JP3202157U - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】同一容積のインクカートリッジに対して、インク充填量が大きくかつ負圧が安定し、インク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供する。【解決手段】インクを収容するインク収容室２と、インクを吐出するインク吐出口３と、大気開放口４とを少なくとも備えるインクカートリッジ１であって、大気開放口４に連通しかつインク収容室２に連通する負圧形成室６がインク収容室２の底部と空間を形成してインク収容室２の内部に備えられ、インク収容室２にはインク収容室２の底部近傍から負圧形成室６の底部を貫通して負圧形成室６の内部に連通する２つの端部を有するキャピラリ８が備えられ、インク吐出口３からインクが吐出されたときに大気開放口４からの空気が負圧形成室６及びキャピラリ８を経由してインク収容室２の底部近傍に導入される。【選択図】図２

Description

本考案は、インクジェット式プリンタに搭載されるインクカートリッジに関し、さらに詳しくは、インクカートリッジ内部に備える負圧形成室によりインクカートリッジ内で負圧の形成を可能としたことにより、インク収容量を増量したインクカートリッジに関する。

印刷装置の一例として挙げられるインクジェット式プリンタは、通常、装置内のインク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インク吐出口から記録ヘッドへ送り込み、この記録ヘッドが用紙等の被記録媒体にインクを噴射・塗布することで、画像や文字の記録を行う。

インクジェット方式の印刷装置に使用されるインクカートリッジの開発においては、圧電方式、サーマル方式などのインクジェットヘッドの駆動力に適応した負圧制御がなされている。

例えば、インクカートリッジ内部にスポンジ等の負圧発生部材を設け、負圧発生部材の毛管力により負圧を得るインクカートリッジが提案されている。（例えば特許文献１）

また、インクカートリッジ内部に、実質インク収容室と２層の負圧発生部材を設けることで、インクカートリッジ内のインク容量を多少大きくさせることができるインクカートリッジが提案されている。（例えば特許文献２）

さらに、インクカートリッジ内部に大気口から連通する膜弁からなる空気弁を備え、インクカートリッジ内部の負圧を調整するインクカートリッジが提案されている。（例えば特許文献３）

特開２００９−１１９７０３号公報 特開２０００−３３７１５号公報 特開２００５−１７００２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に提案されているインクカートリッジは、インク収容室に対する負圧発生部材の占める割合が非常に大きく、インクカートリッジ内のインクの収容量が小さいという問題があった。

また、上記特許文献２に提案されているインクカートリッジは、インクカートリッジ内部に、実質インク収容室と２層の負圧発生部材を設けることでインクカートリッジ内のインク容量を多少大きくすることが可能であるが、インクカートリッジ内の構成が複雑になり、また、製造コストも高くなる問題があった。

また、上記特許文献３に提案されているインクカートリッジは、インクカートリッジ内部に大気口から連通する膜弁からなる空気弁を備え、インクカートリッジ内部の負圧を調整することで、インクカートリッジ内にスポンジなどからなる負圧材を設けていないので、インクカートリッジ内のインク充填量を大きくすることができるが、インクカートリッジ内の構成が複雑になるだけでなく、製造コストも高くなるという問題があった。

本考案は、同一容積のインクカートリッジに対して、いかにインク充填量を大きくしかつ負圧の安定したカートリッジを得ることを課題として鋭意研究した結果なされた考案である。

すなわち、本考案は、同一容積のインクカートリッジに対して、インク充填量が大きくかつ負圧が安定し、インク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することを目的とする。さらに、輸送中の衝撃や温度変化、気圧変化に対してもインク漏れを起こさないインクカートリッジを提供することを目的とする。

この目的は、実用新案登録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、従属項は本考案の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本考案の第１の考案は、インクを収容するインク収容室と、前記インクを吐出するインク吐出口と、大気開放口とを少なくとも備えるインクカートリッジであって、前記大気開放口に連通しかつ前記インク収容室に連通する負圧形成室が前記インク収容室の底部と空間を形成して前記インク収容室の内部に備えられ、前記インク収容室には前記インク収容室の底部近傍から前記負圧形成室の底部を貫通して前記負圧形成室の内部に連通する２つの端部を有するキャピラリが備えられ、前記インク吐出口から前記インクが吐出されたときに前記大気開放口からの空気が前記負圧形成室及び前記キャピラリを経由して前記インク収容室の底部近傍に導入されることを特徴とするインクカートリッジである。

本考案の第２の考案は、第１の考案に記載の前記インク収容室の底部にインク溜り部が備えられ、前記インク溜り部の底面の位置は前記インク収容室の底面に設けられた前記インク吐出口につながるインク収容室開口部の位置より低い構成であることを特徴とするインクカートリッジである。

本考案の第３の考案は、第２の考案に記載の前記インク溜り部が前記インク収容室の底面に設けられた前記インク吐出口につながる前記インク収容室開口部から離れた位置に設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。

本考案の第４の考案は、第２の考案ないし第３の考案のいずれかに記載の前記キャピラリの前記インク収容室の底部近傍の端部が前記インク溜り部の底部近傍に設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。

本考案の第５の考案は、第１の考案ないし第４の考案のいずれかに記載の前記大気開放口と前記インク収容室の間であって前記インク収容室の外側上面に大気連通路が設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。

本考案の第１の考案であるインクカートリッジは、インクを収容するインク収容室と、インクを吐出するインク吐出口と、大気開放口とを少なくとも備えるインクカートリッジであって、大気開放口に連通しかつインク収容室に連通する負圧形成室がインク収容室の底部と空間を形成してインク収容室の内部に備えられ、インク収容室にはインク収容室の底部近傍から負圧形成室の底部を貫通して負圧形成室の内部に連通する２つの端部を有するキャピラリが備えられ、インク吐出口からインクが吐出されたときに大気開放口からの空気が負圧形成室及びキャピラリを経由してインク収容室の底部近傍に導入される構成にしている。本考案は、上記の構成としているので、同一容積のインクカートリッジに対して、インク充填量が大きくかつ負圧が安定し、インク漏れがない良好な印刷をすることができる。さらに、輸送中の衝撃や温度変化、気圧変化に対してもインク漏れを起こさないようにすることができる。

また、本考案の第２の考案であるインクカートリッジは、インク収容室の底部にインク溜り部が備えられ、インク溜り部の底面の位置はインク収容室の底面に設けられたインク吐出口につながるインク室開口部の位置より低い構成としているので、インク残量が少なくてもインク溜まり部にはインクが残っているため、キャピラリのインク収容室の底部近傍の端部が常にインクの中に配置された状態となり、負圧が安定しインク漏れのない良好な印刷をすることができる。

また、本考案の第３の考案であるインクカートリッジは、インク溜り部がインク収容室の底面に設けられたインク吐出口につながるインク室開口部から離れた位置に設けられた構成にしているので、インクを吐出しようとする力によってインク溜まり部の中に溜められたインクが吸い出されず、キャピラリのインク収容室の底部近傍の端部が常にインクの中に配置された状態となり、負圧が安定しインク漏れのない良好な印刷をすることができる。

また、本考案の第４の考案であるインクカートリッジは、キャピラリのインク収容室の底部近傍の端部がインク溜り部の底部近傍に設けられた構成にしているので、キャピラリのインク収容室の底部近傍の端部がより確実にインクの中に配置された状態にし、負圧が安定しインク漏れのない良好な印刷をすることができる。

また、本考案の第５の考案であるインクカートリッジは、大気開放口とインク収容室の間であってインク収容室の外側上面に大気連通路を設けた構成にしているので、インクカートリッジからインクを吐出する際にインクカートリッジの外部からインク収容室へ空気が流入されるため、負圧が安定しインク漏れのない良好な印刷をすることができる。

本考案の実施形態におけるインクカートリッジの平面図である。 本考案の実施形態におけるインクカートリッジの断面図である。 本考案の実施形態におけるインク収容室のみを断面図とした分解斜視図である。 本考案の実施形態におけるキャピラリの説明図である。 本考案の実施形態におけるインク収容室の天蓋部を、(a)は上面側から見たとき、(b)は底面側から見たときの平面図である。 本考案の他の実施形態におけるインクカートリッジを構成する、(a)はアウターケース、(b)はインナーケースの斜視図である。

本考案の実施形態について図面を参照して説明するが、本考案はこの事例に限られるものではなく、適宜選択が可能である。

図１〜３に示すように、本実施形態のインクカートリッジ１は、インクを収容するインク収容室２と、インクを吐出するインク吐出口３と、大気開放口４とを少なくとも備えるインクカートリッジ１であって、インク吐出口３がインク収容室２の底部１８側に設けられ、大気開放口４がインク収容室２の上部側に設けられ、大気開放口４に連通しかつインク収容室２に連通する負圧形成室６がインク収容室２の底部１８と空間を形成してインク収容室２の内部に備えられ、インク収容室２にはインク収容室２の底部１８近傍から負圧形成室６の底部７を貫通して負圧形成室６の内部に連通する２つの端部を有するキャピラリ８が備えられ、インク吐出口３からインクが吐出されたときに大気開放口４からの空気が負圧形成室６及びキャピラリ８を経由してインク収容室２の底部１８近傍に導入される構成となっている。

インク収容室２は、底部１８及び側部からなり上方が開口している中空形状部と、中空形状部上方の開口部を覆う天蓋部１３とからなり、中空形状部は天蓋部１３に備えられたインク注入口２３からインクを充填可能である。インクカートリッジ１の下方にはインク収容室２内のインクを吐出するインク吐出口３が備えられ、インク収容室２の底部１８にはインク吐出口３へとつながるインク収容室開口部２４が備えられ、インク収容室２内部のインクをインク収容室開口部２４からインク吐出口３へと流すことで、インク吐出口３からインクカートリッジ１の外部へインクを吐出することができる。インク収容室２の底部１８にはインク溜まり部２０が備えられ、インク溜まり部２０の底面の位置はインク収容室開口部２４の位置より低くすることが望ましい。また、インク溜り部２０はインク収容室開口部２４から離れた位置に設けることが望ましく、より詳細には、インク溜り部２０をインク収容室２の底部１８の長手方向の一端付近に、インク収容室開口部２４をインク収容室２の底部１８の長手方向の他端付近に設けることが望ましい。

図５に示すように、天蓋部１３には大気開放口４、大気連通路１４及び開口部５が形成され、インク収容室２内部と外部とで大気を連通可能である。また、インク収容室２内部の上方が負圧形成室６により仕切られた構成とした場合、二分されたインク収容室２のそれぞれに繋がる様に天蓋部１３に２つの開口部２１を設け、２つの開口部２１を連通路２２により接続することが望ましい。なお、開口部５、大気連通路１４、開口部２１及び連通路２２は天蓋部１３の上面に設けられているが、天蓋部１３の上面は大気開放口４を除いてシールされるため、開口部５、大気連通路１４、開口部２１及び連通路２２には、元から内部に存在した空気及び新たに大気開放口４から流入した空気のみが通過する。

図２〜３に示すように、負圧形成室６は、底部７及び側部からなり上方が開口している中空形状であり、インク収容室２の底部１８と空間を形成してインク収容室２の内部に備えられ、開口している上方はインク収容室２の天蓋部１３で覆われている。負圧形成室６とインク収容室２とは、負圧形成室６の側部及び底部７とで仕切られており、インク収容室２内のインクは、底部７を貫通するキャピラリ８を介してのみ負圧形成室６に移動するようになっている。なお、インク収容室２から負圧形成室６へのインクの移動は、インク収容室２内の温度上昇や圧力変化により内部の空気やインクが膨張した時に、インクカートリッジ１から外部へインクが漏れることを防ぐための機能である。

図３、図４に示すように、キャピラリ８は、インク収容室２の底部１８近傍から負圧形成室６の底部７を貫通して負圧形成室６の内部に連通する２つの端部を備えている。負圧形成室６の底部７の底面中心部分はキャピラリホルダ９の底面で構成され、キャピラリ８はキャピラリホルダ９の中心に設けた穴に差し込まれることで負圧形成室６の底部７に固定される。キャピラリホルダ９は上側の円板部１０と、円板部１０の下面に一体に設けた下側の逆円錐台形部１１とからなり、円板部１０の上面の中心から逆円錐台形部１１の下面の中心まで通過する穴がキャピラリ８を固定可能に設けられ、負圧形成室６の内側下方に設けた凹部に嵌め込まれて固定される。さらに、キャピラリホルダ９の円板部１０の上面に中空円筒形のスローブ１２をキャピラリ８の側方を囲むように配置し、天蓋部１３のフィルタ収納部１７の下方開口部がスローブ１２の上方開口部に接する構成とし、スローブ１２を介してキャピラリホルダ９を天蓋部１３で抑えることで、より確実にキャピラリホルダ９を固定することができる。本実施形態では、キャピラリホルダ９を負圧形成室６と別体に設けたが、負圧形成室６と一体に構成しても良い。

さらに、キャピラリ８の一端は負圧形成室６内に、他端はインク収容室２の底部１８近傍となるように配置され、キャピラリ８は略円筒状に形成され、キャピラリ８の一端は円筒を斜めに切断した楕円面形状で、長手方向にインクや空気が通過できるように一端から他端まで中心に穴が設けられている。この構成により、大気開放口４からの空気が負圧形成室６を経由してインク収容室２に導入できるため、負圧を安定化することができる。

なお、インク残量が少なくなった時でもインク溜まり部２０にはインクが残っているため、キャピラリ８の他端をインク溜り部２０の底部近傍に設けることで、キャピラリ８の他端が常にインク内に配置されるので、より負圧を安定化させることができる。

また、キャピラリ８の一端を前記形状としたことで、インク収容室２内のインクが負圧形成室６内へ移動する際、キャピラリ８の一端の面積が大きくなるためキャピラリ８の一端でインクに働く表面張力が小さくなり、また、キャピラリ８の一端が斜め下方へ下がった形状のため、インクが負圧形成室６内の下方へ流れやすくなるので、インクが負圧形成室６内に急激に移動して大気開放口４から漏れることを防止できる。

大気連通路１４は、インク収容室２の天蓋部１３の上方に細溝状に設けられ、大気開放口４と負圧形成室６に通じる開口部５とを連通している。インク収容室２の天蓋部１３の大気開放口４を除いてシールすると、大気連通路１４は大気開放口４から開口部５までの細長い通路となり、この大気連通路１４が大気開放口４からの空気の流入に対して抵抗になるため、インク収容室２内を負圧の状態に保つことができる。

フィルタ１５は、略円柱形状であり、フィルタ１５の一端が円柱を斜めに切断した楕円面形状であり、この一端の楕円面形状の中心部分に、空気を通過させインクを通過不能とした薄膜状の空気弁１６を備えている。フィルタ１５の他端は中空円柱形状であり、インク収容室２の天蓋部１３の下方に設けた中空円柱形状のフィルタ収納部１７に嵌め込まれる。フィルタ１５は内部が空洞のため、天蓋部１３の開口部５からフィルタ１５内に流入した空気が空気弁１６を通過して負圧形成室６に流入する。

空気弁１６は、大気連通路１４を介して大気開放口４から負圧形成室６への空気移動を可能とし、インク収容室２から移動しキャピラリ８の一端から急激に出射したインクの通過を防止する。このため、大気開放口４からインクが漏れることを防止することができる。また、空気弁１６を含むフィルタ１５の一端が斜面であるため、インクが空気弁１６に付着してもフィルタ１５の一端の先端へ垂れていくので、インクが空気弁１６に固着して空気の流路を塞いでしまうことを防止する。

インク吐出口栓１９は、略円柱形状であり、インク吐出口３を密閉するように嵌合される。一方の中央には円形の穴が設けられ、インク吐出口３と嵌合後はインク収容室２内部を向くように備えられ、他方の中央にはスリットが設けられ、インク吐出口３と嵌合後はインクカートリッジ１の外面を向くように備えられる。インクカートリッジ１使用時には、印刷装置側のインク供給針がインク吐出口栓１９のスリットから挿入される構成とする。このとき、インク供給針とインク吐出口栓１９のスリットとの間に隙間ができ、この隙間からインクを外部へ吐出することができる。

図３に示すように、インク収容室２内の上方を負圧形成室６で仕切る構成とした場合、負圧形成室６によってインク収容室２の上方が二分される。このとき、大気開放口４からの空気がキャピラリ８を介してインク収容室２内に流入すると、二分されたインク収容室２のどちらかに空気が偏り、インク量が偏る。

図５に示すように、天蓋部１３には、二分されたインク収容室２のそれぞれに繋がる様に２つの開口部２１が設けられ、２つの開口部２１は連通路２２により接続される構成とする。この構成により、二分されたインク収容室２の間で空気の移動が起こり、空気量及びインク量のバランスをとることができる。

また、図６に示すように、インクを収容するインナーケース２５と、プリンタとの通信に用いるＩＣチップを装着するアウターケース２６とによりインクカートリッジ１が構成されてもよい。以下に本構成についてより詳細に説明する。

インナーケース２５下方にはインク吐出口３が備えられ、アウターケース２６にはインク吐出口３が挿入可能な開口部２９が備えられている。また、インナーケース２５の側方には凸部２７が備えられ、アウターケース２６には凸部２７が嵌合可能な穴部２８が備えられている。上記２箇所でアウターケース２６にインナーケース２５を組み付けることでインクカートリッジ１が構成される。この構成により、インナーケース２５とアウターケース２６のいずれかのみを交換することができるため、交換費用を低減することができる。また、インクカートリッジ１を改良する場合、アウターケース２６の形状を変更せずに、インナーケース２５のみの形状を変更するように設計することで、インクカートリッジ１の製造コストを低減することができる。

さらに、図６に示すように、インナーケース２５の底部であり負圧形成室６の下方に開口部３０を設け、インナーケース２５を成型後、フィルムと開口部３０とを熱溶着等により塞ぐ構成にしてもよい。本構成により、インナーケース２５を成型する金型でスライド成型を使用せずに負圧形成室６を成型できるため、インナーケース２５の製造コストを低減することができる。また、キャピラリ８をインナーケース２５の底部側から開口部３０を通して負圧形成室６の底部７に挿入、固定することで、製造を容易にすることができる。本構成ではインナーケース２５の底部に開口部３０を設けたが、負圧形成室６の下方であればインクカートリッジ１の底部に開口部３０を設けてもよい。

１…インクカートリッジ
２…インク収容室
３…インク吐出口
４…大気開放口
５…開口部
６…負圧形成室
７…底部
８…キャピラリ
９…キャピラリホルダ
１０…円板部
１１…逆円錐台形部
１２…スローブ
１３…天蓋部
１４…大気連通路
１５…フィルタ
１６…空気弁
１７…フィルタ収納部
１８…底部
１９…インク吐出口栓
２０…インク溜まり部
２１…開口部
２２…連通路
２３…インク注入口
２４…インク収容室開口部
２５…インナーケース
２６…アウターケース
２７…凸部
２８…穴部
２９…開口部
３０…開口部

Claims (5)

1. インクを収容するインク収容室と、前記インクを吐出するインク吐出口と、大気開放口とを少なくとも備え、前記インク吐出口が前記インク収容室の底部側に設けられ前記大気開放口が前記インク収容室の上部側に設けられたインクカートリッジであって、
   前記大気開放口に連通しかつ前記インク収容室に連通する負圧形成室が前記インク収容室の底部と空間を形成して前記インク収容室の内部に備えられ、前記インク収容室には前記インク収容室の底部近傍から前記負圧形成室の底部を貫通して前記負圧形成室の内部に連通する２つの端部を有するキャピラリが備えられ、前記インク吐出口から前記インクが吐出されたときに前記大気開放口からの空気が前記負圧形成室及び前記キャピラリを経由して前記インク収容室の底部近傍に導入されることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記インク収容室の底部にインク溜り部が備えられ、前記インク溜り部の底面の位置は前記インク収容室の底面に設けられた前記インク吐出口につながるインク収容室開口部の位置より低い構成であることを特徴とする請求項１のインクカートリッジ。
3. 前記インク溜り部が前記インク収容室開口部から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項２のインクカートリッジ。
4. 前記キャピラリの前記インク収容室の底部近傍の端部が前記インク溜り部の底部近傍に設けられていることを特徴とする請求項２乃至３のインクカートリッジ。
5. 前記大気開放口と前記インク収容室の間であって前記インク収容室の外側上面に大気連通路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のインクカートリッジ。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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