JP2015223739A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減することができるインクカートリッジを提供する。
【解決手段】インクカートリッジ２は、第１の開口部３０を有するフレーム２０と、第１の開口部３０を覆うように配置されることにより、フレーム２０とともにインクを収容するためのインク室３８を形成する第１のフィルム２２と、フレーム２０と一体成形され、且つ、第１のフィルム２２の内面を押圧するためのバネ部材２８と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクを収容するためのインクカートリッジに関する。

インクを吐出することにより印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタには、インクカートリッジが着脱自在に装着されている（例えば、特許文献１参照）。インクカートリッジは、インクジェットプリンタに供給されるインクを収容するためのものである。

近年、有機溶剤にインク顔料が溶解されたインクを用いて印刷を行うインクジェットプリンタが開発されている。このようなインクジェットプリンタでは、例えば図９に示すようなインクカートリッジが用いられる。図９は、従来のインクカートリッジを示す分解斜視図である。図９に示すインクカートリッジ１００は、インクを収容するためのタンク部１０２と、タンク部１０２を覆うケース部１０４及び蓋部１０６と、を備えている。ケース部１０４には、タンク部１０２内のインクを外部に吐出するためのヘッド１０８が設けられている。なお、ケース部１０４と蓋部１０６との間にはシール部材１１０が配置されている。

タンク部１０２は、枠状のフレーム１１２を有している。フレーム１１２の両側面にはそれぞれ開口部１１４，１１６が配置されており、これら一対の開口部１１４，１１６はそれぞれフィルム１１８，１２０により覆われている。フレーム１１２及び一対のフィルム１１８，１２０で囲まれた空間には、インクを収容するためのインク室１２２が形成されている。インク室１２２には、一対の押圧プレート１２４，１２６及びコイルバネ１２８が配置されている。コイルバネ１２８は、一対の押圧プレート１２４，１２６の間に配置されたバネである。一対の押圧プレート１２４，１２６はそれぞれ、コイルバネ１２８の弾性力によって一対のフィルム１１８，１２０の各々の内面を押圧する。

タンク部１０２内のインクがヘッド１０８を通して外部に吐出されることにより、タンク部１０２内のインクの量が減少する。このとき、一対のフィルム１１８，１２０はそれぞれ負圧によってインク室１２２内に向けて撓もうとするが、一対の押圧プレート１２４，１２６によってインク室１２２の外部に向けて押圧されるようになる。これにより、タンク部１０２内の圧力がほぼ一定に保たれる。

特開２００９−２２６８０９号公報

従来のインクカートリッジ１００では、上述したようにインク室１２２に一対の押圧プレート１２４，１２６及びコイルバネ１２８が配置されている。そのため、インクカートリッジ１００の部品点数が増大してしまい、インクカートリッジ１００の製造工数が増大するという課題が生じる。

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、部品点数を低減することができるインクカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るインクカートリッジは、インクを収容するためのインクカートリッジであって、開口部を有するフレームと、前記開口部を覆うように配置されることにより、前記フレームとともにインクを収容するためのインク室を形成するフィルムと、前記フレームと一体成形され、且つ、前記フィルムの内面を押圧するためのバネ部材と、を備える。

本態様によれば、バネ部材がフレームと一体成形されているので、インクカートリッジの部品点数を低減することができる。その結果、インクカートリッジの製造工数を低減することができるので、インクカートリッジの製造コストを低く抑えることができる。

例えば、本発明の一態様に係るインクカートリッジにおいて、前記インクカートリッジは、さらに、前記フレームと一体成形され、且つ、前記バネ部材の弾性力により前記フィルムの内面を押圧する押圧部材を備えるように構成してもよい。

本態様によれば、押圧部材がフレームと一体成形されているので、インクカートリッジの部品点数をより一層低減することができる。

例えば、本発明の一態様に係るインクカートリッジにおいて、前記バネ部材は、前記フレームの前記開口部の周縁部に接続された第１の端部と、前記押圧部材に接続された第２の端部と、を有しており、前記バネ部材は、前記第１の端部から前記第２の端部に亘って渦巻状に延びているように構成してもよい。

本態様によれば、バネ部材は、第１の端部から第２の端部に亘って渦巻状に延びているので、バネ部材の弾性力を高めることができる。

例えば、本発明の一態様に係るインクカートリッジにおいて、前記バネ部材は複数設けられ、前記複数のバネ部材はそれぞれ所定方向に渦巻状に延び、且つ、互いに重ならないように配置されているように構成してもよい。

本態様によれば、複数のバネ部材はそれぞれ所定方向に渦巻状に延びているので、複数のバネ部材の弾性力をより一層高めることができる。さらに、複数のバネ部材は互いに重ならないように配置されているので、複数のバネ部材がそれぞれ収縮した際に、複数のバネ部材全体が嵩張るのを抑制することができる。

例えば、本発明の一態様に係るインクカートリッジにおいて、前記複数のバネ部材の各々の前記第１の端部の幅方向における大きさは、前記第２の端部の幅方向における大きさよりも大きいように構成してもよい。

本態様によれば、複数のバネ部材の各々の第１の端部の幅方向における大きさは、第２の端部の幅方向における大きさよりも大きいので、押圧部材の周辺領域において複数のバネ部材を互いに重ならないように配置することができるとともに、複数のバネ部材の各々とフレームとの接続強度を高めることができる。

例えば、本発明の一態様に係るインクカートリッジにおいて、前記バネ部材の片面には、その長さ方向に沿って延びるリブが設けられているように構成してもよい。

本態様によれば、バネ部材の片面には、その長さ方向に沿って延びるリブが設けられているので、バネ部材の強度を高く保つことができる。さらに、インク室の容積に占めるバネ部材の体積の割合を小さく抑えることができ、インク室により多くのインクを充填することができる。

例えば、本発明の一態様に係るインクカートリッジにおいて、前記インクカートリッジは、さらに、前記フレームを覆い、且つ、前記インク室に収容されたインクを外部に吐出するためのヘッドを有するケースを備えるように構成してもよい。

本態様によれば、インクカートリッジは、さらに、ヘッドを有するケースを備えているので、インク室に収容されたインクをヘッドから外部に吐出することができる。

本発明の一態様に係るインクカートリッジによれば、インクカートリッジの部品点数を低減することができる。その結果、インクカートリッジの製造工数を低減することができるので、インクカートリッジの製造コストを低く抑えることができる。

実施の形態に係るインクカートリッジを示す斜視図である。 実施の形態に係るインクカートリッジを示す分解斜視図である。 タンク部を抜き出して示す斜視図である。 タンク部を示す分解斜視図である。 フレームを正面から見た状態を示す図である。 フレームを背面から見た状態を示す斜視図である。 図５中のＡ−Ａ線によるバネ部材の端面図である。 図５中のＡ−Ａ線による、変形例に係るバネ部材の端面図である。 従来のインクカートリッジを示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

（実施の形態）
［インクカートリッジの全体構成］
まず、図１及び図２を参照しながら、実施の形態に係るインクカートリッジ２の全体構成について説明する。図１は、実施の形態に係るインクカートリッジを示す斜視図である。図２は、実施の形態に係るインクカートリッジを示す分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、インクカートリッジ２は、ケース部４、タンク部６及び蓋部８を備えている。なお、インクカートリッジ２は、例えばインクジェットプリンタ（図示せず）等に着脱自在に搭載される。

ケース部４は、容器状に構成されており、上面に開口部１０を有している。ケース部４の下端部には、タンク部６内のインクをインクカートリッジ２の外部に吐出するためのヘッド１２が設けられている。なお、ケース部４は、例えば樹脂で形成されている。

タンク部６は、インクを収容するためのものであり、ケース部４の内部に配置されている。タンク部６内に収容されるインクは、例えば、有機溶剤にインク顔料が溶解された溶剤インクである。インクに含まれる有機溶剤としては、例えばＭＥＫ（メチルエチルケトン）等が用いられる。タンク部６の上端部には、タンク部６の内部に通じる注入口１４が設けられている。この注入口１４は、インクをタンク部６内に注入するためのものである。タンク部６の構成については後で詳述する。

蓋部８は、ケース部４の開口部１０を覆うようにして、ケース部４の上面に取り付けられている。蓋部８は、例えば樹脂で形成されており、樹脂の溶着によってケース部４の上面に固定される。蓋部８には、上述した注入口１４を挿通するための貫通孔１６が設けられている。注入口１４の周縁部と貫通孔１６の周縁部との間には、シール部材１８が配置されている。シール部材１８は、例えばリング状のパッキンである。これにより、インクカートリッジ２の製造時にインクを注入口１４からタンク部６内に注入する際に、インクがタンク部６とケース部４との間の隙間に流れ込むのを抑制することができる。なお、インクの注入が完了した際には、栓部材（図示せず）が注入口１４に圧入される。

［タンク部の構成］
次に、図２〜図７を参照しながら、本実施の形態のインクカートリッジ２の特徴的な構成である、タンク部６の構成について説明する。図３は、タンク部を抜き出して示す斜視図である。図４は、タンク部を示す分解斜視図である。図５は、フレームを正面側から見た状態を示す図である。図６は、フレームを背面側から見た状態を示す斜視図である。図７は、図５中のＡ−Ａ線によるバネ部材の端面図である。

図２〜図４に示すように、タンク部６は、フレーム２０、第１のフィルム２２（フィルム）、第２のフィルム２４、押圧部材２６及び複数（本実施の形態では４個）のバネ部材２８を有している。

図２〜図４に示すように、フレーム２０は、矩形状の枠状に構成されている。フレーム２０の両側面にはそれぞれ、矩形状の第１の開口部３０（開口部）及び第２の開口部３２が設けられている。フレーム２０の上端部には、上述した注入口１４が設けられている。フレーム２０の下端部には、タンク部６の内部に通じる排出口３４が設けられている。排出口３４は、タンク部６内のインクを上述したヘッド１２へ排出するためのものである。フレーム２０の下端部には、さらに、外部に向けて突出した突起３６が設けられている。突起３６は、タンク部６をケース部４に対して位置決めするためのものである。タンク部６をケース部４の開口部１０からケース部４の内部に配置した際に、排出口３４がヘッド１２に接続されるとともに、突起３６がケース部４の内底部に設けられた凹部（図示せず）に挿入される。なお、フレーム２０は、耐溶剤性を有する樹脂、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）等で形成されている。

第１のフィルム２２は、フレーム２０の第１の開口部３０を覆うように配置されている。第１のフィルム２２は、撓むことが可能な状態で、例えば樹脂の溶着によって第１の開口部３０の周縁部３０ａに固定されている。第１のフィルム２２は、耐溶剤性を有する樹脂、例えばポリエチレン等で形成されている。

第２のフィルム２４は、フレーム２０の第２の開口部３２を覆うように配置されている。第２のフィルム２４は、撓むことが可能な状態で、例えば樹脂の溶着によって第２の開口部３２の周縁部３２ａに固定されている。第２のフィルム２４は、耐溶剤性を有する樹脂、例えばポリエチレン等で形成されている。

上述したフレーム２０、第１のフィルム２２及び第２のフィルム２４で囲まれた空間には、インクを収容するためのインク室３８が形成されている。すなわち、第１のフィルム２２及び第２のフィルム２４は、フレーム２０とともにインク室３８を形成している。インク室３８は、フレーム２０の第１の開口部３０及び第２の開口部３２にそれぞれ通じている。

図４〜図６に示すように、押圧部材２６は、フレーム２０と一体成形されている。すなわち、押圧部材２６は、フレーム２０の材料と同じ材料、例えば高密度ポリエチレン等で形成されている。押圧部材２６は、矩形状のプレート状に構成されており、フレーム２０の第１の開口部３０の中央部に配置されている。図３中の矢印で示すように、押圧部材２６は、後述する複数のバネ部材２８の弾性力によって、第１のフィルム２２の内面（すなわち、インク室３８側の面）をインク室３８の外部に向けて押圧する。

図４〜図６に示すように、複数のバネ部材２８はそれぞれ、フレーム２０と一体成形されている。すなわち、複数のバネ部材２８はそれぞれ、フレーム２０の材料と同じ材料、例えば高密度ポリエチレン等で形成されている。

複数のバネ部材２８はそれぞれ、フレーム２０の第１の開口部３０に配置されている。複数のバネ部材２８の各々の第１の端部２８ａは、第１の開口部３０の周縁部３０ａにおける隅部の近傍に接続されている。複数のバネ部材２８の各々の第２の端部２８ｂは、押圧部材２６の外周部における角部に接続されている。図５に示すように、複数のバネ部材２８はそれぞれ、第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂに亘って所定方向（図５において反時計方向）に渦巻状に延びており、Ｙ軸方向において互いに重ならないように配置されている。なお、複数のバネ部材２８はそれぞれ、例えば約２７０°の角度で周回している。

図４に示すように、複数のバネ部材２８はそれぞれ、外力が加えられていない状態では、フレーム２０の第１の開口部３０から外部に伸長するようになる。図３に示すように、複数のバネ部材２８はそれぞれ、第１のフィルム２２によりインク室３８側に押さえ付けられることによって、Ｙ軸方向に収縮される。これにより、複数のバネ部材２８はそれぞれ、押圧部材２６を第１のフィルム２２に向けて付勢する。

さらに、図５に示すように、複数のバネ部材２８の各々の第１の端部２８ａの幅方向の大きさＷ１は、第２の端部２８ｂの幅方向の大きさＷ２よりも大きくなるように構成されている。すなわち、複数のバネ部材２８の各々の幅方向の大きさは、第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂにかけて漸減するように構成されている。これにより、押圧部材２６の周辺領域（すなわち、複数のバネ部材２８の配置密度が比較的高い領域）では、複数のバネ部材２８の各々の幅方向の大きさが小さいので、複数のバネ部材２８を互いに重ならないように配置することができる。また、複数のバネ部材２８の各々の第２の端部２８ｂの幅方向の大きさＷ２を比較的大きくすることにより、複数のバネ部材２８の各々とフレーム２０との接続強度を高めることができる。

さらに、図６及び図７に示すように、複数のバネ部材２８の各々の片面には、バネ部材２８の長さ方向に沿って延びるリブ４０が設けられている。本実施の形態では、リブ４０は、バネ部材２８の幅方向における中央部に配置されている。すなわち、バネ部材２８の長さ方向に対して垂直な断面形状は、略Ｔ字状である。これにより、バネ部材２８の強度を高く保つことができる。さらに、インク室３８の容積に占めるバネ部材２８の体積の割合を小さく抑えることができるので、インク室３８により多くのインクを充填することができる。

［複数のバネ部材の機能］
次に、図３を参照しながら、上述した複数のバネ部材２８の機能について説明する。図３に示すように、インク室３８にインクが充填された状態では、第１のフィルム２２及び第２のフィルム２４はそれぞれ、フレーム２０の第１の開口部３０及び第２の開口部３２から外側にやや膨らんだ状態に撓むようになる。この状態から、例えばインクジェットプリンタで印刷が行われるなどすることにより、インク室３８内のインクの量が減少した際には、第１のフィルム２２及び第２のフィルム２４がそれぞれ負圧によってインク室３８内に向けて撓もうとする。このとき、押圧部材２６が複数のバネ部材２８の弾性力によって第１のフィルム２２をインク室３８の外部に向けて押圧することにより、タンク部６内の圧力がほぼ一定に保たれる。これにより、タンク部６からヘッド１２にインクをスムーズに供給し続けることができる。

［効果］
次に、本実施の形態のインクカートリッジ２により得られる効果について説明する。上述したように、押圧部材２６及び複数のバネ部材２８がそれぞれフレーム２０と一体成形されているので、インクカートリッジ２の部品点数を低減することができる。その結果、インクカートリッジ２の製造工数を低減することができるので、インクカートリッジ２の製造コストを低く抑えることができる。

さらに、上述したように、複数のバネ部材２８はそれぞれ、第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂに亘って所定方向に渦巻状に延びている。これにより、複数のバネ部材２８がそれぞれ樹脂で形成されている場合であっても、複数のバネ部材２８の弾性力を高めることができる。

（変形例）
次に、図８を参照しながら、変形例に係るインクカートリッジの構成について説明する。図８は、図５中のＡ−Ａ線による、変形例に係るバネ部材の端面図である。なお、本変形例において、上記実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図８に示すように、本変形例のインクカートリッジでは、リブ４０Ａは、バネ部材２８の長さ方向に沿って延びるとともに、バネ部材２８Ａの幅方向における端部に配置されている。すなわち、バネ部材２８Ａの長さ方向に対して垂直な断面は、略Ｌ字状である。これにより、上記実施の形態と同様に、バネ部材２８Ａの強度を高く保つことができるとともに、インク室３８（図３参照）の容積に占めるバネ部材２８Ａの体積の割合を小さく抑えることができる。

（他の変形例）
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係るインクカートリッジについて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態及び変形例を組み合わせてもよい。

上記実施の形態では、タンク部６内に収容するインクを溶剤インクで構成したが、これに限定されず、例えば水性インクで構成してもよい。

上記実施の形態では、バネ部材２８の個数を４個としたが、これに限定されず、例えば１個、２個又は５個以上でもよい。

上記実施の形態では、押圧部材２６の形状を矩形状のプレート状としたが、これに限定されず、例えば円形状のプレート状等の任意の形状でもよい。あるいは、押圧部材２６を省略することにより、バネ部材２８の第２の端部２８ｂ（先端部）で第１のフィルム２２の内面を押圧するようにしてもよい。

本発明のインクカートリッジは、例えば、インクを吐出することにより印刷を行うインクジェットプリンタ等に搭載することができる。

２，１００ インクカートリッジ
４，１０４ ケース部
６，１０２ タンク部
８，１０６ 蓋部
１０，１１４，１１６ 開口部
１２，１０８ ヘッド
１４ 注入口
１６ 貫通孔
１８，１１０ シール部材
２０，１１２ フレーム
２２ 第１のフィルム
２４ 第２のフィルム
２６ 押圧部材
２８，２８Ａ バネ部材
２８ａ 第１の端部
２８ｂ 第２の端部
３０ 第１の開口部
３０ａ，３２ａ 周縁部
３２ 第２の開口部
３４ 排出口
３６ 突起
３８，１２２ インク室
４０，４０Ａ リブ
１１８，１２０ フィルム
１２４，１２６ 押圧プレート
１２８ コイルバネ

Claims (7)

1. インクを収容するためのインクカートリッジであって、
   開口部を有するフレームと、
   前記開口部を覆うように配置されることにより、前記フレームとともにインクを収容するためのインク室を形成するフィルムと、
   前記フレームと一体成形され、且つ、前記フィルムの内面を押圧するためのバネ部材と、を備える
   インクカートリッジ。
2. 前記インクカートリッジは、さらに、
   前記フレームと一体成形され、且つ、前記バネ部材の弾性力により前記フィルムの内面を押圧する押圧部材を備える
   請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記バネ部材は、
   前記フレームの前記開口部の周縁部に接続された第１の端部と、
   前記押圧部材に接続された第２の端部と、を有しており、
   前記バネ部材は、前記第１の端部から前記第２の端部に亘って渦巻状に延びている
   請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記バネ部材は複数設けられ、
   前記複数のバネ部材はそれぞれ所定方向に渦巻状に延び、且つ、互いに重ならないように配置されている
   請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 前記複数のバネ部材の各々の前記第１の端部の幅方向における大きさは、前記第２の端部の幅方向における大きさよりも大きい
   請求項４に記載のインクカートリッジ。
6. 前記バネ部材の片面には、その長さ方向に沿って延びるリブが設けられている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
7. 前記インクカートリッジは、さらに、
   前記フレームを覆い、且つ、前記インク室に収容されたインクを外部に吐出するためのヘッドを有するケースを備える
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。

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