JP2015150817A

JP2015150817A - インクカートリッジ

Info

Publication number: JP2015150817A
Application number: JP2014028134A
Authority: JP
Inventors: 憲央島村; Norihisa Shimamura
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: JP6306365B2

Abstract

【課題】インクの減少に伴ってインク袋が変形しても、吸引されずにインク袋内に残ってしまうインク残量を充分に低減させたインクカートリッジを提供することを課題とする。
【解決手段】インクカートリッジ２０は、インクが封入されるインク袋２２と、インク袋２２が挿入される箱状の外装体３０と、インク袋の先端側に配置されたインク供給口２４と、案内部２８とを備える。案内部２８は、インク袋２２の水平方向における後端側２２ｒを下方から支えるように設けられ、水平方向に対し所定の第一角度θ_１を有して設けられた第一ガイド面２８ｐと、第一ガイド面２８ｐよりもインク供給口２４から離れる側に設けられ、第一角度θ_１よりも水平方向に対する角度が大きい第二角度θ_２で設けられ、インクの消費によりインク袋２２が変形する際のインク袋の後端部２２ｂの動きをガイドする第二ガイド面２８ｑと、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクが封入されるインク袋と、インク袋が挿入される箱状の外装体とを備えていて、印刷装置に対して水平方向に沿って着脱されるインクカートリッジに関する。

シリアルプリンタに装着されるインクカートリッジとして、可撓性フィルムの周縁部同士を溶着してなるインク袋にインクを充填し、主に樹脂で形成された直方体のカートリッジ外装内にこのインク袋を収納してなるインクカートリッジが既に実用化されている（例えば特許文献１、２参照）。カートリッジ外装は、樹脂ではなくダンボールで構成されることも多い。

そして、近年のインクジェットプリンタでは、ヘッドのライン化による高速プリントの実現によりインク消費量が増大している。これに伴い、インクカートリッジの大容量化（５００ｍｌ以上）が進んできている。

特開2010-082991号公報特開昭57-201664号公報

ところで、従来のインクカートリッジでは、このような可撓性フィルムからなるインク袋からインクを吸引すると、インクの減少に伴ってインク袋がいびつに変形して、吸引されずにインク袋内に残って無駄になってしまうことが問題となっている。インクジェットプリンタでは、近年、インクカートリッジの大容量化が益々進んでおり、この問題が早期に解決されることが好ましい。

ここで、特許文献１では、外装体の底側に仕切部材を配置してインク袋底部と外装体内側との間に空間を形成することが開示されている。このように外装体内に空間を形成することで、インクカートリッジ交換時のインク袋内のインク残量を減らすことは考えられるが、インク吸引に伴ってインク袋の位置をガイドするものではなく、インク残量を減らすという観点では充分な効果を得難い。

また、特許文献２では、インク袋を構成する可撓性フィルムよりも変形し難い平板をインク袋上に配置してインク袋の変形を均一にすることが開示されている。このようにインク吸引に伴ってインク袋の位置をガイドすることで、インクカートリッジ交換時のインク袋内のインク残量を減らすことは考えられるが、インク供給路が狭くなるので、インク吸引に伴って必要とするインク流量が得られなくなり、インク残量を減らすという観点では不充分である。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、インクの減少に伴ってインク袋が変形しても、吸引されずにインク袋内に残ってしまうインク残量を充分に低減させたインクカートリッジを提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るインクカートリッジの第１の特徴は、インクが封入されるインク袋と、前記インク袋が挿入される箱状の外装体と、前記インク袋の先端側に配置され、印刷装置に水平方向に着脱されるインク供給口と、を備え、該印刷装置にインクを供給するインクカートリッジであって、前記インク袋の水平方向における後端側を下方から支えるように設けられ、水平方向に対し所定の第一角度を有して設けられた第一ガイド面と、前記第一ガイド面よりも前記インク供給口から離れる側に設けられ、前記第一角度よりも水平方向に対する角度が大きい第二角度で設けられ、インクの消費によりインク袋が変形する際の前記インク袋の後端部の動きをガイドする第二ガイド面と、を有する案内部材を備えたことにある。

本発明に係るインクカートリッジの第１の特徴によれば、外装体の案内部がインク供給口に対して最も遠い端部に当接する凹部を有することにより、インク袋のインク供給口からインクが吸引されることに伴って上記最も遠い端部の上昇が生じる際にインク袋にシワが形成されることを防止しているので、インクの減少に伴ってインク袋が変形しても、吸引されずにインク袋内に残ってしまうインク残量を充分に低減させたインクカートリッジとすることができる。

図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係るインクカートリッジが着脱自在に装着される印刷装置を示す平面図、正面図、および、側面図である。本発明の一実施形態に係るインクカートリッジで、（ａ）はインクが１００％充填されているとき（すなわち未使用のインクカートリッジ）の模式的な側面断面図、（ｂ）はインクカートリッジの交換時期のときの模式的な側面断面図である。本発明の一実施形態に係るインクカートリッジに収容されているインク袋を水平方向に向けたときで、（ａ）はインクが１００％充填されているときの模式的な側面図、（ｂ）はインク袋の交換時期のときの模式的な側面図である。本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの変形例を示す部分側面断面図である。本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの変形例を示す部分側面断面図である。本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの変形例の外装体を示す側面断面図である。本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの変形例を示す部分側面断面図である。従来例のインクカートリッジで、（ａ）はインクが１００％充填されているときの模式的な側面断面図、（ｂ）はインクがある程度に消費されたときの模式的な正面断面図、（ｃ）はインク袋の交換時期のときの模式的な側面断面図である。比較例のインクカートリッジで、インクが１００％充填されているときの模式的な側面断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、すでに説明したものと同一または類似の構成要素には同一または類似の符号を付し、その詳細な説明を適宜省略している。

また、図面は模式的なものであり、寸法比などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法比などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

また、以下の説明では、インク袋のインク供給口に対して最も遠い端部は、インク供給口とは反対側に位置する後端部である例で説明する。

（印刷装置の全体構成）
図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）に係るインクカートリッジが着脱自在に装着される印刷装置を示す平面図、正面図、および、側面図である。本実施形態では、印刷装置１０として、多数のノズルが形成されたインクヘッドを複数備え、それぞれのインクヘッドから黒又はカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行い、搬送ベルト上の印刷用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成するインクジェット方式のラインカラープリンタを例に挙げて説明する。

本実施形態において、上記インクヘッドは、用紙の搬送方向に沿って、４つのインクヘッドが並べて配置され、複数の画像を互いに重なり合うようにしてカラー画像を形成する。印刷装置１０内部には、演算処理装置１２が備えられており、この演算処理装置１２によって、上述したインクヘッドによる印刷処理や、搬送機構の駆動制御の他、インクカートリッジからのインク供給に関する制御も行う。

この演算処理装置１２は、ＣＰＵやＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサ、メモリ、及びその他の電子回路等のハードウェア、或いはその機能を持ったプログラム等のソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成された演算モジュールであり、プログラムを適宜読み込んで実行することにより種々の機能モジュールを仮想的に構築し、構築された各機能モジュールによって、画像データに関する処理や、各部の動作制御、ユーザー操作に対する種々の処理を行う。また、この演算処理装置１２には、操作パネル１４が接続されており、この操作パネル１４を通じて、ユーザーによる指示や設定操作を受け付けることができる。

印刷装置１０は、印刷装置本体１０ｍの上面にインクカートリッジ２０を取付けるカートリッジ取付機構１６が設けられており、このカートリッジ取付機構に対して上記各色のインクカートリッジ２０が複数（ここでは、４本）配列されて装填される。このカートリッジ取付機構１６にインクカートリッジの着脱機構であるホルダー部が水平方向に向けられて設けられている。また、このカートリッジ取付機構１６上方を覆うように上面装置１８が配設され、インクカートリッジ２０の装填は、この上面装置１８下面と印刷装置本体１０ｍの上面との間に水平方向に挿入することにより行われる。この上面装置１８は、例えば、シートフィーダーや操作パネルなどが配設される。

（インクカートリッジ）
図２は、本実施形態に係るインクカートリッジを示しており、（ａ）はインク袋にインクが１００％充填されているとき（すなわち未使用のインクカートリッジ）の模式的な側面断面図、（ｂ）はインクカートリッジの交換時期のときの模式的な側面断面図である。図３は、本実施形態に係るインクカートリッジに収容されているインク袋を水平方向に向けたときを示しており、（ａ）はインクが１００％充填されているときの模式的な側面図、（ｂ）はインクカートリッジの交換時期のときの模式的な側面図である。

インクカートリッジ２０は、印刷装置１０に対して水平方向（着脱操作方向Ｄ２）に着脱される細長の筐体であり、インクが封入されるインク袋２２と、インク袋２２が挿入される外箱である外装体３０とから概略構成されている。外装体３０は、横断面における内面形状が矩形の筒状体である。

外装体３０は、インク袋２２のインク供給口側の端部２２ｓ（先端側）とは反対側に位置し、インク供給口側の端部２２ｓから最も遠い端部である後端部２２ｂに対して凹であって後端部２２ｂを下方から支えて案内する案内部２８を内側に備えている。そして、案内部２８は、インク消費によりインク袋２２が変形してインク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでの長さＸ＋ΔＸが長くなるに従って、インク袋２２の後端部２２ｂの動きをガイドすることで後端部２２ｂが上昇するように、かつ、上昇時にインク袋２２にシワが形成されないように、その形状が決められている。

ここでインク袋２２は、２枚の可撓性フィルムを溶着することで２枚の可撓性フィルム間にインク収容部２２ａを形成してなるものであり、インク収容部２２ａの少なくとも周縁同士が溶着されている。インクカートリッジ２０を印刷装置１０に装着すると後端部２２ｂを形成しているフィルム溶着部は、着脱操作方向Ｄ２に直交する水平な部位となる。

本実施形態では、案内部２８は、インク供給口側から外装体底側にかけて、インクカートリッジ２０の着脱操作方向（水平方向）Ｄ２に対して所定の第一角度θ１を有して設けられた第一ガイド面２８ｐを有する。ここで所定とは、インク袋２２にインクが１００％充填されているときに、インク袋２２の後端側２２ｂで、インクが自重によってインク供給口２４側に移動する角度範囲のことである。

更に、案内部２８は、第一ガイド面２８ｐの外装体後端部２２ｂに連続し外装体底側にかけて、すなわち第一ガイド面２８ｐよりもインク供給口２４から離れる側にかけて、第一ガイド面２８ｐよりも急峻に上昇する平面状の第二ガイド面２８ｑを有する（すなわち、第一ガイド面２８ｐが水平方向（水平面）となす第一角度θ_１に比べ、第２ガイド面２８ｑが水平面となす第二角度θ_２のほうが大きい）。従って、第一ガイド面２８ｐと第二ガイド面２８ｑとの境界には、着脱操作方向Ｄ２に直交する水平な谷部２８ｖが形成されている。

この構成により、案内部２８は、インク袋２２の後端部２２ｂに対して凹となっている。そして、未使用のインクカートリッジ２０（すなわち、インク袋２２にインクが１００％充填されたインクカートリッジ）が印刷装置１０に装着されたときでは、インク袋２２の後端部２２ｂは谷部２８ｖに当接、あるいはその近傍に位置している。

本実施形態では、インクカートリッジ２０を印刷装置１０に装着した状態では、外装体３０の内側下面からインク供給口２４までの高さＹ、外装体３０の内側下面からインクが１００％充填されたインク袋２２の後端部２２ｂまでの高さＨ１、外装体３０の内側下面からインクカートリッジ交換時期のインク袋２２の後端部２２ｂまでの高さＨ２、第一ガイド面２８ｐのインク供給口側の端部２２ｓからインクが１００％充填されたインク袋２２の後端部２２ｂまでの水平方向距離Ｌ１、および、インクが１００％充填されたインク袋２２のインク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでの長さＸは、以下の関係式を満たす。

Ｙ ≦ Ｈ１（式１）
Ｈ２／Ｙ≧ １.５（式２）
Ｈ１＜Ｈ２（式３）
Ｌ１ ≧ Ｘ／４（式４）

（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果を説明する。印刷装置１０に装着されたインクカートリッジ２０は水平方向に沿って装着されている。印刷装置１０で印刷することでインクが消費されるに従い、インク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでのインク袋２２の長さＸ＋ΔＸは、インク袋２２にインクが１００％充填されているときのインク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでのインク袋２２の長さＸに比べ、徐々に長くなっていく。

このため、インクが消費されて減るに従い、後端部２２ｂは第二ガイド面２８ｑに案内されて後端部２２ｂの高さ位置が徐々に上がっていく（図１（ｂ）参照）。その際、上記の式４を満たしているので、インク袋２２の後端部２２ｂ付近が案内部２８の第一ガイド面２８ｐによって支えられるので、インク袋２２内のインクが自重によってインク供給口２４側に移動しない事態が発生することは防止されている。そして、第二ガイド面２８ｑは第一ガイド面２８ｐに比べて傾斜が急峻であり、インクが吸引されるに従って、後端部２８ｂの高さ位置は、従来に比べて高くなる。従って、インク供給口２４から遠い後端部２２ｂの残インクが自重によりインク供給口２４側に移動する比率が従来に比べて高い。

よって、インク袋２２に、インク供給口２４に近い部位や中央部位などに不用意なシワが形成されることが大きく回避され、インクカートリッジ２０の交換時期におけるインク袋２２内のインク残量を従来に比べて大幅に低減させることができる。
しかも、外寸が従来と同じで簡単な構成のインクカートリッジ２０でこのような効果を得ることができる。

なお、インク袋２２からインクを吸引してもインク袋２２が水平に保持されるカートリッジ構造では、インクを吸引したインク袋２２がカートリッジ外装内に収まるように、インク袋２２のインク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでの長さ、すなわちインク袋２２の長手方向長さを小さくしなければならず、インク袋の容量が小さくなってしまうが、本実施形態ではこのような不具合が生じることはない。

また、本実施形態では、案内部２８に平面状の第一ガイド面２８ｐと平面状の第二ガイド面２８ｑとが形成されて案内部２８の傾斜が２段階となっている例で説明したが、第一ガイド面２８ｐが、インク袋の水平方向における後端側２２ｒを下方から支え、水平方向に対し所定の第一角度θ_１を有しており、第二ガイド面２８ｑが、第一ガイド面２８ｐよりもインク供給口２４から離れる側に設けられ、第一角度θ_１よりも水平方向に対する角度が大きい第二角度θ_２で設けられ、インクの消費により変形するインク袋２２の後端部２２ｂの動きをガイドするように構成される限り、このような効果は認められる。第一ガイド面２８ｐ、第二ガイド面２８ｑは平面状に限らず、湾曲凹面等の他の形状であってもよく、更には、第一ガイド面２８ｐ、第二ガイド面２８ｑが段差なく連続的に繋がっていてもよい。

例えば、図４に示すように、後端部２２ｂに対して湾曲凹面３８ｄを形成している案内部３８としてもよく、この場合、湾曲凹面３８ｄは、第一ガイド面および第二ガイド面が段差なく連続的に繋がっている形状と見ることができる。また、図５に示すように、水平方向に対する角度（傾斜角度）が段階的に大きくなるように第一ガイド面４８ｐ、第二ガイド面４８ｑ、および、第三ガイド面４８ｒの３つの平面部を形成している案内部４８としてもよい。更には、インク袋２２と接する部位が滑らかな面ではなくて、図６に示すように急峻な凸部Ｐが並んだ全体によって、後端部２２ｂに対して凹となる案内部５８とすることも可能である。

また、図７に示すように、第一ガイド面２８ｐ、第二ガイド面２８ｑと同等の傾斜の第一ガイド面６８ｐ、第二ガイド面６８ｑが外装体７０を構成する箱材で形成されているインクカートリッジであってもよい。

＜比較検討例＞
以下、従来例のインクカートリッジ、比較例のインクカートリッジ、および、実施例のインクカートリッジについて、インク袋内のインク残量に関して比較検討した例を説明する。
なお、実施例のインクカートリッジは、上記実施形態で説明したインクカートリッジ２０の一例であり、インク袋２２の寸法は、インクが１００％充填されているとき（インク満タン時）で、Ｘが２０５ｍｍ、Ｘ＋ΔＸが２１０ｍｍ、Ｄ（インク袋２２を水平方向に向けたときのインク袋２２の上下方向幅）が５１.５ｍｍ（何れも図３参照）、Ｗ（インクカートリッジを水平方向に向けたときの外装体３０の長手方向長さ）が２３０ｍｍ、Ｂ（インクカートリッジを水平方向に向けたときの外装体３０の上下方向長さ）が５６ｍｍ（何れも図２参照）である。

図８は、従来例のインクカートリッジで、（ａ）はインクが１００％充填されているときの模式的な側面断面図、（ｂ）はインクがある程度に消費されたときの模式的な正面断面図、（ｃ）はインク袋の交換時期のときの模式的な側面断面図である。図９は、比較例１のインクカートリッジで、インクが１００％充填されているときの模式的な側面断面図である。

従来例のインクカートリッジ１００では、インク袋２２の後端部２２ｂに下方から当接して支える平面１２８ｐを備えた案内部１２８を外装体１３０の内側に有する。

インク袋２２からインクが吸引されると、インク供給口２４に近い部分のインクが減少していく。従来例のインクカートリッジ１００では、インク吸引に伴い、インク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでのインク袋２２の長さＸ＋ΔＸが、インク袋２２にインクが１００％充填されているときのインク供給口側の端部２２ｓから後端部２２ｂまでのインク袋２２の長さＸに比べ、徐々に長くなっていく際、後端部２２ｂが案内部１２８の平面１２８ｐで支えられているため、後端部２２ｂの上昇率（インク吸引量に対する高さ上昇の比）が実施例のインクカートリッジ２１に比べて小さい。このため、インク供給口２４付近のインク袋部分が潰れてシワが形成され、インク袋内のインク供給路がこのシワによって遮蔽され易い。従って、インク袋２２内のインク残量が比較的多い場合であってもインクが吸引されない状態となる。

また、比較例１のインクカートリッジ２００では、インク袋２２の後端部２２ｂに対して平面状である案内部２２８を外装体２３０の内側に有する。比較例のインクカートリッジ２００では、実施例のインクカートリッジ２１に比べ、案内部２２８の上記Ｌ１の値が小さく、上記の式４が満たされていない。このため、比較例のインクカートリッジ２００では、インク袋２２の後端部２２ｂ付近の下側に大きな隙間Ｓが形成されてしまう。この結果、インク袋２２内のインクが自重によってインク供給口２４側に移動しない事態が生じ、インク袋２２のインク供給口２４付近や中央部で潰れてシワが形成され易く、インク袋内のインク供給路がこのシワによって遮蔽される。従って、インク袋２２内のインク残量が比較的多い場合であってもインクが吸引されない状態となる。

また、インク袋を構成する可撓性フィルムよりも変形し難い平板をインク袋上に配置してインク袋の変形を均一にする比較例２のインクカートリッジ（図示せず）では、インク吸引に伴ってインク袋内のインク供給路が遮蔽されることは妨げられるが、このインク供給路が狭くなるので、インク吸引に伴って必要とするインク流量が得られなくなるという不具合が生じる。インク袋を構成する可撓性フィルムを外側から押圧する機構を有するインクカートリッジや、インク袋に溝を設けたインクカートリッジであっても同様の不具合が生じる。

一方、実施例のインクカートリッジ２１では、第一ガイド面２８ｐおよび第二ガイド面２８ｑを有する案内部２８が設けられていることにより、従来例のインクカートリッジ１００や比較例のインクカートリッジ２００のようにインク吸引によってインク袋２２にシワが形成されることは防止されており、吸引されずに廃棄されてしまう無駄なインク量を大幅に低減させることができる。

１０印刷装置
２０インクカートリッジ
２２インク袋
２２ｂ後端部
２２ｒ後端側
３０外装体
２４インク供給口
２８案内部（案内部材）
２８ｐ第一ガイド面
２８ｑ第二ガイド面
３０外装体
３８案内部（案内部材）
４８案内部（案内部材）
５８案内部（案内部材）
７０外装体
Ｄ２着脱操作方向（水平方向）
θ_１第一角度
θ_２第二角度

Claims

インクが封入されるインク袋と、
前記インク袋が挿入される箱状の外装体と、
前記インク袋の先端側に配置され、印刷装置に水平方向に着脱されるインク供給口と、
を備え、該印刷装置にインクを供給するインクカートリッジであって、
前記インク袋の水平方向における後端側を下方から支えるように設けられ、水平方向に対し所定の第一角度を有して設けられた第一ガイド面と、
前記第一ガイド面よりも前記インク供給口から離れる側に設けられ、前記第一角度よりも水平方向に対する角度が大きい第二角度で設けられ、インクの消費により前記インク袋が変形する際の前記インク袋の後端部の動きをガイドする第二ガイド面と、
を有する案内部材を備えたことを特徴とするインクカートリッジ。