JP2009226827A - 液体インク充填用アダプター - Google Patents

Abstract

【課題】
充填管をインクカートリッジの開口部へうまく導くことができる液体インク充填用アダプターを提供することである。また、充填管が針であっても、人が誤って指などを刺すことがなく、さらに、針の管内部にカートリッジの材料が詰まることのない液体インク充填用アダプターを提供することである。
【解決手段】
本発明は、外部インク容器から液体インクを入れる注入口と、インクカートリッジへ液体インクを入れる充填管と、インクカートリッジと接するガイド部とを有しており、
ガイド部が充填管中心軸と略平行な壁を有しており、壁が液体インクを入れる充填管よりも長く、壁の内面がインクカートリッジと接する構成であることを特徴とする液体インク充填用アダプターである。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体インクを吐出するインクジェット装置のインクカートリッジに外部インク容器から液体インクを充填するために用いる液体インク充填用アダプターに関するものである。

液体インクを吐出するインクジェット装置は、一般にはインクジェットプリンタといわれており、個人用途としては写真画像などを出力して楽しむことに利用されているが、産業用途としては機能性インクを吐出することで様々な産業上の使用の広がりを見せている。個人用途のインクは水系インクが主であり、顔料タイプや染料タイプがある。産業用途のインクは水系インクだけでなく、溶剤系インクもある。また、産業用途の機能性インクとしては、例えば、スクリーン印刷製版のＵＶ感光乳剤マスキング用インク（特許第４０７９３２７号公報、特開２００５−０２３１１１号公報）、プラスチックや金属などの非吸収材料への定着性が良好な紫外線硬化型インク（特許第４０８２６８１号公報、特開２００５−１２６５４０号公報、特開２００５−１６２８８２号公報）、食品、化粧品、医薬品などに印刷する可食インク（特開２００６−１６９３０１号公報）などがある。

このような液体インクを、インクジェット装置のインクカートリッジに外部インク容器から充填して使用することができる。インクジェット装置のインクカートリッジには、様々なものがある。インクカートリッジ内部が空洞のもの、インクカートリッジ内部にスポンジのような多孔質体が存在するもの、いくつかの小部屋に分かれているものなどがある（特許第３０２４２６０号公報、特許第３１３８１２１号公報）。また、プリンタに固定されているものや、プリンタから取り外しと取り付けができる脱着タイプのものなど、様々なものがある。

液体インクは、インクカートリッジの開口部から充填することができる。開口部は、プリンタヘッドへ液体インクを供給する部分と共有されているものや、それとは別に設けられているものもある。充填用の開口部がなかったり、カートリッジに開口部が存在していても、開口部に封がされていたりする場合には、小型ドリルや専用針などによりインクカートリッジに開口部を設けることもできる。開口部がプリンタヘッドへ液体インクを供給する部分と共有されている場合は、プリンタからカートリッジを取り外して液体インクを充填する必要があるが、共有されておらず別に開口部がある場合は、プリンタにカートリッジを装着したまま、液体インクを充填することもできる。
特許第４０７９３２７号公報 特開２００５−０２３１１１号公報 特許第４０８２６８１号公報 特開２００５−１２６５４０号公報 特開２００５−１６２８８２号公報 特開２００６−１６９３０１号公報 特許第３０２４２６０号公報 特許第３１３８１２１号公報

充填管をインクカートリッジの開口部へ挿入する場合、目視で確認しながら挿入する必要があるが、かなりの慣れを必要とするものである。初めての場合には、うまく挿入することが難しかった。また、プラスチックのような材料からなるインクカートリッジの壁や栓に穴を開けるのに、専用針を差し込む必要があり、むき出しの針では危険であった。さらに、管の注射針などを押し込むと、壁の材料が針の管内部に詰まってしまうということもあった。

本発明の課題は、充填管をインクカートリッジの開口部へうまく導くことができる液体インク充填用アダプターを提供することである。また、充填管が針であっても、人が誤って指などを刺すことがなく、さらに、針の管内部にカートリッジの材料が詰まることのない液体インク充填用アダプターを提供することである。

本発明は、液体インクを吐出するインクジェット装置のインクカートリッジに外部インク容器から液体インクを充填するために用いる液体インク充填用アダプターにおいて、該アダプターは、外部インク容器から液体インクを入れる注入口と、インクカートリッジへ液体インクを入れる充填管と、インクカートリッジと接するガイド部とを有しており、ガイド部が充填管中心軸と略平行な壁を有しており、壁が液体インクを入れる充填管よりも長く、壁の内面がインクカートリッジと接する構成であることを特徴とするものであり、また、充填管が、管の端が斜断面である充填針であり、斜断面が、２つ以上の面からなり、面と面との境界にあたる稜の少なくとも１つが、充填針中心軸と略平行に針先端付近にあり、かつ、山形状であることを特徴とするものである。

本発明により、インクカートリッジの開口部へに液体インクを入れる充填管をうまく導くことができるようになった。充填管が針であっても、人が誤って指などを刺すことがなく、針の管内部にカートリッジの材料が詰まることのないものとなった。また、使用後のインクカートリッジへの再充填用にも利用可能であるため、詰め替え用として使うことができる。さらに、このアダプターを用いることによって、外部インク容器から液体インクを充填しながらプリンタを動作し続けることもできるようになったものである。

本発明を図面を用いて説明する。実施例１においては請求項１の内容を、実施例２〜４においては請求項２の内容を主に説明するが、これらの形状だけに本発明が限定されるものではない。

図１は、請求項１の液体インク充填用アダプター１０の４面図である。平面図、正面図、底面図、及び右側面図からなる。背面図と左側面図はそれぞれ正面図と右側面図と同じになるため省略している。図２は、図１の平面図におけるＡ−Ａ’断面図とＢ−Ｂ’断面図である。

この液体インク充填用アダプター１０では、上側（図１の正面図と右側面図及び図２の上側）に外部インク容器から液体インクを入れる円筒形の注入口１があり、その下にインクカートリッジへ液体インクを入れる細い円筒形の充填管２があり、これら注入口１と充填管２の間に、底面壁のない直方体のガイド部３が接続されているものである。なお、この接続において、テーパー部５を設けて接続している。また、注入口１の外部インク容器差込部分６の外形は注入口１の円筒形部分よりも大きくなっている。

図２において、ガイド部３がＣ−Ｃ’一点鎖線で表した充填管中心軸と略平行な側壁８を有しており、その側壁８が液体インクを入れる充填管２よりも長い構成である。充填管中心軸は、Ｃ−Ｃ’一点鎖線で表しているが、充填管２の内部には表していない。側壁８の内面９がインクカートリッジと接することで、充填管２とインクカートリッジの開口部との位置が規定されることになる。このため、充填管２をインクカートリッジの開口部へ容易に挿入することができる。側壁８の内面９に図面の下側へ開くテーパーをわずかに持たせている。これによって、インクカートリッジの脱着がより容易にできるようになっている。

このような側壁８の内面９がインクカートリッジに接するガイド部３がなければ、目視で確認しながら充填管２をインクカートリッジの開口部へ挿入しなければならず、かなりの慣れを必要とする。このようなガイド部３であれば、充填管２とインクカートリッジの開口部との位置が規定されているので、初めて液体インクを充填する場合であっても、目視に頼ることなく位置決めをすることができ、容易に充填することができる。

また、図では不透明で表しているが、ガイド部３の材料として透明もしくは半透明な材料であることが好ましい。透明もしくは半透明であれば、充填管２を挿入するときに、目視でも確認でき、操作上の心理的な安心感を得ることができるからである。ただ、ガイド部３が充填管２の見えない不透明な材料であっても、本発明のような構成であれば、何も問題なく充填管２を挿入することができることは言うまでもない。さらに、図のようにガイド部３の側壁８が、充填管２の周囲に充填管２から離れて隙間のなく形成されている構成が好ましい。これにより、不意に細い充填管２に物を当てたりすることを防ぐことができ、充填管２を曲げてしまって使えなくしてしまうことを防ぐことができる。

図３は、請求項１の液体インク充填用アダプター使用例のＡ−Ａ’断面図とＢ−Ｂ’断面図である。図２と同じＡ−Ａ’断面図とＢ−Ｂ’断面図で表している。注入口１に外部インク容器の注入部４が差し込まれている。ここで注入部４以外の外部インク容器は省略している。注入口１の内面にわずかに図面の上側へ開くテーパーを持たせている。これによって、外部インク容器の注入部４の脱着がより容易にできるようになっている。充填管２が、インクカートリッジ１１の開口部７へ挿入されている。インクカートリッジ１１の内部には多孔質体のスポンジ１２がある。図のインクカートリッジ１１には開口部７だけを表しているが、インクカートリッジの種類によってはその他の部分を有しているものもある。充填管２は細い円筒形であるため、図３のように充填管２をスポンジ１２に刺し込むことができる。このような状態で、外部インク容器から液体インクを本発明の液体インク充填用アダプター１０を介してインクカートリッジ１１へ充填することができる。

このように、液体インク充填用アダプターが、外部インク容器から液体インクを入れる注入口と、インクカートリッジへ液体インクを入れる充填管と、インクカートリッジと接するガイド部とを有しており、ガイド部が充填管中心軸と略平行な壁を有しており、壁が液体インクを入れる充填管よりも長く、壁の内面がインクカートリッジと接する構成であることにより、充填管をインクカートリッジの開口部へうまく導くことができるものである。かなりの慣れを必要とすることもなく、初めての場合でも、うまく挿入することができるようになった。

図４は、外部インク容器１３の例を３つ表している。図４（ａ）は、大型の外部インク容器１３に柔軟性のあるチューブ１５が接続されており、そのチューブ１５の一部に液体インクを流すためのポンプ１４が接続さているものである。このチューブ１５の先端が注入部４である。図４（ｂ）は、小型の外部インク容器１３であり、注入部４を液体インク充填用アダプターに差し込み後、図４（ｂ）のように上側の蓋１６を開けることにより、重力により液体インクが充填されるものである。蓋１６を閉めていると、内部が密閉状態となり、液体インクが漏れ出すことのない小型の外部インク容器１３である。図４（ｃ）も、小型の外部インク容器１３であるが、こちらはシリンダー１７形状である。上側のピストン１８を下方向へ押すことで、強制的に充填することができる。図４（ａ）は大量のインクを入れておき、連続で充填する時に利用され、図４（ｂ）と（ｃ）は１回から数回分の量のインクを入れておき、断続で充填する時に利用されるものである。

図３の使用例において、インクカートリッジ１１は開口部７を有しているが、インクカートリッジ１１の種類によっては開口部７がないものもある。開口部７がない場合は、小型のドリルなどで開口部７を開ける必要がある。開口部７を開けて充填したものは、そこにシールやゴム栓などで封をして使用するものもある。

インクカートリッジ１１は通常プラスチック成型品であり、壁の厚みも薄く、針で開口部７を開けることも可能である。そのため、充填管２として注射針のような充填針１９を用いることで、インクカートリッジ１１の壁を貫通させて、そのまま充填することができる。図５は、注射針のような充填針１９として、管の端が斜断面である充填針１９（請求項２）の使用例である。充填管がこの充填針１９であることとカートリッジがスポンジのない空洞のものであること以外は、実施例１とすべて同じである。

この場合、図面の上側から液体インク充填用アダプター１０を押し込むことにより、インクカートリッジ１１の壁を充填針１９が貫通することになる。この時、ガイド部３との接続にテーパー部５を設けていると、上側からの力を充填針１９へは集中させ、ガイド部３へは分散させることができる。これにより、ガイド部３との接続部分が壊れることを防いでいる。また、注入口１の外部インク容器差込部分６の外形は注入口１の円筒形部分よりも大きくなっており、そこに指がかかることになり、充填終了後に液体インク充填用アダプター１０を抜きやすくしている。また、管の端が斜断面であることは先の尖った充填針１９であることなので、その針先端で人を刺してしまうことも起こり得る。その危険がないように、ガイド部３の側壁８が液体インクを入れる充填針１９よりも長くなっている。

図６は、一般的な注射針における管の端の斜断面を拡大したものである。正面図と右側面図の２面図で表している。この図６のように管の端の斜断面が第一の面２１の１つからなると、インクカートリッジ１１の壁の材料が、注射針の管内部２０に削り取られることがある。このことをコアリングという。削り取れられた材料が大きければ、それが注射針の管内部２０に詰まってしまい、目詰まりを起こして、液体インクを充填することができなくなる。

このことを詳細に説明する。注射針がインクカートリッジの壁に押し込まれる初期において、壁の材料が針先端２９で切り裂かれる。注射針がさらに押し込まれていくと、今度は注射針の斜断面のヒール部２８で管内部２０に材料が削り取られてしまう。これにより、材料が削り取れられるコアリングが起こる。削り取れられた材料が大きければ、それが充填針の管内部２０に詰まってしまい、目詰まりを起こして、液体インクを充填することができなくなる。

斜断面が、２つ以上の面からなり、面と面との境界にあたる稜の少なくとも１つが、充填針中心軸と略平行に針先端付近にあり、かつ、山形状であると、インクカートリッジの壁の材料が、充填針の管内部に削り取られにくくなり、充填針が目詰まりを起こしにくくなる。このような斜断面が３つの面からなる例が、図７である。

図７は、図６と同じく正面図と右側面図の２面図で表している。第一の面２１に対して、第二の面２３を形成し、続いて第三の面２５を形成することで、このような形状を得ることができる。面と面との境界にあたる稜は、第一の面２１と第二の面２３との境界にあたる第一の稜２２と、第二の面２３と第三の面２５との境界にあたる第二の稜２４と、第三の面２５と第一の面２１との境界にあたる第三の稜２６の３つとなる。ここで、第二の稜２４が充填針中心軸と略平行に針先端２９付近にあり、かつ、山形状である。なお、図２でＣ−Ｃ’一点鎖線で表した充填管中心軸は、第二の稜２４との区別がつかなくなるので、ここでは表示していない。

このような形状である効果を詳細に説明する。充填針がインクカートリッジの壁に押し込まれる初期において、壁の材料が針先端２９で切り裂かれる。その針先端２９付近に、充填針中心軸と略平行に第二の稜２４があり、かつ、山形状であるため、この第二の稜２４によって、壁の材料が図７の正面図における第二の稜２４の左右に切り裂かれる。ゆえに、充填針がさらに押し込まれても、充填針の斜断面のヒール部２８で管内部２０に材料が削り取られてしまうことがない。これにより、材料が削り取れられるコアリングが起こりにくくなり、充填針が目詰まりを起こしにくくなる。

また、充填針の斜断面のヒール部２８に丸みを帯びさせることにより、さらに効果的にコアリングを防止することも可能である。このような処理は、ノンコアリング、アンチコアリング、アンチコアヒーリング処理などといわれている。一般にこの処理は、小さな粒状の研磨材などを高速で吹き付けて削るブラスト処理によって行なわれる。

図８は、稜の山形状の説明図である。稜の断面を表しており、（ｄ）が山形状であり、（ｅ）が山形状とは逆の谷形状である。（ｄ）は、第二の面２３と第三の面２５との境界にあたる第二の稜２４が山となっている形状である。（ｅ）は、第二の面２３と第三の面２５との境界にあたる第二の稜２７が谷となっている形状である。さらに、第二の面２３と第三の面２５との境界にあたる第二の稜の角度Ｒを用いていえば、角度Ｒが１８０度未満であれば山形状であり、角度Ｒが１８０度以上であれば谷形状であり、本発明では角度Ｒが１８０度未満である。実際に斜断面を見ることでも、山形状であるのか谷形状であるのかを判別することは可能である。なお、このような山形状は、斜断面が２つの面でも形成することができる。例えば、図７において、第三の面２５を形成せず、第一の面２１に対して、第二の面２３を形成するだけでもよい。

図９は、斜断面が、３つの面からなるが、谷形状の例である。この図も、図６や図７と同じく正面図と右側面図の２面図で表している。第一の面２１に対して、第二の面２３を形成し、続いて第三の面２５を形成することで、このような形状を得ることができる。面と面との境界にあたる稜は、第一の面２１と第二の面２３との境界にあたる第一の稜２２と、第二の面２３と第三の面２５との境界にあたる第二の稜２７と、第三の面２５と第一の面２１との境界にあたる第三の稜２６の３つとなる。ここで、第二の稜２７が充填針中心軸と略平行に針先端付近にあり、かつ、谷形状である。なお、図２でＣ−Ｃ’一点鎖線で表した充填管中心軸は、第二の稜２７との区別がつかなくなるので、ここでは表示していない。

このような形状であると、どのようになるのかを詳細に説明する。充填針がインクカートリッジの壁に押し込まれる初期において、壁の材料が針先端２９で切り裂かれる。その針先端２９付近に、充填針中心軸と略平行に第二の稜２７があり、かつ、谷形状であると、この第二の稜２７によって、壁の材料が図８の正面図における第二の稜２７の左右に切り裂かれるのではなく、逆に充填針の管内部２０に入り込んでいく。充填針がさらに押し込まれていくと、充填針の斜断面のヒール部２８で管内部２０に材料が削り取られ、目詰まりを起こすことになる。これにより、液体インクを充填することができなくなる。ゆえに、稜の少なくとも１つが、充填針中心軸と略平行に針先端付近にあり、かつ、山形状である必要がある。

インクカートリッジ１１の種類によっては、開口部にゴム栓３０とプラスチック栓３１を有するものがある。プラスチック栓３１を充填針１９で貫通させても、ゴム栓３０によって液漏れを防止しているものである。この例を表したのが図１０である。この場合も、図７で表した充填針１９を有した液体インク充填用アダプター１０を使用することで、ゴム栓３０とプラスチック栓３１という２種の異なる材料を貫通させても、目詰まりを起こすことなく、充填することができる。

このように、液体インク充填用アダプターが、外部インク容器から液体インクを入れる注入口と、インクカートリッジへ液体インクを入れる充填管と、インクカートリッジと接するガイド部とを有しており、ガイド部が充填管中心軸と略平行な壁を有しており、壁が液体インクを入れる充填管よりも長く、壁の内面がインクカートリッジと接する構成であり、充填管が、管の端が斜断面である充填針であり、斜断面が、２つ以上の面からなり、面と面との境界にあたる稜の少なくとも１つが、充填針中心軸と略平行に針先端付近にあり、かつ、山形状であることにより、充填管をインクカートリッジの開口部へうまく導くことができ、人が誤って指などを刺すことがなく、充填針の管内部にカートリッジの材料が詰まることのないものである。

インクカートリッジの開口部が長い円筒形である場合、その円筒形の外壁面を、ガイド部３の側壁８の内面９と接する部分にすることとができる。その例を図１１に表している。ここでも、開口部の内部は、図１０で示したゴム栓３０とプラスチック栓３１からなるものを表している。ここでは、ガイド部が開口部の円筒形の外壁面に接するような円筒形となっているものである。これ以外は、実施例２とすべて同じである。この場合も、ゴム栓３０とプラスチック栓３１という２種の異なる材料を貫通させても、目詰まりを起こすことなく、充填することができる。

大量生産されている図７のような３つの面からなる注射針を入手することができる。これは、ランセット型注射針３２と呼ばれているものである。このランセット型注射針３２は、穿刺痛を和らげる目的で医療関係で製造販売されているものである。これを利用して、本発明の液体インク充填用アダプターを製造することも可能である。

図１２（ｆ）にランセット型注射針３２の断面図を表している。管の端の斜断面が３つの面からなる図７のような充填針１９を有している。これを２つの円筒形がテーパー部５でつながっているプラスチック成型品と接続させることで製造することができる。それを図１２のＡ−Ａ’断面図とＢ−Ｂ’断面図で表している。ここで、ランセット型注射針３２の外壁面と小さな円筒形の内面との接着部３３にて、接続させているものである。なお、接続方法はどのような方法であっても良く、接着剤を用いても、超音波溶着によって接着してもよい。さらにその外観を図１２において平面図、正面図、及び底面図の３面図によって表している。左側面図と右側面図は正面図とおなじになるため省略している。これら以外は、実施例３までとすべて同じである。このような液体インク充填用アダプターであっても、目詰まりを起こすことなく、充填することができる。

請求項１の液体インク充填用アダプターの４面図。 図１の平面図におけるＡ−Ａ’断面図とＢ−Ｂ’断面図。 請求項１の使用例のＡ−Ａ’断面図とＢ−Ｂ’断面図。 外部インク容器の例３つ。 （請求項２の）使用例の断面図。 一般的な注射針における管の端の斜断面の拡大図（２面図）。 （請求項２の）充填針における管の端の斜断面の拡大図（２面図）。 稜の山形状の説明図。 谷形状の例（２面図）。 インクカートリッジの開口部にゴム栓とプラスチック栓を有する例。 インクカートリッジの開口部が長い円筒形である例（実施例３）。 ランセット型注射針を利用した本発明（実施例４）。

符号の説明

１ 注入口
２ 充填管
３ ガイド部
４ 注入部
５ テーパー部
６ 外部インク容器差込部分
７ 開口部
８ 側壁
９ 内面
１０ 液体インク充填用アダプター
１１ インクカートリッジ
１２ スポンジ
１３ 外部インク容器
１４ ポンプ
１５ チューブ
１６ 蓋
１７ シリンダー
１８ ピストン
１９ 充填針
２０ 管内部
２１ 第一の面
２２ 第一の稜
２３ 第二の面
２４ 第二の稜（山形状）
２５ 第三の面
２６ 第三の稜
２７ 第二の稜（谷形状）
２８ ヒール部
２９ 針先端
３０ ゴム栓
３１ プラスチック栓
３２ ランセット型注射針
３３ 接着部

Claims (2)

1. 液体インクを吐出するインクジェット装置のインクカートリッジに外部インク容器から液体インクを充填するために用いる液体インク充填用アダプターにおいて、
   該アダプターは、外部インク容器から液体インクを入れる注入口と、インクカートリッジへ液体インクを入れる充填管と、インクカートリッジと接するガイド部とを有しており、
   ガイド部が充填管中心軸と略平行な壁を有しており、壁が液体インクを入れる充填管よりも長く、壁の内面がインクカートリッジと接する構成であることを特徴とする液体インク充填用アダプター。
2. 充填管が、管の端が斜断面である充填針であり、斜断面が、２つ以上の面からなり、面と面との境界にあたる稜の少なくとも１つが、充填針中心軸と略平行に針先端付近にあり、かつ、山形状であることを特徴とする請求項１に記載の液体インク充填用アダプター。

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