JP2016088065A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】インク導出部材挿入時に、インク導出口の構成を大型化することなく、インク導出口部の密封信頼性を向上でき、高流量時にも圧損の上昇を低減できるインクジェット記録ヘッドを提供すること。
【解決手段】インク収容容器内部からインクを導出するためのインク導出口とインク導出口におけるインク収容容器内部と大気との連通を防止するための封止部材と前記インク導出口内に設置される弾性部材とを持つインク収容容器に挿入されるインク導出部材を搭載するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク導出部材が中空形状であり、先端外周形状が２つの突起部を有することを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

従来、ノズルからインクを吐出して印字を行うインクジェット記録装置において、インクの入ったインク収容容器を中空のインク導出部材に挿入して収容容器内のインクを導出する構成のものがある。この構成のインクジェット記録装置のインク収容容器において、インク導出部材未挿入時にインク収容容器から意図せずインクが漏れてくることを防ぐために、収容容器のインク導出口をフィルムなどの封止部材で封じているものがある。

インク使用時には、インク収容容器を挿入とともに、この封止部材をインク導出部材によって開いてインクを導出する。また、インク導出口には、前記インク導出部材挿入後にインク導出部材とインク収容容器のインク導出口を密封するための弾性部材が配置されている。

インクの導出口が封止部材によって覆われている構成にインク導出部材が挿入される場合、インク導出部材が封止部材を開くために、インク導出部材の部材先端を細くした形状が必要である。特許文献１のインク導出部材では、部材先端を竹やり形状にして先細な形状を作り、封止部材を開く際の起点としている。特許文献２のインク導出部材では、部材先端に面を作り、その面中央部にフィルムを破る起点を設けている。

特開２００４−１７５００４号公報 特開平５−２２９１３３号公報

インク導出部材が、封止部材がフィルムで構成されたインク収容容器に挿入される場合、破れたフィルムが導出部材の挿入とともにインク導出口の内側に入り込むことがある。この内側に入り込んだフィルムが、弾性部材のシール部とインク導出部材の間に挟み込まれると、段差が生じる。その結果、弾性部材のシール部とインク導出部材との間に隙間があき、インク収容容器内部から外部へインクが漏れたり、逆にインク収容容器内に空気が混入したりする恐れがある。

仮に、特許文献１記載の竹やり形状のインク導出部材をフィルムを破るために使用した場合、インク導出部材が導出部材外形部を起点としてフィルムを破り始める。これにより、破れたフィルムの長さがインク導出部材の起点から、フィルムが貼られたインク導出口の外形部までの長さになることがある。この破れたフィルムがインク導出部材の挿入とともに挟み込まれることを防止するためには、フィルムと弾性部材のシール部間の距離を破れたフィルムの長さより長くする必要がある。その結果、インク導出口の構成が大型化してしまうという課題があった。

特許文献２記載のインク導出部材では、挿入時にフィルムを破る際、破る起点がインク導出部材中央部にあるため、フィルムが中心付近から破れ、インク導出部材外形に向かって分かれる。このため、破れたフィルムの長さを特許文献１に比べて短くできる。その結果、フィルムと弾性部材のシール部との距離を短くでき、インク導出口の構成を大型化せずにすむ。しかし、インク導出部材の中心にフィルムを破る起点を設けるため、インクの供給路を大きく取れず、インクジェット記録装置に高流量対応を求められた際、圧力損失が高くなるという懸念がある。また、型構造上、製法も難しい。

また、インクジェット記録装置には、封止部材が前記弾性部材のシール部より後部に配置されている構成のものがある。この構成の場合、インク導出部材の挿入により封止部を開ける際、前方のインク導出部材と弾性部材のシール部とがあらかじめ当接している必要がある。さもないと、インク収容容器内部が外気と大気連通し、インク収容容器内部から外部へインクが漏れたり、逆にインク収容容器内に空気が混入する恐れがある。

特許文献１記載の竹やり形状のインク導出部材を前記シール部より後方に配置された封止部の開封に用いる場合、インク導出部材先端の斜面部の挿入方向長さよりシール部と後部の封止部との距離を長く取る必要がある。これにより、インク導入口の構成が大型化してしまう課題があった。

特許文献２記載の形状では、斜面部の挿入方向長さを短くできるため、特許文献１の竹やり形状よりインク導出口の構成を小型化できる。しかし、インク導出部材の中心に封止部材を開く起点を設けるため、インクの供給路を大きく取れず、インクジェット記録装置に高流量対応を求められた際、圧力損失が高くなるという懸念がある。また、型構造上、製法も難しい。

本発明の目的は、上記課題を解決するものである。すなわち、インク導出口に封止部と弾性部材が設けられているインク収容容器にインク導出部材を挿入してインクを導出するインク導出部材を搭載するインクジェット記録ヘッドにおいて、インク導出部材挿入時に、インク導出口の構成を大型化することなく、インク導出口部の密封信頼性を向上でき、高流量時にも圧損の上昇を低減できるインクジェット記録ヘッドを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、インク収容容器内部からインクを導出するためのインク導出口とインク導出口におけるインク収容容器内部と大気との連通を防止するための封止部材と前記インク導出口内に設置される弾性部材とを持つインク収容容器に挿入されるインク導出部材を搭載するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク導出部材が中空形状であり、先端外周形状が２つの突起部を有することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録ヘッドによれば、先行技術に対して、弾性部材の前にフィルム等の封止部材が設けられている構成の収容容器においては、破れたフィルムの長さを従来より短くできる。これにより、封止部材とシール部の距離が短くてもフィルムの挟み込みを防止でき、インク導出口の構成を大型化せずに済む。

また、弾性部材の後部に封止部が設けられている場合、インク導出部材先端が特許文献１の形状と同じ突端角度を持ったとしても、斜面部の距離が短くなるため、シール部と封止部材間の距離を短くでき、インク導出口の構成を小型化できる。また、インクの供給路を大きく取れるため、高流量対応時にも圧力損失の上昇を低減できる

実施形態のカートリッジ装着部概略図 実施形態のインクカートリッジ概略図 実施形態のインク導出口部拡大図 特許文献１記載のインク導出部材例であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ断面図、（Ｃ）は斜視図 特許文献１記載のインク導出部材の挿入時例 特許文献２記載のインク導出部材例であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ断面図、（Ｃ）は斜視図 特許文献２記載のインク導出部材の挿入時例 実施形態のインク導出部材の一実施例であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｃ−ｃ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のｄ−ｄ断面図、（Ｄ）は斜視図 実施形態のインク導出部材の一実施例の挿入時例 特許文献１記載のインク導出部材の挿入時例２ 特許文献２記載のインク導出部材の挿入時例２ インクカートリッジと実施形態のインク導出部材との距離関係 実施形態のインク導出部材の挿入時例２ インク導出部材の別の実施形態であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｅ−ｅ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のｆ−ｆ断面図、（Ｄ）は斜視図 インク導出部材の別の実施形態の挿入時例であって、（Ａ）は弾性部材前方の封止部への挿入時の断面図、（Ｂ）は弾性部材前方の封止部への挿入時の断面図、（Ｃ）は弾性部材後方の封止部への挿入時の断面図

以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図９に従って説明する。

図１は本実施形態のインクジェット記録装置のカートリッジ装着部１の概略図である。インクカートリッジ２は記録装置のカートリッジ装着部１に着脱可能に構成される。インクカートリッジ２内のインクは、インク導出口４を通ってヘッドへ供給され、ノズル７から吐出されることで印字を行う。

図２はインクカートリッジ２の断面概略図を示している。インクカートリッジ２内には、負圧を発生する機構８が備わっており、インクカートリッジ内の圧力制御を行っている。インクカートリッジ２の、インクカートリッジ２を装着する際にインクジェット記録装置と対向する面には、インク導出口４がある。

インク導出口４には、カートリッジ内部からインクを取り出すためのインク導出部材５が挿入される。また、インク導出口４には弾性部材９が配置されており、弾性部材９とインクカートリッジケース３、および弾性部材９と挿入されたインク導出部材５外周部とを圧接し、インクの漏れだしや、インクカートリッジ２内への空気の混入を防止している。

図３はインク導出部３の一例の拡大図である。インク導出口４には、導出部材５未挿入時にインクが内部から漏れないようにするための封止部材がある。前記封止部材は、インク導出口の弾性部材９の前方にフィルムを張る構成１０や、インク導出口の弾性部材９の後方に弁バネを用いた構成、あるいは弾性部材９自身を封止部とする構成１４などがある。また、弾性部材９にはインク導出部材５が挿入されたときにインク導出部材５とを圧接して、インクの漏れだしやカートリッジ２内への空気の混入を防止するためのシール部１６がある。

図４は特許文献１記載のインク導出部材形状１１の例を示している。インク導出部材先端が竹やり形状に伸びており、インク導出部材１１の挿入とともに先細になった先端部が封止部を開いてインクを導出する。挿入後、インクを導出するため、内部が中空になっている。

図５は特許文献１記載のインク導出部材１１が、前記封止部材がインク導出口５の弾性部材９前方に貼られたフィルム１０で構成されたインクカートリッジ２に挿入された際の状態を示している。

図５（Ａ）のように竹やり状のインク導出部材１１が導出部材外形部を起点としてフィルム１０を破り始めるため、破れたフィルム１０の長さがインク導出部材の起点から、フィルムが貼られたインク導出口の外形部までの長さになることがある。

図５（Ｂ）のように、この破れたフィルムがインク導出口５の内側に入り込むと、弾性部材９のシール部１６とインク導出部材５の間に噛み込み、隙間ができてしまうことがある。この隙間が生じると、インクが漏れたり、逆にカートリッジ２内に空気が混入して負圧を制御できなくなる恐れがある。この問題を回避するためには、フィルム１０と弾性部材９のシール部１６の距離を破れたフィルム１０の長さより長くする必要があり、インク導出口５の構成が大型化するという問題がある。

図６は特許文献２記載のインク導出部材形状１２の例を示している。部材先端部に面を作り、封止部１０を開くための先細部をその面の中心に構成している。インクを供給するための供給路を前記面に開けた微細口としている。

図７は特許文献２記載のインク導出部材１２が前記封止部材１０が前記フィルムの構成をもつインクカートリッジ２に挿入された際の状態を示している。フィルム１０を破る起点がインク導出部材１２先端の中心部にあるため、特許文献１の竹やり形状１１に比べて破れたフィルム１０の長さが短くなる。これによって、破れたフィルム１０がインク導出口５内部に入り込んだ際にも、弾性部材９のシール部１６まで届きづらくなり、竹やり形状１１よりもフィルム１０と弾性部材９のシール部１６の距離を短くでき、インク導出口５の構成を小型化できる。

しかし、インク導出部材１２前面の中心部に突起を形成する構成のため、インクの供給路を大きく取れず、インクジェット記録装置に高流量対応を求められた際、圧力損失が高くなるという懸念がある。また、型構造上、製法も難しい。

図８は本発明によるインク導出部材形状１３の一実施例を示している。部材先端に設けられたフィルム１０の切り口が２面カットになっており、部材外形から先端に向かって細くなるように傾斜が付いている構成となっている。内部は中空となっている。２面カット部の互いの位置は図示したように必ずしも上下対向位置である必要はないが、インク導出部材の軸を中心として互いに９０°以上離れた位置に形成されていることが望ましい。

図９は本実施形態のインク導出部材１３が、前記封止部材１０が前記フィルムの構成をもつインクカートリッジ２に挿入された際の状態を示している。この形状により、フィルム１０が互いに離れた２点を起点として破れ始め、また、部材中央部から傾斜に沿って部材外形に向かって広がっていくため、特許文献１の竹やり形状１１に比べて破れたフィルム１０を短くすることができる。また、先細部を形成する際に、インク供給路を小さくする必要がないため、特許文献２の中心突起形状に対して、高流量対応時の圧力損失の上昇の恐れを軽減できる。また、型構造もインク導出部材の先端側から型を抜けるため、単純で済む。

以下、図１０〜１３に従って、本実施形態のインク導出部材が弾性部材９のシール部１６よりも後方に封止部１４がある構成のインクカートリッジに対して挿入された際の効果について説明する。図１０〜１２は特に、封止部１４が弾性部材９と同部材で形成されているインクカートリッジのインク導出口４にインク導出部材が挿入されたときの様子を示している。封止部１４には封止部を開き易くするためにスリットが切られている。スリットの稜線方向とインク導出部材の傾斜面方向は平行であることが望ましい。

封止部１４のスリットを開ける際、インクカートリッジ２内からのインク漏れや、インクカートリッジ２内への空気混入を防止するため、インク導出部材５と弾性部材９のシール部１６との密封性が確保されている必要がある。

図１０は特許文献１記載の竹やり形状のインク導出部材１１挿入時の様子である。インク導出部材１１と弾性部材９のシール部１６との密封を維持しつつ、インク導出部材１１先端がスリットを開けるためには、インク導出部材１１の斜面部の挿入方向長さよりもシール部１６と封止部１４との間の距離を大きくする必要がある。これにより、インク導出口４の構成が大型化するという課題がある。

図１１は特許文献２記載の形状のインク導出針１２挿入時の様子を示している。封止部１４を開き始めるきっかけがインク導出口４中心部にあるため、特許文献１記載の竹やり形状１１に比べて斜面部の長さを短くできる。これにより、シール部１６を密封しつつ封止部のスリットを開ける際、竹やり形状よりも弾性部材９のシール部１６と封止部１４間の距離を短くでき、インク導入口４の構成を小型化できる。

しかし、インク導出部材１２中央部に突起を形成する必要があるため、インクの流路を大きくすることができず、インクジェット記録装置に高流量対応を求められた際、圧力損失が高くなるという懸念がある。また、型構造上、製法も難しい。

図１２および図１３は本実施形態によるインク導出針形状１３の挿入時の様子を示している。先細部が針中央部から上下２面カットになっているため、特許文献１の竹やり形状と同じ突端角度を維持してもインク導出部材１３の斜面部の挿入方向長さを短くすることができる。これにより、インク導出部材１３の斜面部長さＬ１と弾性部材９のシール部１６間距離Ｌ２の関係「Ｌ１＜Ｌ２」を成立させても、インク導入口４の構成を特許文献１ほど大きくせずに済む。

また、特許文献２の中央突起形状に対して、流路を大きくできるため、高流量対応時にも圧力損失の上昇懸念を軽減できる。また、型構造もインク導出部材１３の先端側から型を抜けるため、単純で済む。

図１４はインク導出部材の他の実施例を示している。上下２面カットの構成に加え、その２つの先細部にフラット面を設け、インク導出針外形からフラット部に向かって傾斜が付いている。図１５はこの実施例のインク導入針１７をインク導入口５に挿入した時の様子を示している。図１５（Ｃ）に示すように、先端にフラット面を設けることにより、弾性体９と同部材で作られている封止部１４に対して挿入した際、封止部１４への突き刺さりを防止でき、スリットをスムーズに開けることができる。また、封止部が弾性部材と同一部材で作られた構成に限られず、たとえば封止部が弁バネ構成であるインク導入口５においても、弁バネとシール部との距離を短くできる。先端のフラット形状の効果により弁バネの傾きを低減しつつ開けることができる。

２ インクカートリッジ、３ カートリッジケース、４ インク導出口、
５ インク導出部材、７ ノズル

Claims (6)

1. インク収容容器内部からインクを導出するためのインク導出口とインク導出口におけるインク収容容器内部と大気との連通を防止するための封止部材と前記インク導出口内に設置される弾性部材とを持つインク収容容器に挿入されるインク導出部材を搭載するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク導出部材が中空形状であり、先端外周形状が２つの突起部を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記インクジェット記録ヘッドのインク導出部材において、２つの突起部は先端に向かうに従い、導出部材外形から細くなる方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記インクジェット記録ヘッドのインク導出部材において、２つの突起部はインク導出部材の挿入軸を中心として９０°以上離れて配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. インク収容容器内部からインクを導出するためのインク導出口とインク導出口内に設置される弾性部材と弾性部材よりインク収容容器内部側に配置され、インク導出口におけるインク収容容器内部と大気との連通を防止するための封止部材とを持つインク収容容器に挿入されるインク導出部材を搭載するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク導出部材が中空形状であり、先端外周形状が２つの突起部を有し、前記突起部の長さＬ１が前記弾性部材の圧接部と前記封止部材間の距離Ｌ２よりも短いことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
5. 前記インクジェット記録ヘッドのインク導出部材において、２つの突起部は先端に向かうに従い導出部材外形から細くなる方向に傾斜していることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記インクジェット記録ヘッドのインク導出部材において、２つの突起部はインク導出部材の挿入軸を中心として９０°以上離れて配置されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のインクジェット記録ヘッド。