JP2006513060A - シールリング、及び、シールリングを備えるインクカートリッジ - Google Patents

Abstract

本発明は、インクカートリッジにおいて有用なシールリングに関する。本発明はまた、かかるシールリングを有するインクカートリッジに関する。シールリングは管形の弾性部材を有し、インク供給ニードルを受け付けるための挿入口をその下端に有する。挿入口の上部は上部シーリングフィルムを有する。自然状態において上部シーリングフィルムは閉じており、インクの漏出を防ぐ。本発明のシールリングは構造が簡易であり、インクの漏出防止に効果的である。

Description

本出願は、２００３年１月１４日出願の中国特許出願第０３２０１８７０．３号の優先権を主張するものであり、本明細書の一部を構成するものとして、同特許出願の主題をここに援用する。
本発明は、インクジェット記録装置に用いるシールリングと、かかるシールリングを備えるインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録用の設備、例えばインクジェットプリンタでは、しばしばインクカートリッジ等の交換可能インク供給装置が使用される。このインクジェット記録用の設備にインクを供給する方法は数多くある。一つの方法は、記録装置に、インクの流路を有するインク供給ニードルを設けることである。インク供給装置のインク出口にインク供給ニードルを挿入すると、インク供給装置から記録装置の印刷ヘッドにかけてインクが通過する。このインクがインク流路のみに流れるようにするため、インク供給装置の出口には、シールリングが設けられる。これらニードルとシールリングとの間の隙間からインクが流出するのを防ぐため、通常は、ニードルを取り巻くシールリングにアパーチャ（絞り）が設けられる。この方法の欠点の一つは、使いきっていないインクカートリッジが記録装置から取り外される時に、アパーチャを通じてインクが漏出することである。インクのインジケータは多くの場合、インクが尽きていないにもかかわらず尽きたものと表示する。このように漏出したインクによって周辺部が汚れたり、さらに作業員の衣服が汚れたりする。また、使い切っていないインク供給装置を記録装置に戻した場合には、印刷の質が悪化する原因となる。

このような問題を解決するための公知技術も存在する。その技術を図１４に示す。図１４は、例示のためインクカートリッジの出口部分のみを示す。この図１４に示すように、インク出口のシールリング１８の内側にはバルブ１６が備えてあり、このバルブ１６はバルブロッドとバルブ表面から構成されている。インク出口の上部とバルブ表面との間にはスプリング１７が設けられている。このスプリング１７の力を受けたバルブ表面によって。シールリング１８の上部開口部が強く密封される。新品のインクカートリッジのインク出口は通常、膜２０で密封されている。図１５は、記録装置上に配置されたインクカートリッジを示す。インク供給ニードル１９が膜２０を貫通し、シールリング１８の開口部を通過し、バルブ表面を開放し、インク室内に入ることにより、インク室からインク供給ニードル１９の流路を通じてインクが流れるようになる。シールリング１８の上部開口部がニードルを密着状に取り囲むことにより、インクの漏出を防ぐ。記録装置からインクカートリッジが取り外される時にはインク供給ニードル１９が退却し、スプリング１７の力を受けたバルブ１６がシールリング１８の開口部を再び密封することにより、残ったインクの漏出を防ぐ。

上記の技術は、インクカートリッジが取り外される時のインクの流出を防止する。ただしその構造は複雑で、製造に手間と費用がかかる。また、バルブは硬い材料から作られるため、インクカートリッジの交換時にバルブを繰り返し押すことになるインク供給ニードルにおいては、その損耗や亀裂が早まるおそれがある。

加えて、片持ち構造にて配置されるインク供給ニードルを堅固に固定することはできないため、インク供給ニードルは長時間にわたる使用の後で、変形してしまうおそれがある。

本発明の目的は、バルブとして機能する一方で、前記の欠点を回避するシールリングを提供することである。

本発明のさらなる目的は、インク供給ニードルがシールリングを貫通する際にニードルを安定させることができるシールリングを提供することである。

本発明のさらなる目的は、かかるシールリングを備えるインクカートリッジを提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明のシールリングは管形の弾性部材をなす。弾性部材の下端には、インク供給ニードルを受け付けるための上方に延在する挿入口が設けられる。自然状態において、かかる挿入口は完全には開放しない。代わりに、挿入口の上部はある程度の厚みを有する膜で密封される。かかるシーリングフィルムの中心には、挿入口の内部とシーリングフィルムの上の空間とを結ぶ割れ目が設けられる。圧迫されていない時の割れ目は閉じており、そのことがインクの漏出を防ぐ。インク供給ニードルは割れ目を通過し、その周囲が割れ目によって緊密に密封されることによりインクの漏出を防ぐ。

インク供給ニードルを安定させるため、挿入口には断面が円形の狭窄部分を設けてもよい。狭窄部分の直径はインク供給ニードルの直径よりも小さい。したがって、狭窄部分を通過するインク供給ニードルは狭窄部分によって堅固に保持され、ニードルの屈曲を防ぐ。

狭窄部分は、実際には弾性部材の底部から軸方向に隆起する。

頻繁に使用されない記録装置では、半年以上にわたってインク供給ニードルがシールリングに挿入されたままのことがある。その結果、割れ目が永久的に変形するおそれがある。そうなると、インク供給ニードルを退却させた後に割れ目が閉じなくなり、インクが漏出することになる。そこで、シールリングの上部に相称形の支持体を設け、支持体の一端はシールリングの内壁に配置し、他端は上部シーリングフィルムの周りに配置する。インク供給ニードルが退却する時には、かかる支持体によって割れ目が押されて閉じる。理論上、支持体によって割れ目周辺の壁の厚みが増すため、割れ目の永久的な変形は防がれる。一実施形態では、上部シーリングフィルムの表面が相称形支持体の表面に重なる。このため、支持体の回復力によってインク供給ニードルが割れ目で堅固に保持されるばかりでなく、インク供給ニードルが退却する際には割れ目が閉じる。さもないと、割れ目は永久的な変形を被り、閉じる力を失ってしまう。

本発明のインクカートリッジは、インク室からインクを供給するインク出口を備える。シールリングは、このインク出口の内側に位置する。シールリングは管形の弾性部材である。シールリングの外壁はインク出口の内壁に接合し、インク出口を密封する。シールリングの下端には、インク供給ニードルの挿入口が設けられる。挿入口の上部にはシーリングフィルムを設ける。シーリングフィルムの中央には、挿入口の内部空間とシーリングフィルムの上の空間とを結ぶ割れ目がある。

以下の各実施形態において本発明を例示し、添付の図面についてさらに説明する。

〔実施形態１〕
図１に示すとおり、シールリングは管形の弾性部材である。外壁には、インクカートリッジ出口の内壁に接合し、同内壁を密封する隆起リング構造４及び５が設けられる。シールリングの上部にはシーリングフィルム（密閉膜）１があり、かかるシーリングフィルムは割れ目（クラック）２を有する。

図２は、割れ目２の垂直方向に沿ったシールリングの断面図である。図２に示すとおり、上方に延在する挿入口６が設けられる。挿入口６の内径は、インク供給ニードルの外径とほぼ同じである。挿入口６の上部には上部シーリングフィルム１が位置する。自然状態において、挿入口６の上部は閉じている。割れ目２が開くと、挿入口６は上部シーリングフィルム１上の空間に接する。割れ目２が自然に閉じるようにするため、上部シーリングフィルム１はある程度の厚みを有する。割れ目２が位置する上部シーリングフィルム１より上の空間の最大直径は、挿入口６の直径よりも小さい。インク供給ニードルが割れ目２を通過すると、上部シーリングフィルム１が弾性によって変形して円筒をなし、かかる円筒によってインク供給ニードルの周囲が緊密に密封される。

〔実施形態２〕
図３に示すとおり、この実施形態のシールリングの外観は、外側から見ると実施形態１のシールリングと同じである。本実施形態においては、同様の参照符号は先の実施形態と同じものを指す。

図４は、割れ目２の垂直方向に沿ったシールリングの断面図である。挿入口６は上方に延在する。ただし、本実施形態における挿入口６の底部には狭窄部７が設けられる。挿入口６の内径がインク供給ニードルの外径とほぼ同じであるのに対し、狭窄部７の内径はインク供給ニードルの外径よりも小さい。この狭窄部７によってインク供給ニードルは安定し、より一層密封される。挿入口６の上部には上部シーリングフィルム１が配置される。自然状態において、挿入口６の上部は閉じている。インク供給ニードルが挿入されて割れ目２が開くと、挿入口６は上部シーリングフィルム１上の空間に接する。割れ目２が自然に閉じるようにするため、上部シーリングフィルム１はある程度の厚みを有する。割れ目２が設けられる上部シーリングフィルム１より上の空間の最大直径は、挿入口６の直径よりも小さい。インク供給ニードルが割れ目２を通過すると、上部シーリングフィルム１が弾性によって変形して円筒をなし、かかる円筒によってインク供給ニードルの周囲が緊密に密封される。

〔実施形態３〕
図５に示すとおり、この実施形態のシールリングには、割れ目２と直角に交わる支持体８が設けられている。

図６は、割れ目２の垂直方向に沿ったシールリングの断面図である。上部シーリングフィルム１はほぼ半球の形をなす。割れ目２の長さは挿入口６の直径と同じか、もしくはやや下回る。つまり、インク供給ニードルの直径と同じか、もしくはやや下回る。図６に示すとおり、狭窄部７の直径はインク供給ニードルの直径よりも小さい。

〔実施形態４〕
図７及び図８に示すとおり、本実施形態のシールリングは、実施形態３と実質的には同じであり、互いに交差して割れ目２を支える二つの支持体９及び１０を有する点が、実施形態３とは異なる。図８は、支持体９の中心に沿ったシールリングの断面図である。

〔実施形態５〕
小さなインクカートリッジの場合、インク出口の内径は小さい。したがって、小さなインクカートリッジのためのシールリングには小さな外径が求められる。かかる小型シールリングの上部シーリングフィルム１は、図９、１０、及び１１に示すように設計可能である。上部シーリングフィルム１は比較的厚くてもよく、さらにインク供給ニードルの安定性を高めるため追加の支持体１１を有してもよい。

〔実施形態６〕
図１２および１３は、シールリングを備えたインクカートリッジ１４の一例を示す。簡潔さを期すため、これらの図にはインク出口周辺の構造のみを示す。シールリングの外壁は弾性によりインクカートリッジ１４のインク出口を押圧する。隆起したリング４及び５によってその密封はより強くなる。インクカートリッジ１４がプリンタ上に設置されると、インク供給ニードル１３はシーリングフィルム１２を破って挿入口６に入り、割れ目２を通過して、インク室１５にまで達し、インクの流路が形成される。プリンタからインクカートリッジ１４が取り外され時には、インク供給ニードル１３が上記とは逆の順序で退却する。割れ目２はその弾性回復と支持体からの押し付けによって閉じるため、インク室１５からのインク流出は止まる。

本発明のシールリングは弾性材料からなる。本発明のシールリングは、上部シーリングフィルム１を設ける点が公知のシールリングと異なる。上部シーリングフィルム１のサイズは、記録装置のインク供給ニードル１３と、材料の弾性と、その他の多くの要因とに応じて異なる。本発明のインクカートリッジ１４は、シールリングの採用により、性能が向上するばかりでなく、公知の製品に比べて格段に簡易な構造を有する。インクカートリッジ１４をプリンタ上に置いたりプリンタから取り除いたりする際に生じるインク漏出の問題が解消するだけでなく、インク供給ニードル１３の保護性も向上する。その結果、製造コストは低減する。

以上、様々な実施形態により本発明を詳述したが、本発明から逸脱しない範囲で、幅広い態様における変更や修正が可能であること、そして添付の請求項において定義される本発明が、本発明の精神の範囲内にあるそれらの変更や修正の全てを包含するものであることは、前記の内容から当業者にとっては明らかであろう。

本発明のシールリングの実施形態１の立体図である。 図１の断面図である。 本発明のシールリングの実施形態２の立体図である。 図３の断面図である。 本発明のシールリングの実施形態３の立体図である。 図５の断面図である。 本発明のシールリングの実施形態４の立体図である。 図７の断面図である。 本発明のシールリングの実施形態５の立体図である。 図９の断面図である。 図９の別方向から見た断面図である。 記録装置上に配置された本発明のインクカートリッジの斜視構造図である。 記録装置上に配置される前のインクカートリッジの斜視構造図である。 記録装置上に配置される前の公知のインクカートリッジの斜視構造図である。 記録装置上に配置された公知のインクカートリッジの斜視構造図である。

Claims (10)

1. 下端にインク供給ニードルを受け付けるための挿入口を有する管形の弾性部材を備えるシールリングであって、前記挿入口の上部が割れ目を有する上部シーリングフィルムを有し、前記割れ目が前記挿入口と前記上部シーリングフィルム上の空間とを結ぶシールリング。
2. 直径が前記インク供給ニードルの直径よりも小さい狭窄部を前記挿入口に有する、請求項１に記載のシールリング。
3. 前記狭窄部が前記管形弾性部材の下端から軸方向に隆起したリングによって形成される、請求項２に記載のシールリング。
4. 前記管形弾性部材の上部に相称形の支持体が設けられ、前記支持体の一端が前記管形弾性部材の内壁に位置し、さらに前記支持体の他端が前記上部シーリングフィルムの周囲に位置する、請求項１に記載のシールリング。
5. 前記割れ目が位置する表面が、前記相称形支持体の表面に重なる、請求項４に記載のシールリング。
6. 内部インク室からインクを供給するインク出口を備えるインクカートリッジであって、前記インク出口にシールリングが設けられ、前記シールリングが管形の弾性部材を備え、前記弾性部材の外壁が前記インク出口の内壁に密接して連結し、さらに前記弾性部材の下端がインク供給ニードルを受け付けるための挿入口を有し、前記挿入口の上部が割れ目を有する上部シーリングフィルムを有し、前記割れ目が前記挿入口と前記上部シーリングフィルム上の空間とを結ぶインクカートリッジ。
7. 直径が前記インク供給ニードルの直径よりも小さい狭窄部を前記挿入口に有する、請求項６に記載のインクカートリッジ。
8. 前記狭窄部が前記管形弾性部材の下端から軸方向に隆起したリングによって形成される、請求項７に記載のインクカートリッジ。
9. 前記管形弾性部材の上部が相称形支持体を有し、前記支持体の一端が前記管形弾性部材の内壁に位置し、さらに前記支持体の他端が上部シーリングフィルムの周囲に位置する、請求項６に記載のインクカートリッジ。
10. 前記割れ目が位置する表面が、前記支持体の表面に重なる、請求項９に記載のインクカートリッジ。

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