JP2007038537A - インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びインクカートリッジ用シール材 - Google Patents

Abstract

【課題】インク供給針の挿通時のインクの漏れ出しを確実の防止でき、かつシール力を維持できるインクカートリッジを提供すること。
【解決手段】インクカートリッジのインク供給口のシール材４が、インク供給針Ｂの先端をガイドするテーパ状のガイド部６と、ガイド部６よりも上流側に位置してインク供給針の周面Ｄに弾接するシール部５と、シール部５を封止するとともにインク供給針の貫通が可能な膜部７とを備え、インク供給針の先端Ｃが膜部７を貫通する以前にインク供給針Ｂとガイド部６とが液密構造を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、記録ヘッドに連通するインク供給針に装着されるインクカートリッジ、このインクカートリッジを使用するインクジェット記録装置、及びインクカートリッジのインク供給口とインクジェット記録装置のインク供給針とをシールするのに適したシール材に関する。

インクカートリッジは、特許文献１に見られるように、インクを収容する容器と、インク供給針が挿通可能で、かつ容器の底面に筒状に形成されたインク供給口と、インク供給口に装填されインク供給針の外周に弾接してインクの漏れ出しを防止するシール材と、シール材のインク供給針の挿通側を封止し、かつインク供給口の最外側に接着されたフィルムとにより構成されている。
このようなフィルムは、インクカートリッジのインク供給口の先端に位置するため、インクの流出や空気の侵入を防止する機能に加えて、外力による破損を防止でき、かつインク供給針の挿通を可能とする適宜の強度を必要とし、さらにインクを収容する容器にフィルムを、熱溶着などにより液密性を確保できるように確実に接着できることが必要となる。
そればかりでなく、パッキンとインク供給針との接合部とフィルムとの間にインクが存在する関係上、インク供給針の挿通時にインクが若干漏れ出してインク供給針を汚染するなどの不都合がある。
このような問題を解消するため、特許文献２に見られるようにインク供給針をガイドする略円錐形状で、かつ上部つまり上流側に底部を有する凹部を有するシール材をインク供給口に装填し、インク供給針により底部を貫通させることも提案されている。
しかしながら、インク供給針が貫通した状態では底部が大きく変形してインク供給針との気密性が低下する恐れがある。
特開平05-229133号公報 特開2000-43288号公報

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはインク供給針の挿通時のインクの漏れ出しを確実の防止でき、かつシール力を維持できるインクカートリッジを提供することである。

本発明の他の目的は、同上インクカートリッジに適したインクジェット記録装置を提供することである。

本発明の他の目的は、同上インクカートリッジのインク供給口に適したシール材を提供することである。

このような課題を達成するために請求項１の発明は、インクを収容する容器と、インク供給針が挿通可能なインク供給口と、インク供給口に装填されインク供給針の外周に弾接してインクの漏れ出しを防止するシール材とからなるインクカートリッジにおいて、前記シール材が、インク供給針の先端をガイドするテーパ状のガイド部と、前記ガイド部よりも上流側に位置して前記インク供給針の周面に弾接するシール部と、前記シール部を封止するとともに前記インク供給針の貫通が可能な膜部とを備え、前記インク供給針の先端が前記膜部を貫通する以前に前記インク供給針と前記ガイド部とが液密構造を形成するように構成されている。

請求項３の発明は、前記膜部が、フィルムを溶着、または接着することにより構成されている。

請求項４の発明は、前記膜部が、前記シール材と同一の材料で薄肉部として構成されている。

請求項５の発明は、前記薄肉部の表面にフィルムが溶着、または接着されている。
請求項６の発明は、前記フィルムの、前記インク供給針が挿通される領域に貫通孔が形成されている。

請求項７の発明は、前記シール材のインク供給口側に、前記インク供給針の底部に弾接する第２のシール材が装填されている。

請求項８の発明は、前記第２のシール材の外延領域が前記インク供給口に到達するように延長されて前記インク供給口に接合されている。

請求項９の発明は、前記インク供給口の最外側に封止用フィルムが貼着されている。

請求項１０の発明は、前記封止用フィルムの外側となる面の少なくとも前記インク供給針が当接しない領域に、前記封止用フィルムよりも硬質材料の層が積層されている。

請求項１１の発明は、前記シール部の上部領域に、前記シール材に連続するように前記インク供給口の内面に弾接する襞部が形成されている。

請求項１の発明によれば、インク供給針が膜部を破損する以前にシール材と液密構造を形成するため、インクの漏れ出しを確実に防止することができる。

請求項３、５、６の発明によれば、フィルムのよりシール部が無用に拡開するのを防止して、インク供給針と確実な液密状態を維持することができる。

請求項４の発明によれば、フィルムを貼着する手間が省略でき、製造工程の簡素化を図ることができる。

請求項７の発明によれば、インク供給針の底部とも確実にシール構造を形成できる。

請求項８の発明によれば、請求項７の発明の効果に加えて、インク供給口とシール材との間の気密性、液密性の向上と、シール材の抜け出しの防止を図ることができる。

請求項９の発明によれば、インク供給口とシール材との間の気密性、液密性の向上と、シール材の抜け出しの防止を図ることができる。

請求項１０の発明によれば、請求項９の発明の効果に加えて封止用フィルムの破損を防止することができる。

請求項１１の発明によれば、シール材の上流側でインク供給口との液密構造を確保することができる。

図１は、本発明のインクカートリッジの一実施例、及びこのインクカートリッジに適したインクジェット記録装置の一実施例を記録ヘッド近傍の構造で示すものであって、高分子などにより構成されてインクを収容する容器を構成するインクカートリッジ本体１の１つの壁面２、この実施例では下面にはインク供給口３が形成されている。インク供給口３は、インクジェット記録装置にインクを供給する場合に記録ヘッドＡに連通するインク供給針Ｂが挿通されるもので、インク供給針Ｂと液密構造を形成するためのシール材４が装填されている。
このシール材４は、シリコンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴムなどのゴム材料、またはエラストマ材料などの高分子弾性材料により構成されている。

図２は、上記シール材の一実施例を示すものであって、シール材４は、その外面にはインク供給口３に形成された略円筒状の内周面に、インク供給針Ｂの進退に対しても抜けや移動を生じないように嵌合する外周形状が形成され、また中心部にはインク供給針Ｂと係合する通孔が形成さている。
この通孔は、上部側、つまりインク収容部９の側にインク供給針Ｂの周面に弾性的に係合するシール部５と、またシール部５の下部に連続するようにインク供給針Ｂの先端Ｃをガイドする略円錐形状のガイド部６として機能する。
なお、この実施例ではシール材４の基部に環状のリブ１１を形成し、またインク供給口３には環状の溝３ｂ（図３）を形成して、両者を係合させてシール材４の抜け出しを防止しているが、シール材４の基部とインク供給口３の内面との間に十分な摩擦力を得ることができる場合、または後述するようにインク供給口３の最外側に抜け止用のフィルムなどを貼着する場合には、この環状のリブ１１を省略することができる。

そしてシール部５の上流側、また下流側のいずれか、この実施例では上部側に通孔を封止するよう膜部７が設けられている。

この膜部７は、インク供給針Ｂのテーパ状の先端Ｃが容易に貫通でき、かつシール材４に確実に接合または接着できる材料、例えばポリエチレンフィルムやポリプロピレンにより構成されている。また、膜部７は、インク供給針Ｂの周面がシール材４のガイド部６と液密構造を形成した時点では、インク供給針Ｂの先端Ｃが接触しないか、少なくとも先端Ｃが貫通しない位置となるように設定されている。

すなわち、図２に示したようにインク供給針Ｂのテーパ部の下端Ｄがガイド部６に最初に弾接して液密構造を形成した時点でもインク供給針Ｂの先端Ｃと膜部７との間に距離Ｌが存在するように構成されている。
そして、インク供給針Ｂの先端Ｃが最初に当接する位置には、膜部７を貫通しない程度の十字状、または放射状の細溝を形成しておくことにより、インク供給針Ｂをスムーズに挿通させ、かつインク供給針Ｂの挿通後の膜部７の破損形状を所定の形に揃えることが可能となる。
なお、このような膜部７に対する細溝の形成は、以後に説明する他の実施例の膜部に対しても適用するのが望ましい。

このように構成されたシール材４は、インクカートリッジのインク供給口３の先端、つまり外側からシール材４の膜部７をインク供給口側として押し込み装填するだけで、インク供給口３が液密状態に封止され、以後通常の手法でインクカートリッジ本体のインク収容部９にインクを充填することによりインクカートリッジが完成する。

一方、記録装置にインクを供給するためにインクカートリッジを装着すると、インク供給針Ｂの先端Ｃは略円錐形状の貫通孔６にガイドされ、図２に示したようにインク供給針Ｂの先端Ｃが膜部７を貫通しない時点でインク供給針Ｂがシール材４と液密構造を形成する。

この状態でインクカートリッジをさらに押し込むと、インク供給針Ｂはシール材４との液密構造を維持した状態でその先端Ｃが膜部７を貫通し、またシール材４のシール部５がインク供給針の先端Ｃのテーパにより押し広げられてインク供給針Ｂの外周に弾接して液密状態を維持する。

もとよりシール部５までの領域にはインクが存在せず、またインク供給針Ｂが膜部７を貫通する以前に液密構造が形成されているので、挿通時にインクが漏れ出すようなことはない。また、シール部５に比較して伸びの少ない膜部７を構成するフィルムが環状にシール部５の上部に残存しているため、フィルムがシール部５の無用な拡開を規制して確実なシール状態を維持する。

図３は、膜部７をフィルムにより構成したシール材の他の実施例を示すもので、この実施例においては、シール部５の上部にインク供給口の内径よりも大径に拡開するロート状の襞部８が形成されている。なお、この実施例においても図２に示したごとくインク供給針Ｂの先端Ｃが膜部７に到達、または貫通する以前にシール部材と液密構造を形成するように膜部７の位置が選択されている。

この実施例によれば襞部８がインク供給口３の内面３ａに一致して容易に変形して密着するため、確実な封止構造を得ることができる。

なお、上述の実施例においては、膜部７をシール材の先端、つまり最上流側に貼着しているが、図４(イ)、(ロ)に示したようにシール部５と、シール部５にインク供給針Ｂをガイドする略円錐形状のガイド部６との境界近傍で、かつガイド部６とインク供給針Ｂのテーパ部の下端Ｄとが最初に弾接して液密構造を形成する以前に先端Ｃが到達しない位置に段差部を形成し、この段差部にフィルムを貼着して膜部７を形成しても同様の作用を奏する。

上述の実施例においては、膜部７により封止構造を形成してるが、シール材４は、弾性高分子材料を射出成型により構成するため、図４（イ）、(ロ)に示したようにシール材の本体部の成型に合わせてシール部５の上流側にインク供給針が容易に貫通できる薄肉部５ａを形成する一方、その上流側の少なくともシール部５の外周に相当するリング状に形成したフィルム７'を貼着しても同様の作用を奏する。

この実施例によれば、薄肉部５ａによりインクの漏れ出しを防止し、またリング状のフィルム７'によりシール部５のシール力を確保することができる。

上述の実施例においてはシール材４のシール部５とインク供給針の円筒形の筒状部Ｅとの係合により必要な液密構造を形成しているが、図５(イ)に示したようにシール材４の下部、つまり入り口側にインク供給針Ｂの底部の大径部Ｆに弾接する環状の第２のシール材１０を装填すると、インクカートリッジが完全に装着された状態ではシール材４のシール部５と、第２のシール材１０とでより確実にシール構造を形成することができる。

図５(ロ)は、第２のシール材１０の他の実施例を示すものであって、この実施例においては第２のシール材１０にインクカートリッジのインク供給口３に対向する領域まで到達する周縁部１０ａを形成し、この周縁部１０ａを少なくともインク供給口３、このましくはシール材４にも接合したもので、この実施例によれば前述の図５(イ)の第２のシール材１０の効果に加えてシール材４の抜け出しの防止、及びシール材４とインク供給口３の内面との間からのインク漏れを防止できるという効果を有する。

本発明のシール材４は、基部の外周に環状のリブ１１を形成し、またインク供給口３に環状の溝３ｂに嵌合させて確実な抜け出しやインクの漏れ出しを防止しているが、図６(イ)に示したように信頼性を高めるためインク供給口３を封止するように、インク供給針Ｂの先端Ｃが容易に貫通するフィルム１２をインク供給口３、好ましくはシール材４とともに貼着するのが望ましい。
このフィルム１２としては、高分子フィルムまたは高分子シート、アルミシート、高分子フィルム（または高分子シート）とアルミシートを一体に積層したシート材、高分子フィルム（または高分子シート）にアルミなどの金属を蒸着、スパッタリングして金属層を形成したシート等が好ましい。

また、図６（ロ）に示したようにフィルムの外側に、図７(イ)に示したようにインク供給針Ｂの貫通領域１３ａだけを避けた領域、図７(ロ)に示したようにインク供給針挿通部を横切る帯状の、挿通部１３ｂを避けた領域、さらに図７(ハ)に示したようにインク供給針の挿通領域含む帯状の領域１３ｃを避けて、フィルムよりも硬質な材料の箔、または板状体、このましくは金属箔や金属板１３を積層配置、または接着すると、フィルムを保護することができる。
なお、シール材４の抜け出しを防止する目的の場合には、フィルムを省略して上述の金属箔や金属板１３をインク供給口に溶着、または接着してもよい。

また上述の実施例においては、膜部７をフィルムにより構成する場合について説明したが、シール材４は、通常、弾性高分子材料の射出成型により製造されるため、図２に示した実施例を一例として説明すると、図８(イ)に示したように膜部７に相当する部分を、シール材４と同一材料を射出成型により薄肉部７'として形成したり、図８(ロ)に示したように薄肉部７'の表面にフィルム７"を溶着、または接着しても同様の作用を奏する。
特に薄肉部７'として形成した場合には、フィルムの貼着作業が不要となって製造工程の簡素化を図ることができる。

図３、図４(イ))に示したシール材についても図９(イ)、(ロ)、図１０(イ)、(ロ)に示したようにフィルムで構成されている膜部７を、シール材４を構成する材料と同一の材料で、シール材４の射出成型時に薄肉部７'として成型したり、さらにこの薄肉部の表面側にフィルム７"を溶着、接着しても同様の作用を奏する。

この場合、薄肉部７'によりインクの漏れを防止できるので、フィルム７"の中心部には、貫通孔を形成、つまりフィルム７"をリング状に形成することにより、インク供給針Ｂの貫通抵抗を下げつつ、フィルム７"によりシール部５が無用に拡開するのを防止することもできる。

本発明のインクカートリッジの一実施例を、インク供給針との関係で示す断面図である。 同上インクカートリッジのインク供給口に装填されているシール材の一実施例を、インク供給針がガイド部と液密構造を形成した状態で拡大して示す断面図である。 図（イ）、(ロ)は、それぞれシール材の他の実施例を示す断面図である。 図(イ)、(ロ)はそれぞれシール材の他の実施例を示す断面図である。 図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の他の実施例を、インク供給口を拡大して示す断面図である。 図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の他の実施例を、インク供給口を拡大して示す断面図である。 図(イ)乃至(ハ)は、それぞれインク供給口を封止する部材の実施例を示す正面図である。 図(イ)、（ロ）は、それぞれ同上シール材の膜部の他の実施例を、図２に示したシール材に例を採って示す断面図である。 図(イ)、（ロ）は、それぞれ同上シール材の膜部の他の実施例を、図３に示したシール材に例を採って示す断面図である。 図(イ)、（ロ）は、それぞれ同上シール材の膜部の他の実施例を、図４(イ)に示したシール材に例を採って示す断面図である。

符号の説明

１ インクカートリッジ本体
３ インク供給口
４ シール材
５ シール部
６ ガイド部
７ 膜部
７' 薄肉部
７'' フィルム
１０ 第２のシール材
Ａ 記録ヘッド
Ｂ インク供給針
Ｃ テーパ状の先端

Claims (31)

1. インクを収容する容器と、インク供給針が挿通可能なインク供給口と、インク供給口に装填されインク供給針の外周に弾接してインクの漏れ出しを防止するシール材とからなるインクカートリッジにおいて、
   前記シール材が、インク供給針の先端をガイドするテーパ状のガイド部と、前記ガイド部よりも上流側に位置して前記インク供給針の周面に弾接するシール部と、前記シール部を封止するとともに前記インク供給針の貫通が可能な膜部とを備え、前記インク供給針の先端が前記膜部を貫通する以前に前記インク供給針と前記ガイド部とが液密構造を形成するように構成されているインクカートリッジ。
2. 前記膜部が、前記シール部の上流側、または下流側に配置されている請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記膜部が、フィルムを溶着、または接着することにより構成されている請求項１、または請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記膜部が、前記シール材と同一の材料で薄肉部として構成されている請求項１、または請求項２に記載のインクカートリッジ。
5. 前記薄肉部の表面にフィルムが溶着、または接着されている請求項４に記載のインクカートリッジ。
6. 前記フィルムの、前記インク供給針が挿通される領域に貫通孔が形成されている請求項５に記載のインクカートリッジ。
7. 前記シール材のインク供給口側に、前記インク供給針の底部に弾接する第２のシール材が装填されている請求項１に記載のインクカートリッジ。
8. 前記第２のシール材の外延領域が前記インク供給口に到達するように延長されて前記インク供給口に接合されている請求項７に記載のインクカートリッジ。
9. 前記インク供給口の最外側に封止用フィルムが貼着されている請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のインクカートリッジ。
10. 前記封止用フィルムの外側となる面の少なくとも前記インク供給針が当接しない領域に、前記封止用フィルムよりも硬質材料の層が積層されている請求項９に記載のインクカートリッジ。
11. 前記シール部の上部領域に、前記シール材に連続するように前記インク供給口の内面に弾接する襞部が形成されている請求項１乃至１０のいずれかに記載のインクカートリッジ。
12. 記録ヘッドに連通するインク供給針にインクカートリッジのインク供給口を装填することによりインクの供給を受けるインクジェット記録装置において、
    前記インクカートリッジが、インクを収容する容器と、インク供給針が挿通可能なインク供給口と、前記インク供給口に装填されたシール材とから構成され、
    前記シール材が、インク供給針の先端をガイドするテーパ状のガイド部と、前記ガイド部よりも上流側に位置して前記インク供給針の周面に弾接するシール部と、前記シール部を封止するとともに前記インク供給針の貫通が可能な膜部とにより構成され、
    前記インク供給針が、前記膜部を貫通する以前に前記テーパ状の貫通孔と液密構造を形成し、その後に前記シール部と液密構造を形成するインクジェット記録装置。
13. 前記膜部が、前記シール部の上流側、または下流側に配置されている請求項１２に記載のインクジェット記録装置。
14. 前記膜部が、フィルムを溶着、または接着することにより構成されている請求項１２、または請求項１３に記載のインクジェット記録装置。
15. 前記膜部が、前記シール材と同一の材料で薄肉部として構成されている請求項１２、または請求項１３に記載のインクジェット記録装置。
16. 前記薄肉部の表面にフィルムが溶着、または接着されている請求項１５に記載のインクジェット記録装置。
17. 前記フィルムの、前記インク供給針が挿通される領域に貫通孔が形成されている請求項１６に記載のインクジェット記録装置。
18. 前記シール材のインク供給口側に、前記インク供給針の底部に弾接する第２のシール材が装填されている請求項１２に記載のインクジェット記録装置。
19. 前記第２のシール材の外延領域が前記インク供給口に到達するように延長されて前記インク供給口に接合されている請求項１８に記載のインクジェット記録装置。
20. 前記インク供給口の最外側に封止用フィルムが貼着されている請求項１２乃至請求項１９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
21. 前記封止用フィルムの外側となる面の少なくとも前記インク供給針が当接しない領域に、前記封止用フィルムよりも硬質材料の層が積層されている請求項２０に記載のインクジェット記録装置。
22. 前記シール部の上部領域に、前記シール材に連続するように前記インク供給口の内面に弾接する襞部が形成されている請求項１２乃至２２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
23. インクを収容する容器と、インク供給針が挿通可能なインク供給口とを備えたインクカートリッジのインク供給口用のシール材において、
    前記インク供給針の先端をガイドするテーパ状のガイド部と、前記ガイド部よりも上流側に位置して前記インク供給針の周面に弾接するシール部と、前記シール部を封止するとともに前記インク供給針の貫通が可能な膜部とを備え、前記インク供給針の先端が前記膜部を貫通する以前に前記インク供給針と前記ガイド部とが液密構造を形成するように構成されているインク供給口用のシール材。
24. 前記膜部が、前記シール部の上流側、または下流側に配置されている請求項２３に記載のインク供給口用のシール材。
25. 前記膜部が、フィルムを溶着、または接着することにより構成されている請求項２３、または請求項２４に記載のインク供給口用のシール材。
26. 前記膜部が、前記シール材と同一の材料で薄肉部として構成されている請求項２３、または請求項２４に記載のインク供給口用のシール材。
27. 前記薄肉部の表面にフィルムが溶着、または接着されている請求項２６に記載のインク供給口用のシール材。
28. 前記フィルムの、前記インク供給針が挿通される領域に貫通孔が形成されている請求項２７に記載のインク供給口用のシール材。
29. 前記シール材のインク供給口側に、前記インク供給針の底部に弾接する第２のシール材が装填されている請求項２３に記載のインク供給口用のシール材。
30. 前記第２のシール材の外延領域が前記インク供給口に到達するように延長されて前記インク供給口に接合可能に構成されている請求項２９に記載のインク供給口用のシール材。
31. 前記シール部の上部領域に、前記シール材に連続するように前記インク供給口の内面に弾接する襞部が形成されている請求項２３乃至３０のいずれかに記載のインク供給口用のシール材。

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