JP2020049923A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】インクの蒸発抑制と、記録ヘッドに対するインク供給の安定化とを両立させることが可能なインクカートリッジを提供する。【解決手段】インクカートリッジ２０は、内部に液体を収容し大気連通口７０ｃを有する筐体７０と、大気連通口７０ｃを覆うように筐体に貼り付けられたシール部材７１とを有する。シール部材７１は、筐体７０に粘着可能な粘着領域７１ａと、シール部材７１の端部まで延在し筐体７０に粘着不可能な非粘着領域７１ｂとを有する。非粘着領域７１ｂは大気連通口７０ｃと大気を連通させる連通経路を形成する。【選択図】図８

Description

本発明は、インクカートリッジに関する。

インクジェット記録装置に装着可能なインクカートリッジにおいては、内圧を安定させるために、大気連通口が設けられているものがある。但し、このような大気連通口が設けられていると、インクの蒸発が促され、インクの濃度や成分が不安定になるおそれが生じる。

特許文献１には、物流時には大気連通口をシール部材で封止しておき、インクジェット記録装置に装着する際には、ユーザがシール部材を剥離する形態のインクカートリッジが開示されている。特許文献１のインクカートリッジによれば、物流時にはインクの蒸発を抑えつつ、装置装着後には内圧を大気圧に維持して安定したインク供給を行うことが可能となる。

特開２０１３−１５８９７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクカートリッジでは、シール部材の剥離をユーザに任せているため、シール部材が剥がされないまま装置に装着されてしまう懸念がある。この場合、インクの消費に従ってインクカートリッジの内圧が変化するため、インクカートリッジから記録ヘッドにインクが安定して供給されず、記録ヘッドが正常な吐出動作を行えなくなったり、記録ヘッドが破損されてしまったりするおそれが生じる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。よってその目的とするところは、シール部材の剥離のような手間をユーザにかけること無く、インクの蒸発抑制と、記録ヘッドに対するインク供給の安定化とを両立させることが可能なインクカートリッジを提供することである。

そのために本発明は、内部に液体を収容し大気連通口を有する筐体と、前記大気連通口を覆うように前記筐体に貼り付けられたシール部材と、を有するインクカートリッジであって、前記シール部材は、前記筐体に粘着される粘着領域と、前記筐体に粘着されない非粘着領域とを有し、前記非粘着領域は、前記シール部材の端部まで延在し、前記大気連通口と大気を連通させる連通経路を形成することを特徴とする。

本発明によれば、シール部材の剥離のような手間をユーザにかけること無く、インクの蒸発抑制と、記録ヘッドに対するインク供給の安定化とを両立させることが可能なインクカートリッジを提供することができる。

第１の実施形態で使用するインクジェット記録装置の内部構成図 装着ユニットの外観斜視図 インクカートリッジを様々な角度から見た図 第２ケースの拡大断面図 インクカートリッジの構造を説明するための図 インクカートリッジの底面近傍を示す斜視図 インクが供給されていない時の筐体の底部を示す図 インクが供給される時の筐体の底部を示す図 底面凹部の好適な寸法例を説明するための図 粘着領域と非粘着領域のレイアウト例を示す図 様々な検証例についての比較結果を示す図 粘着領域と非粘着領域のレイアウト例を示す図 インクカートリッジの底面近傍を示す斜視図 第２の実施形態で使用するインクジェット記録装置の内部構成図 第２の実施形態のインクカートリッジを示す図 粘着領域と非粘着領域のレイアウト例を示す図

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態で使用するインクジェット記録装置１（以下、単に記録装置１と言う）の内部構成図である。記録装置１は、プリント部２と、プリント部２の上方にスキャナ部３を備える複合機であり、記録動作と読取動作に関する様々な処理を、プリント部２とスキャナ部３で個別にあるいは連動して実行することができる。スキャナ部３は、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）とＦＢＳ（フラットベッドスキャナ）を備えており、ＡＤＦで自動給紙される原稿の読み取りと、ユーザによってＦＢＳの原稿台に置かれた原稿の読み取り（スキャン）を行うことができる。尚、図１ではプリント部２とスキャナ部３を併せ持った複合機を示しているが、スキャナ部３を備えない形態であってもよい。図１は、記録装置１が記録動作も読取動作も行っていない待機状態にあるときを示す。

プリント部２において、装置筐体４の重力方向下方の底部には、記録媒体（カットシート）Ｓを収容するための第１カセット５Ａと第２カセット５Ｂが着脱可能に設置されている。第１カセット５ＡにはＡ４サイズまでの比較的小さな記録媒体が、第２カセット５ＢにはＡ３サイズまでの比較的大きな記録媒体が、平積みに収容されている。第１カセット５Ａの近傍には、収容されている記録媒体を１枚ずつ分離して給送するための第１給送ユニット６Ａが設けられている。同様に、第２カセット５Ｂの近傍には、第２給送ユニット６Ｂが設けられている。記録動作が行われる際にはいずれか一方のカセットから選択的に記録媒体Ｓが給送される。

搬送ローラ７、排出ローラ１２、ピンチローラ７ａ、拍車７ｂ、ガイド１８、インナーガイド１９及びフラッパ１１は、記録媒体Ｓを所定の方向に導くための搬送機構である。搬送ローラ７は、記録ヘッド８の上流側及び下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。ピンチローラ７ａは、搬送ローラ７と共に記録媒体Ｓをニップして回転する従動ローラである。排出ローラ１２は、搬送ローラ７の下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。拍車７ｂは、記録ヘッド８の下流側に配される搬送ローラ７及び排出ローラ１２と共に、記録媒体Ｓを挟持して搬送する。

ガイド１８は、記録媒体Ｓの搬送経路に設けられ、記録媒体Ｓを所定の方向に案内する。インナーガイド１９は、ｙ方向に延在し、湾曲した側面を有し、当該側面に沿って記録媒体Ｓを案内する。フラッパ１１は、両面記録動作の際に、記録媒体Ｓが搬送される方向を切り替えるためのものである。排出トレイ１３は、記録動作が完了し排出ローラ１２によって排出された記録媒体Ｓを積載保持するためのトレイである。

図１に示す記録ヘッド８は、フルラインタイプのインクジェット記録ヘッドであり、記録データに従ってインクを吐出する吐出口が、ｙ方向に沿って記録媒体Ｓの幅に相当する分だけ複数配列されている。また、記録ヘッド８には、このようなｙ方向に延在する吐出口列が、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのインクそれぞれに対応付けて配されている。

記録ヘッド８が待機位置にあるとき、記録ヘッド８の吐出口面８ａは、図１のようにキャップユニット１０によってキャップされている。記録動作を行う際は、吐出口面８ａがプラテン９と対向するように記録ヘッド８の向きが変更される。プラテン９は、ｙ方向に延在する平板によって構成され、記録ヘッド８によって記録動作が行われる記録媒体Ｓを背面から支持する。

インクタンクユニット１４は、インクカートリッジ２０を装着するための装着ユニット１４０を有する。装着ユニット１４０に装着されたインクカートリッジ２０は、内部に収容するインクを、インク供給ユニット１５に供給することが可能となる。装着ユニット１４０は、記録装置１に固定されていてもよいが、記録装置１から取り外し可能な構成であってもよい。本実施形態では、シアン、イエロー、マゼンタ及びブラックのインクを収容するインクカートリッジ２０のそれぞれを着脱可能に装着することが可能な、装着ユニット１４０となっている。

インク供給ユニット１５は、インクタンクユニット１４と記録ヘッド８を接続する流路の途中に設けられ、記録ヘッド８内のインクの圧力及び流量を適切な範囲に調整する。本実施形態では循環型のインク供給系を採用しており、インク供給ユニット１５は記録ヘッド８へ供給されるインクの圧力と記録ヘッド８から回収されるインクの流量を適切な範囲に調整する。

メンテナンスユニット１６は、キャップユニット１０とワイピングユニット１７を備え、所定のタイミングでこれらを作動させて、記録ヘッド８に対するメンテナンス動作を行う。

図２（ａ）および（ｂ）は、装着ユニット１４０の外観斜視図である。図２（ａ）はインクカートリッジ２０を装着していない状態を示し、図２（ｂ）はインクカートリッジ２０を装着した状態を示している。

装着ユニット１４０は、インクカートリッジ２０を挿入可能なほぼ円筒形の第１ケース１４１および第１ケース１４１よりも小径の第２ケース１４２を備える。第１ケース１４１および第２ケース１４２は、共に円筒形状を呈し、内部に連続する空間を有している。第１ケース１４１の開口（第１開口）１４１ａの周囲には、個々のインクカートリッジをケース内で大まかに位置合わせするためのＩＤ用凹部１４１ｂが形成されている。また、図２には示していないが、第２ケース１４２には、インクカートリッジ２０が有するパッド電極２７と接続可能な接続ピン２３ｂが設けられている（図４参照）。インクカートリッジ２０を装着ユニット１４０に装着する際、ユーザは、インクカートリッジ２０を、第１ケース１４１の第１開口１４１ａよりｙ方向に挿入し、その先端が第２ケース１４２の先端またはその近傍に届くように押し込む。

第１ケース１４１の開口１４１ａは、真円である必要は無いが、開口１４１ａの直径（円相当径）は、５０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下であることが好ましい。第１ケース１４１を形成する材料としては、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合樹脂）、ＰＰＯ（変性ポリフェニレンオキサイド）、ＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン樹脂）等が挙げられる。第２ケース１４２を形成する材料としては、例えばＰＰ（ポリエチレン）、ＰＰＯ（変性ポリフェニレンオキサイド）等が挙げられる。なお、本実施形態では第１ケース１４１と第２ケース１４２を別の部材として示したが、これらは一体的に構成されていてもよい。

図３（ａ）〜（ｄ）は、インクカートリッジ２０を様々な角度から見た図である。インクカートリッジ２０は、ほぼ円筒形からなる筐体７０と、筐体７０よりも小さな円筒形のジョイント部２４とを有している。インクカートリッジ２０が装着ユニット１４０に装着された状態において、筐体７０は概ね第１ケース１４１に支持され、ジョイント部２４は概ね第２ケース１４２に支持される。

筐体７０の側面外周には、筐体７０の強度を高めるためのスクリュー状の溝７０ａが形成されている。溝７０ａは、連続する１本であってもよいし、不連続な複数本であってもよい。また、筐体７０の側面外周には、第１ケース１４１のＩＤ用凹部１４１ｂと互いに嵌合関係にあるＩＤ用凸部２８が配されている。更に筐体７０の底部には、シール部材７１が貼り付けられている。シール部材７１については後に詳しく説明する。

一方、ジョイント部２４の先端には開口である結合部２５が設けられ、ジョイント部２４の側面には凸形状の電極部２６が設けられている。電極部２６の凸部上面には、パッド電極２７が配されている。

本実施形態において、筐体７０の長さは１９０ｍｍ以上、２２０ｍｍ以下であることが好ましい。また、筐体７０の直径は、５０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることが好ましい。この際、インクカートリッジ２０に収容可能なインクの量をインクの種類に応じて異ならせるために、筐体７０の直径をインク色ごとに異ならせてもよい。例えば、ブラック用のインクカートリッジ２０の筐体の直径を７５ｍｍ、カラー用のインクカートリッジ２０の筐体の直径を５５ｍｍとすれば、ブラック用のインクカートリッジ２０にカラー用よりも多くのインクを収容されることが可能となる。

一方、ジョイント部２４の長さは、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。ジョイント部２４の直径は、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。結合部２５の直径は、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。ジョイント部２４および結合部２５の寸法については、インクカートリッジ２０の容量に関わり無く、全色で同じサイズであることが好ましい。

本実施形態において、電極部２６を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。パッド電極２７を形成する材料としては、Ｎｉ、Ａｕ等が挙げられる。ＩＤ用凸部２８を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

図４は、第２ケース１４２の拡大断面図である。第２ケース１４２の底面からは、インク受け管２１が突出している。インクカートリッジ２０がｙ方向に挿入される際、インク受け管２１はインクカートリッジ２０の結合部２５と結合する。インク受け管２１は、インク供給ユニット１５に接続するチューブ２２と連結しており、インク受け管２１が結合部２５と結合することにより、インクカートリッジ２０に収容されているインクが、インク供給ユニット１５に供給可能となる。

本実施形態において、第２ケース１４２の直径は第１開口１４１ａよりも小さく、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。インク受け管２１の内径は、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは３ｍｍ以上、４ｍｍ以下である。インク受け管２１を形成する材料としては、ＳＵＳ（ステンレス）、ＰＰＯ（変性ポリフェニレンオキサイド）等が挙げられる。

第２ケース１４２の側面には、電気接続ユニット２３が配されている。電気接続ユニット２３は、２つの位置決め部２３ａを有し、これら２つの位置決め部２３ａの間には、複数の接続ピン２３ｂが配されている。インクカートリッジ２０がｙ方向に挿入される際、位置決め部２３ａは、インクカートリッジ２０の電極部２６の側面に当接し、インクカートリッジ２０の位置決めを行う。この位置決めにより、接続ピン２３ｂとインクカートリッジ２０のパッド電極２７とが電気的に接続される。尚、電気接続ユニット２３は、第２ケース１４２の側面に配されていなくてもよく、装着ユニット１４０から取り外し可能な形態であってもよい。

本実施形態において、位置決め部２３ａを形成する材料としては、ＰＰＯ、ＡＢＳ、ＳＵＳ等が挙げられる。接続ピン２３ｂを形成する材料としては、銅合金（金メッキ）等が挙げられる。電気接続ユニット２３において、位置決め部２３ａや接続ピン２３ｂ以外の部分を形成する材料としては、ＡＢＳ、ＰＣ（ポリカーボネイト）等が挙げられる。

図５（ａ）および（ｂ）は、インクカートリッジ２０の構造を説明するための図である。図５（ａ）は、インクカートリッジ２０の分解図であり、図５（ｂ）は、記録装置に装着される前のインクカートリッジ２０の断面図である。

図５（ａ）に示すように、インクカートリッジ２０は、筐体７０の開口（左側）に対し、流路部材７２、エア逆止弁７３、バネ７４、供給口弁７５、ジョイント部２４、カバー部材７６が、この順番に取り付けられることによって構成される。また、筐体７０の底部（右側）は、凹部形状（以下、底面凹部７０ｂと称す）となっており、この底面凹部７０ｂを被覆するようにシール部材７１が貼り付けられる。

図５（ｂ）に示すように、筐体７０の内部には、筐体７０と共通の開口を有する内袋７７が配され、インクは内袋７７に収容される。尚、内袋７７は筐体７０の一部であり、筐体７０が内層（内袋７０）と外層の２層構成であると見なすこともできる。底面凹部７０ｂには大気連通口７０ｃが形成されており、大気連通口７０ｃが開放されているとき筐体７０と内袋７７の間の空間は大気圧が保たれる。大気連通口７０ｃの径としては、大気導入および蒸発抑制の観点から、０．１ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが更に好ましい。内袋７７は剛性が低く柔軟性を有するため、インクの消耗に伴って徐々に収縮する。一方、比較的剛性の強い筐体７０（外層）は、インクの消費量に関わらず、もとの形状が維持される。

筐体７０と内袋７７は、インジェクションブローによって成形することが好ましい。筐体７０を形成する材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等が挙げられる。内袋７７を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

筐体７０の曲げ弾性率としては、３００ＭＰａ以上であることが好ましく、８００ＭＰａ以上であることが更に好ましく、１５００ＭＰａ以上であることが更に好ましい。内袋７７の曲げ弾性率としては、１０００ＭＰａ以下であることが好ましく、５００ＭＰａ以下であることが更に好ましく、３００ＭＰａ以下であることが更に好ましい。

流路部材７２は、内袋７７に貯留されているインクを誘導するためのノズル７２ａを有している。ノズル７２ａは図５（ｂ）に示すように重力に従って傾き、インクの残量が少なくなっても、その先端が内袋７７に貯留されているインクに届き易くなっている。

インクカートリッジ２０が、装着ユニット１４０に装着されていないとき、バネ７４は、図５（ｂ）に示すように、供給口弁７５を左側に、エア逆止弁７３を右側に付勢する。バネ７４によって左側に付勢された供給口弁７５は、シール２５ａに当接し、ジョイント部２４の結合部２５（図４（ａ）参照）を内側から閉塞する。図の右側に付勢されたエア逆止弁７３は、筐体７０の開口を流路部材７２で塞ぎ、内袋７７内にエアが混入するのを防いでいる。

インクカートリッジ２０の製造工程においては、内袋７７内にインクを注入し、ジョイント部２４を筐体７０に接合した後、ジョイント部２４のエア抜き口７８よりエアを抜く。その後エア抜き口７８はフィルムでシールするが、エア抜き工程からフィルム溶着工程の間で内袋７７内にエアが逆流しないように、エア逆流抑制弁７３が配置されている。

流路部材７２が取り付けられたジョイント部２４は、その内部に供給口弁７５、バネ７４、エア逆止弁７３を収容した状態で、筐体７０の内袋７７と接合される。カバー部材７６は、ジョイント部２４を保護するための部材であり、ジョイント部２４全体と筐体７０の一部を覆うように取り付けられる。カバー部材７６には、ジョイント部２４の結合部２５を露出する不図示の開口があり、インクカートリッジ２０を装着ユニット１４０に装着すると、インク受け管２１（図４参照）はこの開口を介して結合部２５に挿入される。

インク受け管２１が図の左方向から結合部２５に挿入されると、供給口弁７５はバネ７４に抗して図の右方向に移動し、シール２５ａは結合部２５から離間し、結合部２５は開放される。この状態でジョイント部２４内が減圧されると、エア逆止弁７３が、バネ７４の付勢に抗して右方向に移動し、内袋７７内とインク受け管２１は流体的に接続される。

本実施形態において、流路部材７２を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。エア逆止弁７３を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。バネ７４を形成する材料としては、ＳＵＳ（ステンレス）等が挙げられる。シール２５ａを形成する材料としては、ゴム、エラストマー等が挙げられる。カバー部材７６を形成する材料としては、ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合樹脂）等が挙げられる。カバー部材７６の長さは、６０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、１０ｍｍ以上、７０ｍｍ以下である。

図６は、インクカートリッジ２０の底面近傍を示す斜視図である。既に説明したように、インクカートリッジ２０の筐体７０は、底部に底面凹部７０ｂを有しており、本実施形態では底面凹部７０ｂの中心に大気連通口７０ｃが配されている。シール部材７１は、粘着剤が塗布された粘着領域７１ａと粘着剤が塗布されていない非粘着領域７１ｂを有する。シール部材７１は、底面凹部７０の周囲に位置するシール部材貼り付け領域７０ｄに接着され、底面凹部７０の空間はシール部材７１によって蓋をされる状態となる。このとき、大気連通口７０ｃの真上にはシール部材７１の非粘着領域７１ｂが配される。

以上のように製造されたインクカートリッジ２０は、シール部材７１が貼り付けられた状態で物流される。そして、ユーザは、インクカートリッジ２０からシール部材７１を剥がすことなく、記録装置１の装着ユニット１４０に装着する（図２参照）。

図７（ａ）〜（ｃ）は、インクカートリッジ２０から、インクが供給されていないときの筐体７０の底部を示す図である。図７（ａ）は外観斜視図である。図７（ｂ）は、大気連通口７０ｃを通過するようにシール部材７１の非粘着領域７１ｂに沿って切断した断面図である。図７（ｃ）は、シール部材貼り付け領域７０ｄにおける断面図である。

インクが供給されていないとき、底面凹部７０の空間は大気圧が維持され、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、シール部材７１は平滑性を保っている。このため、シール部材７１と底面凹部７０が形成する空間は閉塞状態となり、大気連通口７０ｃを介したインクの蒸発が抑制される。

図８（ａ）〜（ｃ）は、インクカートリッジ２０からインク供給ユニット１５（図１参照）に、インクが供給される時の筐体７０の底部を、図７（ａ）〜（ｃ）と同様に示す図である。インクが供給されるとき、内袋７７の収縮に伴って筐体７０の内部は減圧状態となる。このため、大気連通口７０ｃを介して底面凹部７０の空間も負圧となり、底面凹部７０の上方にあるシール部材７１は、図８（ｂ）に示すように大気連通口７０ｃに向けて凹んだ状態となる。一方、シール部材貼り付け領域７０ｄにおいては、筐体７０に接着されていない非粘着領域７１ｂが、反力によって図７（ｃ）に示すように浮き上がった状態となる。その結果、非粘着領域７１ｂと筐体７０との間には、大気連通口７０ｃと大気を連通させる連通経路が形成され、大気が減圧状態にある底面凹部７０へと誘導される。そして、インクの供給が完了し、底面凹部７０の空間が大気圧に達すると、シール部材７１は、再び図７（ａ）〜（ｃ）に示すような平滑な状態に戻る。

以上のような、筐体７０内部への大気の誘導は、底面凹部７０ｂが存在することによってより効果的に得られるものである。これは、底面凹部７０ｂの存在によって、シール部材７１の変位量が増え、非粘着領域７１ｂにおけるシール部材７１の反力も大きくなるためである。このように、本実施形態においては、大気連通口７０ｃを含む底面凹部７０ｂの全域を、非粘着領域７１ｂを有するシール部材７１によって被覆することにより、インクの蒸発を抑える効果と、インクを安定し供給する効果とを両立させることができる。

なお、以上では、シール部材７１において、粘着剤が設けられた領域を粘着領域７１ａ、粘着剤が設けられていない領域を非粘着領域７１ｂとしたが、粘着領域７１ａと非粘着領域７１ｂは、粘着剤や粘着性の有無で定義されるものではない。例えば、粘着剤がシール部材７１の全面に塗布されていても、粘着剤（粘着層）の厚みよって筐体と粘着しない部分もある。例えば、粘着剤の厚みが相対的に薄い部分は、粘着剤及び粘着性を有するが、筐体とは粘着しない。他にも、粘着剤を有していても、光の照射などによって粘着剤が硬化するなどし、粘着性を有さない部分が存在することもある。このような部分も筐体とは粘着しない。即ち、シール部材７１の全領域のうち、筐体と粘着する領域が粘着領域７１ａ、筐体と粘着しない領域が非粘着領域７１ｂである。

図９（ａ）〜（ｄ）は、底面凹部７０ｂの好適な寸法例を説明するための図である。図９（ａ）および（ｂ）は、シール部材７１を貼りつける前の筐体７０の底部の平面図と断面図である。一方、図９（ｃ）および（ｄ）は、シール部材７１を貼りつけた後の筐体７０の底部の平面図と断面図である。

底面凹部７０ｂの形状は、湾曲形状であってもよいし、フラット面が含まれていてもよい。底面凹部７０ｂの深さＤは、インク供給性の観点から０．５ｍｍ以上であることが好ましく、２．０ｍｍ以上であることが更に好ましい。

本実施形態の底面凹部７０ｂは、直径Ｔ１＝φ３５ｍｍの円の一部形状を有し、底面凹部７０ｂの短手方向の寸法はＴ３＝２５ｍｍ、深さはＤ＝６ｍｍとする。大気連通口７０ｃはφ２．５ｍｍの直径を有し、底面凹部７０ｂの中心且つ最も深い位置に配されている。シール部材７１は底面凹部７０ｂとほぼ相似の関係にあり、直径はＴ３＝φ４５ｍｍ、短手方向の寸法はＴ４＝３５ｍｍである。

インク供給性を高めるためには、筐体７０内の減圧に伴ってシール部材７１が柔軟に変形することが求められる。そのため、筐体７０において、シール部材貼り付け領域７０ｄの幅（特に非粘着領域７１ｂの近傍の幅Ｔ２）は、２０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態で採用可能な、シール部材７１における粘着領域７１ａと非粘着領域７１ｂのレイアウト例を示す図である。図１０（ａ）は、非粘着領域７１ｂがシール部材７１の短手方向に延在する例を示している。本例は、図６で示したレイアウトに相当する。

図１０（ｂ）は、非粘着領域７１ｂが、シール部材７１の長手方向に延在する例を示し、図１０（ｃ）は、非粘着領域７１ｂがシール部材７１の中心から片側の短手方向に延在する例を示している。いずれの場合も、大気連通口７０ｃが配置する中心位置には、非粘着領域７１ｂが配されるようになっている。

以下、本実施形態に好適に使用可能なシール部材の具体例について説明する。シール部材７１は一般的に、少なくとも粘着層と基材からなり、粘着層の部分をインクカートリッジ２０に貼り付ける形で使用する。必要に応じて基材部分に対する印刷処理や、ラミネート等の表面加工を施してもよい。

シール部材の基材としては、印刷適性などを考慮して適宜選択可能であり、例えば、紙や合成紙、プラスチックフィルム、金属箔、又はこれらの積層体等を用いることができる。紙としては、例えば、アート紙、コート紙などの耐水性を有する紙や、和紙などが挙げられる。合成紙には、ボイド含有合成紙、内部紙化法合成紙、表面塗工法合成紙、スパンボンド法合成紙などが含まれる。

プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステルフィルムが含まれる。また、発泡ポリスチレンフィルム、発泡ポリエステルフィルム、発泡ポリオレフィンフィルムなどの発泡プラスチックフィルムなどであってもよい。プラスチックフィルムは延伸フィルム（一軸延伸フィルム又は二軸延伸フィルム）及び無延伸フィルムの何れであってもよい。また、プラスチックフィルムは透明、半透明、不透明の何れであってもよい。金属箔としては、例えば、金属アルミニウム箔などが挙げられる。

基材の厚みは、取扱性、作業性等を損なわない範囲で適宜選択可能であるが、一般には２０μｍ以上２００μｍ以下が適当である。基材は単層、多層の何れの形態を有していてもよい。なお、基材のうち印刷層側の表面には、印刷適性を向上させるため、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、酸処理などの慣用の表面処理が施されていてもよい。

シール部材に用いる粘着層としては、筐体７０や基材との粘着性を考慮して適宜選択可能であり、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤などを用いることができる。モノマー種類の選択、ポリマーの分子量、架橋密度等の制御により粘着物性のコントロールが容易な点、耐熱性、耐候性に優れている点、又粘着力のレンジが広く、弱粘着タイプから強粘着タイプまで幅広い設計が可能な点などから、アクリル系粘着剤は好適である。アクリル系粘着剤は、アクリルモノマーに架橋剤（イソシアネートやエポキシなど）を添加して重合させたアクリル系共重合体をベースポリマーとする。モノマー成分としては、炭素数１〜２０のアルキルアクリレートまたはアルキルメタアクリレートが用いられる（以下、アルキル（メタ）アクリレートのようにまとめて表記する。）。アルキル基は直鎖状であっても、分岐鎖を有していてもよく、具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートが挙げられる。また、ペンチル（メタ）アクリレート、イソペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレートが挙げられる。また、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレートが挙げられる。また、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、が挙げられる。更に、ノナデシル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、炭層数２〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートがより好ましく用いられる。アクリルポリマーの合成方法としては、溶液重合、エマルション重合、ＵＶ重合などがあり、適宜選択可能である。アクリル系粘着剤には必要に応じて、粘着付与剤、軟化剤、充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、着色剤、染色剤等のその他の添加剤を一種又は二種以上添加してもよい。

基材と粘着層の間にプライマー層を設けてもよい。粘着剤が付着しづらい低表面エネルギーの基材に対して、それらの表面にプライマーを使用すると表面張力が高くなり、結果として基材と粘着剤の接着が強固にすることが可能となる。

図１１は、インクカートリッジ２０に対しタイプの異なる様々なシール部材７１を貼りつけた場合について、「インク供給性」と「インク蒸発率」を比較した結果を示す図である。ここでは、シール部材７１の基材の厚み、粘着領域７１ａにおける粘着剤の塗布厚、非粘着領域７１ｂにおける粘着剤の塗布厚、非粘着領域７１ｂの幅Ｗ、および粘着領域７１ａと非粘着領域７１ｂのレイアウトを様々に異ならせている。そして、これらの場合を検証例１〜１１として示している。また、シール部材７１に非粘着領域７１ｂを設けない場合と、インクカートリッジ２０にシール部材７１自体を貼り付けない場合についても、比較例１、２として示している。

表において、基材のＳＧＳ−１１０とは、ＰＰ合成紙ＳＧＳ−１１０（ユポ・コーポレーション社製）を用いたことを示す。基材のＳＧＳ−８０とは、ＰＰ合成紙ＳＧＳ−８０（ユポ・コーポレーション社製）を用いたことを示す。粘着領域のＳ―１５１１Ｘとは、粘着剤として、アクリル系粘着剤Ｓ−１５１１Ｘ（東亜合成社製）を用いたことを示す。また、Ｓ６９２Ｎとは、粘着剤としてアクリル系粘着剤Ｓ６９２Ｎ（エイブリィ・デニソン社製）を用いたことを示す。

個々の寸法において、厚みの単位はμｍ、幅の単位はｍｍである。また、レイアウトにおけるａ、ｂ、ｃは、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すレイアウトにそれぞれ対応する。

これら検証例では、共通のインクカートリッジ２０を用いた。筐体７０の材料はＰＥＴ、内袋７７の材料はＰＥとした。ほぼ円筒形である筐体７０の直径は５７ｍｍ、高さは２００ｍｍ、厚みは０．５ｍｍとし、内袋７７の厚みは０．１ｍｍとした。内袋７７には４００ｇのインクを注入した。その上で、「インク供給性」と「インク蒸発率」の評価を行った。

「インク供給性」については、インクカートリッジ２０の結合部２５にインク受け管２１を挿入し、−４０ｋＰａの圧力でインクカートリッジ２０内のインクを引き出して、基準Ａ〜Ｃで評価した。「インク供給性」における評価基準Ａ〜Ｃの内容を以下に示す。
Ａ：２０ｓあたり１５ｇ以上の速度で、インクカートリッジ内のインクを最後まで使い切れた。
Ｂ：２０ｓあたり５ｇ以上１５ｇ未満の速度で、インクカートリッジ内のインクを最後まで使い切れた。
Ｃ：２０ｓあたり５ｇ未満の速度で、インクカートリッジ内のインクを最後まで使い切れた、またはインクを使い切ることができなかった。

「インク蒸発率」については、インクカートリッジ２０を６０℃の恒温槽に２週間静置させ、インクの蒸発量を測定し、基準Ａ〜Ｃで評価した。「インク蒸発率」における評価基準Ａ〜Ｃの内容を以下に示す。
Ａ：大気連通口を設けないインクカートリッジの蒸発率と比較して、蒸発率が１．１倍未満であった。
Ｂ：大気連通口を設けないインクカートリッジの蒸発率と比較して、蒸発率が１．１倍以上１．５倍未満であった。
Ｃ：大気連通口を設けないインクカートリッジの蒸発率と比較して、蒸発率が１．５倍以上であった。

検証例１〜１１のいずれにおいても、「インク供給性」と「インク蒸発率」においてＢ以上の評価が得られている。これに対し、シール部材７１上に非粘着領域７１ｂを設けない比較例１では、インク供給時に大気連通路が形成されないため、「インク供給性」の評価がＣとなっている。また、シール部材自体をインクカートリッジに貼り付けない比較例２では、大気連通口７０ｃが常に大気に曝されているため、インクの蒸発が進み、「インク蒸発率」の評価がＣとなっている。

即ち、本実施形態を採用した検証例１〜１１においては、「インク供給性」又は「インク蒸発率」がＣ評価となってしまう比較例に比べ、インクの蒸発を抑える効果とインクを安定し供給する効果とを両立させることができる。

なお、検証例１〜６の比較によれば、非粘着領域７１ｂの幅Ｗは１．０ｍｍ以上であることが好ましく、１２．０ｍｍ以下であることが更に好ましいことがわかる。また検証例７〜９の比較によれば、粘着領域７１ａにおける粘着剤の種類や塗布厚、また基材の種類や厚みを多少変更しても、本実施形態の効果が得られることが確認できる。更に、検証例１０〜１１の比較によれば、粘着領域７１ａと非粘着領域７１ｂのレイアウトを図１０（ａ）〜（ｃ）で変更しても、本実施形態の効果が得られることが確認できる。

図１２（ａ）および（ｂ）は、シール部材７１における粘着領域７１ａと非粘着領域７１ｂのレイアウトの更なる変形例を示す図である。非粘着領域７１ｂは、図１２（ａ）に示すように曲線状に延在してもよいし、図１２（ｃ）に示すように折れ線状に延在してもよい。また、非粘着領域７１ｂの幅Ｗが延在方向に変化するようにしてもよい。

更に、図には示していないが、１つのシール部材上に複数の非粘着領域７１ｂが配される形態としてもよい。但し、蒸発抑制効果を考慮すると、非粘着領域７１ｂが大気と連通可能な箇所は、２箇所以下であることが好ましい。本発明者らの検討によれば、非粘着領域７１ｂの幅Ｗは、インク供給性を確保する観点から、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上であることが更に好ましい。インク蒸発率抑制の観点からは、１５．０ｍｍ以下であることが好ましく、１２．０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

いずれにしても、非粘着領域７１ｂの少なくとも一端がシール部材７１の端部まで延在し、大気連通口７０ｃが非粘着領域７１ｂに含まれる位置に存在すれば、インクの蒸発抑制効果とインク供給の安定化効果の両方を得ることができる。

粘着領域７１ａにおける粘着剤の塗布厚については、インク供給時に非粘着領域７１ｂが十分に変位させるため、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。塗布厚の上限は特に存在しないが、一般的には１５０μｍ以下である。

シール部材７１の製造方法に関して特に制限は無いが、粘着領域７１ａと非粘着領域７１ｂを高精度にレイアウトするためには、例えばスクリーン印刷を用いて粘着領域７１ａに該当する箇所のみに粘着加工を施す方法がある。また、剥離紙に全面塗布した粘着剤を部分的にヘラ等で落とす方法、粘着層がパターニングされたローラを転写する方法、粘着層に部分的にニス等を塗布して粘着力をなくす方法等も挙げられる。

シール部材７１の形状としては、筐体７０の形状に合わせて様々に変更可能である。例えば円形であってもよいし、方形であってもよいし、円形と方形を組み合わせた形状であってもよい。シール部材７１のサイズについても特に制限はないが、大気連通口７０ｃを覆って蒸発抑制効果を有するためには、短辺（短径）のサイズが５ｍｍ以上であることが好ましく、１０ｍｍ以上であることが更に好ましい。

なお、本実施形態において、筐体７０の底面凹部７０ｂは必須の構成ではない。図１３に示すように、筐体７０の底部を平面とし、平面内に大気連通口７０ｃを配する形態としてもよい。更に、大気連通口７０ｃは、必ずしもインクカートリッジ２０の底部に配されていなくてもよく、例えば筐体７０の側面に配されていてもよい。

いずれにしても、シール部材７１の端部まで延在する非粘着領域７１ｂが大気連通口７０ｃを覆うようにシール部材７１が貼り付ければ、インク供給時に大気を連通させるための連通経路は形成可能となる。即ち、インクカートリッジ２０にシール部材７１を貼りつけた形態において、インクの蒸発を抑える効果と、インクを安定し供給する効果とを両立させることができる。

更に、インクカートリッジ２０は、図３に示した形状に限定されるものでもない。例えば、ジョイント部２４と筐体７０は同じ太さ（同じ直径）の円柱であってもよい。また、筐体７０は、例えば三角柱形状や四角柱形状といった多角柱形状であってもよいし、円錐形状であってもよいし、三角錐形状、四角錐形状といった多角錐形状であってもよい。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態で使用するインクジェット記録装置１００の内部構成図である。ｘ方向はキャリッジ１０１の移動方向（水平方向）、ｙ方向は記録媒体Ｓの搬送方向、ｚ方向は鉛直方向をそれぞれ示す。

本実施形態のインクジェット記録装置１００は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、キャリッジ１０１には、不図示の記録ヘッドと、この記録ヘッドにインクを供給するためのインクカートリッジ９０が搭載される。本実施形態において、キャリッジ１０１には、シアン、イエロー、マゼンタ及びブラックのインクをそれぞれ収容する４つのインクカートリッジ９０が、着脱可能に搭載される。

キャリッジ１０１は、ガイドシャフト１０２によって±ｘ方向に移動可能である。キャリッジ１０１が±ｘ方向に移動する過程において、記録ヘッドが記録データに従って−ｚ方向にインクを吐出することにより、記録媒体Ｓに１バンド分の画像が記録される。このような１回分の記録走査が行われると、搬送ローラ１０３が回転し、記録媒体Ｓを１バンド分の距離に相当する距離だけ、記録走査方向と交差するｙ方向に搬送する。以上のような記録走査と搬送動作を交互に繰り返すことにより、記録媒体Ｓに段階的に画像が形成される。

図１５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のインクカートリッジ９０を示す図である。図１５（ａ）は斜視図、図１５（ｂ）は断面図、図１５（ｃ）は大気連通口９７近傍の拡大図である。インクカートリッジ２０は、ほぼ直方体を呈する筐体９１を有し、筐体９１の上面はカバー部材９６が取り付けられている。カバー部材９６には、筐体９１の底面に向けて延在する仕切り板９５が備えられ、筐体９１の内部を液体収容室９２と負圧発生部材収容室９３に区分けしている。

液体収容室９２には液体（インク）が収容され、負圧発生部材収容室９３には、例えばスポンジのような負圧発生部材９３ａが充填されている。仕切り板９５の先端は、筐体７０の底面には届いておらず、液体収容室９２と負圧発生部材収容室９３とを連通する連通部９４が形成されている。負圧発生部材収容室９３の底部には、外部に接続された記録ヘッドにインクを供給するための供給口９９が形成されている。

カバー部材９６において、負圧発生部材収容室９３に対応する位置には大気連通口９７が形成されている。この大気連通口９７を覆うように、筐体９１にシール部材９８が貼り付けられている。

図１６（ａ）および（ｂ）は、本実施形態のシール部材９８における粘着領域９８ａと非粘着領域９８ｂのレイアウト例を示す図である。図１６（ａ）は、非粘着領域７１ｂがシール部材９８の長手方向に延在する例を示し、図１６（ｂ）は、非粘着領域９８ｂがシール部材９８の短手方向に延在する例を示している。いずれの場合も、シール部材９８がカバー部材９６に貼り付けられた状態において、大気連通口９７がシール部材９８の非粘着領域９８ｂに相当する位置に配されるようになっている。

インクカートリッジ９０の製造時、インクは、カバー部材９６にシール部材９８を張る前、即ち大気連通口９７が開放された状態で、液体収容室９２に注入される。注入されたインクは連通部９４を通過して負圧発生部材収容室９３にも進入し、負圧発生部材９３ａに吸収、保持される。その後、カバー部材９６にシール部材９８を貼り付けることにより、インクカートリッジ９０は完成し、その状態で物流される。ユーザは、インクカートリッジ９０からシール部材９８を剥がすことなく、インクジェット記録装置１００のキャリッジ１０１に装着する（図１４参照）。

物流時、又はインクカートリッジ２０がキャリッジに装着されてもインクカートリッジ９０から記録ヘッドにインクが供給されていないとき、負圧発生部材収容室９３は大気圧が維持され、シール部材９８は平滑性を保っている。このため、シール部材９８は大気連通口９７を閉塞し、大気連通口９７からのインク蒸発は抑制される。

一方、供給口９９から記録ヘッドにインクが供給されるとき、負圧発生部材収容室９３は一時的に減圧状態となる。大気連通口９７近傍の非粘着領域９８ｂは大気連通口９７に引き寄せられるが、非粘着領域９８ｂの他の領域は、第１の実施形態と同様、反力によって浮き上がる。その結果、非粘着領域９８ｂとカバー部材９６との間に、大気を連通させる連通経路が形成され、大気が減圧状態にある負圧発生部材収容室９３へ進入する。

負圧発生部材収容室９３へ進入した空気は、仕切り板９５に形成された不図示の溝および連通部９４を経由して液体収容室９２に誘導され、液体収容室９２の上方に貯留する。一方、液体収容室９２に収容されているインクは、連通部９４を介して負圧発生部材収容室９３に供給される。このように、負圧発生部材収容室と液体収容室との間で気体と液体の交換がスムーズに行われるため、記録ヘッドの吐出動作によってインクが消費されても、消費された分のインクをインクカートリッジ９０から記録ヘッドへ安定して供給することができる。

即ち、本実施形態においては、大気連通口９７を含むカバー部材９６の一部領域を、非粘着領域７１ｂを有するシール部材７１によって被覆することにより、インクの蒸発を抑える効果と、インクを安定し供給する効果とを両立させることができる。

なお、以上説明した実施形態では、本発明の特徴的な構成を、インクジェット記録装置で使用するインクカートリッジを例に説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。カートリッジに収容する液体は、記録を目的として使用される液体に限定されることはない。例えば、バイオチップを作製する際や印刷技術を用いて電子回路を製造する場合、半導体基板を作製する場合に、配線を形成するための材料となる液体とすることもできる。いずれにせよ、所定の用途に使用される液体がカートリッジに収容され、カートリッジの内部から徐々に消費されていく形態であれば、本発明の構成を有効に機能させることができる。

２０ インクカートリッジ
７０ 筐体
７０ｃ 大気連通口
７１ シール部材
７１ａ 粘着領域
７１ｂ 非粘着領域

Claims (11)

1. 内部に液体を収容し大気連通口を有する筐体と、
   前記大気連通口を覆うように前記筐体に貼り付けられたシール部材と、
   を有するインクカートリッジであって、
   前記シール部材は、前記筐体に粘着される粘着領域と、前記筐体に粘着されない非粘着領域とを有し、
   前記非粘着領域は、前記シール部材の端部まで延在し、前記大気連通口と大気を連通させる連通経路を形成することを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記液体を外部へ供給する供給手段を更に備え、
   前記供給手段が前記液体を供給しているとき、前記非粘着領域は前記筐体の内部の減圧に伴って変形することにより、前記連通経路を形成し、
   前記供給手段が前記液体を供給していないとき、前記非粘着領域は前記連通経路を形成しない請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記大気連通口は前記筐体に形成された凹部に配され、
   前記シール部材は、前記凹部の全体を被覆するように前記筐体に貼り付けられている請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記大気連通口は前記筐体の平滑な面に配され、
   前記シール部材は、前記大気連通口に前記非粘着領域が対向するように前記筐体に貼り付けられている請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
5. 前記筐体の内部に配され、前記液体を収容する内袋を更に備える請求項１から４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 前記筐体は、前記液体を収容する液体収容室と該液体収容室から供給された液体を負圧発生部材で保持する負圧発生部材収容室とを有し、前記大気連通口は前記負圧発生部材収容室に配されている請求項１から４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
7. 前記非粘着領域は、前記延在する方向と交差する方向に０．１ｍｍ以上、且つ１５．０ｍｍ以下の幅を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
8. 前記非粘着領域は、前記延在する方向と交差する方向に１．０ｍｍ以上、且つ１２．０ｍｍ以下の幅を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
9. 前記非粘着領域は、前記シール部材の中心から端部に延在する請求項１から８のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
10. 前記粘着領域は粘着剤が設けられた領域であり、前記非粘着領域は粘着剤が設けられていない領域である請求項１から９のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
11. 前記粘着領域は粘着剤が設けられた領域であり、前記非粘着領域は粘着剤の厚みが前記粘着領域よりも相対的に薄い領域である請求項１から９のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。

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