JP2007230089A - 液体収容カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】液体袋の不適切な位置に液体導出針が刺入されることを好適に防止することのできる液体収容カートリッジを提供する。
【解決手段】紙ベースの可撓性材料からなる２枚の薄板材２１，２２を重ね合わせてそれらの外縁部にて貼着することで形成されたケーシング２０に、その内部に収容されるインク袋１０の外表面におけるインク導出針の刺入位置Ｐを通る中心軸Ｌを有する管状のガイド部２５を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばインクジェットプリンタのような液体噴射装置等に用いられる液体収容カートリッジに関する。

従来、インクジェットプリンタのような液体噴射式記録装置において使用される液体を貯留しておく容器として、例えば特許文献１，２等に見られるような液体収容カートリッジが採用されている。これら文献に記載の液体収容カートリッジは、液体の密封されたシート材製の液体袋を樹脂製のハードケース内に収容した構造とされている。

図１１は、上記のような従来の液体収容カートリッジをインク収容容器（インクカートリッジ）として採用するインクジェットプリンタにおけるインクカートリッジの装着態様を示している。同図に示すように、このインクカートリッジでは、インクの密封されたインク袋１０２が樹脂製のハードケース１０１の内部に収容されている。２枚のシート材を貼り合わせて形成されたインク袋１０２には、インク漏出防止用のパッキンや逆止弁等の設けられた筒状のスパウト１０３が外部に突出して取り付けられている。このスパウト１０３は、ハードケース１０１の側壁に形成された切り欠き部１０１ａに圧入されており、これによりスパウト１０３の先端部がインクカートリッジの外部に露出した状態で、インク袋１０２がハードケース１０１に固定されるようになっている。

こうしたインクカートリッジは、インクジェットプリンタ本体に設けられたインク導出針１０４を、このスパウト１０３を通じてインク袋１０２の内部に刺入することで、インクジェットプリンタに装着されている。このときにインク導出針１０４がインク袋１０２の不適切な位置に刺入されてしまうと、インクの導出不能となったり、外部にインクが漏出したりしてしまう虞がある。

そこで従来、特許文献１に記載のインクカートリッジでは、その外周にガイド溝を形成し、プリンタ装置本体のホルダに形成されたガイド壁に沿ってインクカートリッジを装着することで、インク導出針を適切な刺入位置に案内するようにしている。
特開２００４−１６７６８５号公報 特開２００２−１９２７３８号公報

上記のようなガイド溝及びガイド壁をインクカートリッジ及びホルダに設ければ、インク導出針の誤まった位置への刺入を抑制することは確かに可能ではあるが、そのためには、インクカートリッジ、及びプリンタ装置本体のホルダの各部の寸法形状に高い精度が必要となり、製造コストの増大を招いてしまう。また樹脂フィルムや紙などをベースとした可撓性材料でケーシングを形成したインクカートリッジでは、ケーシングの変形によって、インク袋の導出針の刺入位置とガイド溝との位置関係が容易に変化してしまうため、上記のようなガイド溝やガイド壁を設けても、インク導出針の誤刺入の防止は困難となっている。

なおこうした問題は、インクジェットプリンタ用のインクカートリッジに限らず、液体の密封された液体袋と、その液体袋を収容するケーシングとを備え、液体袋への液体導出針の刺入を通じて同液体袋内部の液体が導出される液体収容カートリッジ全般に概ね共通したものとなっている。

本発明が解決しようとする課題は、液体袋の不適切な位置に液体導出針が刺入されることを好適に防止することのできる液体収容カートリッジを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、液体の密封された液体袋と、その液体袋を収容するケーシングと、を備えるとともに、前記液体袋への液体導出針の刺入を通じて同液体袋内部の液体が導出される液体収容カートリッジにおいて、前記ケーシングに、前記液体袋の外表面における前記液体導出針の刺入位置を通る中心軸を有する管状のガイド部を形成するようにしている。

こうした構成では、液体導出針の刺入に際して、ガイド部の内周に沿って液体導出針が案内されることで、その先端が液体袋外表面の適正な刺入位置に案内されるようになる。そのため、たとえケーシングが可撓性材料によって形成されていても、液体導出針を正確に刺入することができるようになる。

こうした液体収容カートリッジは、例えば２枚の薄板材を、互いに重ね合わせてそれらの外縁部にて貼着してケーシングを形成し、そしてそれら薄板材の貼着された外縁部にガイド部を形成するといった態様で形成することができる。このときのケーシングを構成する前記薄板材を、紙をベースとした可撓性材料にて形成することとすれば、ガイド部を塑性変形にて容易に形成することができるため、製造コストを低く抑えることができる。

なお、こうした液体収容カートリッジのケーシングにおけるガイド部の形成位置を、当該液体収容カートリッジに収容される液体の種類の別に異ならせるようにすれば、液体の種類の異なる液体収容カートリッジを誤って装着しようとしたときに、液体導出針の位置とガイド部の位置とが合わなくなるため、種類の異なる液体収容カートリッジの誤装着によって本来とは異なる種類の液体が混入することを好適に回避することができるようになる。

液体収容カートリッジの液体袋を、シート材にて形成するとともに、液体導出針が刺入されたときにその外周を封止する弾性体からなる封止部材をその内表面に貼着するようにすれば、液体袋の外表面に突出したスパウトを設けずとも、液体導出針刺入部分からの液体の漏出を防止することができる。ただし、こうした液体袋を採用する液体収容カートリッジでは、スパウト部分を把持して液体導出針の刺入位置を固定することができないため、誤刺入が生じ易くなっている。その点、こうした液体袋を採用する液体収容カートリッジであっても、そのケーシングに上記のようなガイド部を設ければ、液体導出針を液体袋の適正な位置に刺入することができるようになる。

以下、本発明の液体収容カートリッジを具体化した一実施形態を、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る液体収容カートリッジは、インク噴射式記録装置（インクジェットプリンタ）のインクカートリッジとして構成されている。

図１に、本実施形態のインクカートリッジの斜視構造を示す。同図に示すように、本実施形態のインクカートリッジは、同図において一点鎖線で示されるインク袋１０と、そのインク袋１０を内部に収容したケーシング２０とから形成されている。ケーシング２０は、紙をベースとした可撓性材料、具体的には樹脂等をしみ込ませて耐漏出性を強化した紙によって形成された略矩形状の２枚の薄板材２１、２２を互いに重ね合わせるとともに、それらの外縁部分を互いに接着することで、その内部にインク袋１０の収容部２３を設けて形成されている。

図２に、こうしたインクカートリッジのケーシング２０の内部に収容されるインク袋１０の斜視構造を示す。インク袋１０は、矩形状に形成された１枚のシート材を半分に折り返すとともに、その折り返しにより互いに重ね合わされたシート材の外縁部を熱溶着により接合することで袋状に形成されている。このインク袋１０のシート材の折り返し部分には、後述するようにこのインク袋１０の内部から外部へとインクを導出するための中空針状のインク導出針が刺入されるようになっている。

図３（ａ）にそうしたインク袋１０の断面構造を示すように、インク袋１０のシート材の折り返し部分には、インク導出針の刺入によりシート材に穿たれた穴からのインクの漏出を防止する棒状の封止部材１２が配設されている。弾性体（エラストマ）によって形成された、熱溶着によってインク袋１０の内表面に貼着されたこの封止部材１２は、例えばＭＮＣＳ（Micro Network Controlled Structure）やポリオレフィン系の熱可塑性エラストマのような弾力が有り、熱溶着性の高い材料にて形成されている。なおこのインク袋１０の封止部材１２は、その上下方向において、別体として形成されて互いに密接した状態で配設された２つの棒状の弾性部材１２ａ，１２ｂに分割形成されている。

なおこうした封止部材１２が内表面に熱溶着されるインク袋１０のシート材は、図３（ｂ）にその拡大断面構造を示すように、その外表面側がナイロンやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のような耐熱性の樹脂にて形成され、その内表面側がポリエチレンやポリプロピレンのような熱可溶性の樹脂材料にて形成された２層構造とされている。そしてシート材をそうした構造とすることで、インク袋１０の耐熱性と封止部材１２との溶着性との両立が図られている。

一方、封止部材１２の配設されたインク袋１０のシート材の折り返し部分には、図４にその斜視構造を示すようなクリップ１３が取り付けられている。このクリップ１３は、略Ｃ字状に湾曲形成されており、その両端の間隔が広がるように弾性変形させた状態でインク袋１０に取り付けられている。こうした状態で取り付けられたクリップ１３は、上記インク導出針の刺入部分及びその周辺部において封止部材１２をインク袋１０の上面側及び下面側から挟み込みように押圧し、封止部材１２を構成する２つの弾性部材１２ａ、１２ｂをその押圧で常時互いに密接させている。なおこのクリップ１３はその中央部分が開口されており、その開口を通じてインク導出針がインク袋１０に刺入されるようになっている。

図５に、こうしたインク袋１０のインク導出針の刺入位置Ｐ側におけるインクカートリッジの端部の斜視構造を拡大して示す。インク袋１０の上記封止部材１２が設けられる側におけるケーシング２０の端部、すなわち上記インク導出針が刺入されて接続される側の端部（以下、接続側端部と記載する）には、インクジェットプリンタ本体に設けられたホルダ（図７参照）への同ケーシング２０の固定用に設けられた係合穴２４が複数形成されている。

またそうしたケーシング２０の上記接続側端部には、上記インク導出針の刺入に際してその先端をインク袋１０の刺入位置Ｐに案内すべく設けられた円管状のガイド部２５が形成されている。その中心軸Ｌの延長線上に上記刺入位置Ｐが位置されるように設けられたこのガイド部２５は、プレス等により上記薄板材２１，２２を塑性加工することで形成されており、そのインク袋１０側の端部は上記収容部２３に開口されるとともに、もう一方の端部は閉塞されている。

更にケーシング２０の上記接続側端部には、その一方の側辺から他方の側辺へと同ガイド部２５の閉塞側の端部を横断して延伸されたミシン目２６が形成されており、図６（ａ）に示すようにこのミシン目２６に沿ってケーシング２０の上記接続側端部を容易に切り離すことができるようになっている。こうしてケーシング２０の接続側端部を切断すると、図６（ｂ）に示すように、切り離し前に閉塞されていたガイド部２５の端部が外部に開口されるようになる。そしてその端部の開口されたガイド部２５によって、外部から収容部２３内に収容されたインク袋１０の上記刺入位置Ｐへと向かうインク導出針の刺入経路が連通されるようになる。

こうして接続側端部の切り離されたケーシング２０は、インクジェットプリンタのカートリッジ収納室に設けられたホルダに装着される。図７にその装着態様を示すように、このホルダ３０は、同収容室の奥側に固定されたインク導出針３１に対して近接する方向及び離間する方向に往復動されるようになっている。そしてホルダ３０をインク導出針３１から離間した位置に移動させた状態で、その上面に突出形成された複数の係合ピン３２に対応する係合穴２４を係合させることで、ケーシング２０がホルダ３０に装着固定される。なおホルダ３０の係合ピン３２及びケーシング２０の係合穴２４の形成パターンは、インク色毎に異ならされており、それにより対応しないインク色のケーシング２０のホルダ３０への誤装着が防止されるようになっている。

そしてその後、ホルダ３０をケーシング２０と共にインク導出針３１に近接する方向に移動させることで、ケーシング２０の収容部２３に収容されたインク袋１０に上記ガイド部２５を通じてインク導出針３１の先端部が刺入される。このとき、ホルダ３０に対するインクカートリッジの装着が適正でなく、図８（ａ）に示すようにインク導出針３１の刺入方向がずれたとしても、図８（ｂ）に示すようにインク導出針３１の先端は、ガイド部２５の内周に沿って案内されるため、インク袋１０の適正な刺入位置Ｐ（図５参照）の近傍へと導かれるようになる。

その後、インク袋１０の外表面に刺入されたインク導出針３１の先端部は、図９（ａ）に示すように、インク袋１０のシート材を貫通した後、封止部材１２を構成する２つの弾性部材１２ａ，１２ｂを押し退けながらそれらの対向面間を通って刺入される。そのため、このインク袋１０では、封止部材１２の内部を貫通してインク導出針３１を刺入する必要がなく、比較的小さい力でインク導出針３１の刺入が可能となっている。またその結果、インク導出針３１の剛性をあまり高くする必要のないようになってもいる。

こうして刺入されたインク導出針３１の外周には、図９（ｂ）に示すように、刺入に際して押し退けた弾性部材１２ａ，１２ｂの弾性回復力およびクリップ１３の押圧によって弾性部材１２ａ，１２ｂが密着されて、インク袋１０の内部からインクが漏出されないように封止される。なお、一旦刺入したインク導出針３１をインク袋１０から抜き取った際には、上記弾性部材１２ａ，１２ｂの弾性回復力およびクリップ１３の押圧によって、弾性部材１２ａ，１２ｂが弾性変形して刺入により生じた穴が埋め戻されるようになる。そのため、一旦装着したインク袋１０をインクジェットプリンタから取り外した場合にも、インク袋１０からのインクの漏出を防止することができるようになっている。

このように本実施形態のインクカートリッジでは、そのケーシング２０に管状のガイド部２５を形成することで、インク袋１０に対するインク導出針３１の刺入位置のずれを抑制するようにしている。なお、こうしたガイド部２５の形成位置を工夫することで、下記のように、インクカートリッジの誤装着によるインクの混入といった不具合を好適に回避することができるようにもなる。

カラー印刷可能なインク噴射式記録装置では、インク色別の複数のインクカートリッジが装着されるが、インク噴射式記録装置のホルダ３０に、本来とは別のインク色のインクカートリッジを誤装着すると、異なった色のインクが混入してしまい、適切に印刷できなくなってしまう。こうした誤装着によるインクの混入は、インク噴射式記録装置の各インク色に対応したホルダのそれぞれでインク導出針３１の位置を異ならせるとともに、これに併せて各インク色のインクカートリッジのそれぞれでガイド部２５の形成位置を異ならせることで、防止することができる。図１０には、（ａ）シアン、（ｂ）マジェンタ、（ｃ）イエロー及び（ｄ）ブラックの４つのインク色のインクカートリッジにおけるガイド部２５の形成位置の設定例を示す。なお、同図（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示される４つの一点鎖線「Ｃ」，「Ｍ」，「Ｙ」，「Ｋ」は、それぞれシアン、マジェンタ、イエロー、ブラックの各色に対応したインクカートリッジが装着されるホルダでのインク導出針の位置を示している。このように、各色のインクカートリッジのガイド部２５の形成位置を異ならせれば、インクカートリッジを別のインク色のホルダに誤装着しても、ガイド部２５とインク導出針との位置が合わないため、インク導出針がインク袋に刺入されないようになる。

以上説明した本実施形態のインクカートリッジによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態のインクカートリッジでは、そのケーシング２０に、インク袋１０の外表面におけるインク導出針の刺入位置Ｐを通る中心軸Ｌを有する管状のガイド部２５が形成されている。こうしたインクカートリッジでは、刺入に際してインク導出針３１がガイド部２５の内周に沿って、インク袋１０の外表面の適正な位置に案内されるようになり、インク導出針３１を正確に刺入することができる。

（２）本実施形態のインクカートリッジでは、紙をベースとした可撓性材料からなる２枚の薄板材２１，２２を、互いに重ね合わせてそれらの外縁部にて貼着してケーシング２０を形成し、そしてそれら薄板材２１，２２の貼着された外縁部にガイド部２５を形成するようにしている。そのため、ケーシング２０に塑性変形にて容易にガイド部２５を形成することができ、製造コストを低く抑えることができる。

（３）インクカートリッジのケーシング２０におけるガイド部２５の形成位置を、収容されるインクの色別に異ならせるしているため、インクジェットプリンタのホルダ３０に、別のインク色のインクカートリッジを誤って装着しようとしたときに、インク導出針３１の位置とガイド部２５の位置とが合わなくなり、インク袋１０に刺入されないようになる。そのため、インクカートリッジの誤装着によって異なる色のインクが混入することを好適に回避することができるようになる。

（４）インク袋１０の外周がシート材にて完全に密閉されているため、インクへの外気の混入に対する耐性、すなわちガスバリア性を向上することができる。
（５）熱溶着がインク袋１０の内表面のみで行われるため、たとえ溶着不良が生じたとしても、それに伴うシール性の低下は生じないようになる。

（６）封止部材１２をインク袋１０の内表面に貼着することでして、インク袋１０の外表面に突き出した構造を設けることなく、インク導出針３１の刺入部分からのインク漏れが封止されている。そのため、インク袋１０の外形状が単純となり、その体積効率を高めることが、すなわちより大容量のインク袋１０をより小さい空間に収容することができる。

（７）インク袋１０を、半分に折り返された矩形状のシート材の外縁部を貼着する態様で袋状に形成するとともに、封止部材１２をそうしたインク袋１０のシート材の折り返し部分の内表面に貼着することで、インク導出針３１をインク袋１０の側方から刺入し易い構造とすることができる。

（８）インク袋１０の内表面に封止部材１２を熱溶着で貼着しているため、容易且つ的確に封止部材１２の貼着や封止部材１２の位置決めを行うことができ、インク袋１０の製造を容易とすることができる。

（９）インク袋１０を構成するシート材が、その外表面が耐熱性の樹脂材料からなり、その内表面が熱可溶性の樹脂材料からなる２層構造とされているため、インク袋１０の耐久性と封止部材の溶着性との両立を図ることができる。

（１０）封止部材１２をその上下から挟み込むように押圧するクリップ１３がインク袋１０に取り付けられているため、インク導出針３１の刺入部分からのインク漏れをその押圧により、より確実に封止することができる。

（１１）封止部材１２が上下２つに分割形成されているため、封止部材１２を構成する弾性部材１２ａ，１２ｂの内部を貫通させずとも、インク導出針３１を刺入することができ、その刺入に要する力を低減し、インクカートリッジの装着を容易とすることができる。またその結果、インク導出針３１の剛性を低減することが可能ともなる。

なお、上記実施形態は以下に列記するような態様で変更して実施することもできる。
・ガイド部２５は、多角形等の円形以外の断面形状に形成するようにしてもよい。
・ケーシング２０の薄板材２１，２２の材料を、例えばアルミフィルムと樹脂フィルムとを積層した薄板材等の紙ベース以外の材料に変更する要にしてもよい。

・上記実施形態ではそのケーシング２０を、２枚の薄板材２１，２２を互いに重ね合わせ、それらの外縁部にて互いに貼着するように構成していたが、ケーシング２０の構成はこれに限らず適宜変更しても良い。要は、ケーシングがどの様な構成となっていても、インク袋１０の外表面におけるインク導出針３１の刺入位置Ｐを通る中心軸Ｌを有する管状のガイド部２５が形成されていれば、インク導出針３１をインク袋１０の適正な位置に正確に刺入することが可能となる。

・インクカートリッジのインクジェットプリンタへの装着態様は、上記実施形態に示される態様に限らず適宜変更することができる。例えば係合穴２４と係合ピン３２との係合以外の方法でインクカートリッジをホルダ３０に固定するようにしても良い。

・インク袋１０の形状は、矩形以外の任意の形状に変更しても良い。
・耐熱性がさほど要求されない環境で使用されるのであれば、インク袋１０を構成するシート材を熱可溶性の材料のみの単層構造としても良い。

・封止部材１２についても、上記実施形態で例示した以外の材料で形成するようにしても良い。要は十分な弾力を有し、熱溶着が容易なエラストマであれば、封止部材１２の材料として採用することができる。なお、インク袋１０の内表面への溶着性を高く確保するには、シート材内表面の材料に相溶性の高い材料を封止部材１２の材料として選定することが望ましい。

・インク導出針３１の刺入に要する力や同インク導出針３１の剛性を十分に確保することが可能であれば、封止部材１２を２分割形成せずに１体の弾性部材にて形成するようにしても良い。

・クリップ１３の形状は、上記実施形態で例示したものに限らず適宜変更しても良い。要は、刺入されたインク導出針３１の外周に密接されるように封止部材１２をその外部から挟み込んで押圧することのできる部材であれば、上記実施形態のクリップ１３の代わりとして採用することができる。

・封止部材１２の弾性回復力のみでインク導出針３１の刺入部分からのインクの漏出を十分に抑制することができるのであれば、封止部材１２をその外部から挟み込んで押圧する、上記実施形態のクリップ１３のような押圧部材を割愛するようにしても良い。

・上記実施形態では、インクジェットプリンタ用のインクカートリッジとして本発明を具体化した場合を説明したが、本発明はそれ以外の装置で使用される液体を貯留する液体収容カートリッジにも適用することができる。勿論、収容する液体がインク以外の液体であっても、本発明に係る液体収容カートリッジは適用可能である。

本発明の一実施形態についてそのインクカートリッジの構造を示す斜視図。 同インクカートリッジに収容されるインク袋の構造を示す斜視図。 （ａ）同インクカートリッジのインク袋の断面構造及び（ｂ）そのインク袋のシート材の断面構造をそれぞれ示す断面図。 同実施形態のインクカートリッジのインク袋に取り付けられるクリップの構造を示す斜視図。 同実施形態のインクカートリッジの接続側端部の拡大斜視図。 同インクカートリッジの（ａ）接続端部の切り離し時の状態及び（ｂ）切り離し後の状態をそれぞれ示す部分斜視図。 同ケーシングのホルダへの取付態様を示す斜視図。 （ａ）、（ｂ）本実施形態のインクカートリッジにおけるインク導出針の刺入態様を各示す部分断面図。 本実施形態のインクパッケージについて（ａ）そのインク導出針の刺入中の状態及び（ｂ）刺入後の状態をそれぞれ示す部分断面図。 （ａ）シアン、（ｂ）マジェンタ、（ｃ）イエロー及び（ｄ）ブラックの各インク色のインクカートリッジの平面図。 従来のインクカートリッジの構造を示す断面図。

符号の説明

１０…インク袋（液体袋）、１２…封止部材（１２ａ，１２ｂ…弾性部材）、１３…クリップ（押圧部材）、２０…ケーシング（２１，２２…薄板材、２４…係合穴、２５…ガイド部、２６…ミシン目）、３０…ホルダ（３２…係合ピン）、３１…インク導出針（液体導出針）、４０…シート材（４２…両側部、４３…先端部）、４１ａ，４１ｂ…弾性部材、５０…インク袋、５１…インク導出部、５２…パッキン。

Claims (5)

1. 液体の密封された液体袋と、その液体袋を収容するケーシングと、を備えるとともに、前記液体袋への液体導出針の刺入を通じて同液体袋内部の液体が導出される液体収容パッケージにおいて、
   前記ケーシングに、前記液体袋の外表面における前記液体導出針の刺入位置を通る中心軸を有する管状のガイド部を形成した
   ことを特徴とする液体収容カートリッジ。
2. 前記ケーシングは、２枚の薄板材を、互いに重ね合わせてそれらの外縁部にて貼着して形成されてなり、
   前記ガイド部は、前記薄板材の貼着された外縁部に形成されてなる
   請求項１に記載の液体収容カートリッジ。
3. 前記ケーシングを構成する前記薄板材は、紙をベースとした可撓性材料にて形成されてなる
   請求項２に記載の液体収容カートリッジ。
4. 前記ケーシングにおける前記ガイド部の形成位置を、当該液体収容カートリッジに収容される液体の種類の別に異ならせた
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体収容カートリッジ。
5. 前記液体袋は、シート材にて形成されるとともに、前記液体導出針が刺入されたときにその外周を封止する弾性体からなる封止部材がその内表面に貼着されてなる
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体収容カートリッジ。

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