JPH11170558A - インクカートリッヂ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した負圧により円滑にインク供給が出来
るインクジェット記録装置等用のインクカートリッヂの
提供。 【解決手段】 インクタンクに連設した負圧発生手段が
可動弁によって区画された第１及び第２のインク室を備
えており、第１のインク室をインクタンクに第２のイン
ク室をヘッド部にそれぞれ連通させ、可動弁の筒部の透
孔をインクタンクに設けた半球状の弁ストッパーによっ
て閉止可能とし、可動弁がコイルバネ等の弾性材によっ
て弁ストッパー方向に付勢され、可動弁の筒部には弁ス
トッパーに当接するテーパー状部を設け、可動弁の外周
の厚肉リング部を弁固定枠と弁固定リングで挾着し、弁
固定リングのテーパーリング部によって可動弁を液密状
に担持させ、インクタンクと第１のインク室との間にフ
ィルターを介装し、第２のインク室側の可動弁上にバネ
座を配設したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インクジェット
記録装置等にインクを供給するインクカートリッヂの技
術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクカートリッヂにお
いて、インクをプリント処理手段に支障なく供給させる
ための負圧発生手段を配備したインクカートリッヂの公
知例としては特開平８−１７４８６０号公報（公知例）
の発明が挙げられる。

【０００３】この公知例のものの要点としては、インク
室に続く負圧発生手段における膜弁座により上・下部領
域を区分させ、その透孔を弁体の半球状の下端により開
閉可能に構成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した公知例のイン
クカートリッヂにあっては、尚改善を求められる次の点
が挙げられる。

【０００５】 膜弁座が薄膜状であるため、使用中に
透孔の周辺が裂損し、インクの安定的な供給に支障を生
ずるおそれがある。

【０００６】 膜弁座の取り付け状態が不安定であっ
て上・下部領域間の液密状の独立性に不安がある。

【０００７】 単に膜弁座の弾力性を利用しているた
め、クリープが発生し、膜弁座とシール部材との押し付
け力の低下から負圧の低下を招くおそれがある。

【０００８】 組み立ての際に発生するゴミ、ケバが
挾持され、膜弁座の液密性が低下するおそれがある。

【０００９】この発明が解決しようとする第１の課題点
は、可動弁を液密状に担持させ、第１及び第２のインク
室の独立性を向上させ、負圧の低下を未然防止しうるイ
ンクカートリッヂを提供することである。

【００１０】この発明が解決しようとする第２の課題点
は、可動弁を弾性手段により弁ストッパー方向に付勢さ
せ、安定的な負圧の発生を保障しうるものを提供するこ
とである。

【００１１】この発明が解決しようとする第３の課題点
は、インク流通路から弁部にゴミ等の混入を防止したイ
ンクカートリッヂを提供することである。

【００１２】この発明が解決しようとする第４の課題点
は、可動弁上にバネ座を配設して可動弁の動作を安定さ
せると共に、使用中の損傷を未然防止しうるインクカー
トリッヂを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの対応手段は次の通りである。

【００１４】(1) インクジェット記録装置のヘッド部に
インクを供給しうるインクカートリッヂであって、イン
クタンクに連設した負圧発生手段が可動弁によって区画
された第１及び第２のインク室を備えており、第１のイ
ンク室をインクタンクに第２のインク室をヘッド部にそ
れぞれ連通させ、可動弁の筒部の透孔を前記インクタン
クに設けた半球状の弁ストッパーによって閉止可能とし
たことを特徴とするインクカートリッヂ。

【００１５】(2) 前記可動弁が弾性材によって前記弁ス
トッパー方向に付勢されてなることを特徴とする前記
(1) 記載のインクカートリッヂ。

【００１６】(3) 前記弾性材がコイルバネであることを
特徴とする前記(2) 記載のインクカートリッヂ。

【００１７】(4) 前記可動弁の前記筒部には前記弁スト
ッパーに当接するテーパー状部を設けたことを特徴とす
る前記(1) 記載のインクカートリッヂ。

【００１８】(5) 前記可動弁の外周の厚肉リング部を弁
固定枠と弁固定リングで挾着し、弁固定リングのテーパ
ーリング部によって可動弁を液密状に担持させたことを
特徴とする前記(1) 又は(2) 記載のインクカートリッ
ヂ。

【００１９】(6) 前記インクタンクと前記第１のインク
室との間にフィルターを介装したことを特徴とする前記
(1) 記載のインクカートリッヂ。

【００２０】(7) 前記第２のインク室側の可動弁上にバ
ネ座を配設し、コイルバネ等の弾性材によって可動弁を
弁ストッパー方向に付勢させたことを特徴とする前記
(2) 乃至(6) 記載のインクカートリッヂ。

【００２１】前記の対応手段によれば、インクタンクか
ら供給されるインクは適切な負圧状態で第１、第２のイ
ンク室を経由して安定的にヘッド部に供給されるもので
ある。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の各実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００２３】（実施の形態１） １．手段 全体構成 図１にその縦断面を示すようにこのインクカートリッヂ
１０は、ヘッド部１１にインクを供給しうる負圧発生部
１２を連設したインクタンク１３とサブタンク１４とを
水平方向に液密状に装着脱可能に構成している。

【００２４】 各部の構成 (A) インクタンク１３ 縦断面形状が略Ｌ型状をなすインクタンク１３には撥水
性膜１３１を設けた通気口１３２を設けると共に、イン
ク蒸発防止用の溝１３３を形成し、その表面をシール１
６０で覆っており、後述する負圧発生部１２に係合され
る半球状の弁ストッパー１３４を隆設し、更に当該メイ
ンタンク１３の側方に突出する接続部１３５内には、第
１のバネ１３６によって外向きに付勢され、メインタン
ク１３の受容開口１３７を封止自在の第１の封止弁１３
８を移動自在に形成している。

【００２５】(B) サブタンク１４ サブタンク１４内は、第１、第２の仕切り１４１Ａ、Ｂ
によって第１〜第３のインク室１４２Ａ〜１４２Ｃが並
設された形状とされており、各仕切り１４１Ａ、Ｂの下
縁部には、大気開放される液面の高さを決定する第１、
第２の開口１４３Ａ、Ｂが開設されており、この開口１
４３Ａ、Ｂの高さ位置関係については開口１４３Ｂより
も開口１４３Ａを高くし、更に当該サブタンク１４の挿
着口１４４に挿着される前記インクタンク１３の接続部
１３５の受容開口１３７の高さを前記開口１４３Ａより
も高くなるように配備させている。

【００２６】又、当該挿着口１４４を開閉可能とした第
２の封止弁１４５と前記第１の仕切り１４２Ａとの間に
第２のバネ１４６を縮設し、第２の封止弁１４５の外端
を前記第１の封止弁１３８に当接可能に構成している。

【００２７】尚、図１中、１４７はインクタンク１３の
接続部１３５をサブタンク部１４の挿着口１４４に液密
状に装着しうるインク漏れ防止用の封止リングを示すも
のである。

【００２８】(C) 負圧発生部（手段） 前記負圧発生部１２については、図２にも示すようにイ
ンクタンク１３の凹入部１３０に連着される弁固定枠１
２１の内面に弁固定リング１２２によって固設される可
撓性を有する可動弁１２３を設けており、弁固定枠１２
１に形成したバネガイド１２４によってガイドされるコ
イルバネ１２５により内向きに付勢させた前記可動弁１
２３を前記弁ストッパー１３４に対接させるように配置
することによって可動弁１２３の内外側に第１及び第２
のインク室Ｃ1 、Ｃ2 を形成するものである。

【００２９】又、可動弁１２３については、ポリプロピ
レンや高密度ポリエチレン等の樹脂材料からなる弁固定
リング１２２と一体状に成形加工されている。

【００３０】薄膜部１２３Ａの中央には、透孔１２３Ｂ
を開設した厚肉状の筒部１２３Ｃを形成し、更に筒部１
２３Ｃの内面に突設したテーパー状部１２３Ｃａを前記
弁ストッパー１３４に係合自在としている。

【００３１】又、薄膜部１２３Ａの外周に厚肉リング部
１２３Ｄを形成して弾性変形可能としている。

【００３２】尚、弁固定枠１２１と弁固定リング１２２
とはそれぞれ別体に形成して超音波溶着、振動溶着もし
くは熱溶着手段等により一体状に形成し、弁固定リング
１２２と可動弁１２３の厚肉リング部１２３Ｄとは２色
成形やインサート成形によって一体的に構成させるもの
である。

【００３３】更に、前記弁固定枠１２１には、前記第２
のインク室Ｃ2 に連通された弁流路１２６が開設されて
おり、弁流路形成フィルム１７０を貼設して連通状とさ
れた弁流路１２６を経由してインクがヘッド部１１に供
給されるように構成されているものである。

【００３４】尚、弁固定枠１２１の内面に形成したテー
パーリング部１２７上に可動弁１２３を液密状に止着し
うるものである。

【００３５】尚、図１において１３９Ａは、インク流入
孔１３９Ｂを覆うように配設されたフィルターであり、
フィルター１３９Ａは直径１０μｍ以下の開口径でゴミ
や気泡の流入を防止するフィルターである。

【００３６】２．組立法図１及び図２に示すように負圧
発生部１２については、予め弁固定枠１２１のテーパー
リング部１２７上に可動弁１２３の厚肉リング部１２３
Ｄを臨ませ、弁固定枠１２１と弁固定リング１２２とで
挾持することによって液密状に可動弁１２３を固設する
ものである。

【００３７】この負圧発生部１２をインクタンク１３に
装着する際には、半球状の弁ストッパー１３４によって
コイルバネ１２５に抗して可動弁１２３が外向きに湾曲
されるようにして図１及び図２に示すように凹入部１３
０内に装着するものである。

【００３８】又、インクタンク１３にサブタンク１４を
装着する手順については、図３乃至５に示すように接続
部１３５を挿入口１４４内に挿入させると、接続直前時
には図３に示すように第１のバネ１３６によって付勢さ
れた第１のインク漏れ封止弁１３８によって受容開口１
３７は封止され、又サブタンク１４の挿入口１４４は、
第２のバネ１４６によって付勢された第２のインク漏れ
封止弁１４５によって封止されているのでインクタンク
１３及びサブタンク１４のいずれからもインクの漏れは
安全に防止されている状態である。

【００３９】この状態で更にサブタンク１４を接続部１
３５に強制して嵌合させると、図４に示すように第２の
インク漏れ封止弁１４５によって第１のインク漏れ封止
弁１３８が押し込まれて受容開口１３７が開放され、更
に、この嵌合操作を継続させると遂には図５に示すよう
に接続部１３５が挿入口１４４内に十分挿入された状態
となり、逆に第１のインク漏れ封止弁１３８によって第
２のインク漏れ封止弁１４５が押し戻されて挿入口１４
４が開放されることとなって、インクタンク１３とサブ
タンク１４とが連通状態となり、図１に示すようにサブ
タンク１４の装着が完了するものである。

【００４０】３．使用行程 予め充填されたインクタンク１３内のインクが使用され
て液面レベルが下降し、インクタンク１３の受容開口１
３７の高さに到達するとサブタンク１４の第１のインク
室１４２Ａ内に空気が流入し、結果的に第１のインク室
１４２Ａ内のインクが消費されることとなる。

【００４１】次いで、第１のインク室１４２Ａ内のイン
クの液面が下降して第１の開口１４３Ａの高さに到達す
ると引き続いて第２のインク室１４２Ｂ内に空気が流入
してインクの供給が継続される。

【００４２】更に、第２のインク室１４２Ｂ内のインク
が使用されてインクの液面が下降して第２の開口１４３
Ｂの高さに到達すると第３のインク室１４２Ｃ内に空気
が流入し、それと等容積のインクが供給され続けること
となる。

【００４３】以上の通りにインクタンク１３に引き続い
てサブタンク１４の第１〜第３のインク室１４２Ａ〜１
４２Ｃから順次インクがヘッド部１１に供給されうるも
のであるが、この際の負圧発生部１２の機能は次の通り
である。

【００４４】図１及び図２で示す状態でヘッド部１１か
らインクが供給されてプリント処理に提供されると可動
弁１２３の外側の第２のインク室Ｃ2 からのインクが弁
流路１２６を経由してヘッド部１１に補給され第２のイ
ンク室Ｃ2 のインクの液圧が低下する。

【００４５】この液圧の低下に応じてコイルバネ１２５
に抗して可動弁１２３が外向きに変位され筒部１２３Ｃ
のテーパー状部１２３Ｃａが弁ストッパー１３４から解
離されて透孔１２３Ｂが徐々に開放され第１のインク室
Ｃ1 内のインクが第２のインク室Ｃ2 内に移動される。

【００４６】これによって第２のインク室Ｃ2 内のイン
クの液圧が上昇するとコイルバネ１２５に支援されて可
動弁１２３は内向きに変位して再びそのテーパー状部１
２３Ｃａが半球状の弁ストッパー１３４に当接され透孔
１２３Ｂが閉止される。

【００４７】その結果、インクタンク１３からインク流
入孔１３９Ｂを経由して第１のインク室Ｃ1 へのインク
の補給は中止されるものであり、インクの供給行程にお
けるヘッド部１１へのインクの液圧は概ね一定状に維持
され、良好なインクの供給が継続されうるものである。

【００４８】又、周辺の気温の変化、例えば夏期におけ
る気温の上昇の際に第２のインク室Ｃ2 のインクの液圧
は上昇しても可動弁１２３の薄膜部１２３Ａが第１のイ
ンク室Ｃ1 側に変形することによって自動的に第２のイ
ンク室Ｃ2 内の液圧を低下させうるものであるから、ヘ
ッド部１１に過剰なインク圧が与えられインクの噴出等
のおそれはないこととなる。

【００４９】更に、テーパー状部１２３Ｃａによって弁
ストッパー１３４に当接させているため透孔１２３Ｂの
液密性が良好である点でもインク圧の安定性が図られる
ものである。

【００５０】又、この第１及び第２のインク室Ｃ1 及び
Ｃ2 の間は、厚肉状リング部１２３Ｄがテーパーリング
部１２７によって十分シールされて状態で担持されてい
る点でもインク圧の変動が安定されることとなる。

【００５１】加えて、透孔１２３Ｂは筒部１２３Ｃに開
設されているため使用時の変位動作に起因する透孔１２
３Ｂの孔辺の裂損は防止されるものである。

【００５２】更に、コイルバネ１２５によって可動弁１
２３が付勢されているため薄膜部１２３Ａの弾力性に不
足があっても安定的に作動されうるものである。

【００５３】（実施の形態２）図６及び図７に示すイン
クカートリッヂ２００の負圧発生部２２０の特徴的な構
成は、薄膜部２２３Ａを有する可動弁２２３上にバネ座
２８０を配設し、第２のインク室Ｃ22内に設けたバネ２
９０の内端をバネ座２８０に当接させたものであって、
バネ２９０により可動弁２２３を弁ストッパー２３４方
向に付勢させた構成とされている。

【００５４】尚、図中２８１はバネ座２８０の放射状の
切り欠きであって、インクの流通を支援させるものであ
り、１１０はヘッド部、２３０はインクタンクを示すも
のであり、実施の形態１のインクカートリッヂ１０と共
通する構成は２００番台の符号で表示するに止めた。

【００５５】このインクカートリッヂ２００における負
圧発生部２２０にあっては、バネ座２８０を介してバネ
２９０により可動弁２２３が弁ストッパー２３４方向に
付勢されているので、薄膜部２２３Ａが撓んだり、環境
の変化や材料硬度の変化等に起因する弁ストッパー２３
４への押し付け力の不安定さは安全に解消され、その加
圧状態が安定され、一層インク圧の変動を安定化させう
るものである。

【００５６】（実施の形態３）図８及び図９に示す負圧
発生部３２０は、インクカートリッヂ（図示略）内に挿
入して利用するものであって、その要部についてみれば
非常に柔らかい薄膜部３２３Ａには、同心円状の波状部
を形成してなる可動弁３２３を弁固定枠３２１上に止着
させ、固定弁部３９２を可動弁３２３Ｃに当接させるよ
うにして図９の状態から図８の状態となるよう一体状に
組み立てるものである。

【００５７】この負圧発生部３２０によれば可動弁３２
３は、同心円状の波状部によってその薄膜部３２３Ａが
応答性良く撓むことが出来るため弁機能が向上され、又
弁固定枠３２１と固定弁部３９２の間に安定的に挾着さ
れ、インクは流入路Ｐ2 から流出路Ｐ1 方向に円滑に移
送されるものである。

【００５８】尚、図１０乃至図１７は可動弁の形状の変
形例を図示するものであって、図１０及び図１１に示す
第１の変形例では、可動弁１０００の外周に弁固定リン
グ１１００を放射線状に接触させて、その密着性を高め
たものである。

【００５９】図１２及び図１３の第２の変形例では、可
動弁２０００の筒部２１００の外側にテーパー状部２１
１０を設けている。

【００６０】図１４及び図１５の第３の変形例では、可
動弁３０００の筒部３１００の内側にテーパー状部３１
１０を設けている。

【００６１】図１６及び図１７の第４の変形例では、可
動弁４０００の筒部４１００が外側にのみ突出されたも
のである。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したこの発明によって、もたら
される効果を挙げれば次の通りである。

【００６３】 可動弁の透孔は筒部に設けられている
ため破損されず、インク圧の安定を図ることが出来る
（請求項１）。

【００６４】 コイルバネ等の弾性材で可動弁を弁ス
トッパー方向に付勢させたので負圧の低下を未然防止出
来る（請求項２、３）。

【００６５】 半球状の弁ストッパーに筒部のテーパ
ー状部を当接させたのでインクの動圧を下げてもインク
が円滑に移動出来る（請求項４）。

【００６６】 可動弁を液密状に固設したのでインク
圧の低下を防止しうるものである（請求項５）。

【００６７】 フィルターによりゴミの流入を防止出
来る（請求項６）。

【００６８】 バネ座により弾性材を担持させたので
可動弁の加圧状態を安定させることが出来る（請求項
７）。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のインクカートリッヂの縦断面
図。

【図２】図１のインクタンクの要部の拡大縦断面図。

【図３】図１の接続直前状態の要部の縦断面図。

【図４】図３に続く接続中の縦断面図。

【図５】図４に続く接続完了時の縦断面図。

【図６】実施の形態２の負圧発生部の断面図。

【図７】図６のバネ座の正面図。

【図８】実施の形態３の負圧発生部の断面図。

【図９】図８の組み立て説明図。

【図１０】可動弁の第１の変形例の平面図。

【図１１】図１０の縦断面図。

【図１２】可動弁の第２の変形例の平面図。

【図１３】図１２の縦断面図。

【図１４】可動弁の第３の変形例の平面図。

【図１５】図１４の縦断面図。

【図１６】可動弁の第４の変形例の平面図。

【図１７】図１６の縦断面図。

【符号の説明】

１０、２００ インクカートリッヂ １１、１１０ ヘッド部 １２、２２０、３２０ 負圧発生手段（部） １２１、３２１ 弁固定枠 １２２ 弁固定リング １２３、２２３、３２３、１０００〜４０００ 可
動弁 １２３Ｂ 透孔 １２３Ｃ、２２３Ｃ、３２３Ｃ 筒部 １２３Ｃａ、２１１０、３１１０ テーパー状部 １２３Ｄ 厚肉リング部 １２５ 弾性材（コイルバネ） １２７ テーパーリング部 １３、２３０ インクタンク １３４、２３４ 弁ストッパー ２８０ バネ座 ２９０ バネ Ｃ1 、Ｃ21 第１のインク室 Ｃ2 、Ｃ22 第２のインク室

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録装置のヘッド部にイ
   ンクを供給しうるインクカートリッヂであって、インク
   タンクに連設した負圧発生手段が可動弁によって区画さ
   れた第１及び第２のインク室を備えており、第１のイン
   ク室をインクタンクに第２のインク室をヘッド部にそれ
   ぞれ連通させ、可動弁の筒部の透孔を前記インクタンク
   に設けた半球状の弁ストッパーによって閉止可能とした
   ことを特徴とするインクカートリッヂ。
2. 【請求項２】 前記可動弁が弾性材によって前記弁スト
   ッパー方向に付勢されてなることを特徴とする請求項１
   記載のインクカートリッヂ。
3. 【請求項３】 前記弾性材がコイルバネであることを特
   徴とする請求項２記載のインクカートリッヂ。
4. 【請求項４】 前記可動弁の前記筒部には前記弁ストッ
   パーに当接するテーパー状部を設けたことを特徴とする
   請求項１記載のインクカートリッヂ。
5. 【請求項５】 前記可動弁の外周の厚肉リング部を弁固
   定枠と弁固定リングで挾着し、弁固定リングのテーパー
   リング部によって可動弁を液密状に担持させたことを特
   徴とする請求項１又は２記載のインクカートリッヂ。
6. 【請求項６】 前記インクタンクと前記第１のインク室
   との間にフィルターを介装したことを特徴とする請求項
   １記載のインクカートリッヂ。
7. 【請求項７】 前記第２のインク室側の可動弁上にバネ
   座を配設し、コイルバネ等の弾性材によって可動弁を弁
   ストッパー方向に付勢させたことを特徴とする請求項２
   乃至６記載のインクカートリッヂ。