JP2008006808A - 画像形成装置のインクカートリッジおよびインク供給装置 - Google Patents

画像形成装置のインクカートリッジおよびインク供給装置 Download PDF

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Abstract

【課題】インクカートリッジの装着時にニードルの変形を防ぐことができる、画像形成装置のインクカートリッジおよびインク供給装置を提供する。
【解決手段】インク排出部100を備えるカートリッジボディ101と、インク排出部の内側にインク排出部を閉鎖するように設けられ、ニードル組立体200との結合時にニードル230によってインク排出部を開放する方向に移動するように設けられ、ニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備える内部キャップと、を含むインクカートリッジが提供される。かかる構成によれば、内部キャップにニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝が備えられるので、ニードルと内部キャップとの間で接触上の問題が生じ難く、接触上の問題に起因したニードルの変形を防ぐことができる。
【選択図】図2

Description

本発明は画像形成装置に関し、より詳細にはインクを噴射して画像を形成するインクジェットプリンタのインクカートリッジおよびインクカートリッジのインクをプリントヘッドへ供給するインク供給装置に関する。
インクジェットプリンタでよく使われるインクカートリッジと該インクカートリッジのインクをプリントヘッドへ供給するインク供給装置の典型的な一例が図1に示されている。
図1に示すように、インクカートリッジ1は、インクが保存されたカートリッジボディ3と、カートリッジボディ3内のインクを排出するインク排出部10を備える。インク排出部10には、ボール11、該ボール11を弾性保持するバネ12、ゴムキャップ13、および金属キャップ14が設けられている。
ゴムキャップ13の中央にはスリット13aが形成されており、ボール11は弾性部材12によりスリット13aに加圧および接触されている。また、スリット13aに対応する金属キャップ14の部位は開放されている。
一方、前述のようなインクカートリッジ1のインク排出部10と結合されて印刷ヘッドへのインク供給のための流路を形成するニードル組立体20は、ニードル21、ニードルガイド22、バネ23、およびハウジング24を備える。
ニードル21は、内部にインク流路が形成され、このインク流路と連通するインクホール21aが上部の一側に形成される。インクカートリッジ1との結合時、ニードル21はゴムキャップ13のスリット13aを通過してボール11を押し上げることによりインク供給流路を形成する。ニードルガイド22は、ハウジング24に上下移動自在に設けられ、バネ23により図面において上側に弾性保持される。
しかし、前述のような一般的なインクカートリッジ1およびインク供給装置は、ボール11と先端の鋭いニードル21とが接触する構造であるため、ニードル21がスリット13aを通過する位置に応じてボール11と接触する位置が異なることがある。このように、ニードル21がボール11の真中に接触できず中心からずれて接触すると、ニードル21がボール11を押し上げる際に曲がる可能性がある。
前述のようにニードル21が変形すると、ニードル21が貫通するスリット13aが広がり、印刷が一時中断している状態などにスリット13aを介してインクが漏れる可能性がある。また、印刷作業中には広がっているスリット13aを介して外部空気が流入され、印刷ヘッドへのインク供給が円滑に行なわれない可能性もある。
また、前述のようにボール11の中心からずれてニードル21とボール11とが接触すると、ボール11を弾性保持するバネ12も不均一に圧縮されて変形する可能性がある。このようにバネ12が変形すると、ボール11がゴムキャップ13のスリット13aを完全に密閉することができないため、インクが残留している状態でインクカートリッジ1が外された場合、スリット13aを介してインクが漏れる可能性がある。
米国特許第6827417号明細書 特開昭63−118257号公報 米国特許出願公開第2004/001127号明細書
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクカートリッジの装着時にニードルの変形を防ぐことができる、新規かつ改良された画像形成装置のインクカートリッジおよびインク供給装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点によれば、インク排出部を備えるカートリッジボディと、インク排出部の内側にインク排出部を閉鎖するように設けられ、ニードル組立体との結合時にニードルによってインク排出部を開放する方向に移動するように設けられ、ニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備える内部キャップと、を含むインクカートリッジが提供される。
かかる構成によれば、内部キャップにニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝が備えられるので、ニードルと内部キャップとの間で接触上の問題が生じ難く、接触上の問題に起因したニードルの変形を防ぐことができる。
また、上記インク排出部の外側に設けられた外部キャップを含むようにしてもよい。
また、上記内部キャップを、インク排出部を閉鎖する方向に弾性保持する弾性部材を含むようにしてもよい。
また、上記内部キャップは、ディスク状に形成されるようにしてもよい。
また、上記外部キャップは、ニードルによって貫通されるようにしてもよい。
また、上記外部キャップは、ニードルが貫通して挿入されるシーリング部材と、シーリング部材をインク排出部に保持するカバー部材と、を含むようにしてもよい。
また、上記シーリング部材は、ニードルの挿入位置をガイドする案内溝を備えるようにしてもよい。
また、上記内部キャップとシーリング部材との間をシーリングするシール部を備えるようにしてもよい。
また、上記シール部がシーリング部材に形成されるようにしてもよい。
また、上記シール部が内部キャップに形成されるようにしてもよい。
また、上記シール部は、ニードルによって貫通されたシーリング部材の貫通孔を取り囲むように環状に形成されるようにしてもよい。
また、上記シール部は、ニードルによって貫通されたシーリング部材の貫通孔を取り囲むように環状に形成されるようにしてもよい。
また、上記シール部が複数形成されるようにしてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の第2の観点によれば、インクカートリッジに保存されたインクを排出するためのインク排出部と、インク排出部の内側にインク排出部を閉鎖するように設けられる内部キャップと、内部キャップをインク排出部を開放させる方向に移動させるとともに、インク排出部と結合してインク供給流路を形成するニードルを備えるニードル組立体と、を含み、内部キャップは、ニードルと接触する位置にニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備える画像形成装置のインク供給装置が提供される。
また、上記内部キャップはインク排出部を閉鎖する位置とインク排出部を開放する位置との間で移動自在であり、内部キャップをインク排出部を閉鎖する方向に弾性保持する弾性部材を含むようにしてもよい。
また、上記インク排出部の外側に設けられ、貫通していないニードルの挿入位置を案内する案内溝を備えた外部キャップを含み、外部キャップはニードルによって貫通されるようにしてもよい。
また、上記インク排出部の外側に設けられ、貫通していないニードルの挿入位置を案内する案内溝を備えた外部キャップを含み、外部キャップはニードルによって貫通されるようにしてもよい。
また、上記外部キャップは、ニードルが貫通して挿入されるシーリング部材と、シーリング部材をインク排出部に保持するカバー部材と、を含むようにしてもよい。
また、上記内部キャップとシーリング部材との間をシーリングするシール部を備えるようにしてもよい。
また、上記シール部がシーリング部材および内部キャップの少なくともいずれかに形成されるようにしてもよい。
また、上記シール部は、ニードルによって貫通されたシーリング部材の貫通孔を取り囲むように環状に形成されるようにしてもよい。
また、上記シール部が複数形成されるようにしてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の第3の観点によれば、インク排出ユニットに形成されてインクの供給を受け、一端が閉鎖された内部空間部と、内部空間部に摺動自在に設けられ、ニードルが接触する位置にニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備え、ニードルによって乗降される内部キャップと、を含むインク排出部が提供される。
また、上記内部キャップを、インク排出部を閉鎖する方向に弾性保持する弾性部材を含むようにしてもよい。
また、上記内部空間部をシーリングするシーリング部材を更に含むようにしてもよい。
また、上記シーリング部材は、内部キャップと対面する位置に形成された少なくとも一つのシール部を含むようにしてもよい。
また、上記シーリング部材は、内部キャップと対面しない位置に形成された案内溝を含むようにしてもよい。
また、上記シーリング部材は、ニードルによって形成された貫通孔を含み、貫通孔はニードルによって閉鎖されるようにしてもよい。
また、上記ニードル装着溝は、ニードルの端部形状に対応する形状に設けられるようにしてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の第4の観点によれば、インク排出ユニットに形成されてインクの供給を受け、一端が閉鎖された内部空間部と、内部空間部の内側に摺動自在に設けられ、ニードルが接触する位置にニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備え、ニードルによって乗降される内部キャップとを含むインク排出部と、プリンタヘッドと連動し、インク排出部と連結されてインクが供給されるように内部キャップを乗降させるニードルと、を含むインク供給装置が提供される。
以上説明したように、本発明によれば、インクカートリッジの装着時にニードルの変形を防ぐことができる、画像形成装置のインクカートリッジおよびインク供給装置が提供される。
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図2および図3に示すように、本発明に係るインクカートリッジは、インク排出部100を備えるカートリッジボディ101およびその内部に移動自在に設けられる内部キャップ120を含む。内部キャップ120は、インク排出部100の内部にインク排出部100を閉鎖するように設けられたもので、後で図2に基づいて説明するニードル230を含むニードル組立体200を結合するときに、ニードル230によってインク排出部100を開放する方向に移動するよう設けられる。内部キャップ120についてはより詳細に後述する。
カートリッジボディ101の内部には、インクタンク(図示せず)が備えられその内部にインクを収容し、収容されたインクをカートリッジボディ101の外部へ排出するためのインク排出部100が一側に備えられる。
インク排出部100は、排出部ボディ110と排出部ボディ110の先端に設けられる外部キャップ150とを含む。
排出部ボディ110は、内部に空間が形成された筒状に構成され、インクタンクと連通するインク供給ホール103を備える。
外部キャップ150は、シーリング部材130とカバー部材140から構成される。
シーリング部材130はゴム材質から形成され排出部ボディ110の内部に流入したインクの漏れを防止し、ニードル230と対応する位置に貫通していない案内溝133が形成されニードル230の貫通位置をガイドする。シーリング部材130は、内部キャップ120と接触する部分にシール部131、132(図5A〜図6C参照)が形成される。シール部131、132は、ニードル230によって貫通されたシーリング部材130の貫通孔を取り囲むよう環状に形成される。
シール部131は、図5A〜図5Cに示すように、単一環状に設けることもでき、図6A〜図6Cに示すように、シーリング部材130の中心を基準に複数を設けることもできる。一方、図示していないが、シール部131、132は内部キャップ120の底面に形成することも可能である。
カバー部材140は、排出部ボディ110に超音波溶着され、シーリング部材130を排出部ボディ110に固定する。カバー部材140の案内溝133に対応する部位は開放される。
以下では、図3〜図6Cに基づいて内部キャップ120についてより詳説する。
内部キャップ120は、排出部ボディ110の内部にニードル230(図2および図4参照)によって乗降自在に設けられる。
内部キャップ120はディスク状に構成され、第1筒部121と第2筒部122とを備える。
第2筒部122には、図3に示すように、キャップ弾性部材160が設けられ、第1筒部121の底面にはニードルが装着されるニードル装着溝121a〜121cが形成される。ニードル装着溝121a〜121c(図5A〜図5Cおよび図6A〜図6C)はニードル230の端部に対応する形状に備えられる。
ニードル230の先端は多様な形状に構成することができるが、図5A〜図5Cにはそれぞれニードル230の先端形状が円柱、円錐、ラウンド状である場合において、内部キャップ120に設けられたニードル装着溝121a〜121cの形状を示している。図6A〜図6Cも、ニードル装着溝121a〜121cの形状は前述の実施形態と同様であるが、シール部132が複数設けられている点において相違している。
以上のように構成されたインクカートリッジは、インク供給ユニットによって図示していないノズル組立体にインクを伝達する。
インク供給ユニットは、インク排出部100、内部キャップ120、およびニードル組立体200を含む。
インク排出部100と内部キャップ120の構成は前述と同様であるため重複説明は省略する。
ニードル組立体200は、ニードルガイド210、ニードル弾性部材220、ニードル230、およびニードルハウジング240を含む。
ニードルガイド210は、インク排出部100の外部キャップ150との接触によって乗降するように、ニードル弾性部材220によってニードルハウジング240に弾力的に保持される。ニードルガイド210はニードル230が露出されないように取り囲む第1位置(図2参照)と、インクカートリッジの装着時にニードル230を露出させる第2位置(図4参照)との間で移動可能に設けられる。
ニードル230は内部にインク供給流路が形成され、シーリング部材130を貫通して内部キャップ120を乗降させる。
ニードル230の先端と近接した位置には、排出部ボディ110の内部に挿入されインクの供給を受けるためのニードルインク供給ホール231が横方向に貫通形成される。また、ニードル230の内部はニードルインク供給ホール231から図示していない印刷ヘッドまでインクを供給するためのインク供給流路が形成され、ニードルインク供給ホール231を介して流入されたインクが図示していない印刷ヘッドへ供給される。
以下、本発明に係るインクカートリッジのインク供給ユニットの動作を図面に基づいて説明する。
図2に示すように、本発明に係るインクジェットプリンタのインク供給ユニットは、カートリッジボディ101の一端に設けられたインク排出部100、印刷ヘッドが設置されるヘッドベース201に設けられたニードル組立体200、およびインク排出部100の内部に移動自在に設けられ、インク排出部100とニードル組立体200とが分離される場合、インクの漏れを防止する内部キャップ120から構成される。
インク排出部100の先端は、図3に示すように、外部キャップ150により閉鎖された状態で販売される。従って、ニードル組立体200が結合されるまではこの外部キャップ150によりインクが漏れない。
一方、外部キャップ150は、ゴム材質のシーリング部材130と中央にシーリング部材130が露出するように形成された金属材質のカバー部材140から構成され、シーリング部材130の中央にはニードル230が正確な位置で貫通結合できるように案内溝133が形成されている。
従って、インク排出部100とニードル組立体200とを連結すると、ニードル組立体200のニードルハウジング240はインク排出部100に設けられた挿入溝部102に結合され、このとき、ニードルガイド210はインク排出部100の先端に組立てられた外部キャップ150によって押されながら下側に下降してニードル230を露出させる。
露出されたニードル230は、カバー部材140の中央に露出された案内溝133を貫通し、ゴム材質のシーリング部材130を貫通しつつ内部キャップ120に設けられたニードルの装着溝121a〜121cと接触し、内部キャップ120を図4のように上側に押し上げる。すると、インク供給ホール103から供給されインク排出部100に収容されたインクは、ニードルインク供給ホール231を介して図示していない印刷ヘッドへ伝達される。
このように、インクカートリッジをヘッドベース201に装着するとき、ニードル230の貫通結合の位置をシーリング部材130の真中に形成された案内溝133を介してガイドすると、ニードル230の貫通結合の位置をシーリング部材130の真中にガイドすることができる。
そして、ニードル230の先端形状と内部キャップ120に形成されたニードル装着溝121a〜121cとは互いに対応する形状であるため、ニードル230は内部キャップ120を傾くことなく移動させることができる。従って、内部キャップ120が傾いて移動することによりニードル230が歪曲されることを防止することができる。
前述のように、ニードル230が変形しないと、シーリング部材130に形成された貫通孔も広がらず、均一にニードル230に密着するので、印刷作業中に貫通孔を介して外部の空気が流入されない。
一方、インクカートリッジを分離すると、インク排出部100に挿入されたニードル230は除去され、ニードル230によって移動された内部キャップ120はキャップ弾性部材160によって図3に示された最初の位置であるシーリング部材130と接触する位置に復帰する。
シール部131は、ゴム材質のシーリング部材130と同一の材質から形成され、ニードル230によって貫通されたシーリング部材130の貫通孔を取り囲むように環状に備えられている。従って、内部キャップ120はキャップ弾性部材160の復元力によりシール部131と密着し、貫通孔を介してインクが漏れることを防止することができる。
本発明によれば、インクカートリッジの装着時にニードル230の挿入位置を一定に保ち、かつ内部キャップ120を正確に移動させることができるので、ニードル230の変形が発生し難い。
そして、ニードル230が変形しなければ、ニードル230がシーリング部材130を貫通しながら形成した貫通孔は、不要に広がることもなくニードル230と密着するので、印刷時に貫通孔を介してインクカートリッジ内部に外部の空気が流入することを防ぐことができる。
そして、ニードル230がシーリング部材130から除去されると、内部キャップ120がシーリング部材130に形成されたシール部131と密着することにより貫通孔を閉鎖するので、残留インクが貫通孔を介して漏れることを防ぐことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
一般的な画像形成装置のインクカートリッジおよびインク供給装置を概略的に示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るインクカートリッジおよびインク供給装置を概略的に示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの要部を拡大した断面図である。 図2に示されたインク供給装置のインク排出部とニードル組立体との結合状態を示す断面図である。 本発明に係るインクカートリッジの内部キャップの多様な変形例を示す斜視図である。 本発明に係るインクカートリッジの内部キャップの多様な変形例を示す斜視図である。 本発明に係るインクカートリッジの内部キャップの多様な変形例を示す斜視図である。 本発明に係るインクカートリッジの外部キャップを構成するシーリング部材の多様な変形例を示す斜視図である。 本発明に係るインクカートリッジの外部キャップを構成するシーリング部材の多様な変形例を示す斜視図である。 本発明に係るインクカートリッジの外部キャップを構成するシーリング部材の多様な変形例を示す斜視図である。
符号の説明
100 インク排出部
101 カートリッジボディボディ
102 挿入溝部
103 インク供給ホール
110 排出部ボディ
120 内部キャップ
130 シーリング部材
140 カバー部材
150 外部キャップ
200 ニードル組立体

Claims (30)

  1. インク排出部を備えるカートリッジボディと、
    前記インク排出部の内側に前記インク排出部を閉鎖するように設けられ、ニードル組立体との結合時にニードルによって前記インク排出部を開放する方向に移動するように設けられ、前記ニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備える内部キャップと、
    を含むことを特徴とする、インクカートリッジ。
  2. 前記インク排出部の外側に設けられた外部キャップを含むことを特徴とする、請求項1に記載のインクカートリッジ。
  3. 前記内部キャップを、前記インク排出部を閉鎖する方向に弾性保持する弾性部材を含むことを特徴とする、請求項1に記載のインクカートリッジ。
  4. 前記内部キャップは、ディスク状に形成され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。
  5. 前記外部キャップは、前記ニードルによって貫通され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。
  6. 前記外部キャップは、
    前記ニードルが貫通して挿入されるシーリング部材と、
    前記シーリング部材を前記インク排出部に保持するカバー部材と、
    を含むことを特徴とする、請求項5に記載のインクカートリッジ。
  7. 前記シーリング部材は、前記ニードルの挿入位置をガイドする案内溝を備えることを特徴とする、請求項6に記載のインクカートリッジ。
  8. 前記内部キャップと前記シーリング部材との間をシーリングするシール部を備えることを特徴とする、請求項6に記載のインクカートリッジ。
  9. 前記シール部が前記シーリング部材に形成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。
  10. 前記シール部が前記内部キャップに形成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。
  11. 前記シール部は、前記ニードルによって貫通された前記シーリング部材の貫通孔を取り囲むように環状に形成され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。
  12. 前記シール部は、前記ニードルによって貫通された前記シーリング部材の貫通孔を取り囲むように環状に形成されることを特徴とする、請求項10に記載のインクカートリッジ。
  13. 前記シール部が複数形成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。
  14. インクカートリッジに保存されたインクを排出するためのインク排出部と、
    前記インク排出部の内側に前記インク排出部を閉鎖するように設けられる内部キャップと、
    前記内部キャップを前記インク排出部を開放させる方向に移動させるとともに、前記インク排出部と結合してインク供給流路を形成するニードルを備えるニードル組立体と、を含み、
    前記内部キャップは、前記ニードルと接触する位置に前記ニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備えることを特徴とする、画像形成装置のインク供給装置。
  15. 前記内部キャップは前記インク排出部を閉鎖する位置と前記インク排出部を開放する位置との間で移動自在であり、前記内部キャップを前記インク排出部を閉鎖する方向に弾性保持する弾性部材を含むことを特徴とする、請求項14に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  16. 前記インク排出部の外側に設けられ、貫通していないニードルの挿入位置を案内する案内溝を備えた外部キャップを含み、前記外部キャップは前記ニードルによって貫通されることを特徴とする、請求項14に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  17. 前記インク排出部の外側に設けられ、貫通していないニードルの挿入位置を案内する案内溝を備えた外部キャップを含み、前記外部キャップは前記ニードルによって貫通されることを特徴とする、請求項15に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  18. 前記外部キャップは、
    前記ニードルが貫通して挿入されるシーリング部材と、
    前記シーリング部材を前記インク排出部に保持するカバー部材と、
    を含むことを特徴とする、請求項17に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  19. 前記内部キャップと前記シーリング部材との間をシーリングするシール部を備えることを特徴とする、請求項18に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  20. 前記シール部が前記シーリング部材および前記内部キャップの少なくともいずれかに形成されることを特徴とする、請求項19に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  21. 前記シール部は、前記ニードルによって貫通された前記シーリング部材の貫通孔を取り囲むように環状に形成されることを特徴とする、請求項20に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  22. 前記シール部が複数形成されることを特徴とする、請求項19に記載の画像形成装置のインク供給装置。
  23. インク排出ユニットに形成されてインクの供給を受け、一端が閉鎖された内部空間部と、
    前記内部空間部に摺動自在に設けられ、ニードルが接触する位置に前記ニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備え、前記ニードルによって乗降される内部キャップと、
    を含むことを特徴とする、インク排出部。
  24. 前記内部キャップを、前記インク排出部を閉鎖する方向に弾性保持する弾性部材を含むことを特徴とする、請求項23に記載のインク排出部。
  25. 前記内部空間部をシーリングするシーリング部材を更に含むことを特徴とする、請求項23に記載のインク排出部。
  26. 前記シーリング部材は、前記内部キャップと対面する位置に形成された少なくとも一つのシール部を含むことを特徴とする、請求項25に記載のインク排出部。
  27. 前記シーリング部材は、前記内部キャップと対面しない位置に形成された案内溝を含むことを特徴とする、請求項25に記載のインク排出部。
  28. 前記シーリング部材は、前記ニードルによって形成された貫通孔を含み、前記貫通孔は前記ニードルによって閉鎖されることを特徴とする、請求項25に記載のインク排出部。
  29. 前記ニードル装着溝は、前記ニードルの端部形状に対応する形状に設けられることを特徴とする、請求項23に記載のインク排出部。
  30. インク排出ユニットに形成されてインクの供給を受け、一端が閉鎖された内部空間部と、前記内部空間部の内側に摺動自在に設けられ、ニードルが接触する位置に前記ニードルの端部形状に対応する形状のニードル装着溝を備え、前記ニードルによって乗降される内部キャップとを含むインク排出部と、
    プリンタヘッドと連動し、前記インク排出部と連結されてインクが供給されるように前記内部キャップを乗降させる前記ニードルと、
    を含むことを特徴とする、インク供給装置。
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