JP3281329B2 - インクタンク - Google Patents

インクタンク

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JP3281329B2
JP3281329B2 JP12061799A JP12061799A JP3281329B2 JP 3281329 B2 JP3281329 B2 JP 3281329B2 JP 12061799 A JP12061799 A JP 12061799A JP 12061799 A JP12061799 A JP 12061799A JP 3281329 B2 JP3281329 B2 JP 3281329B2
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健太 宇田川
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に用いるインクタンクに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来例のインクタンクの分解図
であって、第1収納室とほぼ同じ寸法の従来の保持体と
インクタンクを示し、図5(a)は、従来例において、
保持体とインクタンクケース内壁との密着不良によって
発生したエアパス17によるインク漏れを示す模式断面
図、(b)は、従来例において、落下等の衝撃により保
持体がずれて発生したエアパス18によるインク漏れを
示す模式図、図6は、従来例に用いられた保持部材の格
子構造を表す模式断面図である。
【0003】従来、インクジェット記録装置に用いられ
ているインクタンクは、記録ヘッドと一体であるもの、
あるいはインクタンク単体で交換型であるものがある。
これらのインクタンクとして実用化されているものに
は、インクタンク内部空間を連通した2室に分割し、そ
の一方の部屋に毛管力によりインクを含浸,保持させた
保持部材(以下、本書において、「保持体」と称す
る。)を収納し、かつ他方の部屋にインクを直接収納す
るという2室方式(以下、本書において、「半生方式」
と称する。)があり、この保持体16にはウレタンスポ
ンジが従来使用されてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ウレタンスポ
ンジはインクの種類によっては、スポンジがインクと反
応して発生する溶出物がインクの品質に悪影響を及ぼす
場合があるので、耐インク接液性に優れた樹脂を材料と
する繊維を、所望の負圧特性を満足する密度で積層し、
交錯する個々の繊維同士を結合した保持部材を採用する
こととした。
【0005】このような所望の負圧特性を満足する繊維
密度において、個々の全ての交錯する繊維同士を結合し
た保持部材では、保持部材としての弾性変形範囲が小さ
いので、インクタンクケース内部の保持体室とほぼ同じ
寸法の保持部材をインクタンクケースへ挿入していた。
【0006】図4にはその例を模式的に示されている。
半生方式においてこのような保持体16を用いた場合、
この保持体16はインクタンクケース5内部に、適切な
反発力で全域に亙って均等に密着することが困難な場合
がある。すなわち、保持体16表面とインクタンクケー
ス5内壁との間に、「エアパス」と称する意図しない大
気連通路が生じて、インク収納室1内部がインクタンク
外部と気液交換をし、インクがタンク外部へ漏れること
が起こった。
【0007】また十分な反発力が生ぜず、したがって落
下等の衝撃をインクタンクが受けたときに保持体16が
ずれて、半生方式のインクタンクにおける気液交換溝や
保持体室内壁に対する保持体16の密着状態が損なわ
れ、異常な気液交換が始まり、インク洩れの原因となる
ことがあった。
【0008】インク漏れの状態の2つの場合をそれぞれ
図5(a),(b)により模式的に示した。これらの内
容は、前述のとおり、(a)は、保持体とインクタンク
ケース内壁との密着不良によって発生したエアパス17
によるインク漏れを、(b)は、従来例において、落下
等の衝撃により保持体がずれて発生したエアパス18に
よるインク漏れである。
【0009】本発明の目的は、繊維を積層して交錯する
繊維同士を結合させた保持体の圧縮方向を限定すること
等により、半生方式のインクタンク内壁に、保持体を十
分密着させ、保持体と壁面とのエアパス、および落下衝
撃などの保持体のずれによる、インク漏れを防止するこ
とを可能としたインクタンクを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明のインクタンクは、毛管力によりインクを
含浸、保持させたインク保持体を収容し、かつ大気との
連通を得るための大気連通部を備える第一収納室と、大
気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部のみを
介して第一収納室に連通する点のほかは実質的に密閉状
態にあって、第一収納室へインクを供給するためのイン
クを直接収納している第二収納室と、を備えインクジェ
ット記録ヘッドへインクを供給するインクタンクにおい
て、インク保持体は、繊維同士の交点が熱により溶着
れたインク保持部材がインクタンクケースに略一方向に
圧縮され、挿入されて成り、この圧縮方向はインクタン
クケースの最大面積面および繊維方向に対して直交する
方向であることを特徴としている。
【0011】た、交錯する両繊維はともに、外周部と
中心部が異なる2種類の材料によって構成され、断面が
同心円状に形成されているものが好ましい。
【0012】そして、2種類の材料の融点について、外
周部の材料の融点が中心部の材料の融点よりも低いもの
であること、例えば、外周部の材料はポリエチレン、中
心部の材料はポリプロピレンであることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0014】図1は、本発明のインクタンクの一実施形
態例の分解図であって、最大面積を持つインクタンク内
壁面と本発明における吸収体の圧縮方向の関係を示し、
図2(a)は、本実施形態例における、圧縮挿入前の保
持部材の格子構造を表す模式図、(b)は、(a)の圧
縮挿入後の保持部材の格子構造を表す模式図、図3は、
本実施形態例における保持部材に用いられた繊維の構造
を示す断面図である。
【0015】図1を参照すれば、最大面積のインクタン
ク内壁面および繊維方向と本発明における保持体の圧縮
方向関係が明らかである。
【0016】ほぼ直方体形状の保持体3は、インクタン
クケース5へ圧縮挿入前のものであり、繊維の交差する
繊維交点上を、加熱により溶着結合したものである。図
示の方向Xは、主繊維の方向を示し、方向Yは、繊維の
積層方向であり、かつ保持体の圧縮方向を示す。
【0017】インクタンクケース5の第1収納室1すな
わち保持体室とほぼ同じ寸法まで圧縮された挿入前の保
持体4が示されているが、これは、半生方式のンクタ
ンクケース5であって、インク保持体4を収容する第1
収納室1とインクを直接収容する第2の収納室2から成
り、両室とも空の状態を示す。両室1,2の間は仕切壁
7でほぼ隔離されている。また、仕切壁7の第1収納室
1側の面の下部中央に縦方向の気液交換溝8が彫られて
おり、その下端付近に第2収納室から第1収納室へイン
クが移動するための隙間が設けられている。
【0018】圧縮後の保持体4をインクタンクケース5
の第1収納室1の下端からZ方向に挿入した後に、の蓋
11を装着する。インクタンクの第1収納室1における
3対の壁面中の最大面積壁面6は、Y方向に対して略垂
直である。第1収納室の側面の上部に大気連通口9、下
部にインク供給口10が開けられている。
【0019】図2(a)は圧縮前の保持体の格子構造を
示すものであり、交錯する繊維同士を加熱することによ
り溶着結合している状態を示す模式図である。
【0020】図中の繊維12と繊維12aの交錯する繊
維の結合点13が示されている。模式図なので両繊維を
直交させて示すが、実際は錯綜している。
【0021】図2(b)は上述の保持体を圧縮した状態
を示す模式図である。
【0022】図2(a)と(b)に示すように、単位体
積あたりの繊維の結合点が、図6に示す従来の同じ密度
の繊維材料の保持体に比較して減少している。したがっ
て保持体を変形したときの繊維の弾性変形範囲が従来の
保持体に対して相対的に増加して、保持体に十分な反撥
弾性を付与することが可能となる。
【0023】本発明における保持体は圧縮方向を繊維方
向に対して直交する方向としている。保持体の繊維方向
への圧縮は、繊維を座屈する方向であり、反発力も非常
に大きく弾性変形範囲は乏しい。この方向への圧縮変形
は、保持体の座屈による皺を招いて保持体とインクタン
クケース内壁との間にエアパスを生じ易い。また反発力
によるインクタンクケース壁の変形も問題であり、広い
面積に密着させることは困難である。したがって本発明
における保持体は、繊維方向にはほとんど圧縮変形させ
ず、図1,2の矢印Yに示す繊維の積層方向にのみに圧
縮することにより著しい弾性変形を可能で十分な反発力
を発生し、インクタンクケース5の保持体室すなわち第
1収納室1の最大面積を持つ内壁6に対して上述の圧縮
方向Yを直交方向とすることで、壁面6と間にエアパス
を生じることがなく、保持体を壁面6に対して均等に密
着させることを可能としている。
【0024】また最大面積の内壁6との接触によって壁
面と保持体との摩擦抵抗を大きくして、落下等の衝撃に
対して保持体位置を維持することを可能としている。
【0025】また本発明における保持体の繊維方向の面
と、半生方式のインクタンクにおけるインク収納室すな
わち第2収納室2と保持体室すなわち第1収納室1との
仕切壁7との当接については、仕切壁7の幅が小さく壁
面面積としては最大面積面に対して十分に小さく、荷重
が掛かった場合の変形に対しては有利な方向である。
【0026】かつ、繊維方向への圧縮では、保持体4の
座屈皺によるエアパス発生を防止するので殆ど圧縮せず
に仕切壁7に当接密着させている。
【0027】これにより、インクタンクの変形およびエ
アパスの発生も無く、仕切壁7と保持体4との密着を可
能とした。
【0028】図3を参照すれば、本発明における保持体
を構成する繊維の構造を示す断面図であり、同心円状に
2種類の材料から構成される。外周部と中心部の2種類
の材料の融点について、外周部の材料15の融点が中心
部の材料14の融点よりも低いものであることが好まし
いので、本実施形態例においては、外周部の材料15は
ポリエチレン、中心部の材料14はポリプロピレンで構
成されている。このように、これら繊維は外周部の融点
が中心部の融点よりも低いので、外周部の材料のみが溶
ける温度で繊維を加熱して、繊維同士が交錯する部分で
外周部のみ溶融して互いの繊維を結合するものである。
これにより、繊維同士を結合して格子構造を構成するこ
とを可能とするものである。
【0029】次に、本発明におけるインクタンクの実施
形態例について、インクジェット記録装置におけるイン
クカートリッジを具体例としてさらに詳細に説明するこ
ととする。しかし、本発明はこれらの例にのみ限定され
るものではない。
【0030】図1に示すインクタンクは、前述のとお
り、本発明における半生方式のインクタンクの構成を示
している。
【0031】本発明において、保持体材料に用いた繊維
は直径φ30μmおよびφ17μmで、その材質は耐イ
ンク接液性を考慮して、中心部をポリプロピレン、外周
部をポリエチレンの同心円構造のものである。
【0032】この繊維を、インクタンク側面の最大面積
面間の距離(インクタンクの幅)の2倍の幅の成形型に
積層し、ポリエチレンの融点以上で、かつポリプロピレ
ンの融点以下である150℃で加熱し、交錯する繊維同
士の外周部を溶融して結合する。この保持体を、インク
タンクケースの保持体室の最大面積面間の幅まで、最大
面積面に垂直方向で、かつ繊維の積層方向に圧縮してイ
ンクタンク内部へ挿入する。この方向は、図にて明らか
なように繊維の方向にも垂直な方向である。
【0033】これにより、挿入後の保持体の毛管力を発
生する空隙はインクタンク内で所望の毛管力を発生でき
る大きさとなり、所定の負圧特性を満足させることが可
能となる。
【0034】また図2(b)に示すように、挿入された
状態で全ての繊維の交錯部分が結合しているわけではな
く、保持体が変形したときの繊維の弾性変形範囲が相対
的に増加しているので、十分な反撥弾性を発生する。
【0035】これにより保持体がインクタンク内壁に均
等に密着することが可能となり、エアパスの防止、落下
等の衝撃による保持体のずれを防止することが可能とな
る。
【0036】上記の保持体の反撥弾性を決めるパラメー
タとして、繊維の径と密度、および圧縮率があり、本発
明者は、保持体の圧縮率を1.7〜4.3倍の範囲、繊
維径をφ17、30μmの範囲で検討を行った。
【0037】その結果、所望の負圧特性を発生し、かつ
エアパスや衝撃による保持体ずれの防止に効果的である
一例として下表に示す仕様を見出した。
【0038】
【表1】 なお、上記の仕様はある所定寸法でのインクタンクにお
いて見出された一例であり、インクタンク容積寸法、所
望の負圧特性等により、別途検討して決定する必要があ
る。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交差する繊維同士が結合されているインク保持体が、こ
のインク保持体はインクタンクケース内壁の最大面積を
持つ壁面および保持体の繊維方向に対して直交方向の略
一方向に、保持体の繊維の積層方向に圧縮してインクタ
ンクケースに挿入することにより、半生方式のインクタ
ンク内部に、繊維材料から成る保持体を十分密着させる
ことが可能となり、保持体と壁面とのエアパス、および
落下衝撃などの保持体のずれによる、インク漏れを防止
することを可能とするインクタンクを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクタンクの一実施形態例の分解図
であって、最大面積を持つインクタンク内壁面と本発明
における吸収体の圧縮方向の関係を示す。
【図2】(a)は、本実施形態例における、圧縮挿入前
の保持部材の格子構造を表す模式図、(b)は、(a)
の圧縮挿入後の保持部材の格子構造を表す模式図であ
る。
【図3】本実施形態例における保持部材に用いられた繊
維の構造を示す断面図である。
【図4】従来例のインクタンクの分解図であって、第1
収納室とほぼ同じ寸法の従来の保持体とインクタンクを
示す。
【図5】(a)は、従来例において、保持体とインクタ
ンクケース内壁との密着不良によって発生したエアパス
によるインク漏れを示す模式断面図、(b)は、従来例
において、落下等の衝撃により保持体がずれて発生した
エアパスによるインク漏れを示す模式断面図である。
【図6】従来例に用いられた保持部材の格子構造を表す
模式図である。
【符号の説明】
X 繊維方向 Y 保持部材圧縮方向 Z 保持部材挿入方向 1 第1収納室(保持体室) 2 第2収納室 3 圧縮前の保持部材(保持体) 4 圧縮後の保持部材(保持体) 5 インクタンクケース 6 第1収納室における最大面積壁面 7 仕切壁 8 気液交換溝 9 大気連通口 10 インク供給口 11 インクタンク蓋 12,12a 保持体材料の繊維 13 交錯する繊維の結合点 14 ポリプロピレン繊維からなる中心部 15 ポリエチレン繊維からなる外周部 16 保持体室とほぼ同じ寸法の従来の保持体 17 保持体と壁面との間に生じたエアパス 18 保持体と底面との間に生じたエアパス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 健太 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 岩永 周三 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 山本 肇 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−254402(JP,A) 特開 平11−1002(JP,A) 特開 平9−123471(JP,A) 特開 平10−100429(JP,A) 特開 平7−60985(JP,A) 特開 平11−91132(JP,A) 特開 平5−8405(JP,A) 特開 平8−20116(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/175 D04H 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管力によりインクを含浸、保持させた
    インク保持体を収容し、かつ大気との連通を得るための
    大気連通部を備える第1収納室と、 前記大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部
    のみを介して前記第1収納室に連通する点のほかは実質
    的に密閉状態にあって、前記第1収納室へインクを供給
    するためのインクを直接収納している第2収納室と、 を備えインクジェット記録ヘッドへインクを供給する
    ンクタンクにおいて、 前記インク保持体は、繊維同士の交点が熱により溶着
    れたインク保持部材がインクタンクケースに略一方向に
    圧縮され、挿入されて成り、該圧縮方向はインクタンク
    ケースの最大面積面および繊維方向に対して直交する方
    向であることを特徴とするインクタンク。
  2. 【請求項2】 交錯する両繊維はともに、外周部と中心
    部が異なる2種類の材料によって構成され、断面が同心
    円状に形成されている、請求項記載のインクタンク。
  3. 【請求項3】 前記2種類の材料の融点について、外周
    部の材料の融点が中心部の材料の融点よりも低い、請求
    記載のインクタンク。
  4. 【請求項4】 外周部の材料はポリエチレン、中心部の
    材料はポリプロピレンである、請求項記載のインクタ
    ンク。
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