JP2005145074A - インクカートリッジ、インクカートリッジユニットおよびインクジェットプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】インク流路が確実に封止されて、面倒な汚れを生じることなく挿入および取り外しが容易にできる、インクカートリッジを提供する。
【解決手段】エラストマーから作成され、ハウジング２の外側に対向して配置されて、流出口オリフィスを周設するシール表面を形成する接触プレート９からなるシール８は、インクカートリッジ１のハウジングの下方端部のオリフィスに挿入される。接触プレートの頂部に隣接するリング部１１は、流出口オリフィスに連結される流路を周設し、ハウジング内部に誘導し、ハウジングの内部のオリフィスの端部を越えて突出する円形つば部１３を有するために、シール部はオリフィスに留められる。インクカートリッジがアダプタのレセプタクルに挿入されると、インクジェットプリンタヘッドを形成し、シール表面は、アダプタの受け止めオリフィスを周設するフレームに対向して押圧して、インク流路は確実に封止される。
【選択図】図５

Description

発明の背景

本発明は、インクジェットプリンタで使用するインクカートリッジをそれぞれ含むインクカートリッジ、インクカートリッジユニットおよびインクジェットプリントヘッドに関する。

米国特許番号第６，１４９，２６７号は、インク流出口としてチャンバの壁部のオリフィスのみが提供される一般的なインクカートリッジを開示する。インクカートリッジが適切なアダプタに挿入される場合、カートリッジノズルはオリフィス内にわずかに横方向の遊びをもって配置されるが、これには、漏れ出したインクがノズルを通ってアダプタを汚す恐れがあるという欠点がある。反対に、空気がインクカートリッジ挿入の際に封入されて、状況によってはインク流路を遮断する結果になる場合もある。したがってインク流出口の反対側のハウジング側に、チャンバ内に圧力を溜めてインクをオリフィスの流出口を通して押し出すことを可能にするポンプ要素を提供することが必要である。しかしながら、かかるポンプ要素はインクカートリッジを高価なものする。そのうえ、一般的に挿入後は作業の手が届きにくいインクカートリッジに、ポンプを使用するための備えをすることは面倒である。

他の同様な解決策として（米国特許番号第５，７８４，０８８号）、アダプタのノズルをその基部において、インクカートリッジのハウジングに押圧されるシールリングにより周設させているが、この解決策もまた、満足のいくものではない。というのも貯蔵体とシールリングとの間の空間はノズルとこのノズルを保持するインクカートリッジのつば部との間でやはり汚れるものだからである。そのうえ、アダプタがインクカートリッジ用のレセプタクルを有すると、挿入時の固定化や誘導を確実にすることに関連して好ましいことではあるが、シールリングの取り付けはより困難なものになる。

米国特許番号第５，７６７，８８１号によると、ノズルを保持するつば部と協働するシールリングが、ノズルの外部に配置されている点を除いて他と同様である。しかしシールリングをレセプタクルの底部に取り付けることは比較的困難である。これに対しては、インクカートリッジを挿入する際にシールリングにわずかな圧力を加えることで、シールはより確実にその機能を発揮できるようになる。インクカートリッジの挿入および取り外しの際に、シールリングとつば部との間に比較的大きな摩擦が生じるが、これが一連のプロセスを複雑なものにしており、この問題を解決しなければならない。アダプタのインク流路は容易に遮断される場合がある。これは比較的大きい空隙が、孔プレートに近接された改良型の受け取り側オリフィスと、オリフィスとノズルプレートとの間に設置されたスクリーンと、の間に存在するためである。したがってここでもまた、ポンプ要素が必要とされ、これがインクカートリッジを高価なものにし、その操作を複雑にしている。

発明の要旨

本発明の目的は、シンプルに設計されたアダプタと協働することができるため、インク流路が確実に封止されて、面倒な汚れを生じることなく挿入および取り外しが容易にできる、一般的なタイプのインクカートリッジを提供することである。本発明の目的は特許請求の範囲の請求項１の条項に記述された本発明の特徴により達成される。

本発明によるインクカートリッジは水平方向に押し込むというシンプルな態様により、実質的に摩擦を生じることなく簡単に挿入されうるものである。さらなる手段を必要とせずにアダプタへのインク流路は確保され、かつインクの流出を確実に抑えることができる。本発明によるインクカートリッジはさらに、極めて容易に取り外しが可能である。

本発明はまた、流出オリフィスが極めてシンプルな態様で確実に封止されるのでユニットの搬送および保管が安全に支障なくなされうるインクカートリッジユニットを提供する。本発明によるインクカートリッジに加えて、インクジェットプリントヘッドはインクカートリッジが取り付けられるノズルプレートを有しており、これもまた後述される。アダプタは本発明によると、極めてシンプルなデザインでインクカートリッジと協働するため、インク流路は確実に封止され、このインク流路の遮断は起こりえない。

以下、実施形態を示す図面を参照にしながら本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明によるインクカートリッジの破断図を示す。 本発明によるインクジェットプリントヘッドのアダプタを示す。 本発明によるインクジェットユニットを示す。 図３のインクカートリッジの閉部を示す。 本発明によるインクジェットプリントヘッドの一部破断された図を示す。 図５のインクジェットプリントヘッドの全体を示す。

好ましい実施形態の説明

本発明によるインクジェットカートリッジ１（図１、図５、図６）はハウジング２を有し、このハウジングは開放系発泡樹脂体で作成されインクで充満された貯蔵体３を含み、空気オリフィス５を含むカバー４により隣接されるチャンバで周設されている。空気オリフィス５はカバー４の頂部で開口して端部に向かって広がる蛇行した凹部を有する。端部の広がった部分を除いて、凹部はたとえば粘着性のラベルで被覆され、必要であればインクを取り込む拡大領域を形成してもよい。インク流出口６はハウジング２の底部に設けられる。このために、ハウジングはオリフィス７を有し（図５）、このオリフィスの中にシール部８が挿入される。

シール部８は略四角形の接触プレート９を有し、このプレートの頂部はハウジング２の底部に対向して配置され、このプレートの底部は露出されたシール表面１０を形成する。また頂部のリング部１１は接触プレート９と隣接する。回転を防ぐために、接触プレート９は一方がわずかに短くなっており、ハウジング２の下方側から突出するカムと当接する。シール表面１０の中央に位置するのは流出口オリフィス１２で、このオリフィスと連絡する流路はリング部１１で周設され、流出口オリフィスをハウジング２の内部のチャンバに連絡する。リング部１１はその上端部に、放射状に外方に突出する円形のつば部１３を有しており、ハウジング２の内部上にわずかにくぼんだ端部を有するオリフィス７を超えて突出し、シール部８を留めて固結するため、変形させない限り取り外されることはない。同時に、つば部１３はオリフィス７の端部とリング部１１との間のシール部を向上させる。流出口オリフィス１２には誘導構成要素１４がシール部８と連結されており、小型の円形プレートは、たとえば開放系発泡樹脂体または並列ファイバ類などの多孔質材料からなり、チャンバ内部から軸方向に外方に誘導するものである。

ハウジング２はその側壁に２個の球状のキャップ型の浅いロッキングカム１５を互いに対向するように有し、これらのわずかに下方で、底端部から遠く離間されていない位置には長方形の凹部１６を有する。ハウジング２およびカバー４はプラスチック、好ましくはポリプロピレンより作成されている。貯蔵体３はＰＵＲを含んでいてもよい。誘導構成要素１４は、発泡樹脂体の形態であるならば、また同様にファイバの束の形態であるならばポリエステルを含んでもよい。接触プレート９およびリング部１１は弾力性があり、ハウジング２の材料より軟質のたとえば熱可塑性エラストマーなどの材料を含む。

搬送および保存の観点からインクカートリッジ１にはインクカートリッジユニット用の閉部１７（図３、図４）を補う。一体型の閉部１７は矩形の閉部１８と、その対向する端部に平行保持ウイング１９ａ、１９ｂを有する。この両ウイングは略直角に突出しており、一方の保持ウイング１９ａは傾斜した突出タブ２０を有する。保持ウイング１９ａ、１９ｂはそれぞれ、各対向する保持ウイング１９ａ、１９ｂに向かって突出するラグ２１を有する。閉部１７はスナップ様のロック手段により、ラグ２１が凹部１６と係合するため、インクカートリッジ１のハウジング２に固定されている。閉部プレート１８の上部はシール表面に押圧されて、流出口オリフィス１２は確実に封止される。タブ２０の頂部に対し押圧することにより、スナップ様ロックカムは解放され、閉部１７は取り外しが可能となる。閉部１７はたとえばポリプロピレンなどの比較的剛性の弾力性のあるプラスチックからなる。

インクカートリッジ１は、アダプタ２２（図２、図５、図６）と共に、インクジェットプリンタで使用されるインクジェットプリントヘッドを形成する。アダプタ２２はレセプタクル２４を形成するハウジング２３を有する。このレセプタクルは頂部が開口しておりその中にインクカートリッジ１が挿入できる。ハウジング２３の側壁には互いに対向し、ロックカム１５が係合する、円形のスナップ式孔を有するため、挿入されたインクカートリッジ１はアダプタ２２にスナップ式に留められる。上端部には半円形の空洞２６を有し、この空洞はインクカートリッジ１の挿入および取り外しを容易にする。

ハウジング２３は下方側にインク滴の開放を調整するためのノズルプレート（図示せず）を有する。ノズルプレートおよびその調整は公知である。レセプタクル２４の底部のアダプタ２２はオフセットフレームで周設された受け止めオリフィス２７を有し、中にはスクリーン様のフィルタ２８がたとえば金属ワイヤの編みこみの態様で配置されており、これは比較的大きい、ノズルプレートのノズルを詰まらせる恐れのある微粒子をトラップするために機能する。アダプタと架線（図示せず）を連結する空隙２９を介して受け止めオリフィス２７は、アダプタと連結される。

アダプタ２２とインクカートリッジ１との間を効果的にスナップ結合するために、シール表面１０は前面方向に受け止めオリフィス２７のフレームに対して反対方向に押下して、インクカートリッジ１のチャンバから流出口オリフィス１２および受け止めオリフィス２７を介して空隙２９に流れるインク流路が、確実に外部、たとえばレセプタクル２４の周囲の領域から封止されるようになされる。インクは貯蔵体３からノズルプレートに誘導されるが、この誘導がなければ、レセプタクル２４の周囲の領域から浸透する空気によって、インクの流れが遮断されたり、また反対にインクがレセプタクル２４に流れ出たりする恐れがある。アダプタ２２のハウジング２３は同様に、グラスファイバ強化ＰＥＴなどのプラスチックからなる。

インクカートリッジ１は、レセプタクル２４に向かって直線的に移動させることにより極めて簡単に挿入できる。インクカートリッジ１への挿入の際、互いに協働するシール部と対向する表面との間にいかなる、挿入を阻止する恐れがある摩擦をも生じることなく、インク流路は自動的に封止される。面倒なレセプタクルの底部のシール部挿入は必要とされない。

説明されてきたインクカートリッジならびに閉部およびアダプタは多くの点で改良されてもよい。特に、インクカートリッジはカラー印刷に適し、複数の別個のチャンバを有してもよい。たとえば、３個または４個の別々のチャンバのそれぞれが異なる色のインクを含浸させた貯蔵体およびインク流出口を有してもよい。アダプタは複数の受け止めオリフィスならびに適切なノズルプレートおよびその調整に対応して形成される必要がある。あるいはインクカートリッジは、受け止めオリフィスをそれぞれ有する３個または４個の、それぞれ特定の色のインクを内包する単一のチャンバを有するインクカートリッジを受けるのに適切なレセプタクルを設けてもよい。

符号の説明

インクカートリッジ
ハウジング
貯蔵体
カバー
通気オリフィス
インク流出口
オリフィス
シール部
接触プレート
シール表面
リング
流出口オリフィス
つば部
誘導構成要素
ロックカム
押下
閉部
閉部プレート
保持ウイング
タブ
ラグ
アダプタ
ハウジング
レセプタクル
スナップ孔
空洞
受け止めオリフィス
フィルタ
空隙

Claims (15)

1. インクジェットプリンタのインクカートリッジであって、
   少なくとも１つのチャンバを有するハウジングを含み、
   前記チャンバは
   底部にはオリフィスを有するインク流出口と、
   頂部には通気オリフィスと、を含み、
   前記少なくとも１つのチャンバは、インクで含浸した多孔質貯蔵体で満たされ、
   インク流出口は軟質の弾力性のある材料のリング状のシール部を有し、
   前記シール部は前記オリフィスに挿入され、
   前記ハウジングの外側に配置されるシール表面を形成し、
   流出口オリフィスを周設する
   ことを特徴とするインクジェットプリンタのインクカートリッジ。
2. 前記シール部は前記ハウジングの外側に対して配置される接触プレートと、
   前記ハウジングと対向する側に隣接し、流出口オリフィスと連結する流路を周設するリング部と、を含み、
   該外部は前記オリフィスの端部に対向して配置されて、
   該端部において前記接触プレートから離間するリング部は外方に突出する突出部を有し、
   好ましくは円形のつば部の態様で
   ハウジング内部で前記オリフィス端部を越えて突出することで
   シール部がオリフィス内で留ま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. 前記接触プレートは実質的に矩形であ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. 前記シール部はエラストマーからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジ。
5. 多孔質材料の誘導構成要素は前記排出口オリフィスにあることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクカートリッジ。
6. 前記多孔質材料の誘導構成要素は前記シール部に連結されることを特徴とする請求項５に記載のインクカートリッジ。
7. 前記誘導構成要素は、前記チャンバの内部から外方に向く並列ファイバを実質的に含むことを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載のインクカートリッジ。
8. 前記インクカートリッジに、前記流出口オリフィスを閉じ前記シール部表面に対向して配置された態様で、取り外し可能に取り付けられた閉部をさらに含むことを特徴とするインクカートリッジを含む請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジユニット。
9. 前記閉部は弾力性があり、スナップロック式で前記インクカートリッジに固定されることを特徴とする請求項８に記載のインクカートリッジユニット。
10. 前記閉部は留め具の態様で、流出口オリフィスおよび２対の保持ウイングを閉じる閉部プレートを含み、このウイングは略平行に突出し、前記インクカートリッジの前記ハウジングの対向する側に位置することを特徴とする請求項９に記載のインクカートリッジユニット。
11. 前記インクカートリッジが取り付けられ、下方側にノズルオリフィスを設けられたノズルプレートを有し、かつ、
    前記ノズルオリフィスの少なくとも一部のノズルに連結されたインク用の受け止めオリフィスを有し、
    前記インクカートリッジが取り付けられると、流出口オリフィスを周設し、その前記シール表面に対向して配置されるフレームにより周設されるアダプタを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の少なくとも１つのインクカートリッジを含むインクジェットプリントヘッド。
12. 前記アダプタは、前記インクカートリッジが挿入され、前記底部に前記受け止めオリフィスが配置される前記レセプタクルを含むことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッド。
13. 特にスクリーン様のフィルタを、前記受け止めオリフィスと、前記ノズルプレートとの間の前記アダプタ内に有することを特徴とする請求項１１または１２のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
14. 前記フィルタは前記受け止めオリフィス内に配置されたことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットプリントヘッド。
15. 前記インクカートリッジは前記アダプタに留められることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
    
    

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