JPH11157091A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクカートリッジ内のインクを無駄なく使
用できるようにする。 【解決手段】 インクを収容するインク室１２と、この
インク室１２に隣接して設けられ、内部に吸水性の充填
材１４を収容する充填材室１６と、上記インク室１２と
上記充填材室１６とを連通させる連通口１８と、この連
通口１８を残して上記インク室１２と上記充填材室１６
との間を仕切る仕切り板２０と、上記充填材１４に臨ん
で開口するインク排出口２２とを有するインクカートリ
ッジ１０において、インク残量が少なくなるにつれて上
記仕切り板２０が上記充填材１４を押圧するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式の記録装置に用いるインクカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ等に用い
られるインクカートリッジは、図１１に示す構成を有し
ているものが一般的である。このインクカートリッジ１
１０は、インクを収容するインク室１２と、このインク
室１２に隣接して設けられ、内部に吸水性の充填材１４
を収容する充填材室１６と、インク室１２と充填材室１
６とを連通させる連通口１８と、この連通口１８を残し
てインク室１２と充填材室１６との間を仕切る仕切り板
２０と、充填材１４に臨んで開口するインク排出口２２
とを有している。充填材室１６の上部壁面には、上記充
填材１４を押さえるリブ２４と、インクカートリッジ１
１０内部に空気を取り入れるための大気連通口２６とが
形成されている。

【０００３】このインクカートリッジ１１０では、イン
ク室１２に収容されたインクが連通口１８を介して充填
材１４に十分に染み込んでいる。このインクカートリッ
ジ１１０がキャリッジの取付部に装着されると、その取
付部に突出している接続端子部が上記インク排出口２２
に挿入され、接続端子部の先端が上記充填材１４に押し
込まれる。すると、充填材１４に含まれているインクが
接続端子部先端の孔からキャリッジ内部の導入路に流れ
出し、そこからインクジェットヘッドに供給されるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記インクカートリッ
ジ１１０は、インク漏れが少なく、インク排出量が安定
しているという点では良好である。しかしながら、イン
クの残量が少なくなると、充填材に多量のインクを含ん
だままでインクの排出が止まってしまうため、その状態
でインクカートリッジを交換しなければならならず、イ
ンクおよびインクカートリッジの無駄が生じるという問
題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題点を解決するため、インクを収容するインク室と、こ
のインク室に隣接して設けられ、内部に吸水性の充填材
を収容する充填材室と、上記インク室と上記充填材室と
を連通させる連通口と、この連通口を残して上記インク
室と上記充填材室との間を仕切る仕切り板と、上記充填
材に臨んで開口するインク排出口とを有するインクカー
トリッジにおいて、インク残量が少なくなるにつれて上
記仕切り板が上記充填材を押圧するようにしたものであ
る。

【０００６】このインクカートリッジでは、上記仕切り
板が付勢手段によって押圧されるようにしてもよいし、
その付勢手段がばね部材であってもよい。

【０００７】

【発明の効果】本発明のインクカートリッジでは、イン
ク残量が少なくなるにつれて仕切り板がインクを含んだ
充填材を押圧するようにしてため、充填材から絞り出す
ようにインクをほぼ完全にインク排出口から排出するこ
とができ、インクおよびインクカートリッジの無駄を省
くことができる。また、従来からある仕切り板で充填材
を押圧する構成としてあり、充填材を押圧する特別の押
圧部材を設ける必要がないため、コンパクトでコスト上
昇が少ないインクカートリッジを提供できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】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。図１はインクジェット
プリンタにインクカートリッジ１０を装着した状態を示
す。インクカートリッジ１０は、キャリッジ５０の取付
部に装着され、カートリッジホルダ５２によって保持さ
れている。キャリッジ５０は、それぞれ矢印方向に回転
する給紙ローラ５６および排紙ローラ５８によって搬送
される記録紙Ｐに対して、ガイドシャフト５４でガイド
されながらスキャンするようになっている。

【０００９】キャリッジ５０の下部にはインクジェット
ヘッド６０が取り付けられている。インクカートリッジ
１０のインク排出口２２から排出されたインクは、キャ
リッジ５０内部のインク導入路５１を介してインクジェ
ットヘッド６０に供給される。インクジェットヘッド６
０に供給されたインクは、画像情報に応じてノズル６２
からインク滴６４として吐出され、これが記録紙Ｐに付
着して画像が記録されることになる。

【００１０】次に、図２を参照して第１実施形態のイン
クカートリッジ１０について説明する。このインクカー
トリッジ１０は、上述した従来からのインクカートリッ
ジ１１０とほぼ同様の構成を有している。すなわち、例
えばポリウレタン等の樹脂製の筺体からなるインクカー
トリッジ１０は、その内部に、インクを収容するインク
室１２と、このインク室１２に隣接して設けられ、内部
に吸水性のある例えばウレタンフォームからなる充填材
１４を収容する充填材室１６と、インク室１２と充填材
室１６とを連通させる連通口１８と、この連通口１８を
残してインク室１２と充填材室１６との間を仕切る仕切
り板２０と、充填材１４に臨んで開口するインク排出口
２２とを有している。また、充填材室１６の上部壁面に
は、上記充填材１４を押さえるリブ２４と、インクカー
トリッジ１１０内部に空気を取り入れるための大気連通
口２６とが形成されている。

【００１１】インクカートリッジ１０が上述のインクカ
ートリッジ１１０と構成上相違する点は、仕切り板２０
がその上部において回動自在に支持されており、かつね
じりばね（付勢手段）３０によって矢印ａ方向に付勢さ
れている点である。ねじりばね３０は、図３に示すよう
に、その一端３０ａが仕切り板２０の表面に固定されて
いてもよいし、または、その他端３０ｂが上記インク室
１２の上部壁面に固定されていてもよいし、あるいは、
その両端がそれぞれ固定されていてもよい。また、ねじ
りばね３０は１本でもよいし、複数設けてもよい。

【００１２】以上の構成からなるインクカートリッジ１
０では、キャリッジ５０に装着された当初はインク室１
２にインクがほぼ充満しているとともに、連通口１８を
介して充填材１４にはその上部までインクが十分に染み
込んでいる。この状態では、ねじりばね３０による仕切
り板２０の付勢力と、充填材１４の弾性力および染み込
んだインクの液圧とが均衡しており、仕切り板２０はほ
ぼ垂直な状態にある。

【００１３】インクカートリッジ１０からインクジェッ
トヘッド６０にインクが供給されてゆくにしたがってイ
ンク室１２内のインク面が徐々に低下してくる。それに
つれて充填材１４の上部にインクが染み込んでいない部
分が次第に生じてきて、充填材１４内部のインクによる
液圧が小さくなってくる。すると、ねじりばね３０によ
る付勢力との均衡がくずれ、その付勢力によって仕切り
板２０が次第に回動することで充填材１４が押圧され
る。これにより、充填材１４に含まれているインクが絞
り出されるようにしてインク排出口２２から排出される
ことになる。

【００１４】このように、インク残量が少なくなるにつ
れて、仕切り板２０が充填材１４を少しずつ押圧してゆ
き、インク室１２内のインクがなくなる頃には、仕切り
板２０が充填材１４に含まれていたインクをほぼ完全に
絞り出して排出した状態になる。したがって、上記イン
クカートリッジ１０によれば、充填材１４にインクが十
分に染み込んだ状態でインク排出が止まってしまうため
にインクカートリッジを交換しなければならないという
ことがなく、インクおよびインクカートリッジの無駄を
省くことができる。また、仕切り板２０が充填材１４を
徐々に押圧していくことにより、最後まで安定した圧力
でインクを排出することができる。

【００１５】次に、図４〜７を参照して第２ないし第５
実施形態のインクカートリッジについて説明するが、上
記インクカートリッジ１０と同一部材には同一符号を付
すとともに、いずれの実施形態も上記第１実施形態と同
様の作用効果を奏するため説明を省略する。

【００１６】第２実施形態のインクカートリッジ４０
は、図４に示すように、充填材１４の上部にインク室１
２を配置した横型のものである。排出口２２の出口はシ
ール膜４２でふさがれており、排出口２２の周囲にはパ
ッキン４４が設けてある。一方、インクカートリッジ４
０が取り付けられるキャリッジ５０の取付部には、上方
に向かって突出する接続端子部５３が設けられている。
この接続端子部５３は、インクジェットヘッド６０に連
絡するインク導入路５１とともに、多孔質のアルミナで
一体成形されている。上記インクカートリッジ４０をキ
ャリッジ５０の取付部に押し込むと、上記接続端子部５
３が上記シール膜４２を破ってインク排出口２２に挿入
されてその先端が充填材１４に押し込まれ、充填材１４
から染み出たインクが接続端子部５３およびインク導入
路５１を形成するアルミナ内部の孔を通ってインクジェ
ットヘッド６０に供給される。

【００１７】第３実施形態のインクカートリッジ７０も
また、図５に示すように、充填材１４の上部にインク室
１２が配置された横型である。このインクカートリッジ
７０では、２つの仕切り板２０ａ，２０ｂがカートリッ
ジ内部の両側に分かれて配置されており、これら仕切り
板２０ａ，２０ｂはねじりばね３０ｃ，３０ｄによって
それぞれ矢印ａ，ｂ方向に付勢されている。また、各仕
切り板２０ａ，２０ｂの間に連通口１８が形成されてい
る。インクカートリッジ７０のインク排出口２２には、
中心部が閉じたリングパッキン４４が設けられていると
ともに、インク排出口２２の出口はシール膜４２でふさ
がれている。このインクカートリッジ７０がキャリッジ
５０に装着されると、取付部の接続端子部５３がシール
膜４２を破ってリングパッキン４４の中心部を貫通して
充填材１４に押し込まれる。すると、充填材１４から染
み出したインクが接続端子部５３先端の孔から空洞のイ
ンク導入路５１を通ってインクジェットヘッド６０に供
給される。

【００１８】第４実施形態のインクカートリッジ８０
は、図６に示すように、第１実施形態のインクカートリ
ッジ１０と同様に縦型であり、インク室１２と充填材室
１６とが横方向に配置されている。このインクカートリ
ッジ８０では、仕切り板２０の押圧機構が上記各実施形
態とは異なる。すなわち、仕切り板２０とインク室１２
の側壁面とが伸縮自在のシャフト８２によって連結され
ており、このシャフト８２の周囲に圧縮された弦巻ばね
８４が配置されている。インクカートリッジ８０の内壁
に連結された仕切り板２０の根元部２０ｃは可撓性を有
しており、これにより仕切り板２０は弦巻ばね８４の付
勢力によって充填材１４を押圧する方向に移動可能にな
っている。なお、キャリッジ５０の接続端子部５３の周
囲には、インクカートリッジ８０を装着したときに接続
部からのインク漏れを防止するためにＯ−リング８６が
設けられている。

【００１９】第５実施形態のインクカートリッジ９０
は、図７に示すように、第１実施形態のインクカートリ
ッジ１０の変形例であり、仕切り板２０の形状を変えて
いる。すなわち、本実施形態における仕切り板２０は、
それが垂直位置にある状態で充填材１４の側部を押し込
むように、その先端から中程にかけて板厚が次第に厚く
なっている。このように形成することで、充填材１４に
より均一な押圧力を与えることができ、インク排出圧を
より一層安定させることができる。

【００２０】図８に示すインクカートリッジ１００は、
第３実施形態のインクカートリッジ７０をフルライン型
インクジェットヘッド６１に対応するように形成したも
のである。フルライン型インクジェットヘッド６１は、
記録紙の全幅に対応する長さに形成されているためスキ
ャンさせる必要がなく、キャリッジが不要となる。した
がって、この場合にはインクカートリッジ１００がイン
クジェットヘッド６１に直接装着されることになる。

【００２１】次に、上記第１〜５実施形態の各インクカ
ートリッジ１０，４０，７０，８０，９０と従来例のイ
ンクカートリッジ１１０とを使用して行った比較実験に
ついて説明する。この実験は、図９に示す装置を使用し
て行った。この装置では、インクカートリッジ１０等の
インク排出口２２がインク導入用パイプ１０２およびＬ
形透明パイプ１０４を介して液送モータＭに接続されて
いる。そして、第１の実験では液送モータＭにより０．
９５気圧の負圧をかけてインクカートリッジ内のインク
を吸引してインク排出状態を調べた。この第１の実験で
は、図１０に組成を示す黒インクを用いた。また、第２
の実験では、同装置を用いてインクカートリッジからイ
ンクを吸引し、Ｌ形パイプ１０４の２箇所の直線部分１
０６，１０８でビデオ撮影を行い、排出されるインク中
への気泡混入の状態を調べた。この第２の実験では、図
１０の組成のインクから染料を除いた透明インクを使用
した。

【００２２】上記第１の実験は、各インクカートリッジ
の内容積が１０ｃｃ（その内、インク室の容積が５ｃ
ｃ）のものを用い、内部に５ｃｃのインクを入れておい
た。そして、この実験における評価は次の４段階で行っ
た。最終的にインクカートリッジ内のインク残量がほぼ
０ｇであったときは◎、１ｇ以内であったときは○、１
〜３ｇであったときは△、３ｇ以上であったときは×と
した。一方、上記第２の実験における評価は、次の４段
階で行った。気泡の数が０個のときは◎、３個以内のと
きは○、３〜５個のときは△、５個以上のときは×とし
た。

【００２３】下記の表１に第１および第２の実験の結果
を示す。第１の実験の結果として、比較例のインクカー
トリッジ１１０ではインクが３ｇ以上残ったのに対し、
第１〜５実施形態のインクカートリッジではいずれもイ
ンク残量が１ｇ以内になるまでインクを排出でき、本発
明による効果を確認できた。また、第２の実験の結果と
して、比較例のインクカートリッジ１１０では気泡が３
ないし５個混入したのに対し、特に第１、第３、第４お
よび第５実施形態のインクカートリッジ１０，７０，８
０，９０では気泡混入がなく、第２実施形態のインクカ
ートリッジ４０でも気泡を３個以内に抑えることがで
き、この点においても従来例より優れていることが確認
できた。上記各実施形態のインクカートリッジ１０等で
は、インク充填材を仕切り板が初期状態から押圧してお
り、そこにインク導入用のパイプ１０２が挿入される
と、インクの排出力が強いので、挿入時の空気が溜まり
にくくなる。これに対し、従来のインクカートリッジ１
１０は、この効果が無いので挿入時の空気が溜まり排出
力も小さい。これらの理由から第２の実験ではパイプ中
を流れる気泡の数で「気泡混入の状態」に差が出たもの
で、ひいてはヘッドからのインク飛翔の安定性に効くこ
とが分かる。

【００２４】

【表１】

【００２５】なお、上記各実施形態では、仕切り板を押
圧する付勢手段としてねじりばね、および弦巻ばねを用
いたが、これに限定されず、例えば板ばね等の他のばね
部材を用いてもよいし、または、例えばゴム等の弾性部
材をばねに代わる付勢手段として用いてもよし、あるい
は、樹脂製の仕切り板自体が有する弾性を利用して充填
材を押圧するように形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 インクカートリッジをインクジェットプリン
タに装着した状態を示す側面図。

【図２】 第１実施形態のインクカートリッジを示す断
面図。

【図３】 仕切り板にねじりばねを固定した状態を示す
斜視図。

【図４】 第２実施形態のインクカートリッジを示す断
面図。

【図５】 第３実施形態のインクカートリッジを示す断
面図。

【図６】 第４実施形態のインクカートリッジを示す断
面図。

【図７】 第５実施形態のインクカートリッジを示す断
面図。

【図８】 フルライン型インクジェットヘッドに対応す
るように形成された第３実施形態のインクカートリッジ
を示す斜視図。

【図９】 比較実験で使用した装置の概略構成図。

【図１０】 比較実験で用いたインクの組成を示す図
表。

【図１１】 従来のインクカートリッジの一例を示す断
面図。

【符号の説明】

１０，４０，７０，８０，９０，１００，１１０…イン
クカートリッジ、１２…インク室、１４…充填材、１６
…充填材室、１８…連通口、２０…仕切り板、２２…イ
ンク排出口、３０…ねじりばね（付勢手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容するインク室と、このイン
   ク室に隣接して設けられ、内部に吸水性の充填材を収容
   する充填材室と、上記インク室と上記充填材室とを連通
   させる連通口と、この連通口を残して上記インク室と上
   記充填材室との間を仕切る仕切り板と、上記充填材に臨
   んで開口するインク排出口とを有するインクカートリッ
   ジにおいて、 インク残量が少なくなるにつれて上記仕切り板が上記充
   填材を押圧するようにしたことを特徴とするインクカー
   トリッジ。
2. 【請求項２】 上記仕切り板が付勢手段によって押圧さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のインクカートリ
   ッジ。
3. 【請求項３】 上記付勢手段がばね部材であることを特
   徴とする請求項２に記載のインクカートリッジ。