JP2009132077A - インクジェットカートリッジおよびインクジェットカートリッジの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク吸収体収納容器の接合部における接合の信頼性が高められたインクジェットカートリッジ及びインクジェットカートリッジの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のインクジェットカートリッジは、インクを含浸保持するインク吸収体３と、インク吸収体収納容器８とを備える。インク吸収体収納容器８は、インク吸収体３の一部を収納する第１の筐体１、及び第１の筐体１に収納されないインク吸収体３の残る部分を収納し、第１の筐体１と接合部１０ａにおいて接合される第２の筐体２とを有する。そして、本発明のインクジェットカートリッジのインク吸収体３は、少なくとも接合部１０ａに対応する領域に、インク吸収体の表面が溶融された溶融領域３ａを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インク吸収体を収納したインクジェットカートリッジおよびインクジェットカートリッジの製造方法に関する。

従来のインクジェットカートリッジの一例の側断面図を図１０に示す。この構成は特許文献１に開示されたものであり、インク収納容器一体型インクジェット記録ヘッド１０５はインク収納容器とインクジェット記録ヘッドとが一体に構成されている。インク保持用のインク吸収体１０２を収納するインク収納容器１０１と、吐出エネルギ発生手段へインクを供給するための供給管１０４と、供給管１０４の端部に設けられたフィルタ１０３とを備えた記録ヘッドとが一体化して形成されている。

この種のインクジェットカートリッジは、インクが吐出できなくなるとインクジェットカートリッジの単位で交換を行なう。インクジェットカートリッジのインク収納容量が少ないと、インクジェットカートリッジを頻繁に交換することになりユーザーによる操作の煩雑さを招く。したがって、インクジェットカートリッジの交換頻度を減らすためには収納インクを大容量化する必要がある。この場合、インク吸収体とインク吸収体収納容器の体積を大きくする必要がある。しかし、インク吸収体とインク吸収体収納容器を単純に大きくした場合、インクジェットカートリッジの製造において製造条件が厳しくなってしまう。

一般に、インクジェットカートリッジでは、記録装置に搭載した際に底となる底面に記録ヘッドを配置し、底面と対向する上面からインク吸収体を挿入し、フィルタにインク吸収体を圧接させて記録ヘッドにインクを供給している。そのため、例えば、インクジェットカートリッジの記録装置内の設置面積を変更しないように大容量化を行なうには、インク吸収体収納容器のインク収納空間を高さ方向に延長することになる。

しかし、このような構成とすると、インク吸収体収納容器に対して挿入されるインク吸収体の挿入ストロークが長くなってしまい、底面に配置された記録ヘッドに対してインク吸収体を圧接させることが難しくなる。フィルタに対するインク吸収体の圧接性が低下した場合、気泡の混入などによってインクの供給が妨げられ、カスレ等印字品位の低下を招く恐れがある。このため、インク吸収体の挿入ストロークが長くなることによって、インク吸収体の挿入工程に要求される条件はより厳しいものとなる。

この解決手法の一つとして、特許文献２に記載される手法がある。この従来例を図１１（ａ）、（ｂ）に示す。第１のインク吸収体２０３を収容可能な空間を備えた第１の吸収体収納容器２０１と、第２のインク吸収体２０４を収納可能な第２の吸収体収納容器２０２とを備えている。そして、第１のインク吸収体２０３と第２のインク吸収体２０４とが接触するように第１の吸収体収納容器２０１と第２の吸収体収納容器２０２とが連結されて構成されるものである。この構成によれば適切な位置で吸収体収納容器を区分することでインク吸収体の挿入ストロークを長くすることなく、高さ方向にインク収納容器を延長した構成が容易に達成できる。
特開平３―２４８８４８号公報 特開平８―２２４８８７号公報

しかしながら特許文献２に開示された構成は、２つのインク吸収体を用いるため、部品点数が増加してしまう。

そこで、部品点数を削減してコストダウンを図るため、図１２（ａ）に示すように、単一のインク吸収体を二つの容器に収納する形態が考えられる。しかしながら、この方法では、図１２（ｂ）に示すように、第１のインク吸収体収納容器３０１と第２のインク吸収体収納容器３０２とが接合される際に接合される個所である壁面からインク吸収体３０３がはみ出してしまう。このようにしてインク吸収体が接合部からはみ出てしまった場合には、溶着部分がインク吸収体を挟み込んでしまい、溶着不良を生じて溶着の信頼性が損なわれてしまう。

また、単一のインク吸収体を二つの収納容器に収納する形態のインクジェットカートリッジの製造方法において、収納容器の溶着信頼性を向上する製法を提供することを目的とする。

そこで、本発明は、インク吸収体収納容器の接合部における接合の信頼性が高められたインクジェットカートリッジ及びインクジェットカートリッジの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインクジェットカートリッジは、インクを含浸保持するインク吸収体と、インク吸収体収納容器とを備える。インク吸収体収納容器は、インク吸収体の一部を収納する第１の筐体、及び第１の筐体に収納されないインク吸収体の残る部分を収納し、第１の筐体と接合部において接合される第２の筐体とを有する。そして、本発明のインクジェットカートリッジのインク吸収体は、少なくとも接合部に対応する領域に、インク吸収体の表面が溶融された溶融領域を有することを特徴とする。

本発明によれば、インク吸収体に溶融領域が形成されているため、インク吸収体が接合部にはみ出すことがないので、インク吸収体収納容器の接合部における接合の信頼性が高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のインクジェットカートリッジを模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態のインクジェットカートリッジを模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態のインクジェットカートリッジを模式的に示した分解斜視図である。図４は本実施形態のカートリッジの製造過程を示す模式的斜視図である。図５は、本実施形態のインクジェットカートリッジの製造工程フローを示した図である。

まず、本実施形態のインクジェットカートリッジ１０の構成について説明する。

図１に示す本実施形態のインクジェットカートリッジ１０は、単一色のインク用であり、第１の筐体１と第２の筐体２とによって形成されたインク吸収体収納容器８内に、インクを含浸保持させたインク吸収体３が収容されている。

図４に示すように、第２の筐体２の底部には、電気配線部材８を介してインク吐出用のインクジェット記録ヘッド７が取り付けられている。また、第２の筐体２の底部には、インク吸収体収納容器８内からインクジェット記録ヘッド７に接続するインク流路６を形成する筒状のインク導入部５が、インクジェット記録ヘッド７の直上の位置でインク収納室内に突出して設けられている。インク導入部５の、インク吸収体収納容器８内に突出した先端部には、フィルタ４が配置されている。すなわち、
第２の筐体２は、外部にインクを供給するインク流路６を有し、第２の筐体２の内部に位置する、インク流路６の一端側にフィルタ４を有する。また、インクジェット記録ヘッド７はインク流路６の他端側に設けられている。第２の筐体２は、このインク導入部５が形成された底部に対向する上面が開口しており、この開口が、第１の筐体１によって塞がれている。第１の筐体１は、インク吸収体３を収納する空間を有しており、第２の筐体２に収容しきれない部分を収容する。すなわち、第１の筐体１はインク吸収体３の一部を収納し、第２の筐体２は、インク吸収体３の残る部分を収納する。

第１の筐体１はインク吸収体３内部の圧力変動を逃すための細口とそれに連通した微細口が設けられており、その殆どをシール部材９で覆う。

第２の筐体２の底部は、インクジェット記録ヘッド７が設けられた部分が、他の部分より突出した形状になっている。このインクジェットカートリッジ１０では、インク吸収体３に保持されたインクが、インク導入部５の先端、インク流路６の入口に設けられたフィルタ４を通過し、インク流路６を通ってインクジェット記録ヘッド７へ供給される。

インク吸収体３は、例えば特開２０００−３０１７４０号公報で記載されているようなポリプロピレン（ＰＰ）繊維を積層したものからなる。インク吸収体３は、第２の筐体２に挿入される前に、予め第１の筐体１と第２の筐体２との結合部近傍の外周が加熱溶融されている。加熱溶融された領域は図１には溶融領域３ａとして示されている。

次に、図５に示すフローチャートを用いて本実施形態のインクジェットカートリッジの製造工程の概略について説明する。

まず、第１の筐体１及び第２の筐体２を用意する（ステップＳ１）。

次に、インク吸収体３の溶融領域３ａを溶融し、加圧する。なお、これら溶融及び加圧の詳細については後述する（ステップＳ２）。

次に、インク吸収体３を第２の筐体２内に挿入する（ステップＳ３）。この状態のインク吸収体３を第１の筐体１内に挿入する（ステップＳ４）。

次に、インク吸収体３を収納した第１の筐体１及び第２の筐体２を互いに接合する（ステップＳ５）。なお、この接合方法についてもその詳細は後述する。

以上のようにして形成したインク吸収体収納容器８内にインクを注入する（ステップＳ６）。

次に、上記ステップＳ２におけるインク吸収体３に溶融領域３ａを形成する方法について詳細に説明する。

図６にインク吸収体３の溶融方法の一例を示す。圧縮板１１によって積層方向に圧縮した状態のインク吸収体３に対して、積層方向と、積層方向に対して垂直方向とから加熱ブロック１２を押し当てる。これにより、第１の筐体１と第２の筐体２との結合部に対応する部分を溶融し、溶融領域３ａを形成する。なお、このインク吸収体３の溶融方法は加熱に限られたものではなく、薬液を塗布することによって溶融し、溶融領域３ａを形成する方法などもある。

インク吸収体３は繊維積層方向を圧縮した状態で、先ず第２の筐体２に挿入され、次いで同様にして第１の筐体１に挿入される。このとき、インク吸収体３はインク吸収体収納容器８の内径の寸法に対して十分小さくなるまで圧縮する。また、第２の筐体２に対するインク吸収体３の挿入には、シリンダ等を用い、インク吸収体３がフィルタ４に対して当接するために適した圧力と挿入ストロークが得られるように適宜調整する。

次に、上記ステップＳ５における第１の筐体１と第２の筐体２との接合について詳細に説明する。

第１の筐体１と第２の筐体２との接合は、上治具１３及び下治具１４にセットした状態で振動溶着装置１５により接合面を振動溶着する。

図７（ａ）に上治具１３及び下治具１４にセットした状態の振動溶着装置１５の模式図を示す。また、図７（ｂ）に上治具１３及び下治具１４に第１の筐体１と第２の筐体２をセットした状態の模式図を示す。

まず、第１の筐体１と第２の筐体２との接合面を互いに合わせた状態で振動溶着装置１５の下治具１４にセットする。その後、下治具１４が上昇し、上治具１３に第１の筐体１が突き当たり吸着固定される。次いで、第１の筐体１を第２の筐体２に荷重を加えた状態で振動を加え、振動溶着を開始する。

本実施形態のインク吸収体３の溶融領域３ａは、図１に示すように中央部分が凹んだ形状になっている。溶融領域３ａのこの凹んだ部分の外周寸法は、２×（Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂ）となる（図２参照）。一方、第１の筐体１と第２の筐体２との結合部１０ａにおける内周寸法は、２×（Ｗ２ａ＋Ｗ２ｂ）となる（図２参照）となる。本実施形態では、インク吸収体３の溶融領域３ａの外周寸法が結合部１０ａの内周寸法よりも短い。すなわち、図１に示すように、インク吸収体３をインク吸収体収納容器８内に収納した状態で、インク吸収体３の溶融領域３ａと結合部１０ａとの間に隙間が形成される。このため、第１の筐体１と第２の筐体２との接合の際に、図１０（ｂ）で示すようなインク吸収体の挟み込みが抑えられ、振動溶着時の溶着部分への接触も軽減することができる。また、本実施形態のインク吸収体３は、溶融領域３ａは表層が溶融されているため、微小な繊維ゴミの発生も抑制され、溶着の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態のインク吸収体収納容器８は第１の筐体１と第２の筐体２とに二分割されている。このため、第２の筐体２へのインク吸収体３の挿入ストロークが短くて済むので、インク吸収体３をフィルタ４に確実に圧接させることができる。フィルタ４に対するインク吸収体３圧接性が低下すると、気泡が混入してインクの供給が妨げられ、その結果カスレ等が生じる場合がある。しかしながら、本実施形態のインクジェットカートリッジは、上述したように、インク吸収体３をフィルタ４に確実に圧接させることができるので、このような記録品位の低下を防止することができる。
（第２の実施形態）
図８は本実施形態のインクジェットカートリッジを模式的に示した分解斜視図である。また、図９は本実施形態のインクジェットカートリッジの製造工程フローの一例を示す図である。

第１の実施形態では、インク吸収体３の溶着領域３ａは、第１の筐体１と第２の筐体２との接合部近傍のみであった。これに対して、本実施形態のインク吸収体２３は、溶着領域２３ａが第１の筐体２１と第２の筐体２２との接合領域近傍の他、第１の筐体２１に収納される部分が全て溶融されている。

インク吸収体２３の第１の筐体２１に収納される部分の外周寸法は２×（Ｗ２１ａ＋Ｗ２１ｂ）であり、第１の筐体２１及び第２の筐体２２の内周寸法は２×（Ｗ２２ａ＋Ｗ２２ｂ）である。本実施形態も第１の実施形態と同様にインク吸収体２３の外周寸法が第１の筐体２１及び第２の筐体２２の内周寸法よりも短いため、接合部におけるインク吸収体２３の挟み込みが抑えられ、振動溶着時の溶着部分への接触も軽減することができる。また、本実施形態のインク吸収体３は、溶融領域３ａは表層が溶融されているため、微小な繊維ゴミの発生も抑制され、溶着の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態の場合、第１の筐体２１及び第２の筐体２２へのインク吸収体２３の挿入ストロークが短くて済む。また、インク吸収体２３は、その外周寸法が第１の筐体２１及び第２の筐体２２の内周寸法よりも短い。さらには、インク吸収体２３は挿入する部分が溶融されていることでその広がりが抑制され、圧縮することなく、第１の筐体２１及び第２の筐体２２に挿入できる。これらにより、インク吸収体２３を第２の筐体２２によりスムーズに挿入することができるので、インク吸収体２３をフィルタに確実に圧接させることができる。この結果、カスレ等の記録品位の低下を防止することができる。

この他、インク吸収体２３の溶融領域２３ａは外部へのインク移動を防ぐ効果もある。これより、インク吸収体収納容器結合部からのインク漏れに対するマージンを向上することができる。

また、図９に示すようにインク注入後にインク吸収体収納容器を結合することも可能になる。図９に示すフローチャートを用いて本実施形態のインクジェットカートリッジの製造工程の概略について説明する。

まず、第１の筐体２１及び第２の筐体２２を用意する（ステップＳ１１）。

次に、インク吸収体２３の溶融領域２３ａを溶融し、加圧する（ステップＳ１２）。

次に、インク吸収体２３を第２の筐体２２内に挿入する（ステップＳ１３）。

次に、インク吸収体２３にインクを注入する（ステップＳ１４）。第１の実施形態では、第１の筐体２１及び第２の筐体２２を互いに接合した後、インクを注入していた。これに対し、本実施形態の場合、インク吸収体２３の表面全てを溶融している。このため、インク吸収体２３が第２の筐体２２から露出した状態にてインク吸収体２３にインクを注入しても、インクがインク吸収体２３から漏洩することなく、インク吸収体に含浸させることができる。このように、本実施形態の場合、製造工程順序の自由度を向上することができる。また、表面を溶融して硬化させているのでインク吸収体２３へ複数のインク注入針を刺すことが容易となる。このため、本実施形態のインク吸収体２３の場合、インク浸漬に要する時間の短縮を図ることができる。

次に、この状態のインク吸収体２３を第１の筐体２１内に挿入する（ステップＳ５）。

最後にインク吸収体２３を収納した第１の筐体２１及び第２の筐体２２を互いに接合する（ステップＳ５）。

なお、本実施形態におけるインク吸収体２３の溶融領域２３ａは、第１の筐体２１に限られるものではない。溶融領域２３ａは、インク吸収体２３と当接するフィルタとの位置関係や、インク吸収体収納容器へのインク吸収体２３の挿入順序に応じて、いかようにも変更することができる。

本発明の第１の実施形態におけるインクジェットカートリッジを模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクジェットカートリッジを模式的に示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクジェットカートリッジを模式的に示した分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるカートリッジの製造過程を示す模式的斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクジェットカートリッジの製造工程フローを示した図である。 本発明の第１の実施形態におけるインク吸収体の溶融方法の一例を示す模式図である。 振動溶着装置の概略構成及び上治具及び下治具の概略構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態におけるインクジェットカートリッジを模式的に示した分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態におけるインクジェットカートリッジの製造工程フローを示した図である。 従来のインクジェットカートリッジの一例の側断面図である。 従来のインクジェットカートリッジの他の例の側断面図である。 従来のインクジェットカートリッジにおいて、インク吸収体をインク吸収体収納容器に収納する際に課題を説明するための図である。

符号の説明

１ 第１の筐体
２ 第２の筐体
３インク吸収体
４ フィルタ
８ インク吸収体収納容器
１０ａ 接合部

Claims (10)

1. インクを含浸保持するインク吸収体と、前記インク吸収体の一部を収納する第１の筐体、及び前記第１の筐体に収納されない前記インク吸収体の残る部分を収納し、前記第１の筐体と接合部において接合される第２の筐体とを有するインク吸収体収納容器とを備えるインクジェットカートリッジにおいて、
   前記インク吸収体は、少なくとも前記接合部に対応する領域に、前記インク吸収体の表面が溶融された溶融領域を有することを特徴とするインクジェットカートリッジ。
2. 前記溶融領域の外周寸法は、前記接合部の内周寸法よりも短い、請求項１に記載のインクジェットカートリッジ。
3. 前記溶融領域は、前記インク吸収体の前記一部の表面を含む、請求項１または２に記載のインクジェットカートリッジ。
4. 前記一部の前記溶融領域の外周寸法は前記第１の筐体の内周寸法より短い、請求項３に記載のインクジェットカートリッジ。
5. 前記溶融領域は、前記インク吸収体の前記残る部分の表面を含む、請求項１ないし４のいずれか１項にインクジェットカートリッジ。
6. 前記残る部分の前記溶融領域の外周寸法は前記第２の筐体の内周寸法より短い、請求項５に記載のインクジェットカートリッジ。
7. 前記第２の筐体は、外部にインクを供給するインク流路を有し、前記第２の筐体の内部に位置する、前記インク流路の一端側にフィルタが設けられており、前記インク流路の他端側にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドが設けられている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクジェットカートリッジ。
8. 第１の筐体と、第２の筐体とを有するインク吸収体収納容器を用意する工程と、
   インク吸収体に、少なくとも、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが接合される接合部に対応する領域を溶融して溶融領域を形成する溶融領域形成工程と、
   前記溶融領域形成工程の後、前記第１の筐体に前記インク吸収体の一部を収納し、前記第２の筐体に前記インク吸収体の残る部分を収納する収納工程と、
   前記インク吸収体を収納した前記第１の筐体と前記第２の筐体とを前記接合部にて互いに接合する接合工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
9. 前記収納工程後であって、かつ前記接合工程前に前記インク吸収体にインクを浸漬させる工程を含む、請求項８に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
10. 前記第２の筐体として、外部にインクを供給するインク流路を有し、かつ、前記第２の筐体の内部に位置する、前記インク流路の一端側にフィルタが設けられているものを用意する、請求項８または９に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。

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