JP2011224854A

JP2011224854A - インク容器

Info

Publication number: JP2011224854A
Application number: JP2010096181A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Taguchi; 哲也田口; Tomonori Sunada; 知則砂田
Original assignee: ST Sangyo KK
Current assignee: ST Sangyo KK
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】インク供給を受けるための導電管と気体供給を導入するための導電管とを備えた印刷装置に着脱自在に装着されるインク容器において、特に顔料インクの沈降前の凝集・会合色材がインク供給部に集合・沈降することによって発生する印刷むらやかすれの問題を解消しインク容器内の内圧を適正に維持するインク容器を提供する。
【解決手段】インク容器１は、インク供給を受けるための第１導電管と気体供給を導入するための第２導電管とを備えた印刷装置に着脱自在に装着されるインク容器であって、第１導電管をインク収容室内に導入するための第１接続部２と、第２導電管を受けるとともにインクに接液する導電性シール５を備えた第２接続部３と、第２接続部に設けられ第２導電管をインク収納部のインクに対して非接触としつつ第２導電管から導入される空気をインク収納部のインク面より上部の空間部に直接案内する空気案内管６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、複合機等の印刷装置に対してインクを供給するためにインクを保持し、着脱されるインク容器に関する。さらに詳しくは、一般的なインク供給用の結合以外に、印刷装置が残量検知やインクに関わる何らかの調整を行う結合構成を備えた実質密閉タイプのインク容器に関する。

一般に、近年の印刷装置の一例として主流であるインクジェット式プリンタは、通常、装置内のカートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジに貯留されているインクを記録ヘッドへ供給可能な状態で保持し、この記録ヘッドが用紙等の被記録媒体にインク滴を噴射することで、画像や文字の記録を行うとともに、インクカートリッジからインクを供給せしめる。

このインクジェット式プリンタにおけるインクの種類としては、水性系である染料インクが一般的に使用されているが、例えばスーパーなどのように水を使用する環境下では、染料インクで印刷した印刷物のインクが滲んだりぼけたりするので利用することができない。そのため、水を使用する環境下でも印刷物が滲んだりぼけたりすることがないインクとして、油性系や顔料系のインクを使用した印刷が行われるようになり、例えば特許文献１に記載されているように、印刷装置に備えられている２本の供給管の内一方がインクを外部へ供給するためインク容器端部に接続されるインク供給管であり他方が空気を内部へ供給するための空気供給管である２本の供給管に貫通挿入される顔料インクを収納した実質密閉タイプのインクカートリッジが提案されている。

上記特許文献１の空気供給管は、インクカートリッジが実質密閉タイプであることからインク供給に伴うインクカートリッジ内の内圧を調整する必要があり、そのためにインクカートリッジ内へ空気を導入することと、並びに顔料インクが凝集・沈降することによるインク供給部のインク詰まりを防止するために内圧調整用に導入した空気を、インク容器の中央から供給し、インクカートリッジ内の顔料インクの攪拌に兼用することとを兼ね備えた供給管である。

また、印刷装置に備えられている２本の供給管に貫通挿入されるインクカートリッジのインク残量を検知する方法として、特許文献２に記載されているように、印刷装置（プリンタ）に備えられているインク残量検出用電極対をインクカートリッジに貫通挿入することにより、インクの導電性（水性）を利用したインク残量検出方法が提案されている。この電極対は、その一方がインク供給を兼ね、その他方がインク容器内に空気を供給する供給管を兼ねている。

特開２００２−３０７７１０号公報特開２００２−２３４１８２号公報

ところが、上記特許文献１の、インク供給に伴うインク容器内の内圧調整用のわずかな空気の供給による顔料インクの攪拌は、顔料インクの沈降防止に殆ど効果がないことがわかった。即ち、インク供給に伴うインク容器内の内圧調整用のわずかな空気の供給では、返って、顔料インク沈降前の凝集・会合色材を端部のインク供給部に集めて沈降を促すことになり、印刷むらやかすれが生じるという新たな問題が見られた。

また、特許文献１の構成のインクカートリッジが、特許文献２に記載されているような印刷装置に備えられている２本の供給管を電極対とし、インクの導電性（水性）を利用したインク残量検出機能を有する構成の印刷装置に装着される場合は、上記の問題に加えて、インク残量検出機能の維持を考慮する必要がある。

上述の問題に鑑み本発明の第１の課題は、インク供給を受けるための導電管と気体供給を導入するための導電管とを備えた印刷装置に着脱自在に装着されインク収納部を備えたインク容器において、特に顔料インクの沈降前の凝集・会合色材がインク供給部に集合・沈降することによって発生する印刷むらやかすれの問題を解消するとともに、インク容器内の内圧を適正に維持し良好な印刷を行うことができるインク容器を提供することにある。

また本発明の第２の課題は、インク供給を受けるための導電管と気体供給を導入するための導電管とを備えた印刷装置に着脱自在に装着されインク収納部を備えたインク容器において、特に顔料インクの沈降前の凝集・会合色材がインク供給部に集合・沈降することによって発生する印刷かすれの問題を解消するとともにインク容器内の内圧を適正に維持し、且つインク容器内のインク残量検知機能を満足するインク容器を提供することにある。

この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本発明の第１の発明は、インク供給を受けるための第１導電管と気体供給を導入するための第２導電管とを備えた印刷装置に着脱自在に装着され、インク収納部を備えたインク容器であって、前記第１導電管をインク収容室内に導入するための第１接続部と、前記第２導電管を受けるとともにインクに接液する導電性シールを備えた第２接続部と、前記第２接続部に設けられ前記第２導電管を前記インク収納部のインクに対して非接触としつつ前記第２導電管から導入される空気を前記インク収納部のインク面より上部の空間部に直接案内する空気案内管と、を有することを特徴とするインク容器である。

本発明の第２の発明は、インク容器が前記空気案内管の上部に、空気を容器内に排出するがインクは管内に流入するのを阻止する弁機構を備えていることを特徴とする第１の発明に記載のインク容器である。また、本発明の第３の発明は、インク容器が前記空気案内管の上部に、インク吸収体を備えていることを特徴とする第１の発明に記載のインク容器である。

インク吐出手段が気体により故障するような場合は、前記第１導電管のインク供給を受ける開口部に気体が導入されることを防止するための隔壁が前記導電性シールとの間に設けられていることを特徴とする第1の発明乃至第３の発明のいずれかに記載のインク容器である。

本発明の第１の発明のインク容器によれば、従来の中央部分に導入される気体によるインク攪拌が返って端部側のインク供給部に、顔料や分子量の大きい染料等の色材の沈降前の凝集・会合色材を集めてしまい、インク供給不良を招くという問題を解決でき、内部圧力を適正に保つことができるので、良好な印刷を行うことができるという効果を奏する。上記の効果に加えて、インクの導電性（水性）を利用したインク残量検出機能を安定的に維持することもできる。

本発明の第１の発明における空気案内管を設けることで、上記顔料や分子量の大きい染料等の色材の沈降前の凝集・会合色材がインクの現象に伴って、管表面に付着してインク中から離脱することで結果的に原因色材の除去効果を奏することができる。この効果は、管表面の表面エネルギー準位をインク容器内面よりも低くすることで向上することができるが、あまり差をつけすぎると、必要な色材も付着して、インク濃度が低下するので、常識の範囲で公知技術概念に基づいて設計することが好ましい。

本発明の第２の発明のインク容器によれば、前記第１の発明の構成に加えて、印刷装置に備えた気体供給を導入するための第２導電管から導入される空気を前記インク収納部のインク面より上部の空間部に直接案内する空気案内管の上部に室内に向かって開き、管内に向かって閉じる弁機構は、作動する環境が空気環境であるから、気体の導入は阻止し、インクが管内に入ることを防止する。又は本発明の第３の発明のインク容器によれば、インク吸収体を設けた構成としている。そのため、インク容器内のインクが前記空気案内管内に流入するのを阻止することができ、第２導電管から空気案内管に導入される空気を良好にインク容器内に排出しインク容器内の内圧を適正に維持することができるという効果を奏する。

本発明において、インク吐出手段が気体により故障するような圧電素子のようなインクジェットヘッドの場合は、前記第１導電管のインク供給を受ける開口部に気体が導入されることを防止するための隔壁が前記導電性シールとの間に設けられていることで、上記気体がインク供給管内に進入することを阻止でき、インクジェットヘッドの寿命を向上できる、その解決（エアー除去）のために要される多大なインク消費を抑えることができるので、結果として、インク容器の効果として奏することができる。

本発明の第1の実施形態を示す模式図である。本発明の第１の実施形態を示す模式図である。は夫々本発明の第２の実施形態を示す模式図である。は夫々本発明の第3の実施形態を示す模式図である。本発明の他の実施形態を示す模式図である。本発明の他の実施形態を示す模式図である。

（本発明の第１の実施の形態）
以下に、本発明の第１の実施の形態例を図１〜図２に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す模式図である。図１に示すように、本発明のインク容器１は、端部側でインク供給を受けるための第１導電管１１と中央部で気体供給を導入するための第２導電管１２とを備えた印刷装置に着脱自在に装着され、インク収納部を備えたインク容器１であって、前記第１導電管１１をインク収容室内に導入するための第１接続部２と、前記第２導電管１２を受けるとともにインク９に接液する導電性シール５を備えた第２接続部３と、前記第２接続部３に設けられ前記第２導電管１２を前記インク収納部のインク１に対して非接触としつつ、前記第２導電管１２から導入される空気１９を前記インク収納部のインク９面より上部の空間部１６に直接案内する空気案内管６と、を有する構成となっている。

前記インク収納部の内面の表面エネルギー準位よりも上記空気案内管６の表面エネルギー準位は低い。このため凝集あるいは会合した色材はこの表面近傍に集合しやすく、特にインク液面がインク消費に伴って低下すると、その表面に付着あるいは集合するので、インク供給部に色材の沈降や高濃度化を軽減できる。この表面エネルギーの差を形成するために、本実施例は、インク容器に対して別部材の空気案内管６を取り付ける構成で形成し、その材質を変えてあるが、空気案内管６表面を荒らすことで形成してもよく、周知の技術でこの条件を満足していれば良い。但し、表面エネルギーの準位の差を大きくしすぎると、インク濃度が低下するので、常識の範囲で公知技術概念に基づいて設計することが好ましい。例えば、インク容器の材料をポリプロピレンとした場合、空気供給管表面はポリエステル材料とすることができる。

空間部１６は、インク容器に予め設けられていることが好ましいが、インク供給によって空気の導入によって形成される空間であっても良い。この場合、空気案内管６にインクが多少流入することがあるが、インク供給量に相当する空気が導入されるので、多少入っても容器内のインクを攪拌することがない。本発明実施例において、上記空気案内管６の位置は上記インク供給管が挿入される位置に近接する位置ほど供給管に供給されてしまう凝集色材をインク液面低下に伴ってその表面に付着あるいは集合させることが出来るので、より好ましい構成である。但し、上記従来技術に比較して、内部の不要な攪拌をもたらさないという効果を発揮する効果を達成する上では、上記位置の規定や表面エネルギー準位の規定は必要ないので内部のどこでもよく、形状の限定もないから屈曲していても良い。

さらに、前記第１接続部２にはインク容器１内に貫通される第１導電管１１をシールするシール部材４が、前記第２接続部３にはインク容器１内に備える空気案内管６に貫通される第２導電管１２をシールする導電性シール５が、各々勘合固着されている。これらにより、インク容器１は完全密栓状態の構成となっている。この導電性シール５は前記第２接続部３からインク容器１内に延出しており、その延出端には空気案内管６の下端部が勘合固着され前記下端部においてはインク容器１内のインクが前記空気案内管６に流入することがないように密栓状態を構成（図１では簡略化して示してある。）し、前記下端部においては、前記インク容器１内に延出した前記導電性シール部材５の一部が前記インク容器１内のインク９と接触するインク導通部１０を備えている。（なお、図１及び図２では、空気案内管６の下端部及びインク導通部１０の構成については簡略化して示してある。）

本発明及び本実施例において、インク容器１の回路基板接続部７に、インク残量などのインク情報を記憶する記憶手段としての回路基板８を設けることも可能である。

次に前記のように構成されたインク容器１を印刷装置に装着される様子について図２に基づいて説明する。インク容器１を印刷装置に装着していくと、印刷装置の第１導電管１１が第１接続部２内のシール部材４を貫通すると同時に、第２導電管１２が第２接続部３内の導電性シール５を貫通し、前記第１導電管１１はインク容器１内に及び第２導電管１２はインク容器内１に備える空気案内管６内に貫通され図２に示すように印刷装置に完全に貫通装着される。この空気案内管６の内径は、第２導電管１２の外径より１．５倍から２倍大きくすると装着精度にバラツキがあっても、問題なく第２導電管１２はインク容器内１に収納される。従って、第１導電管１１は前記シール部材４を貫通しインク容器１内のインク９と接触し導通され、第２導電管１２は前記導電性シール５を貫通するが前記空気案内管６内の空間部１６に保持される。つまり、第２導電管１２はインク容器１内のインク９とは直接、接触しない構成となっている。また、第２導電管１２は、前記のとおりインク容器内のインクと接液する前記導電性シール５と導通されるので、前記導電性シール部材５のインク導通部１０が前記インク容器１内のインク９の存在を介して第１導電管１１と導通可能である。

上記したように、前記インク容器１に前記回路基板８を設けた場合は、前記第１導電管１１と第２導電管１２の動きと並行して印刷装置の電極コネクター１３が前記回路基板接続部７内に固定された回路基板８の回路基板電極８aに当接維持される。

そしてインク容器１が印刷装置に完全に装着され印刷が開始されると、前記第１導電管１１に設けられたインク供給口１４からインク容器１内のインク９が供給され、また前記第２導電管１２に設けられた空気供給口１５から導入される空気１９は矢印のように、前記インク９に接触することなくインク容器１内のインク９面より上部の空間部１６に前記空気案内管６によって直接案内される。

上述したように本発明の第１の実施の形態によれば、従来の中央部分に導入される気体によるインク攪拌が返って端部側のインク供給部に、顔料や分子量の大きい染料等の色材の沈降前の凝集・会合色材を集めてしまい、インク供給不良を招くという問題を解決でき、内部圧力を適正に保つことが出来るので、良好な印刷を行うことができるという効果を奏する。

また、管表面の表面エネルギー準位を容器内面よりも低い空気案内管を設けることで、上記顔料や分子量の大きい染料等の色材の沈降前の凝集・会合色材がインクの現象に伴って、管表面に付着してインク中から離脱することで結果的に原因色材の除去効果を奏することができる。上記の効果に加えて、インクの導電性（水性）を利用したインク残量検出機能を安定的に維持することもできる。

なお、上述したように、前記第２導電管１２が貫通する前記第２接続部３に勘合固着された導電性シール５におけるシール構成及び前記第１導電管１１が貫通する前記第１接続部２に勘合固着されたシール部材４におけるシール構成は、後述するように本発明の構成を逸脱しない範囲で種々の構成を採用することができる。

（本発明の第２及び第３の実施の形態）
次に本発明の第２、３の実施の形態例を図３に基づいて説明する。図３（a）及び図３（b）は夫々本発明の第２，３の実施の形態を示す模式図である。これらは、上述した本発明の第１の実施の形態例の構成に、空気案内管６の上端部に新たな構成を付加したものである。図３（a）は、前記空気案内管６の上部にインク容器１内のインク９が前記空気案内管６内に流入するのを阻止するための逆止弁である弁機構１７（気体のインク容器内への導入を許可）を、また図３(b）はこの弁機構に代えて毛細管を持つインク吸収体１８を設けた構成である。なお、図３（a）及び図３（b）に示した前記弁機構１７及びインク吸収体１８を備えた構成以外の他の構成は前記した第１実施形態の構成と同様であるので詳細説明は省略する。

この第２実施形態によれば、前記第１実施形態の構成に加えて、印刷装置に備えた気体供給を導入するための第２導電管から導入される空気を前記インク収納部のインク面より上部の空間部に直接案内する空気案内管の上部に室内に向かって開き、管内に向かって閉じる弁機構は、作動する環境が空気環境であるから、気体の導入は許可できることは無論のこと、インクが管内に入ることを防止できる。また、第３実施形態によれば、インク吸収体を設けた構成としているので、第１実施形態の構成に加えて、インク容器内のインクが前記空気案内管内に大量に流入するのを阻止でき、第２導電管から空気案内管に導入される空気を良好にインク容器空間内に排出し、インク容器内の内圧を適正に維持することができる。

（本発明の第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態例を図４に基づいて説明する。図４は本発明の第４の実施の形態を示す模式図であって、前記第１接続部及び第２接続部付近を拡大したものである。なお、後述するが前記第２導電管１２が貫通する前記第２接続部３内に勘合固着された導電性シール５におけるシール構成及び前記第１導電管１１が貫通する前記第１接続部２内に勘合固着されたシール部材４におけるシール構成については、第１の実施の形態と異なる例を示している。

図４に示すように第４実施形態のインク容器１は、上述したような本発明の第１実施形態例の構成に加えて、前記第１導電管のインク供給を受ける開口部１４（インク供給口）に気体が導入されることを防止するための隔壁２２（非導電性の樹脂等で構成されている）が前記導電性シール５との間に設けられている。この隔壁２２は、インク容器１の幅方向（図の奥行き）全体にわたって側壁から他端の側壁まで設けられており容器底部を２分割している。本例はこの構成であるが、隔壁は、空気導入管を同心円状に取り巻く管状にしても良い。この隔壁２２の高さは、インク容器１の底部から前記第１導電管の開口部４（インク供給口）より上部の位置に延出される構成とすることが肝要である。

上記の構成とすることにより、インク吐出手段が気体により故障するような圧電素子のようなインクジェットヘッドの場合は、前記第１導電管のインク供給を受ける開口部に気体が導入されることを防止するための隔壁が前記導電性シールとの間に設けられていることで、前記インク９の液位が前記第１導電管の開口部４（インク供給口）より下がらないので不要な気体がインク供給管内に進入することを阻止でき、インクジェットヘッドの寿命を向上できる、その解決（エアー除去）のために要される多大なインク消費を抑えることができるので結果として、インク容器の効果として奏することができる。

図４（a）に示すように、第２接続部３に勘合固着される導電性シール５部分の気密性をさらに向上させる手段として、第２接続部３にパッキン２０や押さえ板２１を供えた構成とすることができる。また、図４（b）前記導電性シール５と前記空気案内管６との接続部の気密性を向上させる手段として、前記導電性シール５と空気案内管６の下端部とが勘合固着される前記空気案内管６下端部内にパッキン２０や押さえ板２１を供えた構成とすることができる。また、第１接続部２内に勘合固着されるシール部材４の気密性をさらに向上させるための手段として前記した手段と同様の構成とすることができる。さらに、本発明の構成を逸脱しない範囲で種々のシール構成を採用することができ上記の実施の形態例に限定されるものではない。

本発明のインク容器は、一般的なインク供給用の結合以外に、印刷装置が残量検知やインクに関わる何らかの調整を行う結合構成を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機、複合機等の印刷装置に対して貫通装着される種々の実質密閉タイプのインク容器に適用することができる。

１インク容器
２第１接触部
３第２接触部
４シール部材
５導電性シール部材
６空気案内管
７回路基板接続部
８回路基板
８a 回路基板電極
９インク
１０インク導通部
１１第１導電管
１２第２導電管
１３電極コネクター
１４インク供給口
１５空気供給口
１６空間部
１７弁機構
１８吸収体
１９空気
２０パッキン
２１押さえ板
２２隔壁

Claims

インク供給を受けるための第１導電管と気体供給を導入するための第２導電管とを備えた印刷装置に着脱自在に装着され、インク収納部を備えたインク容器であって、
前記第１導電管をインク収容室内に導入するための第１接続部と、前記第２導電管を受けるとともにインクに接液する導電性シールを備えた第２接続部と、前記第２接続部に設けられ前記第２導電管を前記インク収納部のインクに対して非接触としつつ前記第２導電管から導入される空気を前記インク収納部のインク面より上部の空間部に直接案内する空気案内管と、を有することを特徴とするインク容器。
前記空気案内管の上部に、空気を容器内に排出するがインクは管内に流入するのを阻止する弁機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインク容器。
前記空気案内管の上部に、インク吸収体を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインク容器。
前記第１導電管のインク供給を受ける開口部に気体が導入されることを防止するための隔壁が前記導電性シールとの間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインク容器。