JP3656725B2 - インクジェット記録装置用インクカートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク滴を吐出する記録ヘッドが取付けられたキャリッジに装着されて記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、比較的簡単な構造で写真品質で画像を印刷することができるため、パーソナルユースの記録装置としても広く使用されている。
このような記録装置は、通常、ブラックインク用の記録ヘッドと、カラーインク用の記録ヘッドとをキャリッジに搭載して、ブラックインク用カートリッジ、及びカラーインク用カートリッジを装着することにより各記録ヘッドにインク供給針を介してインクを供給するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
記録装置により印刷される印刷物の大半がテキストデータであるような場合には、カラーインクの使用量や頻度が低く、これにともなってカラーインク用カートリッジの交換頻度もブラックインク用カートリッジの交換頻度に比較して極めて低くなり、カラーインク用カートリッジのインクを消費しきる以前に有効期限が到来してしまい、交換を余儀なくされ、ランニングコストが上昇するという問題がある。
また、逆にカラー画像の印刷量が多くなる使用形態では、ブラックインクの使用頻度が低くなり、ブラックインク用カートリッジのインクを消費しきる以前に有効期限が到来してしまうことがある。
さらに、記録装置自体の使用頻度が低い場合には、ブラックインク用、及びカラーインク用カートリッジにインクを残したまま、有効期限を迎えることがある。
このような問題を解消するため、カートリッジの容積を小さくしてインク収容量を少なくしたインクカートリッジを製作することも考えられるが、インクカートリッジを収容するホルダとの間に隙間が生じて、キャリッジの往復動によりインク供給針との間にゆるみが生じたり、また新たな型を起こす必要が生じてコストが掛かる等の不都合がある。
このような問題を解消するため、特開平9-262988号公報に見られるように通常量のインクカートリッジを構成する容器の底部に詰め物を装填して、インク量を減少させたインクカートリッジが提案されている。
これによれば、容器の形状を変えることなく詰め物を装填するだけでインクの充填量を減少させることができるものの、記録ヘッドへのインクの流出特性に最も大きな影響を与えるインク供給口近傍の形状が変化するため、印刷特性に変動を来す虞がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、通常のインクカートリッジと同等のインク排出特性を備え、しかも通常の容器を使用することができる小容量用のインクカートリッジを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、インク供給口を介して連通するインク室にインク含浸用の多孔質材を収容した容器本体と、インク注入口と大気連通口とを備えるとともに前記インク室側には第１のリブが形成されていて前記容器本体の開口部を封止する蓋体と、前記蓋体と前記多孔質材との間に装填されるスペーサとから構成され、
前記スペーサは、前記蓋体に対向する側に前記蓋体の第１のリブと当接する平板状の基部と、前記多孔質材に対向する側に形成された第２のリブと、前記インク注入口に対向する位置に形成された貫通孔とを備えるようにした。
【０００５】
【作用】
通常の容量のインクを収容する容器と同一形状の容器、蓋体を使用し、インク供給口近傍における構造や、多孔質材とインク供給口との関係に変化を来すことなく、インク収容体である多孔質材の体積を減少させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明が小容量化しようとする通常容量のブラックインク用のインクカートリッジの一例を示すものであって、カートリッジ１は、ほぼ直方体状の空間を確保するためのインク室２を形成する高分子材料製の容器本体３と、容器本体３の開口部を封止する蓋体４とから構成されていて、容器本体３の一側面、この実施例では下面３ａに記録ヘッド２０に連通するインク供給針２２と係合するインク供給口５が形成されている。容器３には、インクを含浸して保持するほぼ直方体状の多孔質材６が装填されている。
【０００７】
また、インク供給口５が形成されている近傍の他の面には、インクカートリッジ１を特定するための情報、たとえば製造シリアル番号、製造年月日、インク量等を格納した記憶手段が裏面に実装され、また外部との接続用電極７が表面に形成された回路基板８が固定されている。
【０００８】
蓋体４は、裏面に多孔質材６と蓋体との間に空間を確保するリブ９が形成され、また多孔質材にインクを注入するインク注入口１０と、前記空間と連通する大気連通口１１が穿設されている。また蓋体４の表面には一端が大気連通口１１に、他端が他の領域に延びる細溝１２が形成されている。
【０００９】
図２は、上述のインクカートリッジ１の内部の構造を示すものであって、インクカートリッジ１は、記録ヘッド２０を固定するキャリッジ２１の所定位置に搭載されたとき、記録ヘッド２０に連通するインク供給針２２がインク供給口５を介して液密に結合してインク室２に連通する。このインク供給針２２は、インク供給口５に対して容易に着脱でき、またインク供給口５に装着された場合にはパッキン１３により確実に封止されるように構成されている。
【００１０】
パッキン１３の上部にはインク室側にインク流路１４を備えた凸部１５が形成されていて、この流路１４にバネ１６により常時付勢され、インク供給針２２が規定の位置まで挿通されたとき開弁する弁体１７が装着されており、インク供給針２２が挿入されていない状態ではパッキン１３の上面に弾圧されてインクの漏れ出しを防止するように構成されている。
【００１１】
このよう構成されたインクカートリッジ１は、容器本体３のインク室２に直方体状に成形された多孔質材６を挿入し、容器本体３の開口部に蓋体４を溶着等により接合して封止し、またインク供給口５の露出面にインク供給針２２の挿入が可能なフィルムにより封止して容器として構成される。
【００１２】
ついで、容器の大気連通口１１に排気管を接続し、またインク注入口９からインク注入針を多孔質材６に挿通して、容器の内部を減圧すると、インク供給口５の流路や多孔質材６の細孔に含まれている空気が排除される。
【００１３】
この状態でインク注入針によりインクを注入すると、インクが多孔質材６の細孔に効率的に吸収される。インクの充填が終了した段階で、減圧室等に収容してさらに減圧を行った後、蓋体４の上面に一部１８ａが剥離可能な封止用フィルム１８を貼着することによりインクカートリッジ１が完成する。
【００１４】
一方、小容量のカートリッジを製造する場合には、図４に示したように前述の多孔質材６とほぼ同等の断面形状を備えているものの、インク量に合せて高さＨ’が、通常のものの高さＨよりも小さく調製された第２の多孔質材６’を装填する。
【００１５】
スペーサ３０は、図５に示したようにカートリッジを構成する容器本体３の長手方向の両端、及び両側の端部近傍に張出部３１、３２を備えた基台３３と、長手方向に延びるリブ３４、３５とにより構成されている。
【００１６】
これらリブ３４、３５は、基台３１よりも内側に位置するように両側にそれぞれ２列に形成されていて、中心線側に位置するリブ３５は、外側に位置するリブ３４よりも両端が飛び出し、かつ基台３３の張出部３１よりも内側に位置しており、また板上部側が外側となるように両端の側面３５ａが斜面として形成されている。
【００１７】
また、リブ３４、３５は、これに垂直なリブ３６により接合され、両側の張出部３２は外側のリブ３４との間に形成された斜面３７ａを備えたリブ３７によりリブ３４に接合されている。リブ３６は、リブ３４とリブ３５との間隔を適切に、つまり毛細管力によりインクをリブ３４、３５の間に吸収したり、ここに侵入したインクが自身のメニスカスにより停滞したりするのを防止できる間隙を維持するとともに、スペーサ３０全体の形状を保持するための剛性を与えるもので、必要に応じて複数本設けられる。
【００１８】
さらに板上部３３は、蓋体４の少なくともインク注入口１０に対向する位置、必要に応じては大気連通口１１と対向する位置に貫通孔３８、３９、３８’、３９’が、相互が対称となる位置に穿設され、長手方向の張出部３１、３１の両端には突起４０が形成されている。この突起４０は、容器本体３の内壁に強い摩擦力で当接して、容器本体３と蓋体４との接合が完了するまで、多孔質材６を圧縮した状態に維持する機能を備えている。
【００１９】
このように構成されたスペーサ３０を第２の多孔質材６’の装填後に、リブ３４、３５が下方となるようにして容器本体３に装入し、容器本体３の開口部３ａに蓋体４を被せて押し込むと、多孔質材６’がスペーサ３０を介して蓋体４により圧縮さながら容器本体３の底部に移動する。
【００２０】
なお、スペーサ３０には、インク貫通孔３８、３９と３８’、３９’とが対称に形成されているため、左右を取り違えて挿入しても、インク注入口９には貫通孔３８、３８’のいずれかが対向するから、以後のインク注入に支障をきたすことはない。また、リブ３４、３５がそれぞれ容器本体３の内壁の近傍に位置するように両側に位置しているため、内壁との摩擦で浮上がり易い多孔質材６’を確実に容器本体３の底部に押し込むことができ、かつインク注入針の挿入時にも障害となることがない。
【００２１】
スペーサ３０及び多孔質材６’のセットが終了した段階では、図６（ａ）に示したように張出部３１、３１の両端の突起４０が容器本体３の内壁に当接して浮上がりを防止される。この状態で、容器本体３の開口部３ａに蓋体４を溶着等により封止し、またインク供給口５の露出面にインク供給針２２の挿入が可能なフィルムにより封止して容器を構成する。
【００２２】
ついで、容器の大気連通口１１に排気管を接続し、またインク注入口１０からインク注入針を多孔質材６’に挿通する。インク注入針の先端は、スペーサ３０の孔３８及びリブ３５、３５の間を通過して多孔質材６’に到達してこれに挿通される。この状態で排気管により容器の内部を減圧すると、インク供給口５の流路や多孔質材６’の細孔に含まれている空気が排除される。
【００２３】
次いでインク注入針によりインクを、この第２の多孔質材６’が含浸できる程度の量を注入すると、インクは多孔質材６’の細孔に吸収される。インクの充填が終了した段階で、減圧室等に収容してさらに減圧を行った後、蓋体４の上面に一部１８ａが剥離可能な封止用フィルム１８を貼着することによりインクカートリッジが完成する。
【００２４】
そして、回路基板８に実装されている記憶手段には、インクカートリッジを特定するための情報のほか、スペーサ３０により減少されているインク量に関するデータを格納する。
【００２５】
このように小容量タイプに仕上げられたインクカートリッジ１’は、多孔質材６’がリブ３４、３５を介して上部から押圧されているため、板上部により押圧される場合に比較して内部の形状、特に凸部１５の形状に対応して適度な押圧力を受け、またリブ３５が凸部１５よりもほぼ外側に位置するためインク供給口のインク流路の流路抵抗を無用に増加させることがない。
【００２６】
このインクカートリッジ１’を図６に示したように記録装置に装着すると、インク供給針２２がインク供給口５を介してインク室２に液密に結合する。そして記録ヘッド２０へのインクの供給特性を大きく左右するインク供給口５の近傍、特に凸部１５における多孔質材６’は、スペーサ３０により通常容量タイプのものと同等に圧縮されているので、インクの充填量の多少に関わりなく確実にインクを記録ヘッド２０に供給することができる。
【００２７】
なお、上述の実施例においては、スペーサをほぼ対称形状に構成する場合について説明したが、図７（ａ）に示したように、スペーサ３０に形成されているリブ３４、３５のインク供給口５に対向する領域に凸部３４ａ、３５ａを形成すると、図７（ｂ）に示したようにインク供給口５の近傍を選択的に圧縮して、近傍のインクをインク供給口５に確実に排出することができる。
さらに、インク供給口５から離れた端部に若干中央側に位置する垂直壁４１を形成しておくと、インク供給口５から最も離れた領域、つまり上端領域をインク供給口５の側に引寄せて、多孔質材６のインクをより確実にインク供給口５に導くことができる。
【００２８】
また、上述の実施例においては基台３３に蓋体４のリブ９を当接さているが、図８（ａ）に示したように基台３３の上面にインク注入口１０や、大気連通口１１を囲むリブ９に係合するように壁状の突起４２、４３、さらには蓋体４のリブの間に係合する突起４４、４５を形成すると、リブ３４、３５の凸部３４ａ、３５ａに関わりなく、スペーサ３０を多孔質材６に安定した姿勢で押し付けることができる。
【００２９】
なお、上述の実施例においては、インク供給針により開放可能な弁１７によりインク供給口５を封止するものに例を採って説明したが、インク供給針と気密的に係合するパッキンだけを備えたものに適用しても同様の作用を奏する。
【００３０】
また、上述の実施例においては、１色のインクを収容するインクカートリッジに例を採って説明したが、図９に示したように、容器本体３を壁３ａにより複数のインク収容室２に分割して、各部屋に多孔質材６”、及びスペーサ３０’を収容しても同様の作用を奏する。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、通常の容量のインクを収容する容器と同一形状の容器、蓋体を使用し、インク供給口近傍の構造に変化を来すことなく、インク収容領域の容積を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクカートリッジの一実施例を示す図である。
【図２】同上インクカートリッジを記録装置に装着した状態の断面構造を示す図である。
【図３】同上インクカートリッジの一実施例を示す組立斜視図である。
【図４】同上インクカートリッジを小容量タイプとして構成する場合の一実施例を示す組立斜視図である。
【図５】同上インクカートリッジに装填するスペーサの一実施例を、多孔質材側から見た状態で示す斜視図である。
【図６】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上小容量タイプに構成されたインクカートリッジを記録装置に装着した状態を示す断面図である。
【図７】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれインクカートリッジに装填するスペーサの他の実施例を、多孔質材側から見た状態で示す斜視図と、このスペーサが装填されたインクカートリッジの断面構造を示す図である。
【図８】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれインクカートリッジに装填するスペーサの他の実施例を、蓋体側から見た状態で示す斜視図と、このスペーサが装填されたインクカートリッジの断面構造を示す図である。
【図９】本発明の他の実施例を、カラーインク用カートリッジに例を採って、蓋体を取り外した状態で示す図である。
【符号の説明】
１ カートリッジ
２ インク室
３ 容器本体
４ 蓋体
５ インク供給口
６、６’ 多孔質材
９ リブ
１０ インク注入口
１１ 大気連通口
１３ パッキン
１５ 凸部
２０ 記録ヘッド
２２ インク供給針
３０ スペーサ
３１、３２ 張出部
３３ 基台
３４、３５ リブ
３８、３９、３８’、３９’ 貫通孔

Claims (11)

1. インク供給口を介して連通するインク室にインク含浸用の多孔質材を収容した容器本体と、インク注入口と大気連通口とを備えるとともに前記インク室側には第１のリブが形成されていて前記容器本体の開口部を封止する蓋体と、前記蓋体と前記多孔質材との間に装填されるスペーサとから構成され、
   前記スペーサは、前記蓋体に対向する側に前記蓋体の第１のリブと当接する平板状の基部と、前記多孔質材に対向する側に形成された第２のリブと、前記インク注入口に対向する位置に形成された貫通孔とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
2. 前記貫通孔が前記スペーサの向きに関わりなく前記インク注入口に対向するように対称な位置に複数設けられている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
3. 前記スペーサが少なくとも前記多孔質材の前記インク供給口に対向する領域を弾圧するように構成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
4. 前記平板状の基部の前記蓋体に対向する側に、前記蓋体に係合可能な突起が形成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
5. 前記スペーサが、前記蓋体に対向する側に平板状の基部が、また前記多孔質材に対向する側に、前記容器の長手方向に延びる第２のリブを複数条、隣接する相互の前記リブが連結されて構成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
6. 前記第２のリブが前記容器本体の長手方向と直交する方向の両側に位置するように形成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
7. 前記インク供給口に前記容器本体の底部から突出し、かつ前記インク供給口に連通するインク流路を備えた凸部が形成されていて、前記第２のリブが前記インク流路に非対向な領域で前記多孔質材に当接する請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
8. 前記スペーサが、前記蓋体に対向する側に平板状の基部を、また前記多孔質材に対向する側に、前記容器の長手方向に延び、かつ前記インク供給口に対向する領域に凸部を備えた前記第２のリブを形成して構成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
9. 前記基部の、長手方向の角部に前記容器本体の内壁に当接可能な突起が形成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
10. 前記容器本体が、壁により前記インク供給口に連通する複数のインク室に分割され、前記各インク室に前記多孔質材が、前記スペーサにより前記インク供給口に弾圧されて装填されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
11. 前記容器本体、または前記蓋体のいずれかにインクカートリッジを特定するためのデータを記憶させた記憶手段が付帯されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。

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