JP4453725B2 - Liquid sealing member and liquid conducting material - Google Patents
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Description
本発明は、液体封止部材及び液体導通材に関する。特に本発明は、液体噴射装置に用いられ、液体の品質を維持することができる液体封止部材及びこの液体封止部材を用いた液体導通材に関する。 The present invention relates to a liquid sealing member and the liquid-conductive material. In particular, the present invention is used in a liquid ejecting apparatus, relates to a liquid-conducting material using the liquid sealing member and the liquid sealing member can maintain the quality of the liquid.
インクジェット式記録装置等の液体噴射装置は、記録ヘッド等の液体噴射ヘッドから、記録用紙等の被記録物にインク等の液体を噴射して記録を行う。液体噴射装置は、液体噴射装置の本体に脱着可能なインクカートリッジ等の液体収容容器を有する。液体収容容器は内部に収容している液体を、例えば液体供給チューブなどの液体導通材を介して液体噴射ヘッドに供給する。 A liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus performs recording by ejecting a liquid such as ink onto a recording material such as a recording sheet from a liquid ejecting head such as a recording head. The liquid ejecting apparatus includes a liquid container such as an ink cartridge that can be attached to and detached from the main body of the liquid ejecting apparatus. The liquid storage container supplies the liquid stored therein to the liquid ejecting head via a liquid conducting material such as a liquid supply tube.
液体が蒸発して増粘したり、又は液体中に気泡が発生すると、液体噴射ヘッドが液体の噴射不良を起こす場合がある。液体が蒸発して増粘することを防ぐためには、液体が液体収容部、液体導通材、及び液体噴射ヘッドを透過して蒸発する量を少なくする必要がある。また液体中に気泡が発生することを防ぐためには、大気が液体収容部、液体導通材、及び液体噴射ヘッドを透過して液体に溶け込む量を少なくする必要がある。 When the liquid evaporates and thickens, or bubbles are generated in the liquid, the liquid ejecting head may cause liquid ejection failure. In order to prevent the liquid from evaporating and thickening, it is necessary to reduce the amount of the liquid that evaporates through the liquid container, the liquid conducting material, and the liquid ejecting head. In order to prevent bubbles from being generated in the liquid, it is necessary to reduce the amount of air that permeates the liquid container, the liquid conducting material, and the liquid ejecting head and dissolves in the liquid.
本発明の第1の形態によると、液体を封止する液体封止部材であって、高分子化合物と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料から形成された基材を備え、基材は押し出しにより成型され、無機層状化合物は、その層に沿った方向が基材内において押し出しの方向に沿って配される液体封止部材が提供される。 According to a first aspect of the present invention , there is provided a liquid sealing member for sealing a liquid, comprising a base material formed from a layered compound kneaded material containing a polymer compound and an inorganic layered compound, the base material being extruded The molded liquid inorganic sealing compound is provided with a liquid sealing member in which the direction along the layer is arranged along the direction of extrusion in the substrate.
層状化合物混練材料における無機層状化合物の含有量は、1重量%以上50重量%以下にすると、高分子化合物の特性を維持したまま、インクの溶媒や大気が液体封止部材を透過する量を少なくすることができる。 When the content of the inorganic layered compound in the layered compound kneaded material is 1% by weight or more and 50% by weight or less, the amount of the ink solvent or air passing through the liquid sealing member is reduced while maintaining the properties of the polymer compound. can do.
上記液体封止部材は、前記無機層状化合物の剥げを防ぐ表面層を有してもよい。これにより、液体封止部材を屈曲した場合に表面において無機層状化合物が剥げ落ちることを防ぐことができる。この場合に、前記表面層は、前記無機層状化合物を含まない前記高分子化合物により一体的に形成されてもよい。これにより、無機層状化合物を含む層と含まない表面層とを簡便に一体的に成型することができる。 The liquid sealing member may have a surface layer that prevents the inorganic layered compound from peeling off. This can prevent the inorganic layered compound from peeling off on the surface when the liquid sealing member is bent. In this case, the surface layer may be integrally formed with the polymer compound not including the inorganic layered compound. Thereby, the layer containing the inorganic stratiform compound and the surface layer not containing can be easily and integrally molded.
液体収容容器と液体噴射部とを導通して液体収容容器から液体噴射部に液体を供給する液体導通材が上記液体封止部材を含んでもよい。The liquid conducting member that conducts the liquid container and the liquid ejecting unit and supplies the liquid from the liquid container to the liquid ejecting unit may include the liquid sealing member.
上記液体導通材であって、高分子化合物と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料から形成され、溝部が設けられた基材と、基材の一面に溶着されて溝部が有する開口部を封止して液体の流路部を形成するための封止フィルムとを備え、封止フィルムは、基材側から、基材と溶着する溶着フィルム、高分子化合物と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料から形成された混練フィルム、および、溶着フィルムよりも軟化点が高い耐熱フィルムを有してもよい。The liquid conducting material, which is formed from a layered compound kneaded material containing a polymer compound and an inorganic layered compound, seals a substrate provided with a groove, and an opening of the groove welded to one surface of the substrate And a sealing film for forming a liquid flow path portion, and the sealing film comprises, from the base material side, a welding film that is welded to the base material, a layered compound kneading material containing a polymer compound and an inorganic layered compound A kneaded film formed from the above and a heat-resistant film having a softening point higher than that of the welding film may be included.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、本発明の一実施形態を利用しているインクジェット式記録装置10を、カバーを外した状態で示す斜視図であり、図2はインクジェット式記録装置10が有するインク供給系の斜視図である。図1及び図2に示すように、インクジェット式記録装置10は、記録用紙などの被記録物11の上を主走査方向に往復移動するキャリッジ42、キャリッジ42に載置されている記録ヘッドユニット300、互いに異なる色のインクを収容している複数のインクカートリッジ400、複数のインクカートリッジ400をインクジェット式記録装置10の本体に脱着可能に固定するカートリッジホルダー200、及びカートリッジホルダー200と記録ヘッドユニット300を連結する長尺状のインク導通材100を備える。インクカートリッジ400に収容されているインクは、カートリッジホルダー200及びインク導通材100を介して記録ヘッドユニット300に供給される。記録ヘッドユニット300は、キャリッジ42とともにガイドシャフト48に沿って往復移動しつつ、インクを被記録物11に噴射して記録を行う。カートリッジホルダー200は容器保持部材の一例である。
FIG. 1 is a perspective view showing an ink
インクカートリッジ400、カートリッジホルダー200、インク導通材100及び記録ヘッドユニット300は、インクと接する部分の少なくとも一部が、高分子材料に無機層状化合物を混練した層状化合物混練材料によって形成されている。このため、インクカートリッジ400、カートリッジホルダー200、インク導通材100及び記録ヘッドユニット300は、インクの溶媒や大気を通しにくい。従って、インクジェット式記録装置10において、インクの溶媒は蒸発しにくい。また大気はインクに溶解しにくい。
In the
無機層状化合物は、好ましくはスクメタイトの一例であるモンモリロナイトであるが、その他のスクメタイト、マイカ、バーミキュライト、ハロサイト、又はこれらの合成類似物であってもよい。また層状化合物混練材料における無機層状化合物の含有量は、好ましくは1重量%以上50重量%以下であるが、更に好ましくは5重量%以上30重量%以下である。この場合、層状化合物混練材料は、高分子材料が有する特性を維持することができる。またインクカートリッジ400、カートリッジホルダー200、インク導通材100及び記録ヘッドユニット300を射出成型することができる。
The inorganic layered compound is preferably montmorillonite, which is an example of scumite, but may be other sukumite, mica, vermiculite, halosite, or a synthetic analog thereof. The content of the inorganic layered compound in the layered compound kneaded material is preferably 1% by weight or more and 50% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 30% by weight or less. In this case, the layered compound kneaded material can maintain the characteristics of the polymer material. Further, the
図3は、インクカートリッジ400の分解斜視図である。インクカートリッジ400は、下ケース410、上ケース420、及びインク封止フィルム430を有する。下ケース410は、上ケース420と接合する側の面に凹部412aを有し、端面にインクを外部に供給するインク供給部414を有する。インク封止フィルム430は、凹部412aの外周に溶着しており、下ケース410とともに、インクを収容するインク収容部412を形成している。上ケース420は、下ケース410と組み合ってインクカートリッジ400の樹脂ケースを形成している。下ケース410及び上ケース420は、層状化合物混練材料で成型されている。下ケース410及び上ケース420を形成する場合、層状化合物混練材料は、高分子材料として例えばポリプロピレンを含有する。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
図4は、インク封止フィルム430の断面図である。インク封止フィルム430は、下ケース410に溶着する側から、溶着フィルム432、混練フィルム434、及び耐熱フィルム436をこの順に有する。溶着フィルム432は下ケース410と同系列の材料を含有しており、下ケース410に溶着する。下ケース410がポリプロピレンを含有する場合、溶着フィルム432は無延伸ポリプロピレンで形成される。混練フィルム434は、層状化合物混練材料により形成されており、インクの溶媒や大気がインク封止フィルム430を透過することを防ぐ。混練フィルム434を形成する場合、層状化合物混練材料は、高分子材料としてポリプロピレンを含有する。耐熱フィルム436は溶着フィルム432より軟化点が高い材料で形成されており、溶着フィルム432を溶着するときにインク封止フィルム430の形状を保つ。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図5は、カートリッジホルダー200の平面図であり、図6は図5のA−A断面におけるカートリッジホルダー200の断面図である。図6に示すようにカートリッジホルダー200は板状部材202、及び板状部材202の一面に溶着されている封止フィルム204を有する。図5に示すように、板状部材202は略長方形の板状の部材であり、インクカートリッジ400のインク供給部414が連結される複数の筒状のカートリッジ連結部210、インク導通材100が連結する複数の導通材連結孔220、及び複数のカートリッジ連結部210のそれぞれを導通材連結孔220に繋ぐ複数の溝部230を有する。溝部230は、板状部材202の一面に形成されており、封止フィルム204で封止されることにより液体の流路になる。板状部材202は層状化合物混練材料により形成されている。板状部材202を形成する場合、層状化合物混練材料は、高分子材料としてポリプロピレンを含有している。なお、封止フィルム204は、例えば図4に示したインク封止フィルム430と同じように、混練フィルムを溶着フィルムと耐熱フィルムで挟むことにより形成されているが、他の構成であってもよい。
FIG. 5 is a plan view of the
図7はインク導通材100の斜視図である。インク導通材100は長尺状であり、一方の端部にカートリッジホルダー200の導通材連結孔220に挿入される筒状のホルダー側連結部102を複数有する。また他方の端部に記録ヘッドユニット300に連結する筒状のヘッド側連結部104を複数有する。ホルダー側連結部102及びヘッド側連結部104は、例えば図8に示すインク導通材100の基材110(後述)とともに2色成型される。
FIG. 7 is a perspective view of the
図8は、インク導通材100の幅方向の断面図である。インク導通材100は、基材110及びインク封止フィルム120を有する。基材110は、層状化合物混練材料により形成されており、一面に、長手方向に沿って互いに離間して形成された複数の溝部112aを有する。インク封止フィルム120は、基材110の一面に溶着されており、複数の溝部112aのそれぞれが有する開口部を封止して複数の流路部112を形成している。図1に示したように、インク導通材100はカートリッジホルダー200と記録ヘッドユニット300を連結している。記録ヘッドユニット300はキャリッジ42とともに移動する。このためインク導通材100は可撓性を有する必要がある。インク導通材100の基材110を形成する場合、層状化合物混練材料は、高分子材料として熱可塑性のエラストマ、例えばSEPS(ポリスチレン−ポリエチレン−ポリプロピレン−ポリスチレン)重合体を含有している。なお、インク封止フィルム120は、例えば図3及び図4に示したインク封止フィルム430と同じように、混練フィルムを溶着フィルムと耐熱フィルムで挟むことにより形成されているが、他の構成であってもよい。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図11は、基材110の断面を拡大してその構成の概略を示す拡大断面図である。図11は、基材110の長手方向に沿って、厚み方向に切断した状態をしめす。また同図において説明のため無機層状化合物142を拡大して示している。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing an outline of the configuration of the
図11に示す基材110は、無機層状化合物142と高分子化合物140とからなる肉厚の中間層132、および、この中間層132の表面に配された表面層130、134を有する。これら中間層132および表面層130、143は、無機層状化合物142を高分子化合物140に混練した層状化合物混練材料を、型から一定方向に押し出すことにより成型される。図11において、押し出しの方向は右方向(または左方向)である。この押し出しの力により、無機層状化合物142は、中間層132内において押し出しの方向に沿って並んで配される。これにより、押し出しの方向に垂直な方向について、無機層状化合物142を密に配することができる。よって、基材110において、押し出しの方向に垂直な方向(図中の上下方向)について、インクの溶媒や大気が通過する量を少なくすることができる。
A
押し出しの成型時に、表面が外気と触れて中心よりも早く高分子化合物140が硬化する。この場合に、表面付近で硬化した高分子化合物140は、無機層状化合物142を中心に押しやりながら順次中心へ向けて硬化するので、表面層130、134は、無機層状化合物142を含まない高分子化合物140により形成される。これにより、無機層状化合物142を含む中間層132と含まない表面層130、134とを簡便に一体的に成型することができる。また、中間層132と表面層130、134とは同じ高分子化合物140を含んで一体的に成型されるので、これらの層の間に剥がれが生じることを防ぐことができる。
At the time of extrusion molding, the
上記表面層130、134は、中間層132に配された無機層状化合物142の剥げを防ぐ。これにより、基材110を屈曲した場合に、表面において無機層状化合物142が剥げ落ちることを防ぐことができる。また、基材110の表面に無機層状化合物142が飛び出さないので、基材110の表面において無機層状化合物142が他の部材を引っ掛けるという不具合を防ぐことができる。
The surface layers 130 and 134 prevent the inorganic
図9は、記録ヘッドユニット300の分解斜視図である。記録ヘッドユニット300は、連結部材302、ベース部材304、及びヘッド本体306を有する。ヘッド本体306は、インクジェット式記録装置10の本体から入力される信号に従ってインクを図2に示した被記録物11に噴射する。ベース部材304はヘッド本体306を固定保持し、かつヘッド本体306にインクを供給する。
FIG. 9 is an exploded perspective view of the
連結部材302は、連結基材310及び連結基材310の一面に溶着されている封止フィルム320を有する。連結基材310は、複数の導通材連結部312、ヘッド側連結部314、及び複数の流路溝部316を有する。導通材連結部312は封止フィルム320に形成されたフィルム孔部322から露出しており、インク導通材100のヘッド側連結部104が挿入されることにより複数のインクを個別に受け入れる。ヘッド側連結部314は、封止フィルム320により封止されており、ベース部材304に連結して複数のインクを個別にベース部材304に供給する。流路溝部316は、導通材連結部312が受け入れた複数のインクをそれぞれ個別にヘッド側連結部314まで案内する。
連結基材310は層状化合物混練材料により形成されている。連結基材310を形成する場合、層状化合物混練材料は、高分子材料としてポリフェニレンエーテル樹脂を含有している。封止フィルム320は、例えば図3及び図4に示したインク封止フィルム430と溶着フィルム432の組成を除いて同じ構成である。封止フィルム320において、溶着フィルム432に相当する層は、ポリフェニレンエーテル樹脂と同系列の材料で形成されている。なお封止フィルム320は他の構成であってもよい。
The
The connecting
図10は、インクカートリッジ400の下ケース410及び上ケース420、カートリッジホルダー200の板状部材202、及びインク導通材100の基材110の製造工程を説明するフローチャートである。まず、高分子材料に無機層状化合物が混練された層状化合物混練材料のペレットを用意する(S10)。そしてペレットを溶解し(S20)、金型に流し込んで下ケース410、上ケース420、板状部材202、及び基材110を射出成形する(S30)。このように、射出成形により下ケース410、上ケース420、板状部材202、基材110、及び連結基材310を形成することができる。
FIG. 10 is a flowchart for explaining a manufacturing process of the
以上のように、インクジェット式記録装置10において、インクカートリッジ400の下ケース410及び上ケース420、カートリッジホルダー200の板状部材202、並びにインク導通材100の基材110を、高分子材料に無機層状化合物(例えばモンモリロナイト)を混練した層状化合物混練材料を用いて形成したため、インクに大気は溶解しにくい。このため、記録ヘッドユニット300からインクの代わりに気体が噴射されること、いわゆるドット抜けは少なくなり、連続記録を行っても記録品質は低下しにくい。またドット抜けから復帰するためにインクを噴射すること、すなわちクリーニング回数は少なくなる。従って、より多くのインクを記録に用いることができる。またインクが記録ヘッドユニット300から噴射されるまで、インクの溶媒は蒸発しにくいため、インクは増粘しにくい。
As described above, in the ink
また従来から射出成型を行っている部材については、層状化合物混練材料を製造する工程が増えることを除き、従来と同じ工程で製造することができる。従って製造コストは高くならない。 In addition, a member that has been conventionally injection-molded can be manufactured in the same process as in the prior art, except that the number of processes for manufacturing a layered compound kneaded material is increased. Therefore, the manufacturing cost does not increase.
なお、インクジェット式記録装置10は、液体噴射装置の一例である。またインクカートリッジ400はインク収容容器の一例であり、記録ヘッドユニット300は液体噴射部の一例である。しかしながら、液体噴射装置はこれに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。この場合、色材を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。液体噴射装置のさらなる他の例は、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置である。この場合、電極形成装置の電極材(電導ペースト)を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。液体噴射装置のさらなる他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物および試料を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。被記録物は、液体が噴射されることにより記録が行われる物であり、記録用紙の他に、ディスプレイの電極等の回路パターンが記録される回路基板、ラベルが印刷されるCD−ROM、DNA回路が記録されるプレパラートが含まれる。
The ink
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10…インクジェット式記録装置、11…被記録物、42…キャリッジ、48…ガイドシャフト、100…インク導通材、102…ホルダー側連結部、104…ヘッド側連結部、110…基材、112…流路部、112a…溝部、120…インク封止フィルム、130…表面層、132…中間層、134…表面層、140…高分子化合物、142…無機層状化合物、200…カートリッジホルダー、202…板状部材、204…封止フィルム、210…カートリッジ連結部、220…導通材連結孔、230…溝部、300…記録ヘッドユニット、302…連結部材、304…ベース部材、306…ヘッド本体、310…連結基材、312…導通材連結部、314…ヘッド側連結部、316…流路溝部、320…封止フィルム、322…フィルム孔部、400…インクカートリッジ、410…下ケース、412…インク収容部、412a…凹部、414…インク供給部、420…上ケース、430…インク封止フィルム、432…溶着フィルム、434…混練フィルム、436…耐熱フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
高分子化合物と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料から形成され、長手方向に沿って形成された溝部が設けられた基材と、
前記基材の一面に溶着されて前記溝部が有する開口部を封止して前記液体の流路部を形成するための封止フィルムと
を備え、
前記封止フィルムは、前記基材側から、前記基材と溶着する溶着フィルム、高分子化合物と無機層状化合物を含む層状化合物混練材料から形成された混練フィルム、および、溶着フィルムよりも軟化点が高い耐熱フィルムを有し、
前記基材は、前記基材の長手方向に沿った押し出しの方向となるように押し出しにより成型され、
前記無機層状化合物は、その層に沿った方向が前記基材内において前記押し出しの方向に沿って配されるとともに、前記押し出しの方向に垂直な方向に密に配される液体導通材。 A liquid conducting material that conducts the liquid container and the liquid ejecting unit and supplies liquid from the liquid containing container to the liquid ejecting unit,
A substrate formed of a layered compound kneaded material containing a polymer compound and an inorganic layered compound, and provided with a groove formed along the longitudinal direction;
A sealing film which is welded to one surface of the base material and seals an opening of the groove to form the liquid channel portion;
With
The sealing film has a softening point from the base material side, a welding film that is welded to the base material, a kneading film formed from a layered compound kneading material containing a polymer compound and an inorganic layered compound, and a welding film. Has a high heat-resistant film,
The base material is molded by extrusion so as to be in the direction of extrusion along the longitudinal direction of the base material ,
The inorganic layered compound, together with a direction along the layer is disposed along the direction of the extrusion within the substrate, the liquid conductive material to be densely arranged in a direction perpendicular to the direction of the extrusion.
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