JP2004203000A

JP2004203000A - インキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法

Info

Publication number: JP2004203000A
Application number: JP2002378144A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tamai; 淳玉井
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】従来、印字中における印字ヘッド内への気泡の巻き込み防止のために、インキに溶解している気体及び、インキ充填時にインキ中に巻き込んだ気体を、製造において、真空下に置くと、真空により気体は体積膨張し、インキフォロワー流体の層を通過して外に出ようとした時、一時的にインキフォロワー流体の層に孔をあけることになるためインキが洩れたり、インキが沸騰しインキフォロワー流体の層を破壊してインキが吹き出してしまうという問題点があった。
【解決手段】インキ及びインキフォロワー流体とに遠心力的作用を付与する工程を行うことにより、気体は、インキフォロワー流体の層により圧縮され、やがて、その圧力によりインキフォロワー流体の層中を分散して通過し、外に排出され、インキフォロワー流体の層はインキの界面上に配置する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、収容されるインキの界面及びインキタンク内周壁に接触してインキフォロワー流体を層状に配置したインキジェットプリンタ用インキタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インキジェットプリンタのインキタンクカートリッジなどのインキタンク内に、直接的に自由状態でインキを収容したものには、インキ界面にインキフォロワー流体を層状に配置して、インキと大気が直接接触することを防ぎ、空気がインキに溶解することを防止したものが知られている。（特許文献１及び特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００２−３０７７０３号公報（第５頁左欄第２７行〜第６頁左欄第１１行、図１）
【特許文献２】
特開平２００１−３０１１９１号公報（第２頁右欄第３５行〜第３頁左欄第３６行、図１〜図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術公報に開示されているようなインキジェットプリンタ用インキタンクは、印字中における印字ヘッド内への気泡の巻き込み防止のために、インキに溶解している気体及び、インキ充填時にインキ中に巻き込んだ気体を、製造において、真空下に置くことによって除去している。
しかしながら、真空下に置かれることにより気体は体積膨張し、吸引脱気されるが、インキフォロワー流体の層を通過して脱気される際に一時的にインキフォロワー流体の層に孔をあけることになるためインキが洩れたり、インキが沸騰しインキフォロワー流体の層を破壊してインキが吹き出してしまう可能性があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、インキとインキフォロワー流体とを収容するインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法において、前記インキ及びインキフォロワー流体とに遠心力的作用を付与する工程を有するインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法を要旨とする。
【０００６】
【作用】
遠心的作用により、インキの界面とインキフォロワー流体とを接触させる。遠心的作用（例えば遠心力）はインキ、インキフォロワー流体、そして両者間やそれぞれの内部に存在する気体のそれぞれの比重差による分離性を強く発揮させる力となると共に、その力が全体的に均一に付与されることになる。よって、該気体は、インキフォロワー流体の層中を分散して通過し外に排出され、インキ漏れを極力抑制しながら脱気でき、また、インキの沸騰のような事態も回避できるものと推察される。
【０００７】
【実施例】
以下図面に基づき一例について説明する。
図１に要部断面斜視図として示したものは、モバイルパソコンのような小型パソコンと共に、外出先などでも使用される小型のプリンタ（図示せず）に交換可能に取り付けられるインキカートリッジを想定しており、プリンタ本体に対する接続用の取り付け孔１と、着脱を容易にするための着脱つまみ２を設けている。
【０００８】
タンク３は、気体透過性が低く光透過性の高いポリプロピレン樹脂の押出成形品で、円筒形となっていて、インキ４の残量が目視可能になっている。タンク３はそれぞれ、ブラック用タンク３ａ、シアン用タンク３ｂ、マゼンタ用タンク３ｃ、イエロー用タンク３ｄの４つの別々のタンクに分かれている。また、ポリプロピレン樹脂の射出成形品であるタンクホルダー５には、タンク圧入部５ａを設けていて、タンク３をタンク圧入部５ａに圧入すると、インキ供給針５ｂが、タンク先端に設けられた、アルミニウムシール６を突き破り、タンク３内に連結されるようになしてある。よって、いずれかの色のインキを収容したタンク３のインキ４が全て消費されたときに、全てのタンク３を交換する必要はなく、その消費したタンク３のみを交換すれば再び使用可能になるような効率の良い構成になっている。
インキ供給針５ｂによって、インキを供給させる手段の他の例としては、図示はしないが、シリコンゴムやブチルゴム、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材料からなるスリット状のインキ通路を設けた弁体をタンク３先端部に設けるなどがあげられる。この場合、プリンタヘッドからの吸引力等の要求に対して弁体を変形開放させて、インキの供給を行う。
【０００９】
タンク３内の、インキ供給針５ｂが連結される部分には、インキ４中の凝集物や反応物等の粗大粒子やインキフォロワー流体７、また万一インキ４中に残存してしまった気泡などがプリンタヘッドやタンクホルダー５のプリンタヘッド連絡通路５ｄに入り込むことを制御するフィルター８を配置している。本例におけるフィルター８は、空間率４５％のポリエステル繊維の繊維集束体である。この他、空間率２０％〜７０％のアクリル繊維やナイロン繊維や、連通多孔質性のポリウレタンやポリエチレン樹脂、綾畳織、平織、綾むしろ織、平畳織、綾織、縦撚線平織、共撚線織、杉綾織等の、厚み０．０６ｍｍ〜２．００ｍｍ、１２００ＭＥＳＨ〜３５００ＭＥＳＨの金網とすることもできる。
【００１０】
タンク３の内部に収容されているインキ４は、比重１．０６で着色剤として染料を使用し、水を主媒体とした水性染料インキを想定しているが、顔料インキ、有機溶剤を主媒体とした油性インキとすることもできる。インキフォロワー流体は実質的にインキと相溶しないものであることが望ましいので、油性インキを使用する場合には、水を媒体とした水性系のインキフォロワー流体を使用することができる。但し、水性系のインキフォロワー流体は気体透過性が高くなったり、乾燥しやすかったりするので、更にその上に有機溶剤を媒体とした油性系のインキフォロワー流体の層を形成してもよい。
【００１１】
インキフォロワー流体７は、平均分子量６３０のポリブテンを基材とし、粘弾性を付与し透明性を有する、比重０．８７、粘度８７０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）でタンク３の内壁面との接触角が５３゜（２５℃）である。これは、インキフォロワー流体７が移動するに際して、インキフォロワー流体７と内壁面との間に層の切れ目が形成されない程度のものとし、インキ４の吐出に応じて移動可能であるように設定されている。インキフォロワー流体７は、タンク３の形状や内径、材質、製品仕様等によって適宜設定されるが、基材としては、一種又は二種以上の平均分子量３００〜３７００で低分子量の、水分透過性が低いポリブテンやαオレフィンなどの炭化水素系合成油が好適に使用できる。
【００１２】
また、本例のものでは、運搬時における振動や落下等により、内壁面からインキフォロワー流体７が剥がれて流出し、インキ４が逆流してしまうことを抑制するために、タンク３の横断面形状と略相似形である棒状の、ポリプロピレン樹脂の押出成形品を適切な長さに切断した比重０．８８の浮体９を、インキフォロワー流体７の層に浸漬配置している。但し、インキフォロワー流体７のみで、インキ４の逆流を抑制できる場合には、浮体９を配置しなくても良い。浮体９は、押出成形品を適切な長さで切断したものであるが、寸法的な精度を求める場合には、有底筒型形状の射出成形品にし、全体の肉厚を極力均一となして成形時の「ひけ（樹脂の収縮速度の部分的な違いや非均一性によって外面に凹みが形成される現象）」が極力発生しないようになすと良い。また、有底筒型形状にすることによって、使用される樹脂材料の量を少なくすることができコスト的に有利である。また、各タンク３を外観から目視で容易に識別できるように、浮体９をインキ色の樹脂で成形したり、文字や記号を金型上で作製して成形することも出来るし、成形品に文字や記号を刻印したり、色や文字、記号の印刷、シール等の貼付、ペン体等による塗布、筆記、さらにはこれらの手段の組合せによって適宜なすことができる。
【００１３】
また、タンクホルダー５には、色別のシールがそれぞれに貼られた色表示部５ｃが設けられており、タンク３を圧入する際における圧入位置の誤りを防止するようになしている。本例では、色表示部５ｃを設けたが、色別に、タンク３の外径や外部形状を変化させたりして、圧入位置を誤っても、タンク圧入部５ａに圧入できないようになすこともできる。
【００１４】
本例のインキカートリッジは、プリンタ本体の、インキカートリッジ取り付け部分の中央にプリンタヘッドが位置するものを想定しているため、タンクホルダー５を中心に、両側にタンク３を配置したものである。この場合、同色のインキを収容するタンクにおいて一方のタンクに対して他方のタンクを予備タンク的に使用することができ、印刷中にインキがなくなってしまったとき発生する印刷中のインキ切れを抑制することができる。
このような機能が不要であるならば、図２に示すように、プリンタ本体のインキカートリッジ取り付け部分の端部にプリンタヘッドが位置するものとしたものを例示できる。この場合、タンク３及びタンク３の圧入部分は４カ所となることと、タンク３の長さが長くなることで、タンク３の交換の容易性が向上する。また、一色につき、タンク３は一本で済む。
【００１５】
図３〜図６に本例のインキタンクの製造方法について示す。
まず、図３に示したように、タンク先端部３ｅを下向きにしてタンク３を置き、この状態のタンク３内に、インキ４を充填する。次に、図４に示すように、充填ノズル１０で、タンク３の後端開口部側からインキフォロワー流体７を、インキ４の界面から離れた位置に必要量充填する。インキフォロワー流体７を充填後、浮体９を、インキフォロワー流体７の層に浸漬する。（図５）。この後、アルミニウムシール６側を外側に、タンク３の後端開口部を内側にした状態で遠心処理を施す。（図６）。インキ４とインキフォロワー流体７との間に介在する空気よりもインキフォロワー流体７の比重が重たいため、インキフォロワー流体７は前記空気と位置を交換しインキ４の界面方向に移動して図１のタンク３の状態を得ることができる。また、本例では、以下の遠心処理条件で遠心処理し、タンク３内に残留する微小な気泡を除去した。まず、遠心力を６２９Ｇにしてから、減圧環境を１０ｍｍＨｇとし、インキ４とインキフォロワー流体７との間の空気を除去する。２分後、遠心力を７０Ｇに下げ、タンク３内に、遠心力を付与してインキ４の沸騰による吹き出しを抑制しつつ、減圧の影響が強くなるようにする。インキ４中及び、フィルター８中の微小な気泡は、膨張や気泡同士の結合を行う。この膨張、結合した気泡は、遠心力によってインキ４の界面へ浮遊し、インキ４とインキフォロワー流体７との間に集まる。５分後、遠心力を再度６２９Ｇに戻し、インキ４とインキフォロワー流体７との間に集まった気泡を除去する。８分後、遠心環境を大気圧に戻したあと、遠心力を０Ｇにして遠心処理を終える。本例の遠心処理条件は、一例であって、タンク３中に残留する気泡が比較的大きい場合には、大気圧環境下で遠心処理を行っても良い。また、気泡の膨張や気泡同士の結合は、高温環境下でも可能であるので、成形品等の許容可能な高温環境下において遠心処理を行っても良い。いずれにせよ、遠心処理条件は、インキ４の粘度や表面張力とタンク３の形状によるインキ４の充填時における気泡の巻き込み量、インキ４の溶存気体量、インキフォロワー流体７の流動性などによって、適宜設定することができる。
【００１６】
図７に他の構造による一例を示す。
本例のものは、尾栓１１の中孔１１ａに、図１の例と同じインキフォロワー流体７を配置した後、タンク３の後端開口部側に尾栓１１を配置し（図８）、遠心処理を施すことによって尾栓１１内のインキフォロワー流体７をインキ界面に移動させたものである。タンク３に直接、インキフォロワー流体７を充填する必要がなく、組立が容易となるものである。
【００１７】
【発明の効果】
以上により、本発明によれは、製造においてインキフォロワー流体の層をインキの界面上に配置することができ、インキ洩れや、インキの吹き出しという問題を極力抑制するものを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】構造の一例を示す要部断面斜視図。
【図２】構造の他の一例を示す断面図。
【図３】製造方法を説明する断面図。
【図４】製造方法を説明する断面図。
【図５】製造方法を説明する断面図。
【図６】製造方法を説明する断面図。
【図７】構造の他の一例を示す断面図。
【図８】製造方法の一例を説明する断面図。
【符号の説明】
１取り付け孔
２着脱つまみ
３タンク
３ａブラック用タンク
３ｂシアン用タンク
３ｃマゼンタ用タンク
３ｄイエロー用タンク
４インキ
５タンクホルダー５
５ａタンク圧入部
５ｂインキ供給針
５ｃ色表示部
６アルミニウムシール
７インキフォロワー流体
８フィルター
９浮体
１０充填ノズル
１１尾栓
１１ａ中孔

Claims

インキとインキフォロワー流体とを収容するインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法において、前記インキ及びインキフォロワー流体とに遠心力的作用を付与する工程を有するインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法。
前記インキ及びインキフォロワー流体とに、大気圧に対して減圧環境下に置く工程を有する請求項１記載のインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法。
前記インキ及びインキフォロワー流体とに、前記遠心力的作用を付与することと前記大気圧に対して減圧環境下に置かれることとが同時に行われる工程を有する請求項２に記載のインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法。
前記インキタンク内に、前記インキ及びインキフォロワー流体とをインキ界面とインキフォロアー流体との間に間隔を存するように充填した後に遠心力的作用を付与する工程を施す請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインキジェットプリンタ用インキタンクの製造方法。
前記遠心的作用が室温より高温の環境下でなされる請求項１乃至請求項４に記載のインキジェットプリンタ用インキタンク及びその製造方法。