JP6287746B2 - インクコンテナ及びそれを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

インクコンテナ及びそれを備えたインクジェット記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に用いられ、インクパックとインクパックを収納する収納ケースを備えるインクコンテナ、及びそれを備えたインクジェット記録装置に関するものである。
ファクシミリ、複写機、プリンター等の記録装置は、紙、OHP用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されているが、記録を行う方式により、インクジェット式、ワイヤードット式、サーマル式等に分類することができる。また、インクジェット記録方式は、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型と、記録装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型に分類することができる。
例えばラインヘッド型のインクジェット記録装置は、記録媒体の搬送方向に対し直交する印字領域幅全域に亘って吐出ノズルが所定の間隔で並んでいるラインヘッド型のインクジェットヘッド(記録ヘッド)を色毎に備えている。そして、記録媒体の搬送に合わせて印字位置に対応した吐出ノズルからインクを吐出することにより、記録媒体全体の印字を可能としたものである。
このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドにインクを供給するために、内部にインクが充填された可撓性のインクパックと、インクパックを収納する収納ケースとを有するインクコンテナが使用される。
ところで、インクパックから記録ヘッドへのインク供給を行うと、インクパック内のインクが排出されるにつれ、インクパックの外観形状が膨らんだ状態から次第につぶれて偏平な状態へと変化していく。インクパックがつぶれていく過程において、インクパックが側面の折り線に沿ってつぶれていく場合は、概ね偏平な形状へと推移するが、インクパックがつぶれていく過程で偶然に発生する、折り線とは異なるシワに沿ってつぶれていった場合などにおいて、最終的な形状が偏平とはならず、一部分が盛り上がった形状のままつぶれずに残ってしまうことがある。
インクパックの一部分がつぶれずに残った場合においては、インクパック内に記録ヘッドへ供給できずに残る、無駄に捨ててしまうインクが多くなることが判っている。特に、内部にインクが充填されたインクパックと、インクパックを内包するケースとの2重構造となるインクコンテナの場合、インクパックが外部から見えにくいこともあり、インクパック内にインクが多量に残った状態でインクコンテナを廃棄してしまうということがあった。
そこで、例えば特許文献1には、インクパック内に残るインク量を減らすことが可能なインクカートリッジ(インクコンテナ)が開示されている。このインクカートリッジは、インクパックと、インクパックを収納するハウジング(収納ケース)と、ハウジング内に配置され、インクパックを押圧する押圧部材と、押圧部材をインクパック側に付勢するコイルバネと、を有する。
特開2005−47077号公報
しかしながら、上記特許文献1では、インクパックを押圧するために押圧部材およびコイルバネをインクカートリッジ(インクコンテナ)のハウジング内に設ける必要があるので、インクカートリッジを構成する部材の部品点数が増加するという問題点がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、部品点数が増加するのを抑制しながら、インクパックのつぶれ性を改善してインクコンテナの交換廃棄時にインクパック内に残るインク量を低減することが可能なインクコンテナ及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明のインクコンテナは、可撓性フィルムで形成され、内部にインクを収納するインク収納部を有するインクパックと、インクパックを収納するパック収納部を有する収納ケースと、を備える。インクパックは、インク収納部の側面の長手方向に延設された折り線に沿って折り込みを入れたガゼット袋であり、収納ケースのパック収納部の側面には、インクが充填された状態のインク収納部の側面を凹ませるように、内側に向かって突出する凸部が折り線の延在方向に沿って形成されている。
本発明によれば、インクパックの交換が必要となった際にインクパック内に残るインク量を低減することができる。また、消耗品であるインクコンテナの交換コストが増加するのを抑制することができる。
本発明の一実施形態のインクコンテナを備えたインクジェットプリンターの構造を示す側面図である。 図1における第1ベルト搬送部、記録部、第2ベルト搬送部周辺の構造を示した側面図である。 図1に示すインクジェットプリンターの第1ベルト搬送部及び記録部を上方から見た図である。 図1に示すインクジェットプリンターのコンテナ装着部およびインクコンテナの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態のインクコンテナの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態のインクコンテナの構造を示した断面斜視図である。 本発明の一実施形態のインクコンテナの構造を示した断面斜視図である。 インク充填前のインクパックの構造を示した平面図である。 インク充填前のインクパックの構造を示した斜視図である。 インクが充填されたインクパックの構造を示した断面図である。 インクが充填されたインクパックの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態のインクコンテナの構造を示した斜視図である。 インクが充填されたインクパックを収納ケース内に配置した状態を示した断面図である。 インクが消費されてインクパックがつぶれた状態のインクコンテナを示した断面斜視図である。 インクが消費されてインクパックがつぶれた状態のインクコンテナを示した断面斜視図である。 本発明の変形例のインクパックの構造を示した断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、本発明の一実施形態のインクコンテナ21C、21M、21Y、21Kを備えたインクジェットプリンター(インクジェット記録装置)100は、プリンター本体1の内部下方に給紙カセット2aが配置されている。給紙カセット2aの内部には、印字前のカットペーパーなどの用紙Pが収容されている。給紙カセット2aの用紙搬送方向下流側、すなわち図1における給紙カセット2aの右側の上方には給紙装置3aが配置されている。この給紙装置3aにより、用紙Pは図1において給紙カセット2aの右上方に向け、1枚ずつ分離されて送り出される。
また、インクジェットプリンター100はその内部に第1用紙搬送路4aを備えている。第1用紙搬送路4aは、給紙カセット2aに関して言えばその給紙方向である右上方に位置する。給紙カセット2aから送り出された用紙Pは第1用紙搬送路4aを通ってプリンター本体1の側面に沿って垂直上方に搬送される。
用紙搬送方向に対し第1用紙搬送路4aの下流端にはレジストローラー対13が備えられている。さらにレジストローラー対13の下流側直近には第1ベルト搬送部5及び記録部9が配置されている。給紙カセット2aから送り出された用紙Pは第1用紙搬送路4aを通ってレジストローラー対13に到達する。レジストローラー対13は用紙Pの斜め送りを矯正しつつ記録部9が実行するインク吐出動作とのタイミングを計り、第1ベルト搬送部5に向かって用紙Pを送り出す。なお、第1用紙搬送路4aには用紙Pを搬送するための搬送ローラー対が適所に設けられている。
図2に示すように、第1ベルト搬送部5は、第1駆動ローラー6と、第1従動ローラー7とに巻き掛けられた第1搬送ベルト8を備えている。第1搬送ベルト8は第1駆動ローラー6により反時計回り方向に回転する。レジストローラー対13によって送り出された用紙Pは第1搬送ベルト8の搬送面8a(図2において上面)に保持され、矢印X方向へと搬送される。
第1搬送ベルト8の内側であって第1搬送ベルト8の搬送面8aの裏側に対向する箇所には第1用紙吸引部30が備えられている。第1用紙吸引部30は、上面に多数の空気吸引用の孔30aが設けられ、内部にはファン30bを備えており、上面から下方に向かって空気を吸引することができる。また、第1搬送ベルト8にも多数の空気吸引用の通気孔(図示せず)が設けられている。上記の構成により、第1ベルト搬送部5は第1搬送ベルト8の搬送面8aに用紙Pを吸着保持しながら搬送する。
記録部9は、ヘッドハウジング10と、ヘッドハウジング10に保持されたラインヘッド11C、11M、11Y、及び11Kを備えている。これらのラインヘッド11C〜11Kは、第1搬送ベルト8の搬送面8aに対して所定の間隔(例えば1mm)が形成されるような高さに支持され、図3に示すように、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向(図3の上下方向)に沿って複数(ここでは3個)の記録ヘッド17a〜17cが千鳥状に配列されている。ラインヘッド11C〜11Kは、外部コンピューターから受信した画像データの情報に対応して、第1搬送ベルト8の搬送面8aに吸着保持されて搬送される用紙Pに対して、各色のインクを印字位置に対応したインク吐出ノズル18から吐出する。これにより、用紙Pにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のインクが重ね合わされたフルカラー画像が記録される。
記録部9の上方にはコンテナ装着部20(図4参照)が配置されている。コンテナ装着部20には、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)のインクをそれぞれ収容した複数のインクコンテナ21C、21M、21Y、21Kが着脱可能に装着されている。インクコンテナ21C〜21Kは、それぞれ各色のインク供給チューブ23を介してラインヘッド11C〜11Kに連結されている。なお、インク供給チューブ23はインクコンテナ21C〜21Kのそれぞれに対して設けられているが、図4では図面簡略化のため、1つだけ描いている。
そして、コンテナ装着部20とラインヘッド11C〜11Kとの高低差により発生するインク圧によってインクコンテナ21C〜21Kから、それぞれに対応する色のインクがラインヘッド11C〜11Kに補充供給される。
用紙搬送方向に対し第1ベルト搬送部5の下流側(図1の左側)には第2ベルト搬送部12が配置されている。記録部9にてインク画像が記録された用紙Pは第2ベルト搬送部12へと送られ、第2ベルト搬送部12を通過する間に用紙P表面に吐出されたインクが乾燥される。
第2ベルト搬送部12は、第2駆動ローラー41と、第2従動ローラー42とに巻き掛けられた第2搬送ベルト40を備えている。第2搬送ベルト40は第2駆動ローラー41により図2において反時計回り方向に回転する。記録部9によって画像が記録され、第1ベルト搬送部5によって矢印X方向へ搬送された用紙Pは第2搬送ベルト40に受け渡され、図2の矢印Z方向へと搬送される。
第2搬送ベルト40の内側であって第2搬送ベルト40の搬送面40aの裏側に対向する箇所には第2用紙吸引部43が備えられている。第2用紙吸引部43は、上面に多数の空気吸引用の孔43aが設けられ、内部にはファン43bを備えており、上面から下方に向かって空気を吸引することができる。また、第2搬送ベルト40にも多数の空気吸引用の通気孔(図示せず)が設けられている。上記の構成により、第2ベルト搬送部12は第2搬送ベルト40の搬送面40aに用紙Pを吸着保持しながら搬送する。
用紙搬送方向に対し第2ベルト搬送部12の下流側であってプリンター本体1の左側面近傍にはデカーラー部14が備えられている。第2ベルト搬送部12にてインクが乾燥された用紙Pはデカーラー部14へと送られ、用紙幅方向に並んだ複数のローラーを用いて用紙Pのカールが矯正される。
用紙搬送方向に対しデカーラー部14の下流側(図1の上方)には第2用紙搬送路4bが備えられている。デカーラー部14を通過した用紙Pは両面記録を行わない場合、第2用紙搬送路4bから排出ローラー対を介してインクジェットプリンター100の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ15に排出される。
インクコンテナ21Kは図5〜図7に示すように、内部にインクを収納可能なインクパック50と、インクパック50を収納する収納ケース60とから構成されている。なお、図5、図7、図15では、収納ケース60の後述するキャップ部80を省略している。また、インクコンテナ21C〜21Yはインクコンテナ21Kと同一の形状及び構成であるため、ここでは説明を省略する。
インクパック50は図8および図9に示すように、上面、下面、側面を構成する4枚の可撓性フィルムであるラミネートフィルムの両端部を貼り合わせて図10に示すように筒状にした後、筒状の一端および他端をヒートシールして第1シール部51aおよび第2シール部51bをそれぞれ形成するとともに、インク収納部52内にインクを充填したものである。インクパック50は、インク収納部52に厚みを持たせるためにインク収納部52の側面52aの長手方向に延設された折り線53に沿ってマチ(折り込み)を入れた、いわゆるガゼット袋である。4方の周縁部のうち第2シール部51bには、インク収納部52内に連通する円筒状のインク供給口55が取り付けられている。インク供給口55はポリエチレン製であり、中央部には周方向に沿って環状の溝部55aが形成されている。
図11に示すように、インク収納部52にインクが充填されたインクパック50は、インク収納部52の側面52aに折り込まれたマチが伸びた状態となっている。そのため、インクパック50の長手方向の寸法L1は、インク収納部52に厚みができる分だけインク充填前のインクパック50の長手方向の寸法L(図8参照)よりも短くなっている。
収納ケース60は図12に示すように、例えばポリスチレン製のベース部70とキャップ部80とから構成されている。ベース部70とキャップ部80とは組み合わされて略直方体形状の箱体となり内部にインクパック50が収納される。
キャップ部80は、例えば射出成形により形成されているとともに、ベース部70の開口部を塞ぐように形成されている。キャップ部80の内部には、インクパック50のインク供給口55に形成された溝部55aが嵌合する円形状の嵌合部(図示せず)が形成されている。また、キャップ部80の装着方向側端面には、コンテナ装着部20の接続部(図示せず)が挿入される開口部80aが形成されている。また、キャップ部80は、上下方向に分割できるように、2つの部品により形成されている。また、キャップ部80の外周面には、コンテナ装着部20の固定部20a(図4参照)の内面形状に対応するように、複数の凹部等が形成されている。
ベース部70は、例えばブロー成形により形成されているとともに、インクコンテナ21Kの交換時にユーザーが把持する取手部71と、インクパック50を収納するパック収納部72と、によって構成されている。パック収納部72は図13に示すように、上面72a、下面72b、インクパック50の幅方向(矢印A方向、短手方向)に対向する一対の側面72cを有する。
一対の側面72cには、インクパック50にインクが充填された状態でインク収納部52の側面52aを凹ませるように、内側に向かって突出する凸部72dがインクパック50に設けられた折り線53の延在方向に沿って形成されている。この凸部72dは、断面視山形状に形成されているとともに、パック収納部72の長手方向(矢印B方向)に沿って延びるように連続して形成されている。また、凸部72dの先端部間の距離L72dは、インクパック50のインク収納部52の下面(または上面)を平坦にした状態での矢印A方向の長さL52よりも小さい。これにより、インクパック50のインク収納部52の側面52aの折り込み(マチ)が完全に拡がるのを抑制することができる。
また、パック収納部72の内側面の高さH72aは、インクパック50の側面52aを完全に拡げた状態での高さH52(図10参照)よりも小さい。これによっても、インクパック50のインク収納部52の側面52aの折り込み(マチ)が完全に拡がるのを抑制することができる。
パック収納部72の上面72aおよび下面72bは、断面視円弧状に形成されており、パック収納部72の矢印A方向の中央部の内部空間の高さH72bは、パック収納部72の内側面の高さH72aよりも大きい。
また、図7に示すように、パック収納部72は、取手部71側(開口部80aとは反対側)の端部から開口部80a側に近づくにしたがって上面72aと下面72bとが離れるようにテーパー状に形成されている。
ところで、上述したインクコンテナ21C〜を21Kコンテナ装着部20に装着し、インクがラインヘッド11C〜11Kに供給されると、インクパック50内のインク量が減少するにつれ、インクパック50の内圧が低下することでインクパック50は厚み方向にしぼみ、その分だけインクパック50の長手方向の寸法が長くなっていく。
具体的には、図8及び図9に示すように、インク充填時(図4、図6参照)には伸ばされた状態であったインク収納部52の側面52aのマチ(折り込み)が再び折り線53に沿ってインク収納部52の内側に折り込まれ、インクパック50の厚み方向の寸法が小さくなる。このとき、パック収納部72の側面72cに形成された凸部72dによって、インクパック50のインク収納部52の側面52aの折り込み(マチ)が完全に拡がるのを抑制しているので、インクパック50が側面52aの折り線53に沿って図14に示すように平坦状につぶれる。
また、インクコンテナ21C〜21Kがコンテナ装着部20に装着され、インクパック50内のインクの消費が進んだ状態では、インクパック50は長手方向に徐々に伸びていくが、インクパック50の長手方向(伸び方向)の一端側である第2シール部51bにおいてはインク供給口55の溝部55aと収納ケース60との嵌合で位置規制するとともに、インクパック50の長手方向の他端側である第1シール部51aにおいては図15に示すようにパック収納部72の上面72aと下面72bとによって徐々につぶれ、取手部71内に進入する。
本実施形態では、上記のように、収納ケース60のパック収納部72の側面72cには、インクが充填された状態のインク収納部52の側面52aを凹ませるように、内側に向かって突出する凸部72dが形成されている。これにより、インクパック50は側面52に折り線53に沿った折りぐせが付いた状態で収納され、インクパック50の側面52aの折り込み(マチ)が完全に拡がるのを抑制することができるので、インクパック50からインクを送り出してインクパック50がつぶれる際に、インクパック50が側面52aの折り線53に沿って平坦状につぶれやすくなる。このため、インクパック50の交換が必要となった際にインクパック50内に残るインク量を低減することができる。
また、インクパック50内に残るインク量を減らすためにインクパック50を押圧する押圧部材や、押圧部材をインクパック50側に付勢するコイルバネなどを設ける必要がないので、インクコンテナ21C〜21Kの部品点数が増加するのを抑制することができる。これにより、消耗品であるインクコンテナ21C〜21Kの交換コストが増加するのを抑制することができる。
また、パック収納部72の側面72cに、内側に向かって突出する凸部72dを形成することによって、凸部72dが側面72cの補強リブとして作用するため、パック収納部72の側面72cを平坦面で形成する場合に比べて、パック収納部72の剛性を高くすることができる。これにより、輸送時の外部衝撃や振動などからパック収納部72内のインクパック50を保護することができる。
また、上記のように、パック収納部72の内側面の高さH72aは、インクパック50の側面52aを拡げたときの高さH52よりも小さい。これにより、インクパック50の側面52aの折り込み(マチ)が完全に拡がるのをより抑制することができる。
また、上記のように、パック収納部72の中央部の内部空間の高さH72bは、パック収納部72の内側面の高さH72aよりも大きい。これにより、パック収納部72の容積を容易に確保することができる。
また、上記のように、凸部72dは、パック収納部72の一対の側面72cのそれぞれに形成されており、凸部72dの先端部間の距離L72dは、インク収納部52の下面(または上面)を平坦にした状態での矢印A方向の長さL52よりも小さい。これにより、インクパック50にインクが充填された状態で、凸部72dをインク収納部52の側面52aに当接させて、インク収納部52の側面52aを容易に凹ませることができる。
また、上記のように、凸部72dは、断面視山形状に形成されている。これにより、インク収納部52の側面52aを折り線53に沿うように容易に折り曲げることができる。
また、上記のように、凸部72dは、インク収納部52の側面52aの長手方向に沿って延びるように形成されている。これにより、インク収納部52の側面52aの長手方向全域を折り線53に沿って容易に折り曲げることができる。
また、上記のように、パック収納部72は、開口部80aとは反対側の端部から開口部80a側に近づくにしたがって上面72aと下面72bとが離れるようにテーパー状に形成されている。これにより、インクパック50からインクを送り出してインクパック50がつぶれる際に、インクパック50は長手方向に徐々に伸びていくが、インクパック50の長手方向(伸び方向)の一端側においてはインク供給口55と開口部80aとの嵌合で位置規制するとともに、インクパック50の長手方向の他端側(開口部80aから離れる側)においてはパック収納部72の上面72aと下面72bとによってインクパック50が徐々につぶされる。これにより、インクパック50内に残るインク量をより低減することができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、フルカラー画像を得るためにイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のインクを用いたインクジェット記録装置について説明を行ったが、別の色相の着色インクを備えたインクジェット記録装置や、色数が異なるインクジェット記録装置にも利用することができる。
また、上記実施形態では、記録装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型のインクジェットインクジェットプリンター100に搭載されるインクコンテナ21C〜21Kについて説明したが、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型のインクジェットプリンターにも全く同様に適用可能である。
また、上記実施形態では、凸部72dを断面視山形状に形成した例について示したが、凸部72dを例えば断面視円弧状などの山形状以外の形状に形成してもよい。
また、上記実施形態では、凸部72dを側面72cの長手方向に沿って延びるように形成した例について示したが、凸部72dを側面72cの長手方向に複数個に分けて形成してもよい。
また、上記実施形態では、インクパック50を4枚の可撓性フィルムを用いて形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図16に示した本発明の変形例のインクパック50のように、1枚の可撓性フィルムを用いて形成してもよい。この場合、1枚の可撓性フィルムの両端部を貼り合わせて筒状にし、筒状の一端および他端をヒートシールし、インク収納部52の側面52aに折り線53に沿って折り込みを入れることによって、ガゼット袋からなるインクパック50を容易に形成することができる。1枚の可撓性フィルムからインクパック50を形成することによって、4枚の可撓性フィルムを用いてインクパック50を形成する場合に比べて、可撓性フィルムの使用量を削減することができるので、インクパック50のコストを低減することができる。なお、1枚の可撓性フィルムから形成したインクパック50を用いる場合も、4枚の可撓性フィルムから形成したインクパック50を用いる場合と同様、インクパック50がつぶれる際に、インクパック50が側面52aの折り線53に沿って平坦状につぶれるので、インクパック50内に残るインク量を低減することができる。
21C〜21K インクコンテナ
50 インクパック
52 インク収納部
52a 側面
53 折り線
55 インク供給口
60 収納ケース
72 パック収納部
72a 上面
72b 下面
72c 側面
72d 凸部
80a 開口部
100 インクジェットプリンター(インクジェット記録装置)
H52、H72a、H72b 高さ
L52 長さ
L72d 距離

Claims (5)

  1. 可撓性フィルムで形成され、内部にインクを収納するインク収納部を有するインクパックと、
    該インクパックを収納するパック収納部を有する収納ケースと、
    を備えたインクコンテナであって
    前記インクパックは、前記インク収納部の側面の長手方向に延設された折り線に沿って折り込みを入れたガゼット袋であり、
    前記収納ケースの前記パック収納部の側面には、インクが充填された状態の前記インク収納部の側面を凹ませるように、内側に向かって突出する凸部が前記折り線の延在方向に沿って形成されており、
    前記パック収納部の内側面の高さは、前記インクパックの側面を拡げたときの高さよりも小さく、
    前記パック収納部の短手方向中央部の内部空間の高さは、前記パック収納部の内側面の高さよりも大きく、
    前記凸部は、前記パック収納部の短手方向に対向する一対の側面のそれぞれに形成されており、
    前記凸部の先端部間の距離は、前記インク収納部の前記短手方向の長さよりも小さく、
    前記収納ケースは、インクコンテナの交換時にユーザーにより把持されるとともに前記パック収納部と一体で形成される取手部を有し、
    前記インクパックは、前記インク収納部に連結し内部のインクを外部に送り出すインク供給口を有し、
    前記収納ケースは、前記インクパックの前記インク供給口に固定し、
    前記パック収納部は、前記インク供給口とは反対側の端部から前記インク供給口側に近づくにしたがって上面と下面とが離れるようにテーパー状に形成されており、
    前記インクパック内のインクが消費されることにより、前記インクパックの前記取手部側の部分は前記パック収納部の上面と下面とによって徐々につぶれ、前記取手部内に進入することを特徴とするインクコンテナ。
  2. 前記凸部は、断面視山形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインクコンテナ。
  3. 前記凸部は、前記インク収納部の長手方向に沿って延びるように連続して形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクコンテナ。
  4. 前記インクパックは、1枚の可撓性フィルムの両端部を貼り合わせて筒状にし、筒状の一端および他端をヒートシールし、前記インク収納部の側面に折り線に沿って折り込みを入れたガゼット袋であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のインクコンテナ。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載のインクコンテナを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
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