JP3331976B2 - インクカートリッジ - Google Patents

インクカートリッジ

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JP3331976B2
JP3331976B2 JP21494298A JP21494298A JP3331976B2 JP 3331976 B2 JP3331976 B2 JP 3331976B2 JP 21494298 A JP21494298 A JP 21494298A JP 21494298 A JP21494298 A JP 21494298A JP 3331976 B2 JP3331976 B2 JP 3331976B2
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chamber
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chambers
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
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    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17559Cartridge manufacturing

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体のインクを用
いて印字を行う印字装置の印字ヘッドにインクを供給す
るインクカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、サーマルインクジェット方式のプ
リンタが主流を占めてきている。このサーマルインクジ
ェット方式は、基板上にアレー状に配列された複数の発
熱素子を有する印字ヘッド(インクジェットヘッド)を
備え、この印字ヘッドの発熱素子を印字情報に応じて選
択的に発熱させ、この発熱素子上に供給されるインクを
加熱し、インクと発熱素子の界面に瞬時に気泡を発生さ
せる膜沸騰現象を利用することにより各発熱素子に対応
して配置されている微細なインク吐出口からインク滴を
吐出して記録用紙に印字を行う。そして、印字で消費さ
れたインクは、インクカートリッジから印字ヘッドに供
給(補給)される。一般に、インクカートリッジは、印
字ヘッドと別体のものと一体型のものとがある。
【0003】図4(a) は、上記のようなインクジェット
プリンタの印字ヘッドと一体型のインクカートリッジを
模式的に示す側面図であり、同図(b) は、その下面(ヘ
ッド正面)図である。同図(a),(b) に示すように、印字
ヘッド1とインクカートリッジ2は、インク供給部3を
介して不可分に一体に形成されている。この印字ヘッド
1は、カラー印字用の印字ヘッドであり、これに対応し
てインクカートリッジ2は、内部を3つのインク室4
(4a、4b、4c)に仕切られ、その中に減法混色の
三原色であるマセンタ、シアン、イエローの3色のイン
クを充填されている。
【0004】印字ヘッド1は、その正面の基板5に、上
記3色のインク滴をそれぞれ吐出する3列のノズル列6
(6a、6b、6c)を備えている。このような印字ヘ
ッド1は、一般に、シリコンLSI技術と薄膜技術とを
利用して製造される。すなわち、シリコンチップからな
る基板5に、不図示の複数の発熱素子がアレー状に形成
され、インク通路を形成する隔壁部材を積層され、更に
オリフィス板を積層されて、このオリフィス板の上記発
熱素子に対応する位置に、インクを吐出するノズル列6
が形成されている。
【0005】それぞれのノズル列6の各ノズルの配置密
度は、例えば、解像度が360dpi(ドット/イン
チ)とすれば、1mm(ミリメータ)当り約14個であ
り、概略で10mm×15mm程度の大きさの基板4
に、128個×3列のノズルが形成されている。これら
のノズルに、各ノズル列6に対応するインクカートリッ
ジ2の各インク室4から、インク供給部3を介してイン
クが供給される。
【0006】図5(a),(b),(c) は、上記インクカートリ
ッジ2の分解斜視図である。同図(c) は、カートリッジ
本体2aを示している。内部は上述したように3つのイ
ンク室4a、4b及び4cに区切られている。各インク
室4は、ほぼ同じ形状と大きさで、横に並んで形成され
ており、各インク室4の少なくとも2面がカートリッジ
本体2aの外壁と共通に形成されている。
【0007】そして、これらのインク室4の下部に位置
するインク供給部3には、印字ヘッド1にインクを供給
するインク供給孔7が各インク室4に対応してそれぞれ
形成されている。各インク室4のインクは、このインク
供給孔7から不図示のインク流路を通じて印字ヘッド1
の図4に示したノズル列6に供給される。
【0008】このカートリッジ本体2aの各インク室4
の内部には、特には図示しないが、インクが重力で外部
に無用に流出しない程度の、適度の状態でインクを保持
するための、インク吸収部材が配設されている。これら
のインク室4の上に、図5(b) に示す内蓋2bが熱溶着
あるいは接着により固着されて配置される。この内蓋2
bには、上記各インク室4に対応する位置に導通孔8が
形成されている。この導通孔8を介してインク室4内の
インク吸収部材にインクが注入されて、インクが充填さ
れる。
【0009】このインク充填後、内蓋2bの上に更に枡
状をなす空房形成部材2cが熱溶着あるいは接着により
固着される。空房形成部材2cの上面には1個の小さな
大気導通孔11が穿設され、空房形成部材2cと内蓋2
bとの間に大気室9が形成されている。大気導通孔11
から流入して大気室9に滞留する大気は、上記3個の導
通孔8を介してそれぞれのインク室4に導通する。この
大気の導通により、インク室4の密封が解除されてお
り、内部のインク吸収部材に吸収・保持されているイン
クが円滑に流動して印字ヘッド1に供給されるようにな
っている。
【0010】ところで、上記のようなインクカートリッ
ジの場合、インクが消費されてインク室に十分な量のイ
ンクが無くなった場合、通常はプリンタから印字ヘッド
共々プリンタから取り外され、新しい印字ヘッド一体型
のインクカートリッジに交換されて使用される。また、
印字ヘッド一体型でない場合は、インクカートリッジの
みが取り外され、新しいインクカートリッジに交換され
て使用される。いずれにしても、インクカートリッジヘ
のインクの再充填は考慮されていない構成となってい
る。
【0011】ところが、このようなインクの再充填が考
慮されていないインクカートリッジに、プリンタの使用
者によって、インクが再充填される場合がある。すなわ
ち、各インク室4のカートリッジ本体2aの外壁と共通
な面の適宜な箇所に孔を空けてインク室と外部とを連通
させ、この孔を通して外部から同じ色のインクを再充填
した後、その孔をシール紙や粘着材のついたフィルム紙
などで塞ぐ、あるいはゴム材のような弾性部材を孔に詰
めて塞さぐというものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに元のインクの残りが吸収されたままとなっているイ
ンク吸収材に、新しいインクが再充填されると、製法の
異なるインクが用いられることによって特性の異なるイ
ンクが混入されることになり、ましてや、低品質のイン
クを用いて再充填された場合には、インクに変質を来す
虞がある。特に微妙な色の重ね合いによって原画像の色
を再現するフルカラーの印字(印刷)では、印字形成さ
れた画像に不具合を生じることが少なくない。
【0013】そればかりでなく、インクの変質が色合い
だけではなく組成にも及ぶと、ノズルの目詰まりを引き
起こしてプリンタ故障の原因ともなる。更には、低品質
のインクが再充填に用いられた場合には残りインクとの
混合による変質以前に、低品質のインク自体がノズル目
詰まりの原因になり得る。また、インク吸収材との相性
が良くないと、インク漏れや、これとは逆の供給不良な
どが発生する。更に、インクカートリッジに再充填用の
孔を開けるため、インクカートリッジに強度不足が生じ
たり、孔の封止不足によるインク漏れなどが発生する。
【0014】そして、このような不具合が発生した場
合、印字ヘッド一体型であれ、カートリッジのみの交換
式であれ、発生した不具合が再充填したインクによる不
具合か、又はプリンタ本体(又は印字ヘッド)による不
具合かの判断が極めてつけにくくなる。
【0015】このように不具合の原因を明瞭に特定でき
ないと、不具合発生の責任が曖昧となるばかりでなく、
発生した不具合を装置の改良・改善のために役立てるこ
とが出来ない。装置の改良・改善ができないと、同様の
不具合が将来も頻発する虞がある。
【0016】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
実質的にインクの再充填が不可能なインクカートリッジ
を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明のインクカートリ
ッジは、印字ヘッドにインクを供給するインクカートリ
ッジであって、該インクカートリッジ内に収容され、大
気と連通されると共に、内部にインクが充填された少な
くとも1個の中室と、該中室を囲んで設けられた外室
、からなり、該外室は、大気に連通されると共に前記
中室に充填されたインクとは異なる色のインクが充填さ
れたインク室で構成される。そして、例えば請求項4記
載のように、上記印字ヘッドと不可分に一体に形成され
て構成されることが好ましい。
【0018】上記中室は例えば請求項2記載のように、
2つ設けられているように構成され、また、例えば請求
項3記載のように、上記外室は2つ設けられているよう
に構成されることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1(a),(b),(c) は、第1の
実施の形態における印字ヘッド一体型のインクカートリ
ッジの分解斜視図である。この印字ヘッド一体型のイン
クカートリッジ20は、同図(c) に示すように、カート
リッジ本体21の下部に、インク供給部22を介して印
字ヘッド23がカートリッジ本体21と不可分に一体に
形成されている。この印字ヘッド23の構成は、図4及
び図5に示した印字ヘッド1の構成と同様である。
【0020】他方のカートリッジ本体21は、その内部
を、1個の中室24と、この中室24の回りを囲む形で
形成された2個の側部外室25及び26とに仕切られて
いる。これらの中室24並びに側部外室25及び26
は、それぞれ印字ヘッド23の3列のノズル列(不図
示、図4(b) 参照)に対応するインク室であり、それら
3個のインク室(中室24並びに側部外室25及び2
6)の内部には、特には図示しないが、インクが重力で
外部に無用に流出しない程度の、適度の状態でインクを
保持するための、インク吸収部材が配設されている。
【0021】また、これらのインク室24、25及び2
6の下部には、インク供給部22を介して印字ヘッド2
3にインクを供給するためのインク供給孔27がそれぞ
れ形成されている。インク吸収部材に保持されたインク
は、インク供給孔27から不図示のインク流路を通じて
印字ヘッド23のノズル列に供給される。
【0022】これらのインク室24、25及び26の上
に、図1(b) に示す内蓋28が熱溶着あるいは接着によ
り固着されて配置される。この内蓋28には、上記各イ
ンク室24、25及び26に対応する適宜の位置に、導
通孔29がそれぞれ形成されている。この導通孔29を
介してインク室24、25及び26内のインク吸収部材
にマセンタ、シアン及びイエローの3色のインクがそれ
ぞれ注入されて、インクが充填される。
【0023】このインク充填の後、内蓋28の上に更に
枡状の上部外室形成部材31が熱溶着あるいは接着によ
り固着される。上部外室形成部材31は内部一杯に大気
室32を形成され、上面に1個の小さな大気導通孔33
が穿設されている。この大気室32、大気導通孔33が
設けられている理由は、図5で説明した通りであり、通
常、インクカートリッジには、不可欠な構成となってい
る。
【0024】上記カートリッジ本体21、内蓋28及び
上部外室形成部材31が一体になってインクカートリッ
ジ20が形成される。これにより、インクカートリッジ
20は、1個の中室24と、この中室24とインクカー
トリッジ20のインク供給部22を除く外壁との間に、
中室24を囲んで設けられた3個の外室(側部外室25
及び25と上部外室形成部材31による大気室32)に
より形成された形となる。
【0025】ここで、このように完成した印字ヘッド一
体型のインクカートリッジ20に、外部からインクを再
充填することを考えて見ると、下部には印字ヘッド23
とインク供給部22があるために、下方からはインク再
充填用の孔を空けることは出来ないが、側面からは、側
部外室25及び26に、インク再充填用の孔を容易に空
けることができる。そして、インクを再充填後、その孔
を粘着テープ等で塞ぐことができる。
【0026】しかし、中室24には、側部外室25又は
26を通して(貫通して)孔を空ける以外に方法はな
い。これでも中室24にインクの再充填は出来る。しか
し、側部外室25又は26を貫通して空けた孔について
は、インクカートリッジ20の外壁に空けた孔は上記同
様に粘着テープ等で塞ぐことが出来ても、中室24の壁
に空けた孔は塞ぐことができない。つまり再充填された
中室24のインクは、中室24の壁に空けられた孔を介
して隣接する側部外室25又は26のインクと混合す
る。したがって、中室24に外部からインクを再充填し
ても意味が無い。これによって、外部からインクカート
リッジ20へインクを再充填することを防止することが
できる。
【0027】尚、インクカートリッジ20の上部には、
大気室32が設けられているから、中室24の位置を外
部から特定することは困難である。また、無理に孔を空
けることが出来たとしても、中室24と大気室32を仕
切る壁に空いた孔は、上記同様に塞ぐことは出来ないか
ら、インク室への空気導通量の均衡が崩れ、インクの流
動性に問題を生じて、印字ヘッド23からのインクの吐
出に不具合を発生させる原因となる。もっとも、内蓋2
8を金属の鋼板で形成して孔空けを困難にすれば上記の
懸念は払拭される。
【0028】図2(a) は、上記のインクカートリッジ2
0を上面から見たときのインク室断面を示す図である。
同図(a) において、黒の太線はインク室を形成する壁で
あり、点線のハッチング箇所はインクとそれを収納する
ためのインク吸収部材が収容されたインク室(中室2
4、側部外室25及び26)である。このように、上記
の例では中室を一つとしているが、同図(b) に示すよう
に、中室を二つ(24′及び25′)として、それらの
回りを囲む側部外室を一つ(26′)で形成するように
してもよい。これであると、側部外室26′のインクの
再充填をして孔を塞ぐことは出来ても、二つの中室2
4′及び25′のインクを再充填後に、それら中室2
4′及び25′の壁に空いた孔を塞ぐことが出来ないの
は同図(a) の場合と同様である。
【0029】図3(a) は、第2の実施形態における印字
ヘッド一体型のインクカートリッジの分解斜視図であ
り、同図(b) は、上面から見たときのインク室断面を示
す図である。この印字ヘッド一体型のインクカートリッ
ジ30は、同図(a),(b) に示すように、カートリッジ本
体35の下部に、インク供給部36を介して印字ヘッド
37がカートリッジ本体35と不可分に一体に形成され
ている。この印字ヘッド37の構成は、図4及び図5に
示した印字ヘッド1の構成と同様である。
【0030】他方のカートリッジ本体35は、その内部
を、3個の中室41、42及び43と、これらの中室4
1、42及び43の回りを囲む形で形成された1個の側
部外室44とに仕切られている。上記の中室41、42
及び43は、それぞれ印字ヘッド37の3列のノズル列
(不図示、図4(b) 参照)に対応するインク室であり、
それら3個のインク室(中室41、42及び43)の内
部には、特には図示しないが、図1(c) の場合と同様
に、インクを保持するためのインク吸収部材が配設され
ている。また、側部外室44は単なる空房として形成さ
れている。
【0031】また、上記のインク室41、42及び43
の下部には、インク供給部36を介して印字ヘッド37
にインクを供給するためのインク供給孔38がそれぞれ
形成されている。インク吸収部材に保持されたインク
は、インク供給孔38から不図示のインク流路を通じて
印字ヘッド37のノズル列に供給される。これらのイン
ク室41、42及び43並びに空房44の上に、同図
(a) に示す内蓋39が熱溶着あるいは接着により固着さ
れて配置される。この内蓋39には、上記各インク室4
1、42及び43に対応する適宜の位置に、導通孔45
がそれぞれ形成されている。この導通孔45を介してイ
ンク室41、42及び43内のインク吸収部材にマセン
タ、シアン及びイエローの3色のインクがそれぞれ注入
されて、インクが充填される。
【0032】このインク充填の後、内蓋39の上に、図
1の場合と同様に更に上部外室形成部材31が熱溶着あ
るいは接着により固着される。この上部外室形成部材3
1をインクカートリッジ30の上部に固着して設ける理
由は既に述べた通りである。この場合も、上記カートリ
ッジ本体35、内蓋39及び上部外室形成部材31が一
体になってインクカートリッジ30が形成される。これ
により、インクカートリッジ30は、3個の中室41、
42及び43と、これらの中室41、42及び43とイ
ンクカートリッジ30のインク供給部36を除く外壁と
の間に、中室41、42及び43を囲んで設けられた2
個の外室(側部外室44及び上部外室形成部材31によ
る大気室32)により形成された形となる。
【0033】このようにインクカートリッジ30を形成
した場合には、3個のインク室41、42及び43の再
充填をした場合、側部外室44の外壁に空けた孔を塞ぐ
ことは出来ても、三つの中室41、42及び43の壁に
空いた孔を塞ぐことが出来ないことは先の実施の形態の
場合と同様である。このため、それらの塞ぐことのでき
ない中室の孔からインクが空房44内に漏れ出てしまう
から、三つの中室41、42及び43に外部からインク
を再充填しても意味が無い。これによって、外部からイ
ンクカートリッジ30へインクを再充填することを防止
することができる。
【0034】尚、上述した何れの実施例も大気室を備え
ているが、大気室を設ける代わりに、外室を貫通する導
通管を中室と外壁との間に設けて中室を大気と連通させ
る構成としてもよい。
【0035】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、インクカートリッジへのインクの再充填を防止で
きるので、出所不明の充填インク等によって印字ヘッド
やプリンタ本体が故障することがなくなり、また、故障
が発生した場合には原因を究明して早期に改良・改善を
行うことができ、したがって、製品に対する信用を維持
できると共に不具合の発生に対応して改良を重ねていく
たゆまぬ技術の向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b),(c) は第1の実施の形態における印字
ヘッド一体型のインクカートリッジの分解斜視図であ
る。
【図2】(a) は図1のインクカートリッジを上面から見
たときのインク室断面を示す図、(b) は中室を複数とし
た他の例を示す図である。
【図3】(a) は第2の実施形態における印字ヘッド一体
型のインクカートリッジの分解斜視図、(b) はその上面
から見たときのインク室断面を示す図である。
【図4】(a) は従来の印字ヘッド一体型のインクカート
リッジを模式的に示す側面図、(b) はその下面(ヘッド
正面)図である。
【図5】(a),(b),(c) は図4のインクカートリッジの分
解斜視図である。
【符号の説明】
1 印字ヘッド 2 インクカートリッジ 2a カートリッジ本体 2b 内蓋 2c 空房形成部材 3 インク供給部 4(4a、4b、4c) インク室 5 基板 6(6a、6b、6c) ノズル列 7 インク供給孔 8 導通孔 9 大気室 11 大気導通孔 20 第1の実施の形態のインクカートリッジ 21 カートリッジ本体 22 インク供給部 23 印字ヘッド 24、24′、25′ 中室(インク室) 25、26、26′ 側部外室(インク室) 27 インク供給孔 28 内蓋 29 導通孔 30 第2の実施の形態のインクカートリッジ 31 上部外室形成部材 32 大気室(上部外室) 33 大気導通孔 35 カートリッジ本体 36 インク供給部 37 印字ヘッド 38 インク供給孔 39 内蓋 41、42、43 中室 44 側部外室 45 導通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−132612(JP,A) 特開 平7−314712(JP,A) 特開 平9−187965(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/175

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印字ヘッドにインクを供給するインクカ
    ートリッジであって、 該インクカートリッジ内に収容され、大気と連通される
    と共に、内部にインクが充填された少なくとも1個の中
    室と、該中室 を囲んで設けられた外室と、からなり、 該外室は、大気に連通されると共に前記中室に充填され
    たインクとは異なる色のインクが充填されたインク室で
    ることを特徴とするインクカートリッジ。
  2. 【請求項2】 前記中室は2つ設けられていることを特
    徴とする請求項1記載のインクカートリッジ。
  3. 【請求項3】 前記外室は2つ設けられていることを特
    徴とする請求項1記載のインクカートリッジ。
  4. 【請求項4】 前記印字ヘッドと不可分に一体に形成さ
    れてなることを特徴とする請求項1、2又は3記載のイ
    ンクカートリッジ。
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