JP4277271B2

JP4277271B2 - 気体吸収装置及びその製造方法並びに液体容器

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Publication number: JP4277271B2
Application number: JP2003413454A
Authority: JP
Inventors: 澤卓石; 村仁俊木; 田聡品; 原道也塚; 原保直上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-12-11
Also published as: JP2005169851A; CN101219605A; CN101219605B

Description

本発明は、液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器の内部に配備される気体吸収装置及びその製造方法、並びに前記気体吸収装置を内蔵した液体容器に関する。

従来の液体消費装置の代表例としては、噴射ヘッドから液滴を噴射する液体噴射装置があり、この液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。

インクジェット式記録装置で代表される液体消費装置に対する液体の供給方式としては、液体を貯留した液体容器から液体消費装置に液体を供給する方式がある。さらに、この液体容器による液体供給方式においては、液体容器内の液体が消費された時点でユーザーが簡単に液体容器を交換できるようにするために、液体消費装置に対して着脱可能に構成されたカートリッジとして液体容器を構成するのが一般的である。

一般にインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出する記録ヘッドが搭載され記録媒体の記録面に沿って往復動するキャリッジを備えており、インクカートリッジから記録ヘッドへのインクの供給方式としては、キャリッジにインクカートリッジを装着し、記録ヘッドと共に往復動するインクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給する方式がある。また、他の方式としては、インクカートリッジを装置本体のケース等に装着すると共に、可撓性チューブ等で形成したインク流路を介してインクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給する方式がある。

ところで、インクカートリッジにインクを充填した後に長時間放置すると、インク中の染料の化学変化によりＮ_２が発生することがある。また、カートリッジを構成するインク容器のバリア性が低い場合には、容器壁を透過して外部からＮ_２やＯ_２がインク中に混入する可能性がある。

そして、インクカートリッジ内のインクにＮ_２やＯ_２を多く溶存している状態で印刷を実行すると、インク吐出時の圧力変化等によってインク中に気泡が発生することがある。このようにインク中に気泡が発生すると、気泡によるインク流路の閉塞等によって吐出不良が生じ、印刷品質の劣化が引き起こされる可能性がある。

上述した問題を解決するために、特開平１−２０８１４５号には、インク組成分に不溶で気体透過性のある隔壁部材で包容された真空部分を有するインクジェット記録用インク容器が提案されている。

また、特開平９−３２７９３０号には、インク容器内に介在させた気体透過性フィルムにより、該インク容器内を、インク収容室と、インク中に気体を取込む負圧の気体取込み室とに区画したインクジェット記録装置用のインク容器が提案されている。
特開平１−２０８１４５号特開平９−３２７９３０号

しかしながら、特開平１−２０８１４５号で提案された、隔壁部材で包容された真空部分を有するインク容器においては、真空部分における減圧状態の検査が極めて困難であり、製造時等において所定の減圧状態が確保されているか否かを確認できないという問題があった。

また、特開平９−３２７９３０号で提案された、インク容器内を気体透過性フィルムでインク収容室と気体取込み室とに区画するインク容器においても、同様に、気体取込み室における減圧状態の検査が極めて困難であり、製造時等において所定の減圧状態が確保されているか否かを確認できないという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、液体容器内に貯留された液体中に溶存する気体を、減圧空間を利用して吸収できると共に、気体の吸収に必要な減圧状態の存否を容易に検査することができる気体吸収装置及びその製造方法、並びに前記気体吸収装置を内蔵した液体容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器の内部に配備される気体吸収装置であって、開口を有する減圧容器と、前記減圧容器の内部を減圧した状態で前記開口を閉塞する可撓性フィルムと、を備え、前記減圧容器内の減圧された圧力を内面で受けると共に外面は前記液体容器内の液体に接触する部分の少なくとも一部が、前記液体容器内の液体中に溶存している気体が透過し得る気体透過性材料にて形成されていることを特徴とする。

また、好ましくは、前記減圧容器の少なくとも一部が前記気体透過性材料によって形成されている。

また、好ましくは、前記可撓性フィルムの少なくとも一部が前記気体透過性材料によって形成されている。

また、好ましくは、前記気体透過性材料は、熱可塑性樹脂を含む。

また、好ましくは、前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンのいずれかである。

また、好ましくは、前記可撓性フィルムは、熱溶着によって前記減圧容器の前記開口の周囲に気密に貼付されている。

上記課題を解決するために本発明は、液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器において、前記液体を内部に貯留する容器本体と、前記容器本体の内部に配備された上記いずれかの気体吸収装置と、を備えたことを特徴とする。

また、好ましくは、前記容器本体は、前記気体透過性材料よりも気体透過性の小さい材料で形成された可撓性フィルムから成る。

また、好ましくは、前記容器本体を構成する前記可撓性フィルムは、アルミラミネートフィルム、シリカ蒸着フィルム、及びアルミナ蒸着フィルムのうちの少なくとも１種類のフィルムを有する単層フィルム又は積層フィルムである。

また、好ましくは、前記液体消費装置はインクジェット式記録装置であり、前記液体容器は、前記インクジェット式記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジである。

上記課題を解決するために本発明は、液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器の内部に配備される気体吸収装置を製造するための方法であって、開口を有する減圧容器を提供する工程と、前記減圧容器の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧した状態にて前記開口を可撓性フィルムによって閉塞する工程と、を備え、前記減圧容器内の減圧された圧力を内面で受けると共に外面は前記液体容器内の液体に接触する部分の少なくとも一部を、前記液体容器の内部の液体中に溶存する気体が透過し得る気体透過性材料にて形成することを特徴とする。

また、好ましくは、前記開口を閉塞している前記可撓性フィルムの大気圧下における撓み量に基づいて前記減圧容器の内部の減圧状態を検査する工程をさらに有する。

また、好ましくは、前記減圧容器の内部の減圧状態を検査する工程は、光学センサを用いて実施される。

また、好ましくは、前記可撓性フィルムによって前記開口を閉塞する工程は、大気圧よりも低い圧力に減圧された減圧室の内部にて実施される。

本発明によれば、液体容器内に貯留された液体中に溶存する気体を吸収できると共に、気体の吸収に必要な減圧状態の存否を容易に検査することができる気体吸収装置及びその製造方法、並びに前記気体吸収装置を内蔵した液体容器を提供することができる。

以下、本発明による気体吸収装置を内蔵した液体容器の一実施形態として、インクジェット式記録装置用のインクカートリッジについて図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態によるインクカートリッジ１がカートリッジ装着部１０１に装着されたインクジェット式記録装置１００を示した斜視図である。この例においては６つのカートリッジ装着部１０１がインクジェット式記録装置１００に設けられており、各カートリッジ装着部１０１はインクジェット式記録装置１００の前面に開口している。また、６つのカートリッジ装着部１０１は同一水平面内に並置されており、６つのインクカートリッジ１は平置きして並置される。

図２に示したようにインクカートリッジ１は、インク容器（液体容器）２と、このインク容器２を内蔵する剛性のケース部材５０と、を備えている。ケース部材５０は、上面が開口したケース本体５０Ａと、このケース本体５０Ａの上面開口を封止する蓋部材５０Ｂとから成っている。ケース部材５０の側面には、インクの種類、残量等の情報を記憶させるＩＣ（半導体記憶素子）を搭載した回路基板５１が設けられている。

インク容器２は、可撓性フィルムで形成されてインクを内部に貯留する可撓性インク袋（容器本体）３と、この可撓性インク袋３に設けられ、インクを可撓性インク袋３から外部に送出するためのインク供給口部材（液体供給口部材）４と、可撓性インク袋３の内部に貯留されたインク中に溶存しているＮ_２、Ｏ_２等の気体を吸収するための気体吸収装置５と、を備えている。なお、インク供給口部材４の供給口は、未使用時においては供給口フィルム４０によって封止されている。

図３及び図４に示したように、インク供給口部材４の外側端部には、バネ６で付勢されたバネ座７を内部に配置してシール部材８が取り付けられている。また、インク供給口部材４の内側端部には、弁体９を内部に配置して逆止弁蓋部材１０が取り付けられている。この逆止弁蓋部材１０は、インク供給口部材４とは別体に形成された後にインク供給口部材４に熱カシメによって取り付けられる。

弁体９及び逆止弁蓋部材１０から成る逆止弁手段１７は、インクが可撓性インク袋３から外部に流出する方向に流れた場合にのみ開放するように機能する。

図４に示したように、ケース部材５０の前面には、ケース部材５０の内部のインクを加圧してインク容器２から送出するための加圧流体をケース部材５０の内部に導入する加圧流体導入口５２が形成されている。さらに、ケース部材５０の前面には、カートリッジ装着部１０１に設けられた一対の位置決め突起部が挿入される一対の位置決め孔５３ａ、５３ｂが形成されている。

また、前面を含むケース部材５０の一隅部には、誤装着防止構造５４が設けられている。この誤装着防止構造５４は、インクカートリッジ１をインクジェット式記録装置１００に装着する際に、所定の位置に所定のインク種のインクカートリッジ１が正しく装着されるようにするために、正しいインク種のインクカートリッジ以外は装着できないようにする形状が付与されたものである。

さらに、ケース部材５０の前面には、インク供給口部材４の先端部が配置されるインク供給開口５５が形成されている。

図３乃至図５に示したように気体吸収装置５は、開口１１を有する減圧容器１２と、減圧容器１２の内部を減圧した状態にて開口１１を閉塞する可撓性フィルム１３と、を備える。気体吸収装置５は、可撓性インク袋３とは別体に形成されて可撓性インク袋３の内部に配置されると共に、インク供給口部材４に固定される。

可撓性フィルム１３は、熱溶着によって減圧容器１２の開口１１の周囲に気密に貼付される。熱溶着を用いることにより、可撓性フィルム１３によって減圧容器１２の開口１１を確実に密閉することができる。

気体吸収装置５は、その外面の全体がインク容器２の内部のインクに接触している。そして、この気体吸収装置５においては、減圧容器１２内の減圧された圧力を内面で受けると共に外面はインク容器２内のインクに接触する部分の少なくとも一部が、インク容器２の内部のインク中に溶存する気体が透過し得る気体透過性材料にて形成されている。より具体的には、減圧容器１２の少なくとも一部及び／又は可撓性フィルム１３の少なくとも一部が、気体透過性材料によって形成されている。好ましくは、減圧容器１２の全体及び／又は可撓性フィルム１３の全体を気体透過性材料で形成して、インクとの間で大きな接触面積を確保する。

ここで、気体透過性材料は熱可塑性樹脂を含み、好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンのいずれかである。これらの熱可塑性樹脂は、インクとの化学反応を起こしにくい材料であり、しかも、適度な気体透過性を備えた材料である。

インク容器２の可撓性インク袋３は、気体吸収装置５の少なくとも一部を構成する気体透過性材料よりも気体透過性の小さい材料から成る可撓性フィルムによって形成されている。具体的には、アルミラミネートフィルム、シリカ蒸着フィルム、及びアルミナ蒸着フィルムのうちの少なくとも１種類のフィルムを有する単層フィルム又は積層フィルムによって可撓性インク袋３が構成されている。

このようにインク容器２の可撓性インク袋３を、気体吸収装置５の少なくとも一部を構成する気体透過性材料よりも気体透過性の小さい材料から成る可撓性フィルムによって形成することによって、インク容器２の可撓性インク袋３を透過してインク中に溶け込んだ気体を、気体吸収装置５によって確実に吸収することができる。

図６及び図７に示されているように、インク容器２の内部の液体が消費されて可撓性インク袋３が潰れた際に、可撓性インク袋３が気体吸収装置５の外面に密着し易くするために、インク供給口部材４と気体吸収装置５の減圧容器１２とが、それらの接続部分において略共通の外形を有しており、また、気体吸収装置５の減圧容器１２の外面形状が丸みを帯びている。さらに、気体吸収装置５のインク供給口部材４に接続された部分と反対側の端部５ａが扁平状に形成されている。

これにより、インクの消費により潰れた可撓性インク袋３がインク供給口部材４及び気体吸収装置５の外面に十分に密着し、消費されずにインク容器２内に残留してしまうインクの量を少なくすることができる。

また、減圧容器１２の開口１１は、インク供給口部材４の気体吸収装置５に対向する部分よりも小さな寸法にて形成されている。これにより、インク供給部材４に対する気体吸収装置５の取り付けを支障なく行うことができる。また、インク供給口部材４と気体吸収装置５の間に段差がなく、インクの消費により潰れた可撓性インク袋３がインク供給口部材４及び気体吸収装置５の外面に十分に密着し、消費されずにインク容器２内に残留してしまうインクの量を少なくすることができる。

また、気体吸収装置５の可撓性フィルム１３は、気体吸収装置５のインク供給口部材４に対向する部分に形成された開口１１に貼着されているので、可撓性フィルム１３を貼着するために必要となる平面状の貼着面を、気体吸収装置５とインク供給口部材４との間に位置させて外面に出ないように覆い隠すことができる。これにより、インク容器２内のインクが消費されて可撓性インク袋３が潰れた際に、可撓性インク袋３の気体吸収装置５の外面への密着が平面状のフィルム貼着面によって阻害されることがない。よって、インクの消費により潰れた可撓性インク袋３がインク供給口部材４及び気体吸収装置５の外面に十分に密着し、消費されずにインク容器２内に残留してしまうインクの量を少なくすることができる。

本実施形態におけるインク容器２は、さらに、気体吸収装置５をインク供給口部材４に固定するための固定手段１４を有する。この固定手段１４は、インク供給口部材４の容器内側の端部に設けられた一対の爪状突起１５と、気体吸収装置５のインク供給口側の端部に設けられ、一対の爪状突起１５が挿入されて係止される一対の係止孔１６と、から構成されている。

本実施形態においては、一対の爪状突起１５は、インク供給口部材４に直接には設けられておらず、逆止弁蓋部材１０と一体に形成された後、この逆止弁蓋部材１０を介してインク供給口部材４に取り付けられる。

そして、気体吸収装置５をインク供給口部材４に取り付ける際には、一対の爪状突起１５を一対の係止孔１６にスナップフィットにて接続することによって簡単に組み立てることができる。このため、製造コストを低減することができる。

次に、上述した気体吸収装置５の製造方法について説明する。

まず、開口１１を有する減圧容器１２を準備する。次に、減圧容器１２の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧した状態にて、開口１１を可撓性フィルム１３によって閉塞する。この閉塞工程は、図８（ａ）に示したように、大気圧よりも低い圧力に減圧された減圧室２００の内部にて実施される。

次に、可撓性フィルム１３が貼着された減圧容器１２を減圧室２から取り出す。そして、図８（ｂ）に示したように、開口１１を閉塞している可撓性フィルム１３の大気圧下における撓み量を光学センサ２０１等によって測定し、可撓性フィルム１３の撓み量に基づいて減圧容器１２の内部の減圧状態を検査する。

上述したように減圧容器１２の少なくとも一部及び／又は可撓性フィルム１３の少なくとも一部を気体透過性材料によって形成する。

以上述べたように本実施形態によれば、気体吸収装置５の減圧容器１２の少なくとも一部及び／又は可撓性フィルム１３の少なくとも一部を気体透過性材料によって形成するようにしたので、インク中に溶存している気体は気体吸収装置５の気体透過性材料の部分を透過して減圧状態の減圧容器１２の内部に吸収される。これにより、印刷時の圧力変化等によってインク容器２内のインク中に気体が発生することが抑制され、気体の発生による印刷品質の低下を防止することができる。

さらに、本実施形態においては、減圧状態にある減圧容器１２の開口１１を可撓性フィルム１３によって封止することによって気体吸収装置５を構成することできるので、内部が減圧された気体吸収装置５を簡単に製造することができると共に、可撓性フィルム１３の撓み量を光学センサ２０１等によって検査することによって、製造時等における減圧容器１２の減圧状態を簡単に検査することができる。

また、本実施形態においては、気体吸収装置５が固定手段１４によってインク供給口部材４に固定されているので、インク容器２に振動・落下等の衝撃が加えられた場合でも、インク容器２の内部で気体吸収装置５が移動して可撓性インク袋３の内面を傷つけてしまうことがない。

しかも、気体吸収装置５の取付け位置がインク供給口側なので、インク消費に際して可撓性インク袋３が潰れにくくなってインク残量が多くなってしまうということがない。また、インク容器２のインク供給口側に気体吸収装置５が配置されていることにより、可撓性インク袋３が潰れた際にインク供給口と反対側に残ったインクが供給口側に流れるための流路が確保され、これによりインク残量が少なくなるという効果がある。

次に、上述した実施形態の一変形例としては、図９乃至図１１に示したように、逆止弁蓋部材１０を、気体吸収装置５の減圧容器１２と一体に形成することができる。具体的には、逆止弁蓋部材１０を可撓片１８を介して減圧容器１２に接続し、固定手段１４の固定位置（図１１（ｂ）、（ｄ））と開放位置（図１１（ａ）、（ｃ））との間で変位可能なように構成する。

本変形例においても上述した実施形態と同様の効果が得られると共に、部品点数が少なくなることにより製造コストの低減を図ることができる。

本発明の一実施形態によるインクカートリッジが装着されたインクジェット式記録装置を示した斜視図。本発明の一実施形態によるインクカートリッジを示した分解斜視図であって、インクカートリッジのケース部材を開放した状態を示した図。本発明の一実施形態によるインクカートリッジを示した分解斜視図であって、インクカートリッジのケース部材を開放すると共にインク容器２を分解した状態を示した図。図３に示したインクカートリッジを別の角度から見た状態を示した分解斜視図。本発明の一実施形態によるインクカートリッジのインク容器を示した透視斜視図であって、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ別の角度から見た状態を示した図。本発明の一実施形態におけるインク供給口部材及び気体吸収装置を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｄ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｅ）は裏面図、（ｆ）は正面図。本発明の一実施形態におけるインク供給口部材及び気体吸収装置を示した図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ別の角度から見た斜視図、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ別の角度から見た分解斜視図。本発明の一実施形態における気体吸収装置を製造するための方法を説明するための図であり、（ａ）は減圧容器に可撓性フィルムを貼着する工程を示した図、（ｂ）は減圧容器の減圧状態を検査する工程を示した図。本発明の一実施形態の一変形例におけるインク供給口部材及び気体吸収装置を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｄ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｅ）は裏面図、（ｆ）は正面図。本発明の一実施形態の一変形例におけるインク供給口部材及び気体吸収装置を示した図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ別の角度から見た斜視図、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ別の角度から見た分解斜視図。図１０に示した変形例における減圧容器及び逆止弁蓋部材を示した図であり、（ａ）、（ｃ）は逆止弁蓋部材が固定手段の開放位置にある状態を示した平面図及び斜視図、（ｂ）、（ｄ）は逆止弁蓋部材が固定手段の固定位置にある状態を示した平面図及び斜視図。

符号の説明

１インクカートリッジ
２インク容器（液体容器）
３可撓性インク袋（容器本体）
４インク供給口部材（液体供給口部材）
５気体吸収装置
９弁体
１０逆止弁蓋部材
１１減圧容器の開口
１２減圧容器
１３可撓性フィルム
１４固定手段
１５爪状突起
１６係止孔
１７逆止弁手段
１８可撓片

Claims

液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器の内部に配備される気体吸収装置であって、
開口を有する減圧容器と、
前記減圧容器の内部を減圧した状態で前記開口を閉塞する可撓性フィルムと、を備え、
前記減圧容器内の減圧された圧力を内面で受けると共に外面は前記液体容器内の液体に接触する部分の少なくとも一部が、前記液体容器内の液体中に溶存している気体が透過し得る気体透過性材料にて形成されている、気体吸収装置。
前記減圧容器の少なくとも一部が前記気体透過性材料によって形成されている請求項１記載の気体吸収装置。
前記可撓性フィルムの少なくとも一部が前記気体透過性材料によって形成されている請求項１又は２に記載の気体吸収装置。
前記気体透過性材料は、熱可塑性樹脂を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気体吸収装置。
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンのいずれかである請求項４記載の気体吸収装置。
前記可撓性フィルムは、熱溶着によって前記減圧容器の前記開口の周囲に気密に貼付されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の気体吸収装置。
液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器において、
前記液体を内部に貯留する容器本体と、
前記容器本体の内部に配備された請求項１乃至６のいずれか一項に記載の気体吸収装置と、を備えた液体容器。
前記容器本体は、前記気体透過性材料よりも気体透過性の小さい材料で形成された可撓性フィルムから成る請求項７記載の液体容器。
前記容器本体を構成する前記可撓性フィルムは、アルミラミネートフィルム、シリカ蒸着フィルム、及びアルミナ蒸着フィルムのうちの少なくとも１種類のフィルムを有する単層フィルム又は積層フィルムである請求項８記載の液体容器。
前記液体消費装置はインクジェット式記録装置であり、
前記液体容器は、前記インクジェット式記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジである請求項７乃至９のいずれか一項に記載の液体容器。
液体消費装置に供給される液体を貯留する液体容器の内部に配備される気体吸収装置を製造するための方法であって、
開口を有する減圧容器を提供する工程と、
前記減圧容器の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧した状態にて前記開口を可撓性フィルムによって閉塞する工程と、を備え、
前記減圧容器内の減圧された圧力を内面で受けると共に外面は前記液体容器内の液体に接触する部分の少なくとも一部を、前記液体容器の内部の液体中に溶存する気体が透過し得る気体透過性材料にて形成する、気体吸収装置の製造方法。
前記開口を閉塞している前記可撓性フィルムの大気圧下における撓み量に基づいて前記減圧容器の内部の減圧状態を検査する工程をさらに有する請求項１１記載の気体吸収装置の製造方法。
前記減圧容器の内部の減圧状態を検査する工程は、光学センサを用いて実施される請求項１２記載の気体吸収装置の製造方法。
前記可撓性フィルムによって前記開口を閉塞する工程は、大気圧よりも低い圧力に減圧された減圧室の内部にて実施される請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の気体吸収装置の製造方法。