JP2006082313A - 液体カートリッジの電子部品取り出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品を備えた液体カートリッジから再使用可能な状態で歩留まり良く電子部品を取り出す。
【解決手段】 本発明に係る液体カートリッジの電子部品取り出し方法は、インクを収容するカートリッジ本体１２と、収容されたインクに関する情報を記憶するとともにインクジェット式記録装置との間で情報の授受が可能なＩＣチップ２０とを備えたインクカートリッジ１０から、ＩＣチップ２０を取り出す方法であって、ＩＣチップ２０は、基板２５に端子２１が設けられた表面を露呈させた状態でインクカートリッジ１０の取り付け凹部３０内に嵌め込まれて固定されており、取り付け凹部３０の外縁を構成する壁部３２に対して取り付け凹部３０の外側から基板２５の平面方向に刃部材４０を圧入して、壁部３２の少なくとも一部を切断するとともに、ＩＣチップ２０の裏面側に刃部材４０を差し入れて、取り付け凹部３０からＩＣチップ２０を外す。
【選択図】 図９

Description

本発明は、電子部品を備えた液体カートリッジから電子部品を取り出す方法に関する。

インクジェット式記録装置に搭載されて用いられる液体（インク）カートリッジは、印刷が行われることによりインクが消費された後、消耗品として廃棄されてしまう場合が多い。そのため、使用済みのインクカートリッジをメーカがユーザから回収して再利用を図り、環境の保全を行うことが提案されている。再利用するための手段としては、回収したインクカートリッジに対してインクの再充填（リフィル）を行いインクカートリッジとして再生させることや、回収したインクカートリッジを分解して素材別に再資源化処理することが知られている。

使用済みのインクカートリッジは、製造時期や耐久年数、再生可能な回数等の固定条件の他に、ユーザの使用履歴によってその品質に大きなばらつきがある。そこで、インクの再充填により使用済みのインクカートリッジの再利用を図ろうとする場合には、インクに関するデータを格納した記憶手段と、この記憶手段と外部装置との間でデータの授受を可能とするデータ授受手段を備え、かつ、その記憶手段が、インクカートリッジの使用履歴に関するデータを書き換え可能に格納する領域を備えているインクカートリッジを使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなインクカートリッジによれば、ユーザの手に渡ってからのインクカートリッジの使用状況が記憶手段に格納されるため、再生時には記憶手段のデータに基づいて、当該インクカートリッジに適した再生処理を施すことができる。

特開２０００−９４７１５号公報

しかしながら、回収したインクカートリッジに対してインクの再充填を行う場合には、インクの残量に応じて正確な量のインクを充填することが困難であり、再生したインクカートリッジの品質を安定させることが難しい。また、使用状況を記憶手段等の電子部品に記憶させても、多種多様な使用環境を把握して、さらに輸送時の破損の可能性までも考慮して、個々のインクカートリッジに合わせて再生処理を行うには、手作業による処理工程が必要となり、非効率であり多大なコストがかかってしまう。このように、インクの再充填による再生処理は、インクカートリッジの再利用手段として現実的に採用しにくい状況にあった。

そのため、電子部品を備えた使用済みのインクカートリッジを適切に再利用するためには、インクカートリッジから電子部品を取り出して、それを新しいインクカートリッジ用の電子部品として再び使用することが考えられる。しかし、ピンセットやドライバー等の工具を用いて手作業で電子部品を外す場合には、電子部品の端部から裏面側に工具をこじ入れる等して電子部品に過度の曲げ応力等の負荷を発生させやすく、曲げによる端子の接点不良を発生させてデータの授受が正確に行えなくなることがある。そのため、取り出した電子部品を再び使用するには歩留が低くなってしまい、さらに、再使用した電子部品の信頼性を保証しにくい。

本発明は、電子部品を備えた液体カートリッジから再使用可能な状態で歩留まり良く電子部品を取り出すことのできる液体カートリッジの電子部品取り出し方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決することのできる本発明に係る液体カートリッジの電子部品取り出し方法は、液体を収容する液体収容部と当該液体収容部の液体を排出する液体供給部とが設けられた容器と、収容された前記液体に関する情報を記憶するとともに外部装置との間で情報の授受が可能な電子部品とを備えた液体カートリッジから、前記電子部品を取り出す方法であって、前記電子部品は、基板に端子が設けられた表面を露呈させた状態で前記容器の取り付け凹部内に嵌め込まれて固定されており、前記取り付け凹部の外縁を構成する壁部に対して前記取り付け凹部の外側から前記基板の平面方向に刃部材を圧入して、前記壁部の少なくとも一部を切断するとともに、前記電子部品の裏面側に前記刃部材を差し入れて、前記取り付け凹部から前記電子部品を外すことを特徴としている。

このような構成の液体カートリッジの電子部品取り出し方法は、容器の取り付け凹部内に嵌め込まれた電子部品に対して、取り付け凹部の壁部を基板の平面方向から切断することで電子部品の裏面側に刃部材を差し入れるため、電子部品に対する曲げ等の負荷を極力小さくして取り出すことができる。

また、本発明に係る液体カートリッジの電子部品取り出し方法において、前記基板に形成された位置決め用凹部の内側に、前記取り付け凹部に形成された位置決め用凸部が配置され、前記電子部品は前記位置決め用凸部が前記位置決め用凹部に対して加締められて固定されており、前記電子部品の裏面側に前記刃部材を差し入れたときに、前記刃部材によって前記位置決め用凸部を切断することが好ましい。

このような構成の液体カートリッジの電子部品取り出し方法では、電子部品の裏面側に差し入れた刃部材によって電子部品を固定している位置決め用凸部を切断することで、電子部品を容易に取り付け凹部から取り出すことができる。

また、本発明に係る液体カートリッジの電子部品取り出し方法において、前記位置決め用凹部は、前記基板に形成された貫通孔及び切り欠き部であり、前記位置決め用凸部は、前記貫通孔及び前記切り欠き部の内側にそれぞれ配置されており、前記刃部材は、刃部とテーパ部とを備え、前記電子部品の裏面側に前記刃部材を差し入れたときに、前記刃部によって前記切り欠き部内に配置された前記位置決め用凸部を切断し、かつ、前記テーパ部によって前記基板を前記位置決め用凹部から離反させるように変位させるとともに前記貫通孔内に配置された前記位置決め用凸部を前記貫通孔から脱出させることが好ましい。

このような構成の液体カートリッジの電子部品取り出し方法では、切り欠き部の内側に配置された位置決め用凸部を刃部材の刃部によって切断して切り欠き部の固定状態を外し、切断された位置決め用凸部は切り欠き部の外側に脱落する。一方、貫通孔の内側に配置された位置決め用凸部は、刃部材のテーパ部によって基板を持ち上げることで加締め部分を変形させながら貫通孔から抜き出される。これにより、貫通孔と切り欠き部に対してそれぞれ適した方法で位置決め用凸部の固定状態を解除することができ、無理なく電子部品を取り出すことができる。

本発明の液体カートリッジの電子部品取り出し方法によれば、電子部品を備えた液体カートリッジから電子部品を外す際、曲げ等の負荷を極力小さくして、歩留まり良く再使用可能な電子部品を取り出すことができる。これにより、電子部品を効率良く再利用することができ、環境への負荷を極力低減することができる。

本発明に適用される液体カートリッジは、液体噴射装置の液体噴射ヘッドに液体を供給するのに適したものである。ここで言う液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式記録装置の液体噴射ヘッド（記録ヘッド）、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置の色剤噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、さらにはバイオチップを製造するバイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッド、及び精密ピペットしての試料噴射ヘッドなどが該当する。

以下、本発明に係る液体カートリッジの電子部品取り出し方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、液体カートリッジの一例として、インクジェット式記録装置のキャリッジに対して着脱して用いられるインクカートリッジについて説明する。
図１は、本実施形態において用いられるインクカートリッジ１０の斜視図である。図２は、図１のインクカートリッジ１０を斜め下方から見た背面斜視図である。本実施の形態のインクカートリッジ１０は、内側にインクを収容するインク収容部（液体収容部）が形成されている略筐体形状のカートリッジ本体１２と、このカートリッジ本体１２の開口部（図示せず）を覆う蓋体１４を備えている。これらのカートリッジ本体１２と蓋体１４により、インクカートリッジとしての容器を構成している。また、カートリッジ本体１２と蓋体１４との間では、カートリッジ本体１２の開口部を密閉するフィルム（図示せず）がカートリッジ本体１２に貼り付けられている。

カートリッジ本体１２及び蓋体１４は合成樹脂、例えばポリプロピレン（ＰＰ）によりそれぞれ一体成形されている。カートリッジ本体１２の内部は、隔壁又はリブにより、蓋体１４が取り付けられる開口部側が開放した複数の凹部２７０ａ，２９２ａ，２９４ａに複数の凹部２７０ａ，２９２ａ，２９４ａに複数の凹部に区画されている。これらの各凹部の開放面は、フィルムによって気密に塞がれて、インクを収容する複数のインク収容部を形成している。

カートリッジ本体１２の開口部を塞ぐフィルムは、カートリッジ本体１２よりも融点の低い透明又は半透明の樹脂製フィルムであり、凹部を区画している隔壁又はリブに融着されることで、各インク収容部を画成している。このフィルムは、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）により形成されている。
蓋体１４は、フィルムの外側を非密閉状態で被覆するようにカートリッジ本体１２に固定される。
また、カートリッジ本体１２には、インクを収容するインク収容部と、インク収容部からインク供給部１６までのインク流路部と、インク収容部を大気に連通させるインク側通路、大気弁収容部、及び大気側通路からなる大気連通部とが形成されている。大気連通部は、それぞれの通路等を区画する隔壁にフィルム１１を熱溶着などの方法で貼着することにより大気と隔離された領域となっている。

さらに、インクカートリッジ１０は、インク供給部１６と、インク供給制御手段（図示せず）と、係合レバー１８と、電子部品であるＩＣ（Integrated Circuit）チップ２０とを有する。

インク供給部１６は、カートリッジ本体１２の下面に配され、インクカートリッジ１０が装着されるキャリッジに形成されたインク供給針が挿入されて、インク収容部に収容されたインクをキャリッジの記録ヘッドへ供給する。インク供給部１６は、キャリッジに設けられたインク供給針が挿入される挿入口を有するエラストマ等から形成されたシール部材と、シール部材の挿入口を塞ぐ供給弁と、供給弁をシール部材に向けて付勢するコイルスプリング等からなる付勢部材とを有する。なお、シール部材の挿入口には、工場出荷時において、フィルム１３が貼り付けられている。

インク供給制御手段は、インクの消費に伴って発生するインク収容部とインク供給部１６との圧力差により、インク収容部のインクをインク供給部１６へ供給する差圧弁を構成している。また、インク供給制御手段は差圧弁を閉じるように付勢するためのコイルスプリングを備えている。

係合レバー１８は、カートリッジ本体１２における取り付け部１９と反対側の側面の上部に形成され、インクジェット式記録装置のキャリッジと係合する。取り付け部１９の側面は、キャリッジに形成されたリブにより規制されて、ＩＣチップ２０の端子２１とキャリッジ側の弾性接点とが確実に当接するように構成されている。

ＩＣチップ２０は、取り付け部１９に固定されており、この取り付け部１９は、カートリッジ本体１２の側面の下方に加締められて取り付けられている。なお、取り付け部１９はカートリッジ本体１２と一体成形されていても良い。
ＩＣチップ２０は、図３に示すように、平板状の基板２５に対して表面には複数の端子２１が設けられており、裏面には端子２１からアクセス可能な記憶手段２２が設けられている。基板２５は、ガラスとエポキシ樹脂により形成されており、カートリッジ本体１２の取り付け部１９に対して加締められて固定されるための位置決め用凹部である貫通孔２３と切り欠き部２４とが形成されている。

また、図４及び図５に拡大して示すように、ＩＣチップ２０は、取り付け部１９に形成された取り付け凹部３０に表面を露呈させた状態で嵌め込まれて固定される。取り付け凹部３０は、ＩＣチップ２０の基板２５を収容するために基板２５より僅かに大きく形成された底部３１が設けられ、その外縁が壁部３２により形成されている。底部３１には、基板２５に形成された貫通孔２３と切り欠き部２４と対応する位置に位置決め用凸部としてのピン３４及びリブ３６が立設されており、これらが貫通孔２３と切り欠き部２４の内側にそれぞれ配置されることで、ＩＣチップ２０の位置決めが行われる。また、底部３１の中央部分には、基板２５の裏面に突出して設けられた記憶手段２２（図３参照）を収容する空間３３が設けられている。なお、壁部３２、ピン３４及びリブ３６の底部３１からの高さは、ＩＣチップ２０の基板２５の厚さより僅かに高くなっている。

このような取り付け凹部３０に嵌め込まれたＩＣチップ２０は、貫通孔２３及び切り欠き部２４から基板２５の表面側に突出したピン３４及びリブ３６の頂部３５，３７を熱により軟化させて基板２５に向けて押圧することにより熱加締めがなされ、取り付け凹部３０内に固定される。なお、ピン３とリブ３６を位置決めのためだけに用いて熱加締めを行わず、基板２５の裏面と底面３１とを接着剤により固定することもできる。

また、ＩＣチップ２０は、記憶手段２２においてインクカートリッジ１０及びインクに関する情報を記憶し、表面に露出した複数の端子２１によりインクジェット式記録装置本体との間でこれらの情報を受け渡す。記憶手段２２に記憶する情報としては、インクカートリッジ１０の製造年月日、耐久使用年数、等の固定情報の他、インクカートリッジ１０の種類、インクカートリッジ１０が保持するインクの色、インク残量、キャリッジに対して着脱された回数、使用時期、インクエンドの時期、使用状況等がある。また、これらの情報と一義的な関係を有する文字列を所定の領域に随時書き換え可能に記憶することもできる。なお、文字列により各種の情報を記憶させた場合には、記録装置側に解読データを記憶しておけば良く、記憶手段２２の記憶容量を大幅に減少させることができる。

その他、インクカートリッジ１０の内部には、撥インク性と通気性の機能を備えたフィルタ等が設けられている。

このように構成されたインクカートリッジ１０は、インクジェット式記録装置によって印刷が行われ、インクが徐々に消費されていく。インクの残量は、適時ＩＣチップ２０に記憶される。そして、ＩＣチップ２０に記憶されているインク残量がゼロになり、インクジェット式記録装置がその情報を読み取ると、インクジェット式記録装置を駆動するコンピュータにインク切れのメッセージ等が表示され、ユーザに報知される。これにより、ユーザはインク切れとなったインクカートリッジ１０をインクジェット式記録装置のキャリッジから取り外す。

このようにして使用済みとなったインクカートリッジ１０からＩＣチップ２０を取り出す方法について、以下に説明する。
まず、インクカートリッジ１０を台の上に挟持する等して所定の位置に固定する。また、図６に示すような刃部材４０を用意する。ここで示した刃部材４０は、鋼等の強靭な金属により形成されており、先端の刃部４１及び傾斜した面のテーパ部４２を有している。このような刃部材４０を、テーパ部４２を基板２５の表面側に向けた状態で、基板２５の長辺側の壁部３２の外側からＩＣチップ２０に向かうようにセットする。刃部４１は、基板２５の平面と平行で基板２５の裏面側を通る平面上に配置する。そして、刃部材４０を、刃部４１を配置した平面上で基板２５の短辺方向に沿ってスライドさせ、基板２５の長辺側の壁部３２に対して刃部４１を圧入していく。

そして、図７に示すように、刃部４１により壁部３２を徐々に切断していくとともに、刃部材４０をＩＣチップ２０の裏面側に差し込むと、切り欠き部２４を加締めている頂部３７の下方のリブ３６が切断される。このとき、刃部材４０がＩＣチップ２０の裏面側に差し込まれることでテーパ部４２の上にＩＣチップ２０が乗り上げるようになり、テーパ部４２の傾斜によってＩＣチップ２０が若干持ち上がる。また、このときの図７中Ａ−Ａ線の断面図を図８に示す。この図８に示すように、ＩＣチップ２０が持ち上がると、加締められていたピン３４の頂部３５が貫通孔２３から加わる力により持ち上げられて変形する。

さらに刃部材４０の圧入を進め、刃部材４０をＩＣチップ２０の裏面側の奥まで差し込んでいくと、図９に示すように、ＩＣチップ２０はテーパ部４２によりさらに持ち上がる。このときの図９中Ｂ−Ｂ線の断面図を図１０に示す。この図１０に示すように、大きく持ち上げられたＩＣチップ２０によりピン３４の頂部３５は細くなるように変形し、貫通孔２３内に没する。そして、さらに刃部材４０の圧入を進めると、ＩＣチップ２０は刃部材４０に完全に乗り上げて最終的にピン３４は貫通孔２３から抜き出され、ＩＣチップ２０はピン３４から外れる。
また、切断されたリブ３６は、切り欠き部２４から自重等の作用により基板２５の平面方向に移動して自然に脱落する。

このようにして、ＩＣチップ２０は基板２５等に無理な曲げ応力等を発生させること無く、容易に取り付け凹部３０から取り出される。すなわち、ＩＣチップ２０に曲げなどの変形や損傷を与えずに、再使用可能な状態でＩＣチップ２０の取り出しを行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の液体カートリッジの電子部品取り出し方法によれば、液体（インク）カートリッジを構成する部材のうち、電子部品（ＩＣチップ２０）を再使用可能な状態で歩留まり良く取り出すことができ、電子部品の再利用を効果的に行うことが可能となる。

なお、上記実施形態で示した刃部材４０の形態は、図示した形態のみに限らず適宜変更することが可能である。例えば、刃部４１とテーパ部４２とを刃部材４０の進行方向に対して並列させることもできる。また、刃部材４０によりリブ３６とピン３４の両方を切断するようにしても良い。その場合、ピン３４は切断後に貫通孔２３から抜き出せば良い。

また、上記実施形態の刃部材４０によるＩＣチップ２０の取り出しは、専用の取り出し装置を作製して複数のインクカートリッジ１０に対して連続的に行うことが可能である。例えば、インクカートリッジ１０を複数個セットした中から１個づつ所定の位置に送り出し、そこで位置決め及び固定を行ってスライド自在の刃部材４０により取り付け部１９を切断して、順次取り出し作業を行っていくことができる。この場合、例えば１つのインクカートリッジ１０に対して３秒程度の時間で取り出しを行うことができる。

また、ＩＣチップ２０が取り外されたインクカートリッジ１０の容器は、インクに接していた部分の劣化や、残留していたインクの物性・特性変化等の影響が予測されるため、素材毎に適切な再資源化処理を行うと良い。再資源化処理を行うにあたり、まず残留していたインクを吸引した後、容器全体を破壊し、水流によって洗浄した後、容器の大部分を構成する樹脂材（ＰＰ）と、容器に含まれるフィルムやバネ、シール部材、フィルタ等を、各比重の差を利用してそれぞれ素材別に分別する。そして、素材別に再資源化処理を行い、例えば運搬用コンテナ等のプラスチック製品や助燃剤として製品化する。これにより、インクカートリッジ１０の全体を循環資源として活用することができ、環境への負荷を大幅に低減することができる。

本発明に係る液体カートリッジの電子部品取り出し方法に使用されるインクカートリッジの一例を示す斜め上方からの正面斜視図である。 図１に示したインクカートリッジの背面斜視図である。 図１に示したＩＣチップの表裏を示す平面図である。 図１に示した取り付け部を拡大して示す部分斜視図である。 図４に示した取り付け部にＩＣチップが取り付けられた状態を示す部分斜視図である。 図５に示した取り付け部に対して刃部材をセットした状態を示す部分斜視図である。 図６に示した刃部材を取り付け部に対して圧入し始めた状態を示す部分斜視図である。 図７中のＡ−Ａ線の断面を示す断面図である。 図７に示した刃部材をさらに取り付け部に対して圧入した状態を示す部分斜視図である。 図９中のＢ−Ｂ線の断面を示す断面図である。

符号の説明

１０：インクカートリッジ（液体カートリッジ）、１１，１３：フィルム、１２：カートリッジ本体（容器）、１４：蓋体（容器）、１６：インク供給部、１８：係合レバー、１９：取り付け部、２０：ＩＣチップ（電子部品）、２１：端子、２２：記憶手段、２３：貫通孔（位置決め用凹部）、２４：切り欠き部（位置決め用凹部）、２５：基板、３０：取り付け凹部、３１：底部、３２：壁部、３３：空間、３４：ピン（位置決め用凸部），３５：頂部、３６：リブ（位置決め用凸部）、３７：頂部

Claims (3)

1. 液体を収容する液体収容部と当該液体収容部の液体を排出する液体供給部とが設けられた容器と、収容された前記液体に関する情報を記憶するとともに外部装置との間で情報の授受が可能な電子部品とを備えた液体カートリッジから、前記電子部品を取り出す方法であって、
   前記電子部品は、基板に端子が設けられた表面を露呈させた状態で前記容器の取り付け凹部内に嵌め込まれて固定されており、
   前記取り付け凹部の外縁を構成する壁部に対して前記取り付け凹部の外側から前記基板の平面方向に刃部材を圧入して、前記壁部の少なくとも一部を切断するとともに、
   前記電子部品の裏面側に前記刃部材を差し入れて、前記取り付け凹部から前記電子部品を外すことを特徴とする液体カートリッジの電子部品取り出し方法。
2. 請求項１に記載の液体カートリッジの電子部品取り出し方法であって、
   前記基板に形成された位置決め用凹部の内側に、前記取り付け凹部に形成された位置決め用凸部が配置され、前記電子部品は前記位置決め用凸部が前記位置決め用凹部に対して加締められて固定されており、
   前記電子部品の裏面側に前記刃部材を差し入れたときに、前記刃部材によって前記位置決め用凸部を切断することを特徴とする液体カートリッジの電子部品取り出し方法。
3. 請求項２に記載の液体カートリッジの電子部品取り出し方法であって、
   前記位置決め用凹部は、前記基板に形成された貫通孔及び切り欠き部であり、
   前記位置決め用凸部は、前記貫通孔及び前記切り欠き部の内側にそれぞれ配置されており、
   前記刃部材は、刃部とテーパ部とを備え、
   前記電子部品の裏面側に前記刃部材を差し入れたときに、前記刃部によって前記切り欠き部内に配置された前記位置決め用凸部を切断し、かつ、前記テーパ部によって前記基板を前記位置決め用凹部から離反させるように変位させるとともに前記貫通孔内に配置された前記位置決め用凸部を前記貫通孔から脱出させることを特徴とする液体カートリッジの電子部品取り出し方法。

Images