JP3711799B2 - インクカートリッジにおけるフォーム挿入方法 - Google Patents

Description

【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使用されるインクカートリッジにおいてフォームを挿入する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、図１に示すように、インクカートリッジ３０に収容したインクを、ケース３１底部のインク供給孔３４からインク流路３６を経てインクジェットヘッド５０に供給し、該ヘッド５０によりインク液滴を噴射する。
【０００３】
インクカートリッジ３０は、ケース３１と、該ケース３１に収容した多孔質材すなわちフォーム３２と、該ケース３１の上部開口部を覆う蓋３３とからなる。フォーム３２にインクを含浸させることにより、ケース３１底部のインク供給孔３４からインクジェットヘッド５０へ供給するインク圧を負圧に保持している。インクジェットヘッド５０によって噴射したインクの消費分は、蓋３３の大気連通孔３５から大気を吸入することによって補償する。
【０００４】
フォーム３２を圧縮してケース３１に収容することにより、インクジェットヘッド５０へ供給するインク圧を制御することができる。
【０００５】
従来、フォーム３２をケース３１に挿入する方法として、例えば特開平５−４６３号公報、特開平７−３２２２６号公報に記載された方法がある。前者は、フォームを直角な２方向から圧縮しておいて、該２方向と直角な方向にフォームを押し出してケースに挿入する。後者は、フォームを直角な２方向から圧縮しておいて、一旦筒状の挿入治具に挿入し、その後、挿入治具をケースに挿入し、フォームを押さえておいて挿入治具を抜くことでケースにフォームを装填する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の挿入方法では、フォームをケース内に置くだけであり、フォームがインクジェットヘッドに対して有効に機能するように挿入することを考慮していない。 すなわち、インクジェット記録装置では、フォームがケースのインク供給孔と密着していないと、インクジェットヘッドの動作によってインクカートリッジから吸引するインクは、流動抵抗が大きいフォーム内から吸引することなく、フォームとケース内面との隙間から吸引するようになる。この隙間がケースの側壁に沿って延びるエッジを介して大気連通孔に接続してしまうと、フォーム内に含浸したインクを使用することなく、インクジェットヘッドには空気が供給されるようになる。つまり、インクを大量に残存したまま早期に不噴射状態に陥ることになる。
【０００７】
特に、特開平７−３２２２６号公報に記載された方法では、フォームを押さえておいて挿入治具をケースから抜くとき、挿入治具とフォーム間の摩擦により、フォームがケースの底から離される方向に引かれる。また、図８に示すように、フォーム３２の特に角の部分３２ｂが挿入治具７１との摩擦により、円弧状に引かれ、これが復元してもほぼそのままケース３１の側壁内面に当たり、隙間を形成してしまう可能性がある。このようにケースの底や角に隙間ができやすいから、上記状態になりやすい。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、フォームがケースの角に隙間をつくることなく装填されるようにしてフォームに含浸したインクの使用効率を向上することができる、フォーム挿入方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明のフォーム挿入方法は、ケース内面に沿って挿入可能でかつ該ケース内に向かって開口した案内部材に、フォームを挿入する工程と、前記案内部材を、その先端が前記ケース内の、一側の開口と対向する壁面と間隔をおいて位置するように挿入する工程と、前記案内部材内の前記フォームを、前記ケース内の前記壁面に向け移動するとともに該壁面に向け圧縮する工程と、前記ケースの一側開口を蓋部材で覆って、前記フォームを前記ケース内に保持する工程からなる。
【００１０】
つまり、案内部材の先端をケースの壁面と間隔をあけ、フォームをケース内の前記壁面に向け圧縮することで、フォームの角をケース内面の角にほぼ隙間なく当て、案内部材をケースから抜いてもその状態を維持し、フォーム内に含浸したインクを効率よくインクジェットヘッドに供給することを可能にする。
【００１１】
上記案内部材にフォームを挿入する工程と案内部材をケースに挿入する工程とは、どちらを先に行っても、また同時に行ってもよい。
【００１２】
上記方法において好ましくは、フォームを圧縮する際、案内部材の先端と前記壁面との間で、フォームをケースの側壁内面に向けて膨張させることで、フォームの角をケース内面の角に一層効果的に当てることを可能にする。さらに、案内部材にフォームを挿入する際に、フォームをケースの一側開口と平行な面方向に圧縮しておくことで、上記膨張を確実に実現する。
【００１３】
さらに、押圧部材でフォームを圧縮した後、その押圧を解除し、圧縮されたフォームをケース内で膨張させることで、フォームを大きな力で前記壁面に向け確実に圧縮し、その後、インクに対して所定の負圧を作用させる状態にもどすようにする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
【００１５】
本実施の形態のインクジェット記録装置に使用するインクカートリッジは、従来の技術の項で図１にしたがって説明したものと同様であるが、さらに詳細に説明すると、インクカートリッジのケース３１は、一側たとえば上面に開口３７を有し、他の５面を壁によって囲んだ中空の箱状に、合成樹脂材料たとえばポリプロピレンにより成形される。インク供給孔３３は、ケース３１内の空間を挟んで開口３７から遠い端、例えば開口３７と対向する底壁３１ｂまたは該底壁に隣接する側壁３１ｓの下部に形成することが望ましい。蓋３３は、開口３７を覆って、ケース３１の開口周縁に熱溶着等により固定される。蓋３３には、ケース３１内の空間を大気に連通する大気連通孔３５が形成される。
【００１６】
インク供給孔３４は、従来の技術で説明したように、インク流路３６を介してインクジェットヘッド５０に接続しているが、インク供給孔３４とヘッド５０との間に、フォームに含浸することなくインクのみを収容するインク室を設けることもできる。また、インクカートリッジ３０をヘッド５０に着脱可能にした構造、また両者を一体にした構造のいずれの構造も採ることができる。
【００１７】
フォーム３２は、毛細管現象を生じる弾性のある多孔質材、たとえばポリウレタンフォ−ムを用いる。このポリウレタンフォームは、発泡後の各セルの膜を爆発法等によって除去したいわゆる三次元網状化フォ−ム（オ−プンセルフォ−ム）構造である。ケース３１の開口３７と平行な面方向の断面におけるフォーム３２の寸法は、ケース３１の同方向の内寸法よりも十分大きく設定されており、フォーム３２をケース３１内に装填したとき、所定量圧縮してインクジェットヘッドに供給するインクに所定の負圧を付与する毛細管現象を発生させる。また上記と直交する方向のフォーム３２の長さは、蓋３３と底壁３１ｂとの間の寸法よりもわずか大きく設定され、蓋３３をケース３１に熱溶着する際にフォームの弾性が障害にならない程度で、かつフォームを装填後ケース内で移動しない程度に、わずかフォームを圧縮するようにしている。
【００１８】
フォーム３２をケース３１に挿入する装置は、図２に示ように、フォーム３２をケース３１に案内する案内部材７１、該案内部材に沿ってフォーム３２を押圧する押圧部材８１からなる。
【００１９】
案内部材７１は、ケース３１の開口３７の内面にほぼ沿う断面形状を有しかつケース３１の内外両方向に開口した筒状をなす。案内部材７１は、一端が開口３７の内面に挿入可能とされ、他端にテーパ状部７２が連設されている。テーパ部７２は、開口３７とは反対方向に拡大する形状をなす。案内部材７１およびテーパ状部７２の内面には、フォーム３２との摩擦を少なくするために、フッ素樹脂等の低摩擦材がコーティングされている。
【００２０】
押圧部材８１は、案内部材７１内面に沿って摺動可能に挿入されている。
【００２１】
ケース３１、案内部材７１および押圧部材８１は、図示しないが公知のエアシリンダ、電磁石、カム等により相対移動され、以下のフォーム挿入が実行される。
【００２２】
まず、図２に示すように、案内部材７１をケース３１内にその一側開口３７からケース３１内の底壁３１ｂと所定の間隔Ｌをあけた位置まで挿入し、テーパ状部７２にフォーム３２を挿入する（その位置を破線で示す）。そして、押圧部材８１でフォーム３２をケース３１に向け押し、ケース３１内に挿入する。フォーム３２は、テーパ状部７２から案内部材７１に移動するとき、テーパ状部の内面に案内されてケースの開口３７と平行な面方向に圧縮される。
【００２３】
フォーム３２がケース３１内に入った後も、押圧部材８１でフォーム３２をさらに押すことで、フォーム３２を底壁３１ｂに押しつけて圧縮する。この場合、フォーム３２の先端が案内部材７１から出るとき、図５に示すように、フォーム３２と案内部材７１との摩擦抵抗によりフォーム３２先端の角３２ｂが遅れて進む（いわゆる捲れが生じる）が、フォーム３２の角３２ｂが案内部材７１から外れたとき、弾性により直線状態に戻るように膨張する。案内部材７１と底壁３１ｂとの間隔Ｌは、フォーム３２先端の角が直線状態に戻る復元力、案内部材７１の壁の厚さ、フォーム３２の開口３７と平行な面方向の圧縮率などにもとづいて、フォーム３２先端の角が直線状態にほぼ戻るように設定することが望ましい。完全には戻らなくても、その後、押圧部材８１でフォーム３２をさらに圧縮することで、フォーム３２の角をケース３１内面の角に確実に当てることができる。
【００２４】
その後、図６に示すように、押圧部材８１でフォーム３２を圧縮した状態を維持し、あるいはさらに圧縮する一方、案内部材７１を少し引き抜く。このとき、フォーム３２の角はケース３１内面の角に当ってしかも押圧部材８１による圧縮力を受けているから、案内部材７１を引き抜いてもフォーム３２の角が捲れることはない。図３に示すように、案内部材７１の先端がケース３１のほぼ中間に達したのち、案内部材７１と押圧部材８１を一緒にケース３１から引き抜く。案内部材７１の内面には低摩擦材がコーティングされ、案内部材７１とフォーム３２の間の摩擦よりもケース３１とフォーム３２の間の摩擦の方が大きいから、図４に示すように、フォーム３２はケース３２内に残される。上記の摩擦力の差にもとづいて、案内部材７１と押圧部材８１を一緒に抜く時点を決める。
【００２５】
フォーム３２は圧縮されていたから、押圧部材８１による押圧を解除すると、フォーム３２は、圧縮された方向と反対方向に膨張する。このとき、フォーム３２の開口３７側の角は、ケース３１との摩擦で膨張が遅れる、いわゆる捲れが生じ、ケース３１上部の内側角に隙間を形成する可能性があっても、これは、インク供給孔３４から最も遠い端にあるので、後述するインクの供給性能には影響がない。また、ケース側壁３１ｓの内面には、樹脂成形の際の金型の抜き勾配のため開口３７に向け拡大するテーパが形成されているが、このテーパの角度を適宜設定することにより、上記の捲れを少なくしてフォーム３２を膨張させることができる。
【００２６】
そして、図１に示すように、蓋３３を、フォーム３２をわずか圧縮させながらケース３１の開口３７に被せ付け、熱溶着等により固定する。その後、蓋３３の大気連通孔３５に真空吸引装置を接続して、ケース３１内を負圧状態にしてインク供給孔３４からインクを注入することにより、フォーム３２内にインクを含浸させる。これで、インクカートリッジは完成する。
【００２７】
フォーム３２をカートリッジに装填した状態では、開口３７と平行な面方向には、案内部材７１からケース３１内に移動した後でも十分な圧縮状態にあるから、フォーム３２はケースの側壁３１ｓの内面に隙間なく密着している。また、フォーム３２は底壁３１ｂに押しつけて挿入されているから、底壁３１ｂおよびインク供給孔３４にも隙間なく密着している。したがって、インクジェットヘッド５０の動作によって、インク供給孔３４から吸引されるインクは、フォーム３２の毛細管現象によって制御された圧力のもとに供給される。
【００２８】
仮に、フォーム３２がケース３１のインク供給孔３４と密着していなかったり、さらにフォーム３２の角がケース３１内面の角に密着していなかったりすると、インクジェットヘッドの動作によってインクカートリッジから吸引するインクは、流動抵抗が大きいフォーム３２内から吸引することなく、フォーム３２とケース内面との隙間から吸引するようになり、さらにこの隙間がース内面に沿って延びるエッジ部分を介して大気連通孔３５に接続してしまうと、フォーム内に含浸したインクを使用することなく、空気がインクジェットヘッドに供給されるようになる。つまり、インクを大量に残存したまま早期に不噴射状態に陥ることになる。本実施の形態では、このような問題を解消し、インクの使用効率を著しく向上することができる。
【００２９】
図７は、本発明のフォーム挿入方法の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、前述のテーパ状部を使用することなく、フォーム３２を直角な２方向から圧縮する。この圧縮方法は、前掲特開平５−４６３号公報、特開平７−３２２２６号公報に記載されているように、公知の圧縮治具を直角な２方向（図７の上下方向と紙面に直角な方向）からフォーム３２に押し当てて圧縮し、その後案内部材７１にその一方の開口から挿入する。その後、案内部材７１をケース３１内に挿入し、押圧部材８１によりフォーム３２を底壁３１ｂに向け圧縮する。この状態は、図２の右半分と同等の状態であり、もちろん案内部材７１の先端と底壁３１ｂとの間には隙間Ｌをあけている。その後は、前述の実施の形態と同様の方法をとる。
【００３０】
この実施の形態によれば、フォーム３２を案内部材７１に挿入した側の開口から再びケース内へ押し出すので、図５において、フォーム３２の角３２ｂはほぼ直線状態になっているか、図５とは逆方向に湾曲した角３２ｂをなしている。このため、押圧部材８１でフォーム３２を押し案内部材７１からフォーム３２の角が外れたとき、フォーム３２の角３２ｂは直ちに直線状態になって、あるいは逆方向に湾曲した角を押し戻して直線状態で底壁３１ｂに当接させることができる。したがって、前述の実施の形態よりもケース内面の角に隙間ができにくい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、フォームがケースの角に隙間をつくることなく装填され、フォームに含浸したインクの使用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォーム挿入方法を使用するインクカートリッジの一形態の断面図。
【図２】本発明の一実施の形態のフォーム挿入方法を説明する断面図。
【図３】図２のフォーム挿入方法の動作状態を説明する断面図。
【図４】図２のフォーム挿入方法の動作状態を説明する断面図。
【図５】図２のフォーム挿入方法の動作状態を一部を拡大して説明する断面図。
【図６】図２のフォーム挿入方法の動作状態を一部を拡大して説明する断面図。
【図７】本発明の他の実施の形態のフォーム挿入方法を説明する断面図。
【図８】従来のフォーム挿入方法を説明する、図５相当の断面図。
【符号の説明】
３０ インクカートリッジ
３１ ケース
３２ フォーム
３３ 蓋
３４ インク供給孔
３５ 大気連通孔
３７ 開口
７１ 案内部材
８１ 押圧部材

Claims (4)

1. 一側を開口し、他側にインクジェットヘッドに供給するインク供給孔を有するケースと、該ケースに収容されインクを含浸したフォームと、前記ケースの一側開口を覆う蓋部材からなるインクカートリッジにおいて、以下の工程を含む前記ケースに前記フォームを挿入する方法。
   前記ケース内面に沿って挿入可能でかつ該ケース内に向かって開口した案内部材に、前記フォームを挿入する工程と、
   前記案内部材を、その先端が前記ケース内の、前記一側の開口と対向する壁面と間隔をおいて位置するように挿入する工程と、
   前記案内部材内の前記フォームを、前記ケース内の前記壁面に向け移動するとともに該壁面に向け圧縮する工程と、
   前記ケースの一側開口を前記蓋部材で覆って、前記フォームを前記ケース内に保持する工程。
2. 請求項１の方法において、前記圧縮する工程は、前記案内部材の先端と前記壁面との間で、前記フォームを前記ケースの側壁内面に向けて膨張させる工程を含む前記ケースに前記フォームを挿入する方法。
3. 請求項２の方法において、前記案内部材にフォームを挿入する工程は、前記フォームを前記ケースの一側開口と平行な面方向に圧縮する工程を含む前記ケースに前記フォームを挿入する方法。
4. 請求項１〜３のいずれかの方法において、前記圧縮する工程を、前記ケース内に挿入した押圧部材によって行い、さらに以下の工程を含む前記ケースに前記フォームを挿入する方法。
   前記押圧部材による前記フォームの押圧を解除し、前記圧縮されたフォームを前記ケース内で前記圧縮方向と反対方向に膨張させる工程。

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