JP2003320676A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カートリッジケース内にインクを直接収容する
ものでありながら、空気孔からのインクの漏れ出しを防
止し、その使い勝手や流通における取り扱い性を向上さ
せる。 【解決手段】インクカートリッジ２７は、インクＡを収
容するインク収容室３７と、該インク収容室３７からイ
ンクＡを取り出すためのインク取り出し口３２と、イン
クＡの取り出しに伴ってインク収容室３７に空気を取り
込むための空気孔３８と、インク収容室３７に収容され
たインクＡの界面を覆蓋する液栓３９であり、インクＡ
の取り出しに伴う界面変位に追従する高粘度液体で形成
されるものとを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタ等に装着されるインクカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクタンクに収容されるインクを、印
字ヘッドの吐出ノズルから吐出することにより、印字媒
体上に文字や画像を形成するインクジェットプリンタが
普及している。この種のインクジェットプリンタでは、
インク補給を容易にするために、カートリッジ方式のイ
ンクタンク（以下、インクカートリッジという。）が広
く採用されている。

【０００３】上記インクカートリッジの内部構造として
は、フォーム、フェルト等の多孔質体にインクを含浸さ
せるものや、インク袋にインクを収容するものが知られ
ている。しかしながら、多孔質体にインクを含浸させる
ものでは、多孔質体がカートリッジケース内に占める割
合が大きいため、インクカートリッジの大型化を招く許
りでなく、インクに含まれる乾燥防止用の界面活性剤が
多孔質体に吸収され、インクの流動性が低下する惧れが
ある。また、インク袋にインクを収容するものでは、袋
の形状に制約があるため、インク容量を多くすることが
できず、しかも、インクの残量検出が困難になる不都合
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、カートリッジ
ケース内に直接インクを収容することが考えられるが、
カートリッジケースの上部には、負圧防止用の空気孔が
形成されているため、インクカートリッジを逆さまにす
ると、空気孔からインクが漏れ出す惧れがある許りでな
く、蒸発によるインクの損失や濃度変化が生じる不都合
がある。

【０００５】本発明の目的は、カートリッジケース内に
インクを直接収容するものでありながら、空気孔からの
インクの漏れ出しを防止し、その使い勝手や流通におけ
る取り扱い性を向上させることができ、しかも、蒸発に
よるインクの損失や濃度変化も防止することができるイ
ンクカートリッジを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクカートリッジは、インクを収容するイン
ク収容室と、前記インク収容室から前記インクを取り出
すためのインク取り出し口と、前記インクの取り出しに
伴って前記インク収容室に空気を取り込むための空気孔
と、前記インク収容室に収容された前記インクの界面を
覆蓋する液栓であって、前記インクの取り出しに伴う界
面変位に追従する高粘度液体で形成されるものとを備え
て構成される。

【０００７】また、前記インク収容室は、仕切り壁によ
って上下方向を向く複数の分室に仕切られることが好ま
しい。この場合においては、液栓の強度が高められるた
め、インクカートリッジの落下等による衝撃で液栓が壊
れる可能性を低下させることができる。

【０００８】また、前記分室は、平面視正六角形に形成
されることが好ましい。この場合においては、インク収
容室を蜂の巣状に形成することができるため、仕切り壁
を可及的に薄くしてインク容量を増加させることができ
る。

【０００９】また、廃インクを取り込むための廃インク
取り込み口と、前記廃インク取り込み口から取り込まれ
た前記廃インクを、前記インク収容室における前記液栓
の上方空間に導く廃インク流路とを更に備えることが好
ましい。この場合においては、インクの取り出しに伴っ
て増加する空間を利用して廃インクの回収を行うことが
できるため、廃インク回収機能を備えるインクカートリ
ッジを、廃インク回収機能を持たないインクカートリッ
ジと略同等の大きさにすることができる。

【００１０】また、前記空気孔からの廃インクの漏れ出
しを防ぐ多孔質体を更に備えることが好ましい。この場
合においては、液栓の上方空間を廃インクの回収に利用
するものでありながら、空気孔からの廃インクの漏れを
防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に沿って説明する。図１は、プリンタの内部構造を示す
概略側面図である。これらの図に示されるように、プリ
ンタ１０の前面には、用紙Ｐを挿入するための挿入口１
１が形成される一方、プリンタ１０の上面には、印字後
の用紙Ｐを排出するための排出口１２が形成される。プ
リンタ１０の内部には、挿入口１１から排出口１２に至
る紙経路１３が形成されており、該紙経路１３上に、紙
送りローラ対１４および印字ヘッド１５が配置される。
紙送りローラ対１４は、紙経路１３を挟んで対向する紙
送りローラ１６および紙押えローラ１７を備えて構成さ
れ、紙送りローラ１６の駆動回転に応じて用紙Ｐを挟持
搬送する。印字ヘッド１５は、紙経路１３の幅方向に往
復移動するキャリッジ１８上に搭載され、プラテン１９
によって位置が規定された用紙Ｐに対してドットマトリ
クス印字を行う。印字ヘッド１５の印字方式は、吐出ノ
ズル（図示せず）からインクＡを吐出することによって
用紙Ｐに文字や画像を形成するインクジェット方式であ
り、印字に用いるインクＡは、後述するインク供給部２
０から供給される。

【００１２】キャリッジ１８は、前後一対のガイド軸２
１、２２によって左右移動自在に支持され、キャリッジ
移動機構２３の駆動に応じて強制的に移動される。キャ
リッジ移動機構２３は、例えば、前側ガイド軸２１の下
方に並設されるカム軸２４と、該カム軸２４を回転駆動
させるキャリッジモータ（図示せず）とを備えて構成さ
れる。カム軸２４の外周面には、螺旋状のカム溝が形成
され、ここにキャリッジ１８から延出するカムフォロワ
２５が係合される。キャリッジモータの駆動に応じてカ
ム軸２４が回転すると、カム溝の螺旋送り作用によって
カムフォロワ２５及びキャリッジ１８が軸方向に送られ
る。

【００１３】図２は、インク供給経路及び廃インク回収
経路を示す概略説明図である。この図に示されるよう
に、インク供給部２０は、プリンタ１０の後部に配置さ
れるカートリッジホルダ２６と、該カートリッジホルダ
２６に対して、上方から着脱自在に装着されるインクカ
ートリッジ２７及び廃インクカートリッジ２８を備えて
構成される。カートリッジホルダ２６は、上方が開口し
た箱状の容器であり、その底部には、インク供給チュー
ブ１５ａを介して印字ヘッド１５に通じるインク取り出
し用接続口２９と、廃インク回収チューブ３０ａを介し
てノズルクリーニング機構３０に通じる廃インク取り込
み用接続口３１とが形成される。インクカートリッジ２
７の底面部には、インク取り出し用接続口２９に接続可
能なインク取り出し口３２が形成される。インクカート
リッジ２７をカートリッジホルダ２６に装着すると、イ
ンクカートリッジ２７内に収容されるインクＡが、イン
ク取り出し口３２、インク取り出し用接続口２９及びイ
ンク供給チューブ１５ａを経由して印字ヘッド１５に導
かれる。また、廃インクカートリッジ２８の底部には、
廃インク取り込み用接続口３１に接続可能な廃インク取
り込み口３３が形成される。廃インクカートリッジ２８
をカートリッジホルダ２６に装着すると、ノズルクリー
ニング機構３０によって吸引された廃インクＢが、廃イ
ンク回収チューブ３０ａ、廃インク取り込み用接続口３
１及び廃インク取り込み口３３を経由して廃インクカー
トリッジ２８内に導かれ、ここに収容される。因みに、
ノズルクリーニング機構３０は、印字ヘッド１５が所定
の位置に移動したとき、印字ヘッド１５の吐出ノズル部
分を覆蓋するキャップ３４と、該キャップ３４を介して
吐出ノズルからインクを吸引するポンプ３５とを備えて
構成されており、ここで吸引されたインクが廃インクＢ
として廃インクカートリッジ２８内に導かれる。

【００１４】図３は、インクカートリッジの内部平面
図、図４は、インクカートリッジのＸ−Ｘ断面図であ
る。これらの図に示されるように、インクカートリッジ
２７は、その底面部に前記インク取り出し口３２が形成
されたカートリッジケース３６を備える。カートリッジ
ケース３６の内部には、インクＡを直接収容するインク
収容室３７が形成され、さらに、インク収容室３７の上
方には、インクＡの取り出しに伴ってインク収容室３７
に空気を取り込むための空気孔３８が形成される。イン
ク収容室３７に収容されたインクＡの界面には、該界面
を気密的に覆蓋しつつ、インクＡの取り出しに伴うイン
クＡの界面変位に追従する液栓３９が形成される。これ
により、カートリッジケース３６内にインクＡを直接収
容するものでありながら、空気孔３８からインクＡの漏
れ出すことを防止できる許りでなく、空気孔３８からの
インクＡの蒸発も防止することが可能になる。液栓３９
を形成する材料は、水性インクであるインクＡと分離状
態を保ちながら、インクＡの界面変位に良好に追従し得
る高粘度液体であり、例えば、エチレン−α−オレフィ
ンコオリゴマーにゲル化剤を添加したゲル状組成物が用
いられる。この種のゲル状組成物は、水性ボールペンに
おけるインクチューブの液栓用として様々なものが提案
されているので、これらを流用してもよい。

【００１５】本実施形態のインク収容室３７は、仕切り
壁４０によって上下方向を向く多数の分室３７ａに仕切
られると共に、各分室３７ａの上部同士及び下部同士が
互に連通される。つまり、インク収容室３７（分室３７
ａ）への空気の取り込みや、インク収容室３７（分室３
７ａ）からインク取り出し口３２へのインクＡの流れを
阻害することなく、インク収容室３７を多数の分室３７
ａに細分しており、それに伴って液栓３９も細分され
る。細分された液栓３９は、表面張力によって強度が高
められ、インクカートリッジ２７の落下等による衝撃で
壊れる可能性が低下する。また、各分室３７ａは、平面
視正六角形に形成され、蜂の巣状に整然と配置される。
これにより、仕切り壁４０を可及的に薄くし、インクカ
ートリッジ２７のインク容量を増加させることが可能に
なる。尚、本実施形態のインクカートリッジ２７は、イ
ンク取り出し口３２に多孔質体４１を備え、該多孔質体
４１によってインク取り出し口３２からのインク漏れを
防止している。

【００１６】次に、インクカートリッジの第２実施形態
を図５に沿って説明する。但し、第１実施形態と共通す
る部分は、図面に同一の符号を付し、第１実施形態の説
明を援用するものとする。図５は、インクカートリッジ
の第２実施形態を示す断面図である。この図に示される
インクカートリッジ２７Ｂは、廃インク回収機能を備え
ており、その底面部には、インク取り出し口３２に加え
て、廃インク取り込み用接続口３１に接続可能な廃イン
ク取り込み口４２が形成される。インクカートリッジ２
７Ｂをカートリッジホルダ２６に装着すると、インクカ
ートリッジ２７ＢからのインクＡの取り出しと、インク
カートリッジ２７Ｂへの廃インクＢの取り込みとが可能
になる。インクカートリッジ２７Ｂの内部には、インク
収容室３７と区画された廃インク収容室４３が形成さ
れ、その下部が廃インク取り込み口４２に連通される一
方、その上部が廃インク流路４４を介してインク収容室
３７の上部に連通される。つまり、廃インク取り込み口
４２から取り込まれた廃インクＢの量が廃インク収容室
４３の容量を越えると、オーバーフローした廃インクＢ
が廃インク流路４４を介してインク収容室３７の上部に
流入する。この廃インクＢは、インクＡの界面上方空間
に流入するものの、インクＡの界面を覆う前記液栓３９
によってインクＡとの分離状態が保たれる。これによ
り、インクＡの供給に伴って増加するインクＡの界面上
方空間を利用して廃インクＢを収容することができ、そ
の結果、廃インク回収機能を備えるインクカートリッジ
２７Ｂを小型化できる許りでなく、その内部に十分な廃
インク容量を確保することが可能になる。また、インク
カートリッジ２７Ｂにおいては、空気孔３８の内側が多
孔質体４５によって覆蓋されており、該多孔質体４５に
よって空気孔３８からの廃インクＢの漏れが防止され
る。

【００１７】図６は、インクカートリッジの第３実施形
態を示す要部断面図である。この図に示されるインクカ
ートリッジ２７Ｃは、廃インク収容室４３に多孔質体４
６を備える。この多孔質体４６は、廃インク取り込み口
４２から取り込まれる廃インクＢを吸収保持することに
より、廃インク取り込み口４２からの廃インクＢの漏れ
を防止している。

【００１８】以上の如く本発明の実施形態によれば、イ
ンクカートリッジ２７は、インクＡを収容するインク収
容室３７と、該インク収容室３７からインクＡを取り出
すためのインク取り出し口３２と、インクＡの取り出し
に伴ってインク収容室３７に空気を取り込むための空気
孔３８と、インク収容室３７に収容されたインクＡの界
面を覆蓋する液栓３９であり、インクＡの取り出しに伴
う界面変位に追従する高粘度液体で形成されるものとを
備えて構成される。つまり、カートリッジケース３６内
にインクＡを直接収容するものでありながら、空気孔３
８からのインクＡの漏れ出しを防止し、その使い勝手や
流通における取り扱い性を向上させることができ、しか
も、蒸発によるインクＡの損失や濃度変化も防止するこ
とができる。

【００１９】また、インク収容室３７は、仕切り壁４０
によって上下方向を向く複数の分室３７ａに仕切られる
ため、液栓３９の強度を高めることができ、その結果、
インクカートリッジ２７の落下等による衝撃で液栓３９
が壊れる可能性を低下させることができる。

【００２０】また、分室３７ａは、平面視正六角形に形
成されるため、インク収容室３７を蜂の巣状に形成する
ことが可能になり、その結果、仕切り壁４０を可及的に
薄くしてインク容量を増加させることができる。

【００２１】また、第２実施形態のインクカートリッジ
２７Ｂは、廃インクＢを取り込むための廃インク取り込
み口４２と、該廃インク取り込み口４２から取り込まれ
た廃インクＢを、インク収容室３７における液栓３９の
上方空間に導く廃インク流路４４とを更に備えるため、
インクＡの取り出しに伴って増加する空間を利用して廃
インクＢの回収を行うことができ、その結果、廃インク
回収機能を備えるインクカートリッジ２７Ｂを、廃イン
ク回収機能を持たないインクカートリッジと略同等の大
きさにすることができる。

【００２２】また、インクカートリッジ２７Ｂは、空気
孔３８からの廃インクＢの漏れ出しを防ぐ多孔質体４５
を更に備えるため、液栓３９の上方空間を廃インクＢの
回収に利用するものでありながら、空気孔３８からの廃
インクＢの漏れを防止することができる。

【００２３】以上、本発明の一実施形態を図面に沿って
説明したが、本発明は前記実施形態において示された事
項に限定されず、特許請求の範囲及び発明の詳細な説明
の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変
更・応用を行うことができる範囲が含まれる。

【００２４】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、カートリッ
ジケース内にインクを直接収容するものでありながら、
空気孔からのインクの漏れ出しを防止し、その使い勝手
や流通における取り扱い性を向上させることができ、し
かも、蒸発によるインクの損失や濃度変化も防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリンタの内部構造を示す概略側面図である。

【図２】インク供給経路及び廃インク回収経路を示す概
略説明図である。

【図３】インクカートリッジの内部平面図である。

【図４】インクカートリッジのＸ−Ｘ断面図である。

【図５】インクカートリッジの第２実施形態を示す断面
図である。

【図６】インクカートリッジの第３実施形態を示す要部
断面図である。

【符号の説明】

Ａ インク Ｂ 廃インク １０ プリンタ １５ 印字ヘッド ２０ インク供給部 ２６ カートリッジホルダ ２７ インクカートリッジ ２８ 廃インクカートリッジ ３０ ノズルクリーニング機構 ３２ インク取り出し口 ３６ カートリッジケース ３７ インク収容室 ３７ａ 分室 ３８ 空気孔 ３９ 液栓 ４０ 仕切り壁 ４２ 廃インク取り込み口 ４３ 廃インク収容室 ４４ 廃インク流路 ４５ 多孔質体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容するインク収容室と、 前記インク収容室から前記インクを取り出すためのイン
   ク取り出し口と、 前記インクの取り出しに伴って前記インク収容室に空気
   を取り込むための空気孔と、 前記インク収容室に収容された前記インクの界面を覆蓋
   する液栓であって、前記インクの取り出しに伴う界面変
   位に追従する高粘度液体で形成されるものと、を備える
   ことを特徴とするインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記インク収容室は、仕切り壁によって
   上下方向を向く複数の分室に仕切られることを特徴とす
   る請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記分室は、平面視正六角形に形成され
   ることを特徴とする請求項２に記載のインクカートリッ
   ジ。
4. 【請求項４】 廃インクを取り込むための廃インク取り
   込み口と、前記廃インク取り込み口から取り込まれた前
   記廃インクを、前記インク収容室における前記液栓の上
   方空間に導く廃インク流路とを更に備えることを特徴と
   する請求項１〜３の何れかに記載のインクカートリッ
   ジ。
5. 【請求項５】 前記空気孔からの廃インクの漏れ出しを
   防ぐ多孔質体を更に備えることを特徴とする請求項４に
   記載のインクカートリッジ。