JP2005131903A - Liquid storage container and inkjet cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体収納容器およびインクジェットカートリッジに関し、詳しくは、例えば記録部としてのペン或いはインクジェット記録ヘッドなど、液体収納容器の外部へインクなどの液体を供給するために負圧を利用する液体収納容器、インクタンクとしての液体収納容器とインクジェット記録ヘッドとを一体化したインクジェットカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a liquid storage container and an ink jet cartridge, and in particular, a liquid storage container that uses negative pressure to supply a liquid such as ink to the outside of the liquid storage container, such as a pen or an ink jet recording head as a recording unit. The present invention relates to an ink jet cartridge in which a liquid storage container as an ink tank and an ink jet recording head are integrated.
液体を収納するための容器として、液体をその外部に与える際に容器内部を負圧に保ちながら液体を供給する方式の容器が知られている。この方式の容器の特徴は、容器自体が与える負圧によって、容器に接続される例えばペン先や記録ヘッドのような液体使用部に対して適切な液体供給が行えるというものである。 As a container for storing a liquid, there is known a container that supplies a liquid while keeping the inside of the container at a negative pressure when the liquid is supplied to the outside. A characteristic of this type of container is that an appropriate liquid can be supplied to a liquid use unit such as a pen tip or a recording head connected to the container by the negative pressure applied by the container itself.
例えば、この負圧特性を適正に必要とするようなインクジェット記録分野では、液体収納容器としてのインクタンク内部に、負圧発生源としてのスポンジを収納したものや、袋状のインク収納部にバネを設け、インクの消費による袋の内方への変形に抗する力を与えることで負圧を形成するものが知られている。 For example, in the ink jet recording field that appropriately requires this negative pressure characteristic, an ink tank as a liquid storage container contains a sponge as a negative pressure generation source, or a spring in a bag-shaped ink storage portion. And forming a negative pressure by applying a force that resists the inward deformation of the bag due to ink consumption.
これらは、いずれも液体収納容器から記録ヘッドに至るインク供給系は、チューブ等を用いた密閉系である。一方で、一般的に密閉系のインク供給系を用いるインクジェット記録分野では、次のように負圧発生機構を具えるものとそうでないものとに分類される。一般に、インク供給システムとして負圧発生源を用いない場合は、「水頭差」(インク使用部に対する高低差により生じる圧力差)によって、インクを供給するものが知られている。この場合は、インク収納部に特別な条件を必要としないため、通常の袋などのインク収納袋を用いることが多い。しかし、インク供給経路を密閉型とするため、インク収納袋から上方に位置するインク使用部(ヘッド部)までチューブ等の供給管を必要とし、結果的に大型の装置となることがある。 In either case, the ink supply system from the liquid container to the recording head is a sealed system using a tube or the like. On the other hand, generally in the ink jet recording field using a sealed ink supply system, it is classified into those having a negative pressure generating mechanism and those not having such a mechanism as follows. In general, when a negative pressure generation source is not used as an ink supply system, an ink supply system is known that supplies ink by a “water head difference” (a pressure difference caused by a difference in height with respect to an ink use portion). In this case, since no special condition is required for the ink storage portion, an ink storage bag such as a normal bag is often used. However, since the ink supply path is hermetically sealed, a supply pipe such as a tube is required from the ink storage bag to the ink use part (head part) located above, which may result in a large apparatus.
これに対し、このインク供給経路をできるだけ小さくしあるいは実質的に無くすために、記録ヘッドに対する負圧発生機構を設け水頭差を必要としない記録ヘッドとインクタンクの構成が提案され、実施されてきた。なお、本明細書では、特にインクジェット記録ヘッドとインクタンクとを一体化したものをインクジェットカートリッジと呼ぶことにする。 On the other hand, in order to make the ink supply path as small as possible or substantially eliminated, a configuration of a recording head and an ink tank that has a negative pressure generating mechanism for the recording head and does not require a water head difference has been proposed and implemented. . In the present specification, an ink jet recording head and an ink tank integrated with each other are referred to as an ink jet cartridge.
負圧発生機構を有したこのようなインクジェットカートリッジは、記録ヘッドとインク収容部とが常時一体の構成と、記録ヘッドとインク収容部とが別体でかつ装置本体に対して双方とも分離でき、使用時に一体として使用する構成とに分けることができる。いずれの構成においても、インク収容部に収納されたインクの使用効率を高めるために、インク収容部におけるインク供給口は、インク収納部の中心より下方に設けられることが多い。この点からも、記録ヘッドに設けられたノズル等の吐出部からのインク漏れを防ぐなどインク供給を適切に行うことに加え、インクジェットカートリッジにおけるインク収納部には、インクを安定して保持するための負圧を必要とする。この負圧は、記録ヘッドに対するインク供給に関する背圧を構成するものであり、記録ヘッドの吐出口部の圧力を大気圧に対して負とするためのものであることから負圧と呼ばれている。 Such an inkjet cartridge having a negative pressure generating mechanism has a configuration in which the recording head and the ink storage unit are always integrated, and the recording head and the ink storage unit are separate and can be separated from both of the apparatus main body, It can be divided into a configuration that is used as a unit at the time of use. In any configuration, in order to increase the use efficiency of the ink stored in the ink storage unit, the ink supply port in the ink storage unit is often provided below the center of the ink storage unit. From this point of view, in addition to appropriately supplying ink such as preventing ink leakage from a discharge portion such as a nozzle provided in the recording head, in addition to stably holding ink in the ink storage portion of the ink jet cartridge. Requires negative pressure. This negative pressure constitutes the back pressure related to the ink supply to the recording head, and is called negative pressure because it is for making the pressure at the discharge port of the recording head negative with respect to the atmospheric pressure. Yes.
負圧を発生させるための最も知られた構成の一つとして、多孔質体の毛管力を利用する構成が挙げられる。この構成によるインクタンクは、インクタンク内部全体にインク貯蔵を目的として収納された、好ましくは圧縮状態で収納されたスポンジ等の多孔質体と、記録中のインク供給を円滑にするためインク収納部に大気を取り入れることを可能とする大気連通口を具えたものである。 One of the most well-known configurations for generating negative pressure is a configuration using the capillary force of a porous body. The ink tank according to this configuration includes a porous body such as a sponge stored for the purpose of storing ink throughout the ink tank, preferably stored in a compressed state, and an ink storage portion for smooth ink supply during recording. It is equipped with an air communication port that allows the atmosphere to be taken in.
しかし、多孔質部材をインク保持部材として使用する場合の課題として、単位体積あたりのインク収容効率が低いことが挙げられる。この課題を解決するため、多孔質部材をインクタンク全体に挿入する構成の代わりに、多孔質部材をインクタンクの一部に収納する構成が挙げられる。この構成は、多孔質体がインクタンク全体に挿入されている構成と比較して単位体積あたりのインク収容効率およびインク保持能力を高めることができる。 However, a problem in using a porous member as an ink holding member is that ink storage efficiency per unit volume is low. In order to solve this problem, there is a configuration in which the porous member is housed in a part of the ink tank instead of the configuration in which the porous member is inserted into the entire ink tank. This configuration can increase the ink storage efficiency and the ink holding capacity per unit volume as compared with the configuration in which the porous body is inserted in the entire ink tank.
しかし、更にインクの収容効率を向上させる観点からは、特開平7−1743号公報などで開示されているように、袋状のインク収納部にバネを設け、インクの消費による袋の内方への変形に抗する力を与えることで負圧を形成するという構成のものを用いることが望ましい。
上記公報で示した構成は、袋状の内側にバネを収容し、バネユニットを袋の内側に結合させる手段として、接着剤を用いていた。しかし、袋の内側にはインク等の化学物質における混合物が直接接するために、接着剤を使用した場合には、インク等の化学物質における混合物との化学反応等によって、インクジェットカートリッジの信頼性を著しく低下させる場合も有り得る。そのため、バネは袋の外側に配置することが望ましい。 In the configuration shown in the above publication, an adhesive is used as a means for housing a spring inside the bag and coupling the spring unit to the inside of the bag. However, since a mixture of chemical substances such as ink is directly in contact with the inside of the bag, when an adhesive is used, the reliability of the ink jet cartridge is remarkably increased by a chemical reaction with the mixture of chemical substances such as ink. In some cases, it may be reduced. Therefore, it is desirable to arrange the spring outside the bag.
しかし、バネを袋の外側に配置し、1つのインクタンクに1つのバネを使用すると、インクジェットカートリッジは使用するバネの容積分だけ大きくなってしまう。そのため、使用するバネは極力少ない方が望ましい。 However, if the spring is disposed outside the bag and one spring is used for one ink tank, the ink jet cartridge becomes larger by the volume of the spring used. Therefore, it is desirable to use as few springs as possible.
更に、1つのインクタンクに1つのバネを使用した場合には、インクを使用していったときに、インクタンク毎に違うインク使用量によって、負圧のバラツキが発生する。これにより、吐出するインク滴の吐出量が変わり、結果的には、印字した印字物の色味が変化してしまう。 Further, when one spring is used for one ink tank, when ink is used, variations in negative pressure occur due to different amounts of ink used for each ink tank. As a result, the ejection amount of the ejected ink droplets changes, and as a result, the color of the printed matter changes.
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、信頼性が高く、コンパクトで安価な液体収納容器および該容器を有したインクジェットカートリッジの安定的な生産を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a reliable, compact and inexpensive liquid storage container and a stable production of an ink jet cartridge having the container. Is to provide.
そのために本発明では、液体を収納するための容器であって、一部に変形可能なシート部材と、前記容器の一部を構成し、液体が入出可能な開口部を有した、前記シート部材を固定するフレームと、前記シート部材に固定される面部材と、前記面部材に設けられるバネ部材と、を具備した液体収納容器において、前記液体収納容器を複数設け、各々の前記液体収納容器の前記バネ部材が、連結されていることを特徴とする液体収納容器。 Therefore, in the present invention, the sheet member is a container for storing a liquid, and includes a sheet member that can be deformed in part, and an opening part that constitutes a part of the container and allows the liquid to enter and exit. In the liquid storage container comprising a frame for fixing the sheet, a surface member fixed to the sheet member, and a spring member provided on the surface member, a plurality of the liquid storage containers are provided, and each of the liquid storage containers The liquid storage container, wherein the spring member is connected.
また、前記面部材は、前記液体収納容器の外側に設けられることを特徴とする。 The surface member is provided outside the liquid container.
また、前記シート部材は、変形可能な凸形状を有することを特徴とする。 Further, the sheet member has a deformable convex shape.
また、2つ以上の前記液体収納容器を1つの筐体に収納することを特徴とする。 Further, two or more liquid storage containers are stored in one housing.
また、前記筐体は、前記液体収納容器を収納する際の位置決めのための内側ガイド部と、前記筐体が液体使用本体と結合する際の位置決めととなる外側ガイド部とを有することを特徴とする。
また、前記バネ部材は、コイルバネであることを特徴とする。
In addition, the housing includes an inner guide portion for positioning when the liquid container is stored, and an outer guide portion that is positioned when the housing is coupled to the liquid use main body. And
The spring member is a coil spring.
また、前記バネ部材は、板バネであることを特徴とする。 The spring member is a leaf spring.
また、前記面部材は、金属からなることを特徴とする。 The surface member is made of metal.
また、前記面部材は、樹脂からなることを特徴とする。 Further, the surface member is made of resin.
また、前記面部材は、セラミックからなることを特徴とする。 The surface member is made of ceramic.
また、前記面部材は、ガラスからなることを特徴とする。 The surface member is made of glass.
また、前記面部材は、単結晶シリコンからなることを特徴とする。 Further, the surface member is made of single crystal silicon.
また、前記面部材は、金属、樹脂、セラミック、ガラス、単結晶シリコンの少なくとも2種類以上の複合材料からなることを特徴とする。 Further, the surface member is made of a composite material of at least two kinds of metal, resin, ceramic, glass, and single crystal silicon.
また、前記面部材は、前記バネ部材を位置決めする固定部を有することを特徴とする。 Further, the surface member has a fixing portion for positioning the spring member.
また、前記液体収納容器が、インクジェットカートリッジであることを特徴とする。 The liquid storage container is an ink jet cartridge.
また、前記液体収納容器が、インクタンクであることを特徴とする。 Further, the liquid container is an ink tank.
以上の構成によれば、バネ部材をインクタンクの外側に配置し、1つのバネ部材で2つのインクタンクを繋ぐことにより、高い信頼性を有し、高品質なインクジェットカートリッジを安定的に提供することができる。 According to the above configuration, the spring member is arranged outside the ink tank, and the two ink tanks are connected by the single spring member, thereby stably providing a high-quality inkjet cartridge having high reliability. be able to.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、インクタンクに負圧を発生させるバネ部材103がインクタンクの外側にあるため、バネ部材103およびそれを接合させる手段における接液性等の信頼性が高くなる。更に2つのインクタンクを1つのバネ部材103で共有させるため、省スペースと安価の実現が可能である。また、2つのインクタンク内は常に同じ負圧であるため、両者における吐出量のバラツキが良化し、印字した印字物の色味は良好となり、信頼性の高いインクジェットカートリッジを提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the
さらに、本発明により提供されるインクタンクは、ヘッドへ高速にインクを供給できる生インクタンクであり、高い容積効率と安定的な負圧特性を有するインクタンクの製造を実現することができる。 Furthermore, the ink tank provided by the present invention is a raw ink tank that can supply ink to the head at high speed, and can produce an ink tank having high volumetric efficiency and stable negative pressure characteristics.
さらに、生インクタンクであるため、インクの自由度も高く、フィルタを通過するインクの圧力の損失も少ないため、高速化、多ノズル化、高画質化に適合するインクタンクを実現することができる。 Furthermore, since it is a raw ink tank, the degree of freedom of ink is high and the loss of pressure of ink passing through the filter is small, so that it is possible to realize an ink tank suitable for high speed, multiple nozzles, and high image quality. .
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施例にかかるインクタンクの模式図を示す。101はインクタンク100、200を構成するフレーム、102はインクの流出によって可動するタンクシート、103はインクタンク100、200に負圧を発生させるためのバネ部材、104はタンクシート102とバネ部材103の間にあって、タンクシート102に圧力を伝達するための圧力板、105はインクをインクジェットヘッドに供給するための供給口である。バネ部材103は、その両端に圧力板104を介してタンクシート102と接続させており、2つのインクタンク100、200に負圧を発生させている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an ink tank according to an embodiment of the present invention. 101 is a frame constituting the
図2には、タンクシート102の変形状態とインクタンク100内の負圧との相関を示した。
FIG. 2 shows the correlation between the deformation state of the
図2(1)にはインクタンク100と他方のインクタンク200の双方に初期負圧が発生している初期状態を示した。この際、タンクシート102は、たるみを有し、バネ部材103のバネ力をインクタンク100、200に伝えられるようにする。また、図2(2)には圧力板104が対面の壁106に接触する直前のインクタンク100と、ほとんどインクの流出が発生していないインクタンク200とを示した。また、図2(3)には、双方のインクタンク100、200において、圧力板104が対面の壁106に接触する直前の状態を示した。また、図2(a)には、図2(1)で示したインクタンク100、200内の負圧を示した。また、図2(b)には、図2(2)で示したインクタンク100、200内の負圧を、図2(c)には、図2(3)で示したインクタンク100、200内の負圧をそれぞれ示した。インクタンク100、200内の負圧は、バネ部材103のバネ力によって決まるため、圧力板104が対面の壁106に接触するまでは、双方とも常に同じ値を示す。領域Pは、インクタンクとしての使用可能負圧領域であり、図2(a)〜(c)に示す通り、図2(1)〜(3)の状態において、インクタンク内の負圧は、常にこの領域P範囲内にある。このように、インクタンク100、200内のインク量によらず、両者の負圧が一定であるため、インクジェットヘッド(不図示)によって吐出されるインク滴の量も、両者の間で相対的に変化しない。
FIG. 2A shows an initial state in which an initial negative pressure is generated in both the
図3は、本実施例のインクタンクを製造するための説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram for manufacturing the ink tank of this embodiment.
図3(a)には、タンクシート102に圧力板104を貼り合わせる工程の状態図を示した。タンクシート102にシート接着用接着剤107を塗布して、その上に圧力板104を圧着させる。ここでは、両者の貼り合わせに接着剤を用いているが、熱や超音波を用いて圧力板104をタンクシート102に溶着させてもよい。ここでタンクシート102の材質としては、気体とインク成分の透過度が低いことが要求される。その好適な材料としては、PP,PE,PVDC,EVOH、ナイロン等であり、また複合材として、アルミニウムやシリカを蒸着したものなどを用いることができ、さらに、これらを積層化して用いても良い。特に、耐薬品性に優れたPPやPEと、気体・水蒸気遮断性能に優れたPVDCを積層して用いることにより、優れたインクタンク性能を発揮することができる。
FIG. 3A shows a state diagram of the process of bonding the
図3(b)は、タンクシート102と圧力板104との結合体をフレーム101に溶着させる工程を示す。フレーム101と圧力板104とを位置合わせした後、タンクシート102をたるませた状態で、熱溶着ホーン108をタンクシート102に押し付けてフレーム101とタンクシート102を熱溶着させる。フレーム101の材質は、
図3(c)には、フレーム101にタンクシート102と圧力板104との結合体を結合させたインクタンク100にバネ部材103を結合させる工程を示す。バネ部材103と結合する圧力板104は固定部109を有し、この固定部109にバネ部材103が引っかかり、インクタンク100にバネ部材103が位置決めされる。
FIG. 3B shows a process of welding the combined body of the
FIG. 3C shows a process of joining the
更に、インクタンク100に位置決めされたバネ部材103が、圧力板104から抜けるのを防止するために、バネ固定用接着剤120を固定部109に塗布する(不図示)。
Further, in order to prevent the
図3(d)には、インクタンク100に固定されたバネ部材103に、インクタンク200を結合させる工程を示した。インクタンク200の圧力板104が有する固定部109に、インクタンク100に固定されたバネ部材103が位置決めされる。
FIG. 3D shows a process of coupling the
インクタンク200に位置決めされたバネ部材103が、圧力板104から抜けるのを防止するために、バネ固定用接着剤110を固定部109に塗布して固定し、インクタンクユニット500を完成させる(不図示)。
In order to prevent the
更に、インクジェット記録ヘッド(不図示)とインクタンクユニット500とを結合することにより、インクジェットカートリッジ(不図示)を構成することができる。
Further, an ink jet cartridge (not shown) can be configured by coupling an ink jet recording head (not shown) and the
また、インクタンクユニット500を、筐体111にはめ込むことにより、取り扱い性等が更に向上する(図4)。筐体111は、インクジェット記録ヘッドと結合する際の位置決めとなる外側ガイド部112と、インクタンクユニット500をはめ込む際の位置決めとなる内側ガイド部113を有する。
Further, the handleability and the like are further improved by fitting the
図5には、本実施例を説明するインクタンクユニット500を示す。図5(1)には、初期負圧が発生している初期状態を示した。また、図2(2)には圧力板104が対面の壁106に接触する直前のインクタンク100と、ほとんどインクの流出が発生していないインクタンク200とを示した。また、図2(3)には、双方のインクタンク100、200の圧力板104が、対面の壁106に接触する直前の状態を示した。このとき、インクタンクに負圧を発生させるバネは、2枚の板の両端を結合させた板状バネ部材114である。板状バネ部材114の場合、インクタンクの体積が最も大きい初期状態では、その厚さが、ほとんど板状バネ部材114程度になるため、更なる省スペース化が可能となる。
FIG. 5 shows an
100 インクタンク
101 フレーム
102 タンクシート
103 バネ部材
104 圧力板
105 供給口
106 壁
107 シート接着用接着剤
108 熱溶着ホーン
109 固定部
110 バネ固定用接着剤
111 筐体
112 外側ガイド部
113 内側ガイド部
114 板状バネ部材
DESCRIPTION OF
Claims (16)
一部に変形可能なシート部材と、
前記容器の一部を構成し、液体が入出可能な開口部を有した、前記シート部材を固定するフレームと、
前記シート部材に固定される面部材と、
前記面部材に設けられるバネ部材と、
を具備した液体収納容器において、
前記液体収納容器を複数設け、各々の前記液体収納容器の前記バネ部材が、連結されていることを特徴とする液体収納容器。 A container for storing liquid,
A partly deformable sheet member;
A frame that forms part of the container and has an opening through which liquid can enter and exit, and that fixes the sheet member;
A surface member fixed to the sheet member;
A spring member provided on the surface member;
In a liquid storage container comprising:
A liquid storage container comprising a plurality of the liquid storage containers, wherein the spring members of the liquid storage containers are connected to each other.
The liquid container according to claim 1, wherein the liquid container is an ink tank.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2013240968A (en) * | 2012-05-23 | 2013-12-05 | Seiko Epson Corp | Liquid container and liquid jet system |
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- 2003-10-30 JP JP2003369895A patent/JP2005131903A/en not_active Withdrawn
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