JP5973183B2 - インクカートリッジ容器 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタシステムに用いられる大容量インクカートリッジ容器に関する。

一般的なインクジェットプリンタシステムに係る記録装置は、記録する画像処理の結果に基づいてプリントヘッドに設けられた複数のインク吐出口からインク滴を選択的に記録媒体上の所望の位置に所望の量だけ付着させることにより、画像を形成する。

また、インクジェットプリンタシステムに係る記録装置の基本的な動作は、まず初めにＰＣなどのホストからのプリント指令と処理済みの画像データをインターフェースを通じてプリンタに送信し、次にコントローラがプリント指令に基づいて記録媒体の搬送やメカニカル機構ならびにプリントヘッドの駆動などの制御を行ない、必要に応じてインク供給やヘッドのメンテナンスなどを実行する。

また、インクジェットプリンタシステムに係る記録装置の記録方式は、プリントヘッドが記録媒体の搬送方向とは直行した方向に往復移動運動しながらプリントするシリアルプリンタ方式と、プリントヘッドが移動せずに固定されてプリントするラインプリンタ方式に大別される。

シリアルプリンタ方式は、プリントヘッドを大型化しなくても、キャリッジが走査する距離をのばすことにより大面積メディアへの印刷が可能である。一方、ラインプリンタ方式では記録媒体の全幅に相当する長さのプリントヘッドが必要となるが、印刷時にプリントヘッドを走査する必要がないため、高速プリントに適している。

ここで、高速プリントを行なうラインプリンタ方式は、先にも述べた通り記録媒体の全幅に相当するプリントヘッドを有するため、単位時間当たりに吐出するインク量が非常に多くなる。そのため、プリントヘッドにインクを供給するインクカートリッジ容器は、交換作業による手間とコストを抑えるため大容量のインクカートリッジを用いることが一般的である。

また、大容量のインクカートリッジ容器は、インク取り出し口をその容器の中心に対して下方から取り出した場合、何らかの原因でインクが全て流出してしまうことがあるため、相対的にこの中心に対して上方にインク取り出し位置を配置したものが使用されている。加えて容器からの液体の蒸発を防ぐために取り出し口以外を密閉することが望ましい。

しかしながら、上記のラインプリンタ方式に用いられる従来の大容量インクカートリッジ容器においては、そのインク取り出しの際、容器が不規則に潰れる現象が発生しインクカートリッジ容器内にインク残留部が複数形成されてしまうことがある。それら残留したインクは再使用する事が難しく、無駄なインクを発生させてしまう問題点があった。

この問題点を解決するため特許文献１には、記録液が貯蔵される密閉構造の可撓性記録液容器と、周上に複数の穴部を有し前記記録液容器に装着され外部へ前記記録液を導出する導出管を配置した記録液容器が開示されている。

また特許文献２には、インクを収容する可撓性のインク袋の内部にインクを外部に導出するインク導出管を設け、インク導出管端部近傍のインク袋の厚みを他の部分に比べて厚くすることで、インク導出管から離れたところから可撓性袋を変形させるインクカートリッジ容器が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示された記録液容器の構成を上方インク取り出し系大容量インクカートリッジ容器にそのまま適用しようとする場合、インク導出管の全長が長くなる上、記録液容器の全域にインク導出管を蛇行して配置することが困難であるため、インクが残存する可能性は否定できない。

また、特許文献２に開示された大容量インクカートリッジ容器は、可撓性インク袋のインク導出管近傍の厚みを他の部分より厚くし、インク導出管から離れたところから袋を変形させる手法であるが、インク袋内部に存在する稜線部の周辺は形状の複雑さから均一に変形させることが難しく、複数のインク残留部が形成されてしまう問題点がある。

そこで、本発明は、上方取り出し系大容量インクカートリッジにおけるインク残量を大幅に減少させ、インクの無駄を防止できる経済的なインクカートリッジ容器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のインクカートリッジ容器は、内部にインクを収容する可撓性材からなるインク袋と、インク袋を収容する筐体と、インク袋に収容されたインクを外部に導出するための弾性を有するチューブからなるインク導出管と、インク導出管から導出されたインク袋内のインクをプリンタ本体に供給するインク供給口コネクタと、インク供給口コネクタとインク導出管との間に配置され、インク導出管の端部がインク袋の内部の底面角部に当接するように曲折部が設けられたガイドと、を備え、底面角部は、少なくとも、インク袋を構成する底面部と、該底面部の一辺と隣り合ってインク袋を構成する２つの側面部とが交差する位置に存在し、インク導出管によりインクが導出されるとき、インク袋は変形しながら収縮し、インク袋の変形により、底面部と側面部が隣り合う一辺で構成される稜線部の周辺に、変形しつつ底面角部へインクが連通するインク残留部が形成され、底面角部に当接するインク導出管の端部方向へ、インク残留部に残留するインクが誘導されることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成により、インク導出に応じてインク袋が収縮しインクが残留しても、インク袋の稜線部の三辺が交差する角部において残留したインクを効率的に吸引するので、上方取り出し系大容量インクカートリッジにおけるインク残量を大幅に減少させ、インクの無駄を防止することができる。

本発明の実施形態のインクカートリッジ容器１の組み立て前の状態を示す概略断面図である。 本発明の実施形態のインクカートリッジ容器１の組み立て後の状態を示す概略断面図である。 本発明の実施形態のインクカートリッジ容器１の上面図である。 本発明の実施形態のインクカートリッジ容器１の組み立て後の断面図である。 本発明の実施形態のインク袋４の斜視図である。 本発明の実施形態のインク袋４のインク吸入の際の変形する様子を示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例として、インク袋４０の底面部１２０に傾斜を設けた構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例として、インク導出管８００が当接するインク袋４００の底面角部に凹部２０を設けた構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例として、中途で湾曲させたインク導出管２１を示す斜視図である。

本発明の実施形態のインクカートリッジ容器１について図面を用いて以下に説明する。まず、図１から３を用いて本実施形態の大容量インクカートリッジ容器１の組み立て方法を簡単に説明する。図１はインクカートリッジ容器１の組み立て前の状態を示しており、インクカートリッジ容器１は、６面の外壁により構成される筐体２と、筐体２の内面と略等しい外面を有したインク収容部３を構成する可撓性材からなるインク袋４とを備える。

またインク袋４にはインク供給口コネクタ５、及びインク供給口コネクタ５と嵌合するインク供給口６が設けられており、インク供給口６およびインク供給口コネクタ５にはお互いの嵌合部としてネジ部（７ａ、７ｂ）を備える。またインク供給口コネクタ５には、インクカートリッジ容器１内に充填されたインクを外部に導出するための弾性体からなるインク導出管８が備えられる。

なお、インク供給口コネクタ５には保管用キャップ９が取り付けられる。この保管用キャップ９は、インクカートリッジ容器１の出荷輸送時など、インク供給口コネクタ５がプリンタ本体に実装されていない状況であるときに、インク導出管８を通じてインクカートリッジ容器１内のインクが外部に漏洩しないためのものである。

次に、図２を用いてインクカートリッジ容器１の組み立て手順について説明する。まず初めにインクカートリッジ容器１内に充填するインクの補充を行なう。そして次にインク供給口６とインク供給口コネクタ５を図示矢印方向Ａに嵌合することによりインク供給口６の封入を行なう。

インク供給口６にインク供給口コネクタ５を嵌合する際、インク供給口６にはインク導出管８の挿入方向を底面角部４ａ方向へ規制すべく、インク導出管８を曲折させるガイド部１０（曲折手段）を設けたことより、インク導出管８をガイド部１０に沿った方向に曲折し、インク導出管８の先端部１１（端部、つまりインクの吸入口側）をインクカートリッジ容器１内部にある底面角部４ａに当接する状態でインクカートリッジ容器１に組み付けることが可能である。なお、本実施形態のインクカートリッジ容器１を上面から見た様子を図３に示す。

次に、インクカートリッジ容器１の構成について図４〜６を用いて説明する。図４は組付け後のインクカートリッジ容器１の説明図であり、正面方向から見た断面図である。図５はインク袋４を示す斜視図（一部透視）であり、図６はインク吸入により変形したインク袋４を示す斜視図である。

図５に示すように、インク袋４は６つの平面から構成されており、底面部１２の内壁には少なくとも３つの平面が交差する４つの底面角部（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が存在する。また前述の通りインク袋４にはインク供給口（インク取り出し口）６が設けられており、インク供給口コネクタ５を介してインク導出管８が設けられる。

インク導出管８は、インク袋４の中に液没させてインクを吸い上げるための、樹脂製などの弾性を有するチューブである。インク導出管８は、インクの導出に伴いパイプとしての状態を維持できる程度の強度を有する。また、インク供給口コネクタ５とインク導出管８の接続は、接着剤などを使用してもよいが、収容するインクの種類の選択肢を増やすために、嵌合により嵌め込むことがより望ましい。

さらに図４に示すように、インク供給口（インク取り出し口）６にはインク導出管８の挿入方向を底面角部４ａ方向へ規制すべく、インク導出管８を曲折させるガイド部１０が設けられる。インク導出管８がガイド部１０で規制されることで、インク導出管８の先端部１１がインク袋４の内壁に存在する底面角部４ａに当接する。

また、本実施形態においては、ガイド部１０をインク供給口６に設けたが、これに限らずインク導出管８の先端部１１がインク袋４の底面角部４ａに当接されるようにインク導出管８を規制（曲折）させることができれば、ガイド部をどのような位置に設けてもよく、ガイド部１０の形状に限らずどのような形状であってもよい。

なお、本実施形態のインクカートリッジ容器１においては、ガイド部１０によりインク導出管８の当接する位置を底面角部４ａとしているが、図５に示すように底面部１２の内壁に存在する底面角部（４ｂ、４ｃ、４ｄ）であれば、どれを選択してもよい。

また、インク供給口コネクタ５には、前述のインク導出管８を接続するインク導出管接続口１３のほか、後述するインクジェットラインプリンタへインクを供給する本体接続口１４を接続するためのＯリング１５が組み付けられる。また本体接続口１４にはインクを吸引するための吸引口１６が設けられており、インクジェットラインプリンタにインクを供給するためのインク導出チューブ１７が本体接続口１４に接続される。

次に、インク袋４内に充填されたインクの吸引について説明する。インク袋４内のインクは、インク導出チューブ１７の外部に設けられるポンプ等の吸引手段（不図示）により吸引される。吸引手段が作動すると図示矢印方向Ｂのようにインク導出管８からインク導出管接続口１３へ、続く吸引口１６からインク導出チューブ１７へとインク流路が形成されて、インク袋４内から外部へとインクが導出される。

以上のように、本発明のインクカートリッジ容器１においてインク収容部３にインクを収容し、インク導出チューブ１７よりインクを導出させると、インク袋４は図６の如く変形しながら次第に収縮することになる。

その際、インク袋４は剛性の低い箇所から優先的に変形を行なうため、インク袋４の稜線部（１８ａ〜１８ｔ）周辺（剛性の高い箇所）には連通したインク残留部が形成された状態となるが、インク袋４の内壁の底面角部４ａに当接するようにインク導出管８が配置されており、図示矢印（Ｃ・Ｄ・Ｅ）の如く稜線部周辺の残留インクについても吸引することが可能である。

さらに、インク袋４内壁の底面角部４ａは稜線部（１８ａ、１８ｒ、１８ｓ）の三辺が交差している場所となるので、インクカートリッジ容器１内の全ての稜線部に残留したインクを効率的に吸引することができ、インク残量を大幅に減少することができる。

[変形例１]
図７は、本実施形態の変形例として、インク導出管８０の当接する底面角部４０ａに対してインク袋４０の底面部１２０に傾斜Ｒを設けた構成を示したものである。傾斜Ｒを設けたことより、稜線部（１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｓ）に残留するインクをインク導出管８０の先端部１１０に効率的に誘導し集積させることができるため、簡単かつ安価な構成でインク袋内部に残留するインクの無駄をさらに低減することが可能である。

[変形例２]
図８は、本実施形態の変形例として、インク袋４００内壁のインク導出管８００の底面角部４００ａにインク導出管８００の先端部１１００を掴持する凹部２０（凹部とは、インク袋を内側から見て凹ませた部分をいう。）を設けた構成を示したものである。凹部２０を設けたことにより、インクカートリッジ容器の輸送や衝撃などによるインク導出管の位置ずれを防止することができる。インク導入管の位置ずれが発生しないため、インク導出管の先端部が常に底面角部に配置されることになり、結果としてインク残量のばらつきを最小限に抑えることが可能となる。

[変形例３]
図９は、本実施形態の変形例として、ガイド部１０の代わりに予め途中で湾曲させたインク導出管２１（曲折手段）を用いた変形例である。これにより、インク導出管２１の先端部２２をインクカートリッジ容器１内部にある底面角部４ａに当接させた状態で組み付けることも可能である。もちろん、インク導出管２１の先端部２２を、底面部１２の内壁に存在する底面角部（４ｂ、４ｃ、４ｄ）であればどの底面角部に当接させてもよい。

本発明は、内部にインクを収容する可撓性材からなるインク袋と、インク袋を収容する筐体と、インク袋に収容されたインクを外部に導出するための弾性を有するチューブからなるインク導出管と、インク導出管から導出されたインク袋内のインクをプリンタ本体に供給するインク供給口コネクタと、インク供給口コネクタとインク導出管との間に配置され、インク導出管の端部がインク袋の内部の底面角部に当接するように曲折部が設けられたガイドと、を備え、底面角部は、少なくとも、インク袋を構成する底面部と、該底面部の一辺と隣り合ってインク袋を構成する２つの側面部とが交差する位置に存在し、インク導出管によりインクが導出されるとき、インク袋は変形しながら収縮し、インク袋の変形により、底面部と側面部が隣り合う一辺で構成される稜線部の周辺に、変形しつつ底面角部へインクが連通するインク残留部が形成され、底面角部に当接するインク導出管の端部方向へ、インク残留部に残留するインクが誘導される。

上記構成により、インク導出に応じてインク袋が収縮しインクが残留しても、インク袋の稜線部の三辺が交差する底面角部において残留したインクを効率的に吸引するので、上方取り出し系大容量インクカートリッジにおけるインク残量を大幅に減少させ、インクの無駄を防止することができる。

本発明は、インク導出管の端部にインクを集積させる傾斜をインク袋内部の底面に形成したことを特徴としてもよい。これにより、底面部の稜線部に残留したインクをインク導出管の先端部に効率的に集積させることができるため、より経済性に優れたインクカートリッジ容器を提供することができる。

本発明は、インク導出管の端部が当接するインク袋内部の底面角部周辺にインク導出管の端部を掴持する凹部を設けたことを特徴としてもよい。これにより、インクカートリッジ容器の輸送や衝撃によるインク導出管の位置ずれを防止することが可能である。その結果、インク導出管の先端部が常に底面角部に配置されることになり、結果としてインク残量のばらつきを最小限に抑えることが可能となる。さらに、簡単かつ安価な構成でインクの無駄が少ないだけでなく、さらに信頼性も高いインクカートリッジ容器を提供することができる。

本発明は、液体を用いて印刷可能に構成された液体噴射装置の液体収容容器全般に応用することができる。なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。

１ インクカートリッジ容器
２ 筐体
３ インク収容部
４、４０、４００ インク袋
４ａ〜４ｄ、４０ａ、４００ａ 底面角部
５ インク供給口コネクタ
６ インク供給口
７ａ、７ｂ ネジ部
８、２１、８０、８００ インク導出管
９ 保管用キャップ
１０ ガイド部
１１、２２、１１０、１１００ 先端部
１２、１２０ 底面部
１３ インク導出管接続口
１４ 本体接続口
１５ Ｏリング
１６ 吸引口
１７ インク導出チューブ
１８ａ〜１８ｔ、１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｓ 稜線部
２０ 凹部

特公昭５９−００６２３４号公報 特許第３３４２３７２号公報

Claims (4)

1. 内部にインクを収容する可撓性材からなるインク袋と、
   前記インク袋を収容する筐体と、
   前記インク袋に収容されたインクを外部に導出するための弾性を有するチューブからなるインク導出管と、
   前記インク導出管から導出された前記インク袋内のインクをプリンタ本体に供給するインク供給口コネクタと、
   前記インク供給口コネクタと前記インク導出管との間に配置され、前記インク導出管の端部が前記インク袋の内部の底面角部に当接するように曲折部が設けられたガイドと、を備え、
   前記底面角部は、少なくとも、前記インク袋を構成する底面部と、該底面部の一辺と隣り合って前記インク袋を構成する２つの側面部とが交差する位置に存在し、
   前記インク導出管によりインクが導出されるとき、前記インク袋は変形しながら収縮し、
   前記インク袋の変形により、前記底面部と前記側面部が隣り合う一辺で構成される稜線部の周辺に、変形しつつ前記底面角部へインクが連通するインク残留部が形成され、前記底面角部に当接する前記インク導出管の端部方向へ、前記インク残留部に残留するインクが誘導される
   ことを特徴とするインクカートリッジ容器。
2. 前記インク残留部は、前記底面部の中央部が前記底面部の短手方向の端部に対して上方へ変形し、前記底面部の短手方向の端部と前記側面部とでなす角度が鋭角となることで形成され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容器。
3. 前記インク導出管の端部にインクを集積させる傾斜を前記底面部に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のインクカートリッジ容器。
4. 前記底面角部周辺に前記インク導出管の端部を掴持する凹部を設けたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインクカートリッジ容器。

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