JP2011502836A - インクカートリッジ、特にインクジェットプリンタ用のインクカートリッジ - Google Patents

Abstract

第一室（１７）において自由インク体部（１６）を画定し、第二室（１８）において毛管体部（１５）を画定するインク容器を備え、両室（１７,１８）が、それぞれ孔部（２３,２４）を介して吸気可能なように配置され、流路（２２）を介して互いに流体的に接続しており、毛管体部（１５）を画定する室（１８）に付帯するインク排出口（２１）を備えているインクカートリッジ（１０）。毛管作用増強手段（３２）は、毛管体部（１５）に面した側の両室（１７,１８）間の流路（２２）に付帯している毛管作用。
【選択図】図３

Description

本発明は、第一室において自由インク体部（free-ink volume）を画定（delimit）し、第二室において毛管体部（capillary volume）を画定するインク容器を備え、両室が、それぞれ孔部を介して吸気するように配置され、流路を介して互いに流体的に接続しており、毛管体部を画定する室に付帯するインク排出口を備えるインクカートリッジ、特にインクジェットプリンタ用のインクカートリッジに関する。

この種の二室型インクカートリッジは一般に知られている。一方の室は液体インク、すなわちいわゆる自由インクを保持するために用いられ、他方の室はスポンジ材や繊維材等の貯蔵材で作られた毛管体部を画定する。この室にはプリンタのインクヘッド用のへのインク排出口、すなわち印字ヘッドへのインク排出口が付帯している。好適には、両インク室は吸気を行うように配置される、つまり両室内および両室間の圧力均衡を果たすために別々の孔部によって外部環境と連通するように配置される。そして、この圧力均衡によって、インクカートリッジの使用に際し機能上の信頼性が保証される。自由インク体部を画定する室は、特に気泡発生器によって外部環境と連通可能である。

しかしながら、どんな場合でも、周囲の空気が毛管体部および両室間の流路を通って自由インク体部に達することがないようにしなければならない。なぜなら、これによって自由インク体部を画定する室への吸気、特にこの室に付帯した気泡発生器の機能を著しく妨げることがあるからである。その際に、インクカートリッジが最終的に完全に空になるためには、両室への吸気が毛管体部を介して協調されなければならないということを考慮することが必要である。

この課題を解決するために、従来では、毛管体部を決定する材質を装着状態よりも顕著に大きく製造することが試みられていた。毛管体部を画定する材質、例えばスポンジ材や繊維材は、インクカートリッジの対応する室の中へ組み入れられる際に圧縮されることによって、その材料がその室の全ての角部や縁部の隙間を詰める。こうすることによって、外部の空気が自由インク体部を画定する室に侵入しないようにしている。しかし、スポンジ材や繊維材が厳密に正確に配置されなくても、大きめか小さめのサイズの空気チャネルが形成されているので、この空気チャネルを通って、外部の空気が両室間の流体流路へ達し、従って自由インク体部を画定する室へも達することができる。外部の空気が、部分的に空になった毛管体部を通って自由インク体部を画定する室への流路を見つけることも考えられる。

本発明は、冒頭に述べた種類のインクカートリッジを提供するという課題に基づく。このインクカートリッジは、毛管体を画定する室を通り抜けて自由インク体部を画定する室へ入る外部空気の侵入を回避する点について、従来技術より非常に高い安全性を提供する。

この課題は本発明に基づく請求項１に記載の特徴によって解決され、本発明に基づく有利な詳細と実施形態は従属請求項に記載される。

従って、本発明の重要な基本概念は、両室間の流路が、毛管体に面した側に一種の「エアバリア」を定義する毛管作用増強手段を備えるように配置することにある。こうすることによって、カートリッジ使用時に、自由インク体部を画定する室への、所定の方法すなわち機能的に確実な方法での、この室に付帯する吸気口を介した吸気が保証される。特に、その結果、自由インク体部に付帯する気泡発生器は、自由インク室が完全に空になるまで適切に機能することが保証されるので、外部の空気が自由インク室から両室間の流体接続を介して毛管体内へ侵入することなく、毛管体を画定する室を空にすることが可能である。毛管体部を画定する室は、この室に付帯された吸気口を経由して、完全に空になるまで機能する必要がある。従って、本発明に基づく処置によって、両室への吸気がこれらの室に付帯された吸気口を介して排他的に行われ、その際、この両室への吸気は、カートリッジを完全に空にする目的で、すなわち相互に協調した方法で予め決められたように徐々に両室を空にする目的で行われる。この協調的な吸気は、カートリッジを最初に使用するときからカートリッジが完全に空になるまで維持されねばならない。

本発明に基づく構成の好適な実施形態は、リブが毛管体部に付帯する流路側において両室間の流体流路を取り囲んで延びていることを特徴とし、このリブは、毛管体部すなわち毛管体部を決定するスポンジ材や繊維材内に入り込んでいる。このようにして、毛管体部を決定する材料が局所的に圧縮され、結果的にこの領域で毛管作用が相応に増強される。この上昇した毛管作用が所望の「エアバリア（air battier）」を形成する。

上記のリブ構成以外では、毛管体部の両室間の流路に面する側に、少なくとも部分的に流路を取り囲んで延びる毛管作用増強挿入部を設けることも考えられる。この実施形態では、インクカートリッジまたはハウジング等に対して処置を施すのではなく、毛管体部を決定する材料を局部的に変更することによって毛管作用の増強を図る。

製造上比較的容易な、特に好適な実施形態において、両室間の隔壁上に、底面またはカートリッジの底面壁を起点として流路が形成され、毛管体部内に張り出したリブが略Ｕ字形状に形成され、流路を門形状に画定することを特徴とする。好ましくは、底面壁に接する脚部が、内側すなわち毛管体に面した側の角部を巡って連続するようにして、いわゆる底面リブを形成してもよい。

さらに、相互に離間し、かつ互いに平行に延びた２以上のリブによって流路が画定されることも考えられ、このような実施形態では、リブの高さは同一か、好ましくは流路に向かう方向へ増大するようになっている。このようにして、少なくとも２つの「エアバリア」が両室間の流体流路の周囲に与えられる。

以下、本発明に基づいて構成されたインクカートリッジの好適な実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明に基づく特徴を実装したインクカートリッジを斜め上方から見た斜視図である。 図１のインクカートリッジの縦断面を示す図である。 本発明に基づく特徴を示すために平面または長手側側壁が切り取られている図１に対応する見え方で、図１のインクカートリッジを示す図である。

図１乃至３記載のインクカートリッジは符号１０で示される。このインクカートリッジは互いに対向する２つの平面又は長手側側壁１１、互いに対向する２つの端面側壁１２、上面壁１３および底面壁１４を備える。さらに、上述のインクカートリッジは、第一室１７において自由インク体部１６を画定し、第二室１８において毛管体部１５を画定するインク容器を備え、両室１７および１８は、それぞれ孔部２３,２４を介して吸気可能に配置されており、流路２２を介して互いに流体的に接続している。毛管体部１５を画定する室１８にインク排出口２１が付帯している。毛管体部１５はスポンジ材または繊維材からなる貯蔵エレメントによって形成されている。インク排出口２１には毛管体部１５より高い毛管力を備えたスポンジ材または繊維材が同様に配置されている。インク排出口２１に付帯した毛管エレメントは「ウィック（wick）」と称されることもあるが、これを図２において符号２７に示す。

既に述べたように、両室１７および１８には吸気口２３,２４が付帯している。記載された実施形態において、これらの吸気口は一方が他方の内側に配置されている。内側の吸気口２３は上面壁１３に形成された空気チャネル２５を介して、自由インク室を画定する室１７に達する孔部２８と接続しており、この孔部２８も同様に自由インク体部に浸漬した気泡発生器１９と連通している。中央の孔部２３は、外側の吸気口２４によって環状に取り囲まれている。外側の吸気口２４は、上面壁１３に同様に形成された空気チャネル２６を介して、毛管体部を画定する室１８に達する孔部２９と接続している。従って、カートリッジ１０を最初に使用する前に、いわゆる「引き剥がしフィルム」３０が両孔部２３,２４から引き剥がされた時点で、両室１７および１８が互いに独立して吸気される。この引き剥がしフィルム３０は、インク排出口２１を覆う役割も果たしており、カートリッジ１０を最初に使用する前にインク排出口２１から同様に引き剥がされる。

既に述べたように、孔部２８は、自由インク体部に浸漬した浸漬管であるいわゆる気泡発生器１９と連通している。この浸漬管の下端、すなわち遠位端には、少なくとも１つのスリット状孔部が形成され、インクカートリッジが使用されている間は、インクが排出されると、このスリット状孔部を介して気泡を発生させながら室１７に空気が送りこまれる。気泡発生器１９の働きは、インクカートリッジを完全に空にするために非常に重要であり、特に、それを徐々に空にするために重要である。そのためには、始めに自由インク体部を画定する室１７を徐々に空にして、次に毛管体部から残りのインクが抽出されることが必要である。

両室１７および１８間の流体流路２２は、前述の両室間の隔壁２０の底面側端部に形成されており、毛管体部１５に面した側に毛管作用増強手段（capillary-increasing means）が配置され、この毛管作用増強手段は流路２２を門形状に囲むリブ３２の形態である（図２および３参照）。このリブ３２は毛管体部１５内へ張り出しているため、それによる局所的な圧縮効果、すなわち毛管体１５を決定するスポンジ材または繊維材を局所的に圧縮する効果がある。そして結果的に毛管作用が増強され、その結果として、対応するエアバリアが形成される。このエアバリアの機能については前述の説明の該当箇所を参照されたい。従って、リブ３２は略Ｕ字形に形成され、流路２２の周縁部に直接接している。流路を画定するリブ３２の、底面壁１４に接した脚部３３は、内側すなわち毛管体部１５に面した側の角部を巡って連続するようにして、いわゆる底面リブ３４を形成する。従って、毛管作用が流路２２の周縁のおよそ全体に渡って前述のように増強される。

好適な実施形態において、底面リブ３４の高さは流路２２を起点として流路から遠くなる方向へ連続的に減少する。また、この高さは段階的に減少することも考えられる。

流路２２を画定するリブ３２の断面形状は、好適には略半円形状である。しかし、三角形または台形の断面形状も考えられる。底面壁１４の内側に接する、Ｕ字形リブ３２の両脚部３３の下端に毛管体部内へ張り出す横断リブを配置することによって、流路２２が略環状にリブ３２によって囲まれるようにすることも原理上は考えられる。

隔壁２０上に、場合によっては底面壁１４の内側上に形成されたリブ３２の代わりに、毛管作用増強手段を、毛管体部１５を決定する材料上に備え付けるか、又は、この材料に適切な方法で流路２２に付帯する毛管作用増強手段を備え付ける毛管作用ことも考えられる。これは、両室１７および１８間の流路２２に付帯する毛管作用増強挿入部によって行われることも可能であり、この挿入部は、少なくとも部分的に流路２２の周囲に延び、相対的に高密度、すなわち相対的に孔隙径が小さい材料によって決定される。

本出願書面に開示された全ての特徴は、それが単独でも組み合わせでも先行技術と比較して新規である限り、本発明にとって重要であるとして権利を請求する。

１０ インクカートリッジ
１１ 平面又は長手側側壁
１２ 端面側壁
１３ 上面壁
１４ 底面壁
１５ 毛管体部
１６ 自由インク体部
１７ 第一室
１８ 第二室
１９ 気泡発生器
２０ 隔壁
２１ インク排出口
２２ 流体流路
２３ （第一室又は自由インク体部への）吸気口
２４ （第二室又は毛管体部への）吸気口
２５ 空気チャネル
２６ 空気チャネル
２７ ウィック
２８ 孔部
２９ 孔部
３０ 引き剥がしフィルム
３１ スリット状孔部
３２ リブ
３３ 脚部
３４ 底面リブ

Claims (10)

1. 第一室（１７）において自由インク体部（１６）を画定し、第二室（１８）において毛管体部（１５）を画定するインク容器を備え、該両室（１７,１８）が、それぞれ孔部（２３,２４）を介して吸気するように配置され、流路（２２）を介して互いに流体的に接続しており、前記毛管体部（１５）を画定する前記室（１８）に付帯するインク排出口（２１）を備えるインクカートリッジ、特にインクジェットプリンタ用のインクカートリッジであって、
   前記両室（１７,１８）間の前記流路（２２）が、前記毛管体部（１５）に面した側で毛管作用増強手段（３２）によって画定されることを特徴とするインクカートリッジ（１０）。
2. 前記毛管作用増強手段が、少なくとも部分的に前記流路（２２）を取り囲んで延びる少なくとも１つのリブ（３２）を備え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。
3. 前記流路（２２）が、特に、底面または前記カートリッジ（１０）の底面壁（１４）を起点として、前記両室（１７,１８）間の隔壁（２０）に形成され、前記毛管体部（１５）内へ張り出した前記リブ（３２）が略Ｕ字形状に形成され、前記流路（２２）を門形状に画定す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。
4. 前記底面壁（１４）に接する前記流路（２２）を画定する前記リブ（３２）が、内側すなわち前記毛管体部（１５）に面した側の角部を巡って連続し、前記底面リブ（３４）を形成することを特徴とする請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 前記流路（２２）を画定する前記リブ（３２）の断面形状が、三角、台形、または半円形状であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 前記流路（２２）が、相互に離間し、かつ互いに平行に延びた２以上のリブによって画定され、該リブの高さが同一か、前記流路（２２）に向かう方向へ増加していることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
7. 前記底面リブ（３４）の高さが、前記流路（２２）を起点として、該流路から遠くなる方向へ減少し、特に連続的に減少することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
8. 前記毛管体部（１５）が、前記両室（１７,１８）間の前記流路（２２）に面する側に、少なくとも部分的に前記流路（２２）の周囲に延び、これを画定する毛管作用増強挿入部を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
9. 前記毛管作用増強挿入部が、前記毛管体部の他の部分と比較して高密度、すなわち孔隙径が小さい材料によって形成されてい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. 前記底面リブ（３４）が、特にその自由端が、横断リブによって互いに結合していることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。