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JP3215022B2 - インクタンク、インクタンクの製造方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents

インクタンク、インクタンクの製造方法およびインクジェット記録装置

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JP3215022B2
JP3215022B2 JP23746195A JP23746195A JP3215022B2 JP 3215022 B2 JP3215022 B2 JP 3215022B2 JP 23746195 A JP23746195 A JP 23746195A JP 23746195 A JP23746195 A JP 23746195A JP 3215022 B2 JP3215022 B2 JP 3215022B2
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寛 小泉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交換型のインクタ
ンクおよび該インクタンクを用いたインクジェット記録
装置に関し、特にインク貯留室と廃インク貯留室とを有
したカートリッジタイプのインクタンク、インクタンク
の製造方法およびインクジェット記録装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の交換型インクタンクの一例として
図1および図2に示す形態のインクカートリッジが知ら
れている。図1は、そのインクカートリッジの詳細を示
す図であり、その側面を断面で示す図である。図2は、
図1に示したインクカートリッジのインク結合部等の要
部を示す断面図である。
【0003】図1および図2に示すように、インクカー
トリッジ10は、インク貯留室1と廃インク貯留室2と
からなる。インク貯留室1の端部にはインク供給針を貫
通させるためのゴム栓4が2ケ所に設けられ、同様に、
廃インク貯留室2の端部にもゴム栓4が1ケ所に設けら
れる。これらのゴム栓4は、インク結合部の一部を構成
するもので、インク供給針が貫通するインク連通部3を
除き、インクカートリッジのハウジング部5とインク吸
収体6およびゴム栓押え7とによって挟まれている。こ
の構造により、インクカートリッジをプリンタから取外
すとき、これに伴なってカートリッジから抜けるインク
供給針に付着するインクをインク吸収体6によって除去
することができ、供給針に付着したインクがプリンタ内
部を汚染したり、供給針自身に目詰まりを生じたりする
ことを未然に防止できる。
【0004】廃インク貯留室2は、一端部で連通する2
層の貯留部からなり、上記インク供給針が貫通する部位
は下層の貯留部に対応して設けられる。すなわち、廃イ
ンク貯留室2には、インクジェット記録装置のインク供
給路に接続する供給針が貫通し、これにより吐出回復処
理等で排出された廃インクが、廃インク貯留室2の下層
部内に流入することができる。廃インク貯留室2の略全
体には吸収体8が充填されており、下層部に流入した廃
インクは下層部の吸収体8によって吸収される。廃イン
クの流入に従って、吸収体8のうち廃インクを保持する
領域は徐々に上層部の吸収体8にまで広がり、これとと
もに廃インクの一部は吸収体外へ滲み出す。一方、上層
部の廃インク吸収体8の端部に隣接して隔壁2Aが設け
られており、これにより、廃インク量が吸収体の保持能
力を越えないうちは上述の滲み出したインクは隔壁2A
によって、その右側の吸収体の無い部分へ移動できない
状態とされる。累積的に流入した廃インク量が吸収体の
保持能力を越えて始めて、滲み出した廃インクは隔壁2
Aから溢れて右側の室に移り、その液位を高くして行
き、所定の廃液検知電極(不図示)に触れるに至る。こ
の結果、廃インク貯留室2が廃インクで満たされたこと
を検知でき、インクカートリッジ10の交換等を促すこ
とが可能となる。また、廃インク貯留室2の後端部上方
には大気連通部9が設けられており、この連通部9を介
して廃インク貯留部2の内部とインクカートリッジ外部
の大気とが連通することができる。
【0005】図2で示すように、ゴム栓4の外径は、ハ
ウジング部5の内径より単体状態では大きく作られてお
り、所定装置を使ってゴム栓4の径方向(図2中、矢印
A方向)に沿って縮めてから矢印B方向に沿ってハウジ
ング部5の中に組み付けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
ではハウジング部5へのゴム栓4をその径方向に圧縮し
て組付けていたことから、以下のような欠点があった。
【0007】即ち、ゴム栓等の弾性体をその径方向に均
一に圧縮するのが容易でないため、 1)高価な装置を必要とし、そのため少量生産品ではコ
ストがかかりすぎること、 2)弾性体のサイズが多少変ると、そのために圧縮用の
新しい装置が必要となること、 3)インク連通部が極端に小さい場合には、スペース的
に弾性体圧縮用の装置が入り込むスペースが取れないこ
と、 4)弾性体圧縮用の装置の品質の状態により製品の性能
が左右されてしまうこと、 5)弾性体がハウジング部の内壁に対してメクレしてし
まう場合があること、 6)針サイズに対して最適なインク連通部を作成するに
は弾性体の変更と、新組付装置が必要であること、 7)組付が容易でないのでインクを注入する前に組立て
ておき、後から、針を使ってインク注入を行っており、
そのため、針では径が太くできないため注入に時間がか
かったり、太い針を使いすぎると弾性体にダメージを与
えてしまうなどの不都合があった。
【0008】そこで、本発明の第1の目的は、高価な装
置を必要とせず、装置の状態によらずに常に安定してさ
まざまな要望に最適に対応できるインク結合部を備え
た、生産性に優れた交換型インクタンクを提供すること
にある。
【0009】本発明の第2の目的は、容易に組付けられ
るようにし、インク注入を弾性体の付く前に行えるよう
にすることにより針等の流抵抗の大きいものから格段に
サイズの大きいパイプ等針に比べて流抵抗の著しく小さ
いものを使えるようにし、作業工程の工数の減少を達成
し、生産性を向上させ、弾性体への針の抜き差しによる
ダメージをなくし、より信頼性の高いインクタンクを提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の少なくともいずれ
かの目的を達成するための本発明は、次のようなもので
ある。
【0011】本発明の請求項1に係るインクタンクは、
記録装置で用いられるインクを貯留するインク容器と、
該インク容器に設けられ、前記インクの供給に供する円
筒孔の端部に設けられた該円筒孔の内径より大きい内径
を有するとともに、第1係合部を備えたハウジング部
と、前記ハウジング部に装着されることにより該ハウジ
ング部を塞ぐと共に、前記記録装置へのインク供給を行
う針状体により挿通される弾性体と、前記第1係合部と
係合する第2係合部を備えるとともに、前記針状体が通
過可能な開口を有し、前記弾性体を前記ハウジング部と
押圧部とが協働して弾性変形させ押圧保持することで前
記ハウジング部の閉塞を維持する押圧部付き固定部材
と、を有し、前記弾性体は前記装着前において前記ハウ
ジング部の内径と略同一の外径を有するドーム形状をな
しており、前記装着状態では前記ハウジング部の第1係
合部と前記固定部材の第2係合部との係合状態が前記押
圧保持された弾性体の復元力が利用されることにより確
保されることを特徴とする。また、本発明の請求項2に
係るインクタンクは、記録装置で用いられた廃インクを
貯留する廃インク容器と、該廃インク容器に設けられ、
前記廃インクの取り込みに供する円筒孔の端部に設けら
れた前記円筒孔の内径より大きい内径を有するととも
に、第1係合部を備えたハウジング部と、前記ハウジン
グ部に装着されることにより該ハウジング部を塞ぐと共
に、前記記録装置からの廃インクの取り込みを行う針状
体により挿通される弾性体と、前記第1係合部と係合す
る第2係合部を備えるとともに、前記針状体が通過可能
な開口を有し、前記弾性体を前記ハウジング部と押圧部
とが協働して弾性変形させ押圧保持することで前記ハウ
ジング部の閉塞を維持する押圧部付き固定部材と、を有
し、前記弾性体は前記装着前において前記ハウジング部
の内径と略同一の外径を有するドーム形状をなしてお
り、前記装着状態では前記ハウジング部の第1係合部と
前記固定部材の第2係合部との係合状態が前記押圧保持
された弾性体の復元力が利用されることにより確保され
ることを特徴とする。さらに、本発明の請求項3に係る
インクタンクは、記録装置で用いられるインクを貯留す
るインク容器と、該インク容器に結合可能であり、か
つ、前記記録装置で用いられた廃インクを貯留する廃イ
ンク容器と、該インク容器に設けられ、前記インクの供
給に供する円筒孔の端部に設けられた前記円筒孔の内径
より大きい内径を有するとともに、第1係合部を備えた
第1ハウジング部と、前記廃インク容器に設けられ、前
記廃インクの取り込みに供する円筒孔の端部に設けられ
た前記円筒孔の内径より大きい内径を有するとともに、
第2係合部を備えた第2ハウジング部と、前記第1ハウ
ジング部に装着されることにより該第1ハウジング部を
塞ぐと共に、前記記録装置へのインク供給を行う第1針
状体により挿通される第1の弾性体と、前記第2ハウジ
ング部に装着されることにより該第2ハウジング部を塞
ぐと共に、前記記録装置からの廃インクの取り込みを行
う第2針状体により挿通される第2の弾性体と、前記第
1係合部と係合する第3係合部を備えるとともに、前記
針状体が通過可能な開口を有し、前記第1の弾性体を前
記第1ハウジング部と押圧部とが協働して弾性変形させ
押圧保持することで前記第1ハウジング部の閉塞を維持
する押圧部付き第1の固定部材と、前記第2係合部と係
合する第4係合部を備えるとともに、前記針状体が通過
可能な開口を有し、前記第2の弾性体を前記第2ハウジ
ング部と押圧部とが協働して弾性変形させ押圧保持する
ことで前記第2ハウジング部の閉塞を維持する押圧部付
き第2の固定部材と、を有し、前記第1、第2の弾性体
はそれぞれ前記装着前において前記第1、第2ハウジン
グ部の内径と略同一の外径を有するドーム形状をなして
おり、装着状態では前記第1、第2のハウジング部の第
1係合部、第2係合部と前記第1、第2の固定部材の第
3係合部、第4係合部との係合状態が、前記押圧保持さ
れた第1、第2弾性体の復元力が利用されることにより
確保されることを特徴とする。さらにまた、前記ハウジ
ング部の入り口側開口または前記弾性体の下側の周縁
面取りあるいはアールが形成されていてもよい。前
記固定部材の開口径と前記円筒孔の径とは、該固定部材
の開口径≦該円筒孔の径 の関係を満足するものであっ
てもよい。前記ハウジング部の内半径をrとし、前記弾
性体の未変形時の曲率半径をRとした場合に、式 1.05<(R/r)sin-1(r/R)<1.57 が成立するものでもよい。前記ハウジング部の内半径を
rとし、前記弾性体の未変形時の曲率半径をRとした場
合に、式 1.1<(R/r)sin-1(r/R)<1.4 が成立するものでもよい。前記インク容器にインクが充
填されているものであってもよい。本発明に係るインク
ジェット記録装置は、請求項1に記載のインクタンクを
装着可能にした装填部を備えるとともに、該装填部に前
記インクタンクからインクの供給を受けるにあたり前記
弾性体に挿通される針状体を含むインク供給手段を有す
ることを特徴とする。また、本発明に係るインクジェッ
ト記録装置は、請求項2に記載のインクタンクを装着可
能にした装填部を備えるとともに、該装填部に前記イン
クタンクへ廃インクを送り出すにあたり前記弾性体に挿
通される針状体を含む廃インク処理手段を有することを
特徴とする。さらに、本発明に係るインクジェット記録
装置は、請求項3に記載のインクタンクを装着可能にし
た装填部を備えるとともに、該装填部に前記インクタン
クからインクの供給を受けるにあたり前記第1弾性体に
挿通される第1針状体を含むインク供給手段と、前記イ
ンクタンクへ廃インクを送り出すにあたり前記第2弾性
体に挿通される第2針状体を含む廃インク処理手段と、
を有することを特徴とする。本発明に係るインクタンク
は、記録装置で用いられるインクを貯留するインク容器
ごとに設けられ、前記インクの供給に利用される円筒孔
の端部に設けられた該円筒孔の内径より大きい内径を有
するとともに、第1係合部を備えたハウジング部と、該
ハウジング部を塞ぐと共に、前記記録装置へのインク供
給を行う針状体により挿通される弾性体と、前記第1係
合部と係合する第2係合部を備えるとともに、前記針状
体が通過可能な開口を有し、前記弾性体を前記ハウジン
グ部と押圧部とが協働して弾性変形させ押圧保持するこ
とで前記ハウジング部の閉塞を維持する押圧部付き固定
部材と、を有する結合部が二つ備えられるインクタンク
であって、前記結合部における弾性体は前記ハウジング
部の内径と略同一の外径を有するドーム形状をなしてお
り、前記ハウジング部の第1係合部と前記固定部材の第
2係合部との係合状態が前記押圧保持された弾性体の復
元力が利用されることにより確保され、前記つの結合
部のうちの一方に対して前記インク容器内からエアーを
抜くための針状体を刺し該エアーを該針状体を通じて吸
引するとともに、前記結合部の他方に対してインクを注
入するための針状体を刺し前記インク容器内にインクを
該針状体を通じて注入することを特徴とする。本発明に
係るインクタンクの製造方法は、インクを貯留するイン
ク容器に設けられ、第1係合部および円筒孔を有するハ
ウジング部の内側に、該ハウジング部の内径に略同一の
外径を有するドーム状の弾性体を挿入し該弾性体を圧縮
し、前記ハウジング部の第1係合部に係合される第2係
合部および針状体が通過する開口を有し、前記ハウジン
グ部の円筒孔を閉塞させるべく、前記圧縮される弾性体
を該ハウジング部と協働して直接的に保持押圧して該ハ
ウジング部に固定する固定部材により、該弾性体を固定
し、前記第1係合部と前記第2係合部との係合状態が、
歪んだ前記弾性体の復元力が利用されることにより確保
されることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0013】(第1の実施形態)図3は本発明の一実施
形態に係るインクカートリッジを示す分解斜視図であ
り、11はインク容器、12はインク容器11の蓋であ
り、これら部材によりインク貯留室1が形成される。ま
た、13は廃インク容器であり、この廃インク容器13
には吸収体14が収納される。吸収体14は、廃インク
容器13内に回収されたインクを吸収保持するためのも
のである。吸収体14が収納された廃インク容器には廃
インク蓋が取付けられ、これにより、廃インク貯留室が
形成される。インク容器11に対しその蓋12は超音波
溶着の手法により取付けられる。また、同様に廃インク
容器13と廃インク蓋15も超音波溶着の手法により組
付けられる。
【0014】インク容器11の蓋12および廃インク容
器13の一方の端部にはそれぞれ連通口を形成するハウ
ジング20が設けられ、それぞれにドーム状の弾性体1
6が組付けられ、さらに固定部材としての冠体17が組
付けられることにより、インク流通等のための装置本体
との結合部が形成される。インク容器11と廃インク容
器13は、後述のように係止部18および係止爪19に
より係合合体し一体のインクタンクすなわちインクカー
トリッジが形成される。
【0015】以下では、図4に示すインクカートリッジ
製造工程フローに従って本実施形態のインクタンクの製
造について説明する。
【0016】インク容器11およびその蓋12、廃イン
ク容器13、廃インク蓋15および冠体17はインジェ
クションモールド成形により予め個々の部品として成形
されたものを用いる。また、弾性体16は、本実施形態
ではゴム材を用いるが、このゴムの成形したものをまた
はインジェクション等で成形したものを用いる。さら
に、吸収体14は積層紙等吸収性のあるものをビク型等
で型抜きして形成したものを用いることができる。
【0017】工程としては、まず(1)インク容器11
と蓋12を超音波溶着によって組付ける。この際、イン
ク容器11と蓋12はインクを直に入れる構造物である
ので必要に応じて洗浄を行ってから組付けることが望ま
しい。(2)次に、組付けられたものの溶着部の状態を
確認するためリークチェックを行う。これは、例えば2
つのハウジング(図3参照)の一方を圧力検出孔として
用い、他方を介して内部を加圧しその状態で一定の時間
圧力の変動がないか否かを確認することによって行うこ
とができる。ただし、溶着そのものが安定していれば、
リークチェックを全ての場合に行わず、サンプルとして
のいくつかについて行うか、あるいは全く行わなくても
よい。
【0018】(3)次に、廃インク容器13に吸収体1
4を収納し、(4)廃インク蓋15を超音波溶着により
廃インク容器13に組付ける。(5)この場合も、溶着
部のリークチェックを必要に応じて行う。なお、この場
合の内部の加圧は大気連通孔36(図5参照)を介して
行うことができる。
【0019】(6)上述のようにリークが無く組付けら
れたインク容器と廃インク容器とを合体させる。この合
体は、インク容器11に設けられた係止部18と廃イン
ク容器13に設けられた係止爪19を後述のように係合
させることで可能となる。
【0020】(7)次に、インク容器11のハウジング
20が設けられた側を上になるようその容器11をイン
ク注入機にセットし、蓋12のハウジング20のいづれ
か一方を注入口に、他方を内部空気の排気口に用いて必
要な量のインクを注入する。(8)その後、必要に応じ
てインク注入量の確認として重量チェック等を行う。
【0021】インク注入を終了すると、(9)弾性体1
6をインク容器および廃インク容器それぞれのハウジン
グ20に組付け、(10)その上に冠体17をはめ込
み、結合部の組立てを終了する。その後、(11)イン
ク容器および廃インク容器の側面の後述される部分にラ
ベル(図示せず)を貼り、(12)また、装置本体への
装着時に、カートリッジの誤装着を防止等するためのを
色識別板21をその収容するインクの色に応じたパター
ンにカットする。
【0022】以上の工程によりインクカートリッジが完
成する。なお、以上示した工程フローは一例であり、必
ずしもこの順に行われなくても良いことは勿論である。
【0023】またインク容器11と蓋12はブロー成形
によりあらかじめ一体で成形するのも部品点数や組立工
数の面からも望ましい。
【0024】図5に完成したインクタンクの断面図を示
す。
【0025】次に、図6を用いて本発明の特徴であると
ころの結合部について説明する。
【0026】図6において符号20は前述のハウジング
であり、弾性体16を収める部分である。ハウジング2
0の内径の半径rと弾性体16の外径の半径r1 はほぼ
同一寸法をなしている。ここで、ハウジング20の内径
rより弾性体外半径r1 の方がやや小さい方が組み込み
易いが、逆にrよりr1 の方がやや大きくなっても弾性
体16の形状は力を加えることによって容易に変化する
ので、極端にr1 の方が大きくならないかぎり特に問題
にならない。また、ハウジング20の入口側20a部に
面取りやアールを形成したり弾性体16の下側16aに
アールや面取りを形成することはより組込み性を良く
し、弾性体16のメクレ等の発生も少なくなる。また、
弾性体を、インクの成分である水(純水が望ましい)や
インク溶媒で予め濡らしておくことは組付けをさらに容
易にする効果がある。弾性体16は図6からも分かる通
り単体では曲率Rを持ったドーム状の形状をしている。
【0027】冠体17はハウジング20を覆うように装
着され、ハウジング20側の係止部25と係合する爪部
23をそなえかつ弾性体16の径方向と略直交する方向
に弾性体16を押すための押圧部22を有している。2
4は本体の針を導くための開口部であり先端24aは後
端24bより広く形成されており本体側の針との位置ズ
レに対して確実に弾性体のほぼ中央付近に針が位置する
ようにしている。26は容器内側への連通部(円筒孔)
である。
【0028】図7に上記3つの部品が組立てられた状態
の図を示す。この図でわかるように弾性体16は冠体1
7を組付ける前は破線で示した状態であるが、冠体17
を組付けることにより冠体17の押圧部22により弾性
体16は径方向に対し略直交する方向に押されハウジン
グ20の内側に実線で示すような形で組み込まれる。こ
のとき、ハウジング16の内径=2rに対して弾性体1
6の単体時の断面方向の長さLは2r<Lの関係である
ので冠体17によって押し込まれた状態ではハウジング
20の径方向に弾性体16は広がろうとする。この広が
ろうとする力をハウジング20によって押え付けられる
ため弾性体16はハウジング20と冠体17によって径
方向に縮められた状態が作り出されている。これにより
針27の抜き差しを行い弾性体16が貫通されても針2
7を抜いた後の弾性体16の穴はもとの状態に復帰して
閉じられ、内容物であるインクの滲み出し等を防ぐこと
ができる。
【0029】また、冠体17の開口部24の押圧部22
側の開口径24bはハウジング側の連通部26の内径2
6aに対して24b≦26aの関係となっている。これ
は弾性体16を冠体17の押圧部22によって押す場
合、開口径24bはなるべく小さくするのが望ましい
が、針27との関係からみると開口径24bは大きい方
が望ましい。従って、ギリギリまで開口径24bを小さ
くした場合、フルに開口径24bを有効活用するために
は冠体17とハウジング20との位置ズレ等を考慮に入
れハウジング20側の連通部26の内径を大きくしてお
くことが望ましい。
【0030】逆の関係の場合、冠体17の開口部24を
通過し弾性体を貫通した針27がハウジング20に当た
ってしまい、さし込めない場合が考えられる。
【0031】ただし、連通部26の内径26aをあまり
大きくしすぎると、図8に示すように、針27を刺した
ときに弾性体16が“陥没”してしまい、針27を抜い
ても復帰しなくなるおそれがある。弾性体16の厚さや
針27のサイズにもよるが、実験結果によれば、弾性体
16の厚さが3mm程度、針27の径が1.2mmの場
合、内径26aはφ5mm以下が望ましいことがわかっ
ている。
【0032】次に、弾性体16の曲率半径Rとハウジン
グ20の内半径rおよび針27の径xについて抜き差し
性および針27を抜いたあとの弾性体16からの内容物
の滲み出しの有無について調べた結果を次の表1に示
す。
【0033】なお、表1で、r,R,xの単位はmm (R/r)sin-1(r/R)はディメンションなし ○:良好 △:条件によっては不良 ×:不良 であることをそれぞれ示す。
【0034】
【表1】
【0035】この表からもわかる通り、インクのもれ性
ついては1.05>(R/r)sin-1(r/R)が必
要であり、また、針差し性については(R/r)sin
-1(r/R)<1.57が必要条件となる。従って、 1.05<(R/r)sin-1(r/R)<1.57 の範囲にRおよびrを設定することが望ましい。さら
に、使用条件等による問題等を考慮に入れると、 1.1<(R/r)sin-1(r/R)<1.4 の範囲とすることがより望ましい。
【0036】ここで、インクもれについての評価の△印
は、針27を差したまま60℃等の環境下に保存し弾性
体16が針27によって永久ひずみを受けた場合、針を
抜いた後でインクがしみ出す場合とした。また、針差し
性における△の評価は、使い勝手を考慮した場合、特に
女性や力の弱い人にはやや硬すぎると判断されるレベル
のものを示した。
【0037】また、本発明のインクタンクは図5等に示
す構成でありインク容器室内のインクが消費され無くな
った場合、結合部の一方に内部エアー抜き用の針を差
し、他方に注射器等を用いてインクの再注入が可能であ
る。さらに冠体17と弾性体16の新部品を用意しそれ
らを組み変えれば信頼性も初期状態と全く同等のものが
再生可能である。
【0038】さらに、付け加えれば廃インク容器を内部
のインク吸収量がある程度観察できる材料例えばポリエ
チレンやポリプロピレン等インクに対して化学的に安定
でインクにアタックされにくい材料でかつ内部のインク
の状態が多少なりとも観察できる材料にしておくことで
廃インクの量すなわち吸収体のインク吸収状態が見られ
れば再インク注入をくり返して廃インク吸収体がインク
でいっぱいになって外部にあふれ出してしまうことを避
けることができる。
【0039】次に、図9は、本実施形態のインクカート
リッジをその結合部側から視た図である。
【0040】各結合部20A,20Bおよび20Cは、
インクカートリッジの2つの基準面から所定の位置にそ
れぞれ設けられており、これら基準面はインクカートリ
ッジ10を装置本体に装着したときに所定の部位を当接
し、これにより本体側の供給針等と各結合部との位置合
せが可能となる。水平方向の基準を図のように向って左
の面とすると図からも明らかなように最上部に位置する
結合部20Aのみ他の2個の結合部20B,20Cに比
べ基準面側に変位して設けられる。この結合部の変位に
よって生じるスペースに、突部48が形成される。この
凸部48は、その高さがインクカートリッジの前端面と
ほぼ同じになるよう形成され(図5参照)、次のよう機
能を果す。
【0041】図10〜図12は、図5および図9に示し
た凸部48の機能を説明するための図であり、装置本体
側の供給針ユニット275の針275Cとインクカート
リッジ10との装着時の位置関係を示す図である。
【0042】まず、カートリッジの装着に伴なってカー
トリッジ10の結合部20Aの弾性体16と針275C
とが接触する直前は、レバー275Dには何ら力が及ば
ないのでバルブ275Aはばね275Bに付勢されて連
通路を閉状態としている。
【0043】次に、カートリッジ10の挿入がさらに進
むと、図11に示すように、供給針ユニット275のレ
バー275Dはカートリッジ10の凸部48と当接関係
に至る。この時点では、針275Cの先端の連通口を有
した部分は既に弾性体16を貫通してカートリッジ内に
ある。一方、このとき、レバー275Dはカートリッジ
の凸部48と当接したばかりであるので、これに対して
カートリッジからの押圧力は働き始めようとするところ
である。従って、この時点でバルブ275Aは連通路の
閉状態を維持したままである。
【0044】次に、図12に示すように、カートリッジ
10の挿入がさらに進むと、カートリッジ10からの押
圧力がレバー275Dに作用してこれを押圧し、これに
より、連結レバー275Eは一端を支点として、図中右
方へ変位させられる。この結果、この連結レバー275
Eと接続するバルブ275Aは、ばね275Bの付勢力
に逆らって右方へ変位し、接続管275Dと針275C
の連通口との間を連通状態とする。
【0045】以上、図10〜図12の説明から明らかな
ように、不図示のサブタンクからインクカートリッジへ
のインク循環用の供給針ユニット275は、インクカー
トリッジ10の挿入動作に伴なって、まず、針275C
の連通口部分がカートリッジ内に入り、その後、バルブ
275が開く構成となっている。換言すれば、レバー2
75Dの長さと針275Cの長さとの関係が上記のよう
な一連の動作を確保するように定められている。
【0046】このような構成によれば、例えば、針がカ
ートリッジに挿入される前にバルブ275Aが開き、サ
ブタンク側からのインクが針275Cの連通口を介して
装置内に漏れる等の問題を未然に防止できる。
【0047】以上説明したように、凸部48は、装置本
体側の供給針のバルブ動作のために設けられるが、これ
がインク容器の蓋12の凹部に突設されるのは、前述し
た接合部20A,20B等の製造の容易性のためであ
る。すなわち、これら接合部の形成では、ハウジング2
0に対して弾性体を16を取付け、さらに冠体17を取
付けるが、その取付けにはその周囲が凹部の空間となっ
て作業が容易となる。このため、上述のレバー275D
に突き当てるための突部48は、その凹部に突設される
ことになる。
【0048】なお、上述したインク供給針275Cは不
図示のサブタンクから循環するインクをインクカートリ
ッジのインク貯留内に戻すためのものであり、結合部2
0Aの弾性体16を貫通する。その他の結合部20Bは
装置本体へインク供給を行うため供給針を接続し、ま
た、廃インク容器の結合部20Cとは廃インクを廃イン
ク貯留室内に流入するための針を接続するものである。
結合部20Bおよび20Cと接続する針の供給針ユニッ
トは上述のようなバルブ構造を有したものではない。
【0049】次に、インク容器11と廃インク容器13
を結合固定する部分の構成について説明する。
【0050】図13(a),(b)および(c)はイン
ク容器11の係止部18および廃インク容器13の係止
爪19の拡大断面図である。
【0051】係止部18には係止用突部29とそれに対
向する側にバネ部30を有している。また、係止爪19
には同様に係止用突部28を有している。
【0052】図13(a)に示すように、インク容器1
1と廃インク容器13との結合動作により図中矢印Aの
方向に係止爪19は係止部18に挿入される。その後、
その挿入動作より図13(b)に示すように係止爪19
の係止用突部28は係止部18の係止用突部29を越え
ようとするが、この時、係止爪19はその付け根を支点
として図に示すように反りながら係止用突部29aを越
えようとし、これに応じてバネ部30は図に示すように
たわむ。係止用突部28が係止用突部29を越えると、
それぞれの突部は互いの凹部と係合し、また、バネ部3
0はこの係合を固定するよう作用する。これにより、係
止部18と係止爪19は緊密に係合固定される。
【0053】ここで、バネ部30は、上記係合状態を解
除するような力が働いた場合、係止爪19をバネ部30
が押さえ付けるよう働くので係合状態を維持できる。た
だし、これもバネ部のバネ力を越えるような力が作用し
た場合には係合状態は解除されることがありうる。
【0054】次に、図14を参照し、半永久的な係合固
定の構成について説明する。
【0055】係合部18および係合爪19の構成そのも
のは図13に示す場合と同様であるが、ここでは、図1
4(a)に示すように係合する前にエポキシ樹脂からな
る接着剤のように固まる材料31をバネ部30の上面に
塗布する。
【0056】材料31の接着剤のように硬化する材料は
経時的に硬化するタイプが望ましく、また、硬化後は硬
いものつまり弾性の少ないものが望ましい。
【0057】係止爪19を係止部18に結合させる時は
接着剤のように硬化する材料31は固まっておらず係合
用突起29を係合用突起29が越えるとき、図13に示
す場合と同様にバネ部30は係止爪19に押されたわむ
が接着剤のように硬化する材料31は形を変え、係合部
18および係合爪19の係合を阻害することはない。し
かし一度、係合状態になると接着剤のように固まる材料
31はバネ部30と容器の壁面32の間で時間とともに
硬化する。従って、硬化後はバネ部30のたわみを押え
るのでこの状態になると、係合部はその解除が困難とな
る。
【0058】本願発明者の実験によれば、接着剤のよう
に固まる材料31を入れない場合では、組み付けられた
インクカートリッジを高い位置から落下させた場合には
2つの容器が外れることがあったが、接着剤のように固
まる材料31を用いたものでは外れることはなかった。
【0059】また、接着剤のように固まる材料31はバ
ネ部30もしくは壁面32に必ずしも接着されている必
要はなくバネ部30がたわまない位置に存在しているだ
けで良く、従ってこのような材料は接着剤に限られない
ことは明らかである。
【0060】続いて、図15に、係止爪の係止用突部を
さらに追加した例について示す。
【0061】上記と同様に、係止部18に対し係止爪1
9を図中矢印A方向から組付ける(図15(a))。係
止用突部29を係止用突部28が越えるとき、追加され
た係止用突部33もバネ部30の先端34を越える(図
15(b))。これにより図15(c)に示すように係
合を終えた状態となる。このように、係合部18と係合
爪19との係合により、係止用突部29と28とが、係
止用突部33とバネ部30の先端34とが、それぞれ係
合された状態となる。
【0062】この状態で例えば落下のような係合爪19
がはずれるような力が作用しても図15(d)に示すよ
うにバネ部30の先端34と係合爪19の係止用突部3
3がはずれることはないので力が取り除かれると元の状
態にもどり(図10(c))結合状態を維持することが
できる。
【0063】図16に、図15(a)に示した係合爪1
9の断面を示す。
【0064】係止用突部c33は本図に示すような形を
とりバネ部30に係止用突部33に対応する溝35を形
成しておくことで図13に示すものと形状的に大きく変
えることなく対応できる。
【0065】図17は、本発明を適用したインクジェッ
ト記録装置としてのラベルプリンタをロール紙供給ユニ
ット101のカバー111を取外し、また、プリントヘ
ッド部102を上方に回動してこれを開けた状態で示す
斜視図であり、図18はインクカートリッジ部103の
前カバー113を開けた状態で示す斜視図である。
【0066】図17に示すように、ロール紙供給ユニッ
ト101に収納されるロール紙124が巻回されたロー
ル126は、ユニット101の底部に設けられた2本の
駆動ローラ301(一方は不図示)上に載置され、ロー
ル126の外周側と駆動ローラとがロール紙の自重によ
る押圧力を伴なって接触した状態にある。この状態で上
記駆動ローラ301等が不図示のモータの動力を得て回
転することにより、最外周のロール紙124がその内側
のロール紙と分離して送り出される。このロール紙の供
給は、プリンタヘッド部102とカートリッジ収納部1
03との間におけるロール紙搬送機構104(その詳細
は不図示)による搬送とは実質的に無関係に行われるも
のである。従って、これらの2つの部分の間の搬送を調
整するため、上述したロール紙供給では、そのバッファ
となるループ(たるみ、図17には不図示)を形成する
ようにロール紙の供給を制御する。すなわち、搬送機構
104における搬送によってループセンサ(不図示)が
ループを検出しなくなると、上記駆動ローラを駆動して
ループを形成しつつロール紙供給を行うようにする。
【0067】紙ガイド131は、収納されるロール12
6の幅方向にスライドできるように設けられている。す
なわち、ロール紙を収納する際、紙ガイド131をロー
ル紙124の幅より大きくスライドし、ロール126を
駆動ローラ上に載置した後、紙ガイド131をロール1
26の幅までスライドし、その一部をロール126の芯
材125に突き当てることができる。これにより、ロー
ル紙124が供給される際、その供給方向における駆動
ローラより上流側においてロール紙124が幅方向に振
れるのを、一定の微小な振れを許容して規制することが
可能となる。なお、紙ガイド131には、そのスライド
位置を固定するストッパ316が設けられている。
【0068】ロール紙搬送経路において、搬送機構10
4による搬送路の入口近傍には斜送ユニット128が設
けられる。斜送ユニット128は、ロール紙124の下
面に接触する2つの斜送ローラ(不図示)と、これらロ
ーラに対向するロール紙124の上面に接触する斜送コ
ロ129および130とを有する。2つの斜送ローラ
は、斜送コロ130に対向しかつ搬送機構104側から
駆動力を得て駆動される駆動ローラと、斜送コロ129
に対向しかつ駆動力を得ていない従動ローラとからな
り、それぞれのローラはロール紙の搬送方向に対して斜
めに回転する(回転軸が搬送方向と直交する方向から傾
斜している)よう取付けられている。また、斜送コロ1
29および130も、斜送ローラと同様に搬送方向に対
して斜めに取り付けられている。これらの斜送ローラお
よび斜送コロ129および130により、搬送されるロ
ール紙に斜め方向への搬送力を与えて、図中奥側の所定
のガイドに押し当てるよう、作用することができる。こ
の結果、ロール紙124はその搬送方向が一定方向の規
制力を受けて行われるため、搬送方向の振れ等の無い良
好な搬送が可能となる。
【0069】プリントヘッド部102とカートリッジ収
納部103との間に設けられるロール紙搬送機構104
は、図17においてその図示は省略されているが、図
中、ロール紙124の下側に配置される(従って、カー
トリッジ収納部103の上面に配置される)、搬送方向
に延在する複数本のベルトおよびこれらを駆動するため
搬送方向上流側および下流側に設けられるローラ、およ
びプリントヘッド部102の下面に配置され、上記ベル
トのうちの所定のベルトを介して駆動力を得る拍車から
なる。
【0070】図18において、インクカートリッジ収納
部103は、本例のラベルプリンタで用いる4種類のイ
ンク、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)
およびブラック(Bk)に対応して4つのカートリッジ
収納室140Y,140M,140Cおよび140Bk
を備えている。各カートリッジ収納室の入口近傍には、
この収納室内部を略遮蔽するシャッタ142Y,142
M,142Cおよび142Bkが設けられている。これ
らシャッタは、その上部が回動自在に軸支されるもので
あり、ユーザーが誤って収納室内部に手を入れ、インク
供給用針に触れること等を防止するために設けられる。
インクカートリッジの挿入時には、カートリッジ自体が
収納室奥側へ向けてシャッタを押し開けるようにして、
その挿入が行われる。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高価な装置を必要とせず低コストで安定した性能のイン
クタンクを容易に供給することができる。
【0072】また、本発明によれば、組付が容易なた
め、インクの注入を終えてからでも組付が可能であるた
め工程設定の自由度が増すと共に、インク注入時に注入
用針による弾性体へのダメージを解消し、信頼性も向上
する。
【0073】さらに、本発明によれば、針の抜き差し性
が良好で針を抜いた後確実に閉じることのできるインク
タンクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクタンクの一従来例を示す断面図である。
【図2】図1に示したインクタンクのインク結合部を拡
大して示す断面図である。
【図3】本発明のインクタンクの一実施形態を示す分解
斜視図である。
【図4】図3に示したインクタンクの組立工程を示すフ
ローチャートである。
【図5】図3に示したインクタンクの断面図である。
【図6】図3に示したインクタンクのインク結合部を構
成する各部品の断面図である。
【図7】図6に示した各部品から組み立てたインク結合
部の断面図である。
【図8】(a)および(b)は図7に示したインク結合
部における適切な内径を説明するための断面図であっ
て、(a)は供給針等を貫通させた状態を示し、(b)
は供給針等を抜いた状態を示すものである。
【図9】図7に示したインク結合部を有したインクタン
ク端面の正面図である。
【図10】上記実施形態に係るインクタンクと供給針と
の接続を説明する図である。
【図11】上記実施形態に係るインクタンクと供給針と
の接続を説明する図である。
【図12】上記実施形態に係るインクタンクと供給針と
の接続を説明する図である。
【図13】(a),(b)および(c)は上記実施形態
のインクタンクにおけるインク貯留部と廃インク貯留部
との係合を説明する図である。
【図14】(a),(b)および(c)は上記係合の他
の例を説明する図である。
【図15】(a),(b),(c)および(d)は上記
係合の他の例を説明する図である。
【図16】図15に示す係合における係合部の断面図で
ある。
【図17】本発明を適用したインクタンクを具えたラベ
ルプリンタを示す斜視図である。
【図18】上記プリンタを前方から視た斜視図である。
【符号の説明】
10 インクタンク 11 インク容器 12 蓋 13 廃インク容器 14 吸収体 15 廃インク蓋 16 弾性体 17 冠体(固定部材) 20 ハウジング部 22 押圧部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 寛 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 青野 清美 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 但馬 裕基 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−247961(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/175

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録装置で用いられるインクを貯留する
    インク容器と、 該インク容器に設けられ、前記インクの供給に供する円
    筒孔の端部に設けられた該円筒孔の内径より大きい内径
    を有するとともに、第1係合部を備えたハウジング部
    と、 前記ハウジング部に装着されることにより該ハウジング
    部を塞ぐと共に、前記記録装置へのインク供給を行う針
    状体により挿通される弾性体と、 前記第1係合部と係合する第2係合部を備えるととも
    に、前記針状体が通過可能な開口を有し、前記弾性体を
    前記ハウジング部と押圧部とが協働して弾性変形させ押
    圧保持することで前記ハウジング部の閉塞を維持する押
    圧部付き固定部材と、を有し、 前記弾性体は前記装着前において前記ハウジング部の内
    径と略同一の外径を有するドーム形状をなしており、前
    記装着状態では前記ハウジング部の第1係合部と前記固
    定部材の第2係合部との係合状態が前記押圧保持された
    弾性体の復元力が利用されることにより確保されること
    を特徴とするインクタンク。
  2. 【請求項2】 記録装置で用いられた廃インクを貯留
    する廃インク容器と、 該廃インク容器に設けられ、前記廃インクの取り込みに
    供する円筒孔の端部に設けられた前記円筒孔の内径より
    大きい内径を有するとともに、第1係合部を備えたハウ
    ジング部と、 前記ハウジング部に装着されることにより該ハウジング
    部を塞ぐと共に、前記記録装置からの廃インクの取り込
    みを行う針状体により挿通される弾性体と、 前記第1係合部と係合する第2係合部を備えるととも
    に、前記針状体が通過可能な開口を有し、前記弾性体を
    前記ハウジング部と押圧部とが協働して弾性変形させ押
    圧保持することで前記ハウジング部の閉塞を維持する押
    圧部付き固定部材と、を有し、 前記弾性体は前記装着前において前記ハウジング部の内
    径と略同一の外径を有するドーム形状をなしており、前
    記装着状態では前記ハウジング部の第1係合部と前記固
    定部材の第2係合部との係合状態が前記押圧保持された
    弾性体の復元力が利用されることにより確保されること
    を特徴とするインクタンク。
  3. 【請求項3】 記録装置で用いられるインクを貯留する
    インク容器と、 該インク容器に結合可能であり、かつ、前記記録装置で
    用いられた廃インクを貯留する廃インク容器と、 該インク容器に設けられ、前記インクの供給に供する円
    筒孔の端部に設けられた前記円筒孔の内径より大きい内
    径を有するとともに、第1係合部を備えた第1ハウジン
    グ部と、 前記廃インク容器に設けられ、前記廃インクの取り込み
    に供する円筒孔の端部に設けられた前記円筒孔の内径よ
    り大きい内径を有するとともに、第2係合部を備えた第
    2ハウジング部と、 前記第1ハウジング部に装着されることにより該第1ハ
    ウジング部を塞ぐと共に、前記記録装置へのインク供給
    を行う第1針状体により挿通される第1の弾性体と、 前記第2ハウジング部に装着されることにより該第2ハ
    ウジング部を塞ぐと共に、前記記録装置からの廃インク
    の取り込みを行う第2針状体により挿通される第2の弾
    性体と、 前記第1係合部と係合する第3係合部を備えるととも
    に、前記針状体が通過可能な開口を有し、前記第1の弾
    性体を前記第1ハウジング部と押圧部とが協働して弾性
    変形させ押圧保持することで前記第1ハウジング部の閉
    塞を維持する押圧部付き第1の固定部材と、 前記第2係合部と係合する第4係合部を備えるととも
    に、前記針状体が通過可能な開口を有し、前記第2の弾
    性体を前記第2ハウジング部と押圧部とが協働して弾性
    変形させ押圧保持することで前記第2ハウジング部の閉
    塞を維持する押圧部付き第2の固定部材と、 を有し、 前記第1、第2の弾性体はそれぞれ前記装着前において
    前記第1、第2ハウジング部の内径と略同一の外径を有
    するドーム形状をなしており、装着状態では前記第1、
    第2のハウジング部の第1係合部、第2係合部と前記第
    1、第2の固定部材の第3係合部、第4係合部との係合
    状態が、前記押圧保持された第1、第2弾性体の復元力
    が利用されることにより確保されることを特徴とするイ
    ンクタンク。
  4. 【請求項4】 前記ハウジング部の入り口側開口または
    前記弾性体の下側の周縁に面取りあるいはアールが形
    成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の
    いずれかに記載のインクタンク。
  5. 【請求項5】 前記固定部材の開口径と前記円筒孔の径
    とは、 該固定部材の開口径≦該円筒孔の径の関係を満足するこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    のインクタンク。
  6. 【請求項6】 前記ハウジング部の内半径をrとし、前
    記弾性体の未変形時の曲率半径をRとした場合に、式 1.05<(R/r)sin-1(r/R)<1.57 が成立することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
    に記載のインクタンク。
  7. 【請求項7】 前記ハウジング部の内半径をrとし、前
    記弾性体の未変形時の曲率半径をRとした場合に、式 1.1<(R/r)sin-1(r/R)<1.4 が成立することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
    に記載のインクタンク。
  8. 【請求項8】 前記インク容器にインクが充填されてい
    ることを特徴とする請求項1または3に記載のインクタ
    ンク。
  9. 【請求項9】 請求項1に記載のインクタンクを装着可
    能にした装填部を備えるとともに、該装填部に前記イン
    クタンクからインクの供給を受けるにあたり前記弾性体
    に挿通される針状体を含むインク供給手段を有すること
    を特徴とするインクジェット記録装置。
  10. 【請求項10】 請求項2に記載のインクタンクを装着
    可能にした装填部を備えるとともに、該装填部に前記イ
    ンクタンクへ廃インクを送り出すにあたり前記弾性体に
    挿通される針状体を含む廃インク処理手段を有すること
    を特徴とするインクジェット記録装置。
  11. 【請求項11】 請求項3に記載のインクタンクを装着
    可能にした装填部を備えるとともに、該装填部に前記イ
    ンクタンクからインクの供給を受けるにあたり前記第1
    弾性体に挿通される第1針状体を含むインク供給手段
    と、前記インクタンクへ廃インクを送り出すにあたり前
    記第2弾性体に挿通される第2針状体を含む廃インク処
    理手段と、を有することを特徴とするインクジェット記
    録装置。
  12. 【請求項12】記録装置で用いられるインクを貯留する
    インク容器ごとに設けられ、前記インクの供給に利用さ
    れる円筒孔の端部に設けられた該円筒孔の内径より大き
    い内径を有するとともに、第1係合部を備えたハウジン
    グ部と、該ハウジング部を塞ぐと共に、前記記録装置へ
    のインク供給を行う針状体により挿通される弾性体と、
    前記第1係合部と係合する第2係合部を備えるととも
    に、前記針状体が通過可能な開口を有し、前記弾性体を
    前記ハウジング部と押圧部とが協働して弾性変形させ押
    圧保持することで前記ハウジング部の閉塞を維持する押
    圧部付き固定部材と、を有する結合部が二つ備えられる
    インクタンクであって、 前記結合部における弾性体は前記ハウジング部の内径と
    略同一の外径を有するドーム形状をなしており、前記ハ
    ウジング部の第1係合部と前記固定部材の第2係合部と
    の係合状態が前記押圧保持された弾性体の復元力が利用
    されることにより確保され、 前記つの結合部のうちの一方に対して前記インク容器
    内からエアーを抜くための針状体を刺し該エアーを該針
    状体を通じて吸引するとともに、前記結合部の他方に対
    してインクを注入するための針状体を刺し前記インク容
    器内にインクを該針状体を通じて注入することを特徴と
    するインクタンク。
  13. 【請求項13】 インクを貯留するインク容器に設けら
    れ、第1係合部および円筒孔を有するハウジング部の内
    側に、該ハウジング部の内径に略同一の外径を有するド
    ーム状の弾性体を挿入し該弾性体を圧縮し、 前記ハウジング部の第1係合部に係合される第2係合部
    および針状体が通過する開口を有し、前記ハウジング部
    の円筒孔を閉塞させるべく、前記圧縮される弾性体を該
    ハウジング部と協働して直接的に保持押圧して該ハウジ
    ング部に固定する固定部材により、該弾性体を固定し、 前記第1係合部と前記第2係合部との係合状態が、歪ん
    だ前記弾性体の復元力が利用されることにより確保され
    ることを特徴とするインクタンクの製造方法。
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