(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するインク室、及び前記インク室と同じ側に開口部を有し、インクを吸蔵可能な多孔質部材が充填されているフォーム室を備えたカートリッジケースと、そのインク室及びフォーム室の開口部を覆うキャップとでインクを収納し、
インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給孔及び大気連通孔を有するインクカートリッジであって、
前記カートリッジケースは、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成され、
前記キャップは、前記インク室及びフォーム室の開口部を覆って前記カートリッジケースに溶着により接合されていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記カートリッジケースは、補強用充填材を約２０〜３０重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記キャップは、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記キャップは、補強用充填材を約２０〜３０重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成されていることを特徴とする請求項３記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
前記補強用充填材は、タルク、ガラス繊維、カーボン、鉱物繊維およびフッ素樹脂の内から選ばれた１または２つ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
開口部を有するインク収納室を有するカートリッジケースと、そのインク開口部を覆うキャップとでインクを収納し、
インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給孔及び大気連通孔を有するインクカートリッジの製造方法であって、
前記カートリッジケースを、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成し、
前記キャップを、前記開口部を覆って前記カートリッジケースに溶着により接合し、
前記カートリッジケース内を負圧状態として、前記インクカートリッジ内にインクを注入することを特徴とするインクカートリッジの製造方法。
【請求項７】
開口部を有するインク室、及び前記インク室と同じ側に開口部を有し、インクを吸蔵可能な多孔質部材が充填されているフォーム室を備えたカートリッジケースと、そのインク室及びフォーム室の開口部を覆うキャップとでインクを収納し、
インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給孔及び大気連通孔を有するインクカートリッジの製造方法であって、
前記カートリッジケースを、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成し、
前記キャップを、前記インク室及びフォーム室の開口部を覆って前記カートリッジケースに溶着により接合し、
前記カートリッジケース内を負圧状態として、前記インク室及びフォーム室内にインクを注入することを特徴とするインクカートリッジの製造方法。
【請求項８】
さらに、インク供給孔および大気連通孔を封止してシール材を溶着することを特徴とする請求項６又は７に記載のインクカートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクカートリッジを形成するための材料として、従来、硬質で強度もあって機械的特性が優れ、ポリエチレンよりも高温に耐え、成形性も優れているポリプロピレン樹脂が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ポリプロピレン樹脂にて、インクカートリッジを構成しているカートリッジケースとキャップとを射出成形等で成形した場合、特にカートリッジケースに問題が生じた。すなわち、図５（ａ）に示すごとく、成形直後のカートリッジケース１００は問題なく成形されているものが、成形後の冷却にて、図５（ｂ）に示すごとく、開口１０２の縁１０４，１０６が内側に反るという問題が生じた。
【０００４】
このように開口１０２が変形すると、キャップを超音波溶着等で開口１０２に接合することが困難となる。また接合することができる程度の変形でも、接合にて完全に開口が密封できずに隙間から内部のインクが漏洩する場合があった。
何等かの添加剤によりポリプロピレン樹脂の性質を改良することを考慮しても、熱可塑性樹脂における冷却時の反りを改良する添加剤は知られておらず、現実には改良することは困難であった。そのため、できるだけ肉厚に成形したり、リブを各所に付けて反りを防止したりして、内側への反りを改良する方法もあるが、コストアップを招いた。
【０００５】
本発明は、ポリプロピレン樹脂を用いても、コストアップを招くこと無く、成形後の冷却時に反りを生じ難いインクカートリッジの提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明のインクカートリッジは、開口部を有するインク室、及び前記インク室と同じ側に開口部を有し、インクを吸蔵可能な多孔質部材が充填されているフォーム室を備えたカートリッジケースと、そのインク室及びフォーム室の開口部を覆うキャップとでインクを収納し、
インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給孔及び大気連通孔を有するインクカートリッジであって、
前記カートリッジケースは、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成され、
前記キャップは、前記インク室及びフォーム室の開口部を覆って前記カートリッジケースに溶着により接合されていることを特徴とする。
【０００７】
このように、通常、熱可塑性樹脂には大量に用いることはない補強用充填材を、ポリプロピレン樹脂に約１５〜３５重量％含有させている。このポリプロピレン樹脂をカートリッジケースの成形に用いると、カートリッジケースを肉厚にしたりリブを多数設けなくても、成形後の冷却によって開口が内側に反ると言った現象はほとんど見られなくなる。このため、コストアップを招くこと無く、インクカートリッジからのインクの漏洩を防止することができる。
【０００８】
ここでポリプロピレン樹脂に含有されている補強用充填材が約１５重量％未満であった場合には、開口の縁の反りは問題となる程度まで増加する。また、補強用充填材が約３５重量％を越えると、反りは生じないが超音波溶着等による接合が困難となり、接合不良によるインクの漏洩が大きくなる。
【０００９】
特に、補強用充填材を約２０〜３０重量％含有したポリプロピレン樹脂を用いれば、ほぼ完全にインクの漏洩が防止できる。
同様の理由により、キャップも、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成されることが好ましく、更に、補強用充填材を約２０〜３０重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成されることが、より好ましい。ただし、インクの漏洩は、カートリッジケースの反りによる影響が大きいので、キャップは、補強用充填材を含有しなくても良い。
【００１０】
なお、補強用充填材としては、例えば、タルク、ガラス繊維、カーボン、鉱物繊維等の無機質材、もしくはフッ素樹脂等を挙げることができ、これらから選択された１つまたは２つ以上が用いられる。
また、本発明のインクカートリッジの製造方法は、開口部を有するインク収納室を有するカートリッジケースと、そのインク開口部を覆うキャップとでインクを収納し、
インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給孔及び大気連通孔を有するインクカートリッジの製造方法であって、
前記カートリッジケースを、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成し、
前記キャップを、前記開口部を覆って前記カートリッジケースに溶着により接合し、
前記カートリッジケース内を負圧状態として、前記インクカートリッジ内にインクを注入することを特徴とする。
また、本発明のインクカートリッジの製造方法は、開口部を有するインク室、及び前記インク室と同じ側に開口部を有し、インクを吸蔵可能な多孔質部材が充填されているフォーム室を備えたカートリッジケースと、そのインク室及びフォーム室の開口部を覆うキャップとでインクを収納し、
インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給孔及び大気連通孔を有するインクカートリッジの製造方法であって、
前記カートリッジケースを、補強用充填材を約１５〜３５重量％含有したポリプロピレン樹脂から形成し、
前記キャップを、前記インク室及びフォーム室の開口部を覆って前記カートリッジケースに溶着により接合し、
前記カートリッジケース内を負圧状態として、前記インク室及びフォーム室内にインクを注入することを特徴とする。
また、本発明のインクカートリッジの製造方法は、さらに、インク供給孔および大気連通孔を封止してシール材を溶着することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、インクカートリッジ２の一例を示す概略縦断面図である。
このインクカートリッジ２は、記録媒体にインクを噴射して印刷を行うインクジェットプリンタに用いられるもので、上面が開口４ａを通じて開放された直方体状のカートリッジケース４を有し、このカートリッジケース４の開口４ａはキャップ６にて閉塞されている。
【００１２】
前記カートリッジケース４の一側（図１左側）には、図２の部分拡大図に示すごとく、インクジェットプリンタにセットされて使用される際にインクジェット記録ヘッド５のインク供給用マニホールド５ａにインクを供給するインク供給孔４ｂが形成され、前記カートリッジケース４の他側（図１右側）には、大気連通孔４ｃが形成されている。また、大気連通孔４ｃが形成されている位置の内部には、大気連通孔４ｃを通じてインクの蒸発を防止するための蛇行通路状のエアバッファ４ｄが形成されている。
【００１３】
カートリッジケース４の内部は、インク供給孔４ｂ側にはインク室４ｅが、大気連通孔４ｃ側にはインクを吸蔵可能である多孔質部材４ｆ（ここでは発泡ウレタン樹脂を用いている。）が充填されているフォーム室４ｇ（インク収納室に該当する。）が、それぞれ形成され、前記両室４ｅ，４ｇが下部において連通部４ｈを介して相互に連通されている。
【００１４】
インク供給孔４ｂには、インクジェットプリンタ側のインクジェット記録ヘッド５に供給されるインクに含まれる塵芥等を除くためのメッシュフィルタ部材８、およびインクジェット記録ヘッド５への連結のためのアダプタ１０が設けられている。
【００１５】
このインクカートリッジ２は、次のようにして製造される。
すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すごとく、まずカートリッジケース４のフォーム室４ｇの内部に、上面に設けられた開口４ａから、多孔質部材４ｆが圧縮された状態で充填される。その後、キャップ６を超音波溶着し、次いで、インク供給孔４ｂを通じてインク注入手段（図示せず）により、脱気されたインクが充填される。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）に対して直角方向で縦に切断して左側から見た縦断面図である。
【００１６】
このインクの注入処理は、次のように行われる。
すなわち、インク供給孔４ｂに対し、図示しないインク注入手段が接続される。そして、インクが注入される際には、まず、インクの注入に先立って大気連通孔４ｃに負圧手段が適用されてインクカートリッジ２内が負圧状態とされる。
【００１７】
そして、インクカートリッジ２内が所定の負圧状態（例えば、１気圧を０ｍｍＨｇとして、−７１０ｍｍＨｇ程度）となった状態で、インク注入手段によるインクの注入が開始される。
注入されたインクは、インクカートリッジ２内が負圧状態とされていることから、インクカートリッジ２内に容易に吸い込まれる。このときフォーム室４ｇとインク室４ｅとを隔てている隔壁４ｉに衝突し、上下に別れるが、まず主に流動抵抗の少ないインク室４ｅに向かって流れて、インク室４ｅを満たす。それから、下部にある連通部４ｈを介してフォーム室４ｇに流れ込む。このことによりフォーム室４ｇ内の多孔質部材４ｆ内にインクがしみ込んで、多孔質部材４ｆを満たす。
【００１８】
最後に、１枚の長いシール材１２をインク供給孔４ｂ（実際にはアダプタ１０）、大気連通孔４ｃ、カートリッジケース４およびキャップ６に熱溶着して、完全にインク供給孔４ｂおよび大気連通孔４ｃを封止する。なお、インク供給孔４ｂ側のシール材１２の端部１２ａはカートリッジケース４の底部４ｊに熱溶着されているが、大気連通孔４ｃ側の端部１２ｂは熱溶着されていない。これは、使用者に、大気連通孔４ｃ側の端部１２ｂからシール材１２を剥がさせるためである。
【００１９】
このようにして製造されるインクカートリッジ２のカートリッジケース４およびキャップ６は、約２０重量％〜３０重量％のタルクを補強用充填材として含有してるポリプロピレン樹脂を用いて射出成形されたものである。
このインクカートリッジ２を多数製造し、インク漏れがないか否かを調べた。その結果を、他のタルク含有率の場合と比較して、図４のグラフに示す。
【００２０】
図示するごとく、インク漏れ不良率が、本実施の形態のインクカートリッジ２では、それ以外の含有率の場合に比較して、インク漏れ不良率は０％であることがわかる。
タルクの含有率が、約２０重量％未満では、成形後の冷却により生じる開口４ａの反りが大きくなり、急速にインク漏れ不良率が増加するのが判る。また、約３０重量％を越えると、今度は超音波溶着による接合が困難となり、次第にインク漏れ不良率が増加するのが判る。
【００２１】
なお、タルクの含有率が約１５重量％〜３５重量％では、インク漏れ不良率は大きくなく、十分に効果があり実用範囲である。
また、タルク以外のガラス繊維、カーボン、鉱物繊維、フッ素樹脂の補強用充填材についても、ほぼ同様な結果を得た。
【００２２】
［その他］
前述した実施の形態のインクカートリッジ２では、キャップ６も補強用充填材の含有率が約２０重量％〜３０重量％であったが、キャップ６の場合は、形状的な点から、成形後の冷却による変形は少ないので、補強用充填材を全く含まないポリプロピレン樹脂を用いても良い。
【００２３】
前述した実施の形態では、タルク、ガラス繊維、カーボン、鉱物繊維、フッ素樹脂等の補強用充填材を、それぞれ単独でポリプロピレン樹脂に配合したが、複数種類の補強用充填材を用いて、トータルの配合量として前述した割合で配合しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態のインクカートリッジの概略縦断面図である。
【図２】  前記インクカートリッジの使用時の部分拡大図である。
【図３】  前記インクカートリッジの製造工程の一部の説明図である。
【図４】  タルク含有率とインク漏れ不良率との測定結果を示すグラフである。
【図５】  従来のカートリッジケースの成形後の冷却にて生じる変形の説明図である。
【符号の説明】
２…インクカートリッジ      ４…カートリッジケース
４ａ…開口      ４ｂ…インク供給孔      ４ｃ…大気連通孔
４ｄ…エアバッファ      ４ｅ…インク室      ４ｆ…多孔質部材
４ｇ…フォーム室      ４ｈ…連通部      ４ｉ…隔壁
４ｊ…底部      ５…インクジェット記録ヘッド
５ａ…インク供給用マニホールド      ６…キャップ
８…メッシュフィルタ部材    １０…アダプタ    １２…シール材
１２ａ，１２ｂ…端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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