JP4121588B2

JP4121588B2 - インクジェットプリンター用カートリッジ

Info

Publication number: JP4121588B2
Application number: JP26297097A
Authority: JP
Inventors: 健森迫; 淳福田; 康行佐々木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JPH1191841A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，文字や画像データの出力端末機として使用されるインクジェットプリンター用カートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンター用のインクを収納し、このインクをプリンターの記録ヘッド部のジェットノズルに供給するインクカートリッジは、プラスチックによるインク収納容器であって、ノズルに接続できるインク注出口の他に通気孔を離れた位置に有し、また、インクを保持して外部への無用な流出を防ぐために連続発泡させたスポンジ等の多孔質部材がインクを含浸した状態で充填されている。従ってインクは、この多孔質部材内で気液交換が行われ、主として毛細管現象で通気孔を通してジェットノズルにまで導かれている。
かかるカートリッジへのインクの充填は、それ専用に設けられた充填孔を通して行われて、充填後、充填孔は閉鎖されている。
このカートリッジのメーカーから末端ユーザーまでの物流は、インク注出口だけでなく、通気孔をシールで密封してインクの万一の流出を防いだ状態で行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のインクジェットプリンター用カートリッジ（以下、単にカートリッジと称する）は、高温あるいは気圧の低い地域で使用する場合に、シールを剥がすと通気孔からインクが噴出する問題があり、また、内部では多孔質部材で気液交換を行っているので、ノズルに空気が一緒に供給され、プリント時にインク抜けが発生するという問題がある。また、最終段階で内部に負圧が残るためインクの残量が多いという問題もある。
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたもので、カートリッジの物流、開封時にインク漏れがなく、ノズルにまで空気が送られることがなく、インキ残量がすくないカートリッジの提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明は、プリンター出力ヘッドに供給される液状インクの収納体であって、該収納体は、筒状の胴部Ｄと該胴部Ｄの一方の開口部に設けられた通気孔２を有する底部Ｂと、前記胴部Ｄの他方の開口部に設けられた肩部Ｋとこれに連設する先端に注出口１を有する口頚部Ｃとからなり、かつ前記底部Ｂの内面側に前記通気孔２をおおって逆止弁３を備えた構成からなり、インク減少によって発生する内圧の変化に応じて前記逆止弁より空気を取り入れるようにしたインクジェットプリンター用カートリッジであり、且つ、前記逆止弁３が、中央に微細な複数個の貫通孔８を有する円盤状のプラスチックシート６の中央に、前記貫通孔８を覆うように円形の薄膜バルブ７を、一部に切り欠きを設けたリング状のシール部Ｓ１で融着して形成され、前記プラスチックシート６および前記薄膜バルブ７の両方がポリエチレンで形成されていることを特徴とするインクジェットプリンター用カートリッジからなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を用いて、更に詳しく説明する。
図１は本発明によるカートリッジの一態様を示す実施例の説明図である。
本発明によるカートリッジ１０は、図１に示すように、ボトル形状（図では逆転して描かれている）の容器を使用することが出来る。すなわち、カートリッジ１０は、円筒状の胴部Ｄ，底部Ｂ、肩部Ｋ，口頚部Ｃとからなり、口頚部Ｃはプリンターのカートリッジ受部（図示せず）に差し込まれて固定できるように設計されている。口頚部Ｃには、注出口１が開口していて、口頚部Ｃと肩部Ｋの一部には、多孔質材Ｐが前もって充填されている。この多孔質材Ｐは、インクの保持と同時に毛細管現象によってインクをプリンターのノズル方向に搬送する役割を有するものである。
また、底部には通気孔２が設けられ、その内側には円盤状の逆止弁３が通気孔２に隣接して気密にその周辺でシールされている。さらに底部Ｂの外側は保護キャップ４で覆われている。
カートリッジ１０の内部には、インクが充填されるが、胴部Ｄと底部Ｂを一体的に成形して逆止弁３を取り付けた成形部材にインクを充填し、それから肩部Ｋと口頚部Ｃを一体的に成形した成形部材を取り付けてもよいし、或いは底部Ｂに充填口（図示せず）を別途設けておいて、そこからインクを充填するようにしてもよい。
また、本発明によるカートリッジ１０の内容量は、それが適用されるプリンターによって大幅に変わるが、通常数立方ｍｍから１００立方ｍｍまでの範囲である。従来のカートリッジには、種々の多孔質材Ｐが内容積のほとんどを占めるように多く使用され、多孔質材Ｐによって保持されているインクは、ノズル側からの吸引力によって、多孔質材における気液交換を伴って多孔質材Ｐ内を移動するが、本発明によるカートリッジ１０では、インクによる液相と空気による気相とが気液界面Ａ／Ｌを形成している。
本発明によるカートリッジ１０においても、ジェットノズル側の吸引力によってインクが注出口１を通って移動することによってカートリッジ１０内は負圧になり易いが、この負圧は、逆止弁３を通して外部から入り込む空気によって解消されるので、インクはノズル方向に移動し易くなる。
また、本発明によるカートリッジ１０は使い終わると、口頚部Ｃに充填されている少量の多孔質材Ｐに吸着されているインクを残し、殆どインキは使用され、残量は極めて少なくなる。
【０００６】
図２は、本発明に使用する逆止弁の説明図である。図２、（ａ）は平面図であり、図２、（ｂ）は、模式断面図である。
逆止弁３は、図２、（ａ）に示すように、中央に微細な複数個の貫通孔８を有する円盤状のプラスチックシート６の中央に、前記貫通孔８を覆うように円形の薄膜バルブ７が、切り欠きを設けたリング状のシール部Ｓ１で融着されたものである。
この逆止弁３が、前記通気孔２を気密に覆うようにカートリッジ１０の底部Ｂにプラスチックシート６の周辺シール部Ｓ２で融着されて使用される。
図２、（ｂ）は、図２、（ａ）、ｘ−ｘ’の断面であって、この図に示すように、逆止弁３は、カートリッジ１０の使用開始までは、図２、（ｂ）▲１▼のように薄膜バルブ７がプラスチックシート６に密着しているが、インクの流出によってカートリッジ１０内が負圧になると、図２、（ｂ）▲２▼のようにカートリッジ１０の内側に膨らんで変形し、貫通孔６から空気が流れこみ、気圧差が少なくなったところで、薄膜バルブ７は、また元の状態にもどる。そして逆止弁３は、この動作をインクを使いきるまで繰り返す。
従って、本発明によるカートリッジ１０は、物流の段階から、最後の使用段階まで通気孔２から空気が入ることはあっても、空気及びインクが通気孔２から逆に外に漏れることはない。
従って、インクが液相として収納されていも、従来のカートリッジに見られるように、通気孔２に貼られたシールをユーザーが取り外す時にインクが漏れだすことはなくなる。
また、この逆止弁３によって内部圧力は常時調整されているので、インクのノズルへの移動はスムーズである。
この移動にあたって、従来のカートリッジと異なり、多孔質材Ｐにおける気液交換がなされないので、インクが小さな気泡を抱き込んでノズル方向に移動することがなくなり、いわゆる「インク抜け現象」、すなわち、気泡を抱き込んだ状態でのインク粒のノズルからの飛び出しが少なくなる。
【０００７】
本発明によるカートリッジ１０の本体に使用される材料は、耐インク適性のあるものであればよく、ポリオレフィン系あるいはポリエチレンテレフタレート系等の樹脂であれば好適に使用できる。
多孔質材Ｐについては、従来から使用されているものをそのまま注出口１と肩部Ｋの一部に充填して利用できる。この多孔質材Ｐには、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ナイロン系樹脂等からなるものがある。
逆止弁３の円盤状のプラスチックシート４は、剛性のあるポリオレフィン系樹脂、あるいは両面に熱接着性の良好なポリオレフィン系樹脂を押し出しコートしたポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等のシートが好適に使用できる。そして、円形の薄膜バルブ５は、剛性が低くて、たわみ易く、且つ復元力のあるフィルムの中から適宜選択して使用すればよい。そのサイズは直径、５〜２５ｍｍ、厚み、５〜５００μｍ程度のものが好ましい。
プラスチックシート６と底部Ｂとの接着、また薄膜バルブ７とのプラスチックシート６との接着は、通常のヒートシールでもよいが、超音波シール法も好適に使用できる。
【０００８】
本発明によるカートリッジは、以上の記載に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、カートリッジ本体は、液体を保持できるものであれば、プラスチック袋、バッグインカートン、押し出しチューブ等の形状であってもよい。但し、内面は、耐インク性の良好なものであり、前記プラスチックシート６との接着性の良好なものであることが肝要である。
また、逆止弁３は、通気孔２に連結して気密に取り付け可能なものであれば、前述の薄膜バルブ５による方法でなくとも、たとえばゴム系のバルブを使用したまのであってもよい。
【０００９】
【実施例】
本発明によるカートリッジ１０の実施例サンプルを次の仕様で試作した。
図１に示すように、胴部Ｄと底部Ｂを一体成形した部材Ａと肩部Ｋと口頚部Ｃを一体成形した部材Ｂを作成し、部材Ｂに多孔質材として連続発泡したウレタンスポンジを充填し、一方，底部Ｂの通気孔２を覆うように予め用意した逆止弁３を超音波シーラーで融着させた。
次に、部材Ａに、インクを略１５立方ｍｍ充填したのち、部材Ｂを接着剤で接着させ密封させた。
逆止弁３には、低密度ポリエチレン樹脂からなる、厚み１ｍｍ，直径１５ｍｍのプラスチックシート６の中央に、孔径０．７ｍｍの貫通孔８を横一列に３個設け、それを覆うように、ポリエチレン樹脂からなる、厚み０．１ｍｍ，直径８ｍｍの薄膜バルブ７をその周辺で超音波シーラーを用いて対向する部分に切り欠きを有するようにリング状にシールしたものを使用した。
以上の実施例サンプルをプリンターにおける従来のカートリッジに代えて使用したところ、従来のカートリッジと略同一の内容積にもかかわらず長時間、安定してインク抜け現象もなく使用することができ、使用後のインクの残量は従来の１／４〜１／１０程度であった。
また、充填されたカートリッジの注出口１を封印した状態で周辺を０．７５気圧まで減圧したが、インクの逆止弁３からの流出はなく、また全体を６０℃に温めてもインクの流出は見られなかった。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によるカートリッジ１０によれば、カートリッジ１０の一部に逆止弁３を取り付けることによって、インク漏れを防止し、内部圧力が調整されるのでインクのノズルへの移動を容易にすることができる。
また、多孔質材Ｐの使用量を少なくし、気液境界面を持たせることによって、空気を抱き込んでインキが移動することによって起きるインク抜け現象も少なくなり、従来と略同じ容積でありながら、インク充填量を増やすことができ、それにより長時間にわたって安定して使用でき、しかもインクを略使いきることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカートリッジの一態様を示す実施例の説明図
【図２】本発明に使用する逆止弁の説明図
【符号の説明】
１注出口
２通気孔
３逆止弁
４保護キャップ
５多孔質材
６プラスチックシート
７薄膜バルブ
８貫通孔
Ａ／Ｌ気液界面
Ｂ底部
Ｃ口頚部
Ｄ胴部
Ｋ肩部
Ｓ１リング状のシール部
Ｓ２周辺シール部

Claims

プリンター出力ヘッドに供給される液状インクの収納体であって、該収納体は、筒状の胴部Ｄと該胴部Ｄの一方の開口部に設けられた通気孔２を有する底部Ｂと、前記胴部Ｄの他方の開口部に設けられた肩部Ｋとこれに連設する先端に注出口１を有する口頚部Ｃとからなり、かつ前記底部Ｂの内面側に前記通気孔２をおおって逆止弁３を備えた構成からなり、インク減少によって発生する内圧の変化に応じて前記逆止弁より空気を取り入れるようにしたインクジェットプリンター用カートリッジであり、且つ、前記逆止弁３が、中央に微細な複数個の貫通孔８を有する円盤状のプラスチックシート６の中央に、前記貫通孔８を覆うように円形の薄膜バルブ７を、一部に切り欠きを設けたリング状のシール部Ｓ１で融着して形成され、前記プラスチックシート６および前記薄膜バルブ７の両方がポリエチレンで形成されていることを特徴とするインクジェットプリンター用カートリッジ。