(57)【要約】【課題】インクの使い切り特性の良好なインクタンクの提供。【解決手段】インクタンク内に収納された弾性力を有する吸収体にインクを注入するためのインク注入部材であって、前記吸収体に挿入してインクを注入するためのインク注入針と、前記インク注入針の側面の少なくとも一部を取り囲んで設けられたインク流ガイド部材と、を備え、前記インク流ガイド部材は、インク注入時に前記吸収体に圧接させて前記インク注入針から前記吸収体に注入されたインクの流れの方向をガイドするための、前記インク注入針の針先側から根元側に向かうに従って前記インク注入針の側面から離間する方向に向かって広がる面であるガイド面を有するインク注入部材。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンク内に収納された弾性力を有する吸収体にインクを注入するためのインク注入部材であって、
前記吸収体に挿入してインクを注入するためのインク注入針と、
前記インク注入針の側面の少なくとも一部を取り囲んで設けられたインク流ガイド部材と、
を備え
前記インク流ガイド部材は、インク注入時に前記吸収体に圧接させて前記インク注入針から前記吸収体に注入されたインクの流れの方向をガイドするための、前記インク注入針の針先側から根元側に向かうに従って前記インク注入針の側面から離間する方向に向かって広がる面であるガイド面を有することを特徴とするインク注入部材。
【請求項２】
前記ガイド面は、前記インク注入針の側面から連続する面であることを特徴とする請求項１に記載のインク注入部材。
【請求項３】
前記インク注入針の前記吸収体への挿入方向に垂直な方向における前記インク流ガイド部材の横断面が円形であることを特徴とする請求項１または２に記載のインク注入部材。
【請求項４】
前記ガイド面は、前記インク注入針の針先側に頂点を有し根元側に底面を有する円錐台の側面に相当する面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインク注入部材。
【請求項５】
前記ガイド面は、前記インク注入針の針先側から根元側に向かうに従って前記インク注入針の側面から離間する方向に向かって徐々に広がる凹状の湾曲面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインク注入部材。
【請求項６】
前記インク注入針と前記インク流ガイド部材とが一体形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインク注入部材。
【請求項７】
前記インク注入針の前記吸収体への挿入方向における前記ガイド面の高さは、前記吸収体の高さの３０％〜６０％であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインク注入部材。
【請求項８】
前記ガイド面の上端における前記インク流ガイド部材の横断面は、前記吸収体の上面と接触可能な最大の大きさを１００％として、１００％〜２０％の大きさであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のインク注入部材。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のインク注入部材と、
前記インク注入部材を保持および昇降可能な昇降機構と、
前記インク注入部材に所定量のインクを供給可能なインク供給機構と、
を備えることを特徴とするインク注入装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のインク注入装置を用いて、弾性力を有する吸収体を収納したインクタンクを製造する方法であって、
前記昇降機構により前記インク注入部材を下降させることによって、前記インク注入針を前記吸収体に挿入し、前記インク流ガイド部材の前記ガイド面を前記吸収体に圧接させるステップと、
前記インク供給機構によって、前記インク注入部材を介して前記吸収体にインクを注入するステップと、
前記昇降機構により前記インク注入部材を上昇させることによって、前記インク注入部材を前記吸収体から退避させるステップと、
を含むことを特徴とするインクタンク製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの吐出により記録を行うインクタンクの製造装置に関し、特にインクを保持する吸収体へのインク注入を行うインク注入部材および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとして、インクジェット記録装置に対して交換可能なカートリッジ方式のインクタンクが知られている。この種のインクタンクには、記録ヘッドから吐出されたインクの量に相当するインクを記録ヘッド内に供給できると共に、収納されているインクが外部に漏れにくく、しかも記録ヘッドの吐出口からの不用意なインク漏れを抑制し得る機能が求められる。こうした要請に応じ得るインクタンクとして、弾性力を有する吸収体にインクを充填したインクタンクがある。このようなインクタンクにおいては、吸収体の毛細管力による負圧の発生を利用して、インクタンク内のインクの保持および記録ヘッドの吐出口からのインクの漏出防止を可能としている。このような構成のインクタンクの製造にあたっては、インクタンク内の吸収体へインク注入針を挿入して、インクを前記吸収体へ注入するインク注入方法を用いるのが一般的である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０５４００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインク注射針を用いたインク注入方法によれば、針先から注入されたインクはインクタンク底面からはね返り、はね返ったインクは、インク注入針２０の側面２０ｐ近傍から吸収体２の上面へ浸透しながら上昇し、吸収体２の上面から溢れる（図９参照）。溢れたインクの一部は、再びインク注入針２０の側面２０ｐ近傍の吸収体へと吸い込まれて下降する。そのため、インクは、インク注入針２０の側面２０ｐ近傍の領域、および吸収体２の底面に多く貯留される（図１０参照）。また、溢れたインクの他の一部は、インクタンク製造ラインにおいて振動により吸収体表面を移動して、インク注入針２０の挿入箇所から離れた意図せぬ場所で吸収体２に吸収されたり、蓋溶着前のインクタンクの縁に付着して溶着不良の原因となることがある。
【０００５】
インクタンクにおけるインクの使い切りを鑑みると、インクは、インクタンク内において記録ヘッドのインク吐出口から近距離の領域に密に充填されるのが好ましい。しかし、従来のインク注入方法によれば、インクタンク内の意図する領域にインクを充填することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので、インクの使い切り特性の良好なインクタンクの製造可能とするインク注入部材および装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、インクタンク内に収納された弾性力を有する吸収体にインクを注入するためのインク注入部材であって、前記吸収体に挿入してインクを注入するためのインク注入針と、前記インク注入針の側面の少なくとも一部を取り囲んで設けられたインク流ガイド部材と、を備え、前記インク流ガイド部材は、インク注入時に前記吸収体に圧接させて前記インク注入針から前記吸収体に注入されたインクの流れの方向をガイドするための、前記インク注入針の針先側から根元側に向かうに従って前記インク注入針の側面から離間する方向に広がる面であるガイド面を有するインク注入部材である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、該インク注入部材と、前記インク注入部材を保持および昇降可能な昇降機構と、前記インク注入部材に所定量のインクを供給可能なインク供給機構と、
を備えるインク注入装置である。
【０００９】
本発明の第３の態様は、該インク注入装置を用いて、弾性力を有する吸収体を収納したインクタンクを製造する方法であって、前記昇降機構により前記インク注入部材を下降させることによって、前記インク注入針を前記吸収体に挿入し、前記インク流ガイド部材の前記ガイド面を前記吸収体に圧接させるステップと、前記インク供給機構によって、前記インク注入部材を介して前記吸収体にインクを注入するステップと、前記昇降機構により前記インク注入部材を上昇させることによって、前記インク注入部材を前記吸収体から退避させるステップと、を含むインクタンク製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、弾性力を有する吸収体を収納するインクタンクへインクを注入する際に、インク注入針挿入箇所の周辺の領域により多くのインクを染み込ませる事ができ、カートリッジ式のインクタンクのインクの使い切り向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用可能なインクタンクの１例を示す斜視図および断面図である。
【図２】第１の実施形態のインク注入部材を示す平面図および側面図である。
【図３】第１の実施形態のインク注入部材の使用形態を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態のインク注入部材の使用形態および作用を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態のインク注入部材により注入されたインクの分布を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態のインク注入部材を示す平面図および側面図である。
【図７】第２の実施形態のインク注入部材の使用形態および作用を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態のインク注入装置を示す模式的概略図である。
【図９】従来のインク注入針を用いたインク注入時のインクの流れを示す断面図である。
【図１０】従来のインク注入針を用いて注入されたインクの分布を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではない。この特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能である。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用することのできるインクタンクの１つの例の、インク充填および蓋溶着前の状態を示す斜視図および断面図である。図中、１はインク充填および蓋溶着前のインクタンク、２はインクタンク１内に収納された吸収体、３は記録ヘッド、４は記録ヘッド３の複数のインク吐出口（不図示）へ通じる開口部を覆うゴミ侵入防止用フィルターを示す。吸収体２の材質は、インク保持部材としての機能を果たすものであれば特に限定されず、例えば、圧縮したポリプロピレン繊維または圧縮したくウレタン繊維製であることができる。
【００１４】
図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施形態におけるインク注入部材を説明する平面図および側面図である。この実施形態において、インク注入部材２３は、インク注入針２０とインク流ガイド部材２１とから構成される。
【００１５】
インク注入針２０は、吸収体２に先端部を挿入してインクを注入することができるものであり、インクは、インク注入針２０の先端からインク注入針２０の長手方向に吐出される。例えば、当技術分野において知られている、吸収体に挿入して用いるタイプのインク注入針を本発明のインク注入針２０として用いることができる。インク注入針２０の材質には、例えばステンレス等の金属を用いることができる。本例においては、インク注入針２０の先端は、吸収体２に挿入しやすいように斜めに加工されている。しかし、吸収体２の材質および／または多孔率、およびインク注入針２０の直径等を適宜選択することにより、インク注入針２０の先端は、斜めに加工されていなくてもよい。
【００１６】
インク流ガイド部材２１は、インク注入針２０の側面２０ｐの少なくとも一部を取り囲んで設けられる部材であり、インク注入針２０の針先側から根元側に向かうに従って側面２０ｐから離間する方向に向かって広がる面であるガイド面２１ｐを有する。換言すれば、ガイド面２１ｐを含む部分におけるインク流ガイド部材２１の横断面の面積は、インク注入針２０の針先側から根元側に向かって漸増する。インク流ガイド部材２１は、インク注入時にガイド面２１ｐを吸収体に圧接させて用いられる。ガイド面２１ｐは、インク注入針２０の針先から吸収体に注入されたインクの吸収体内における流動方向を規制もしくはガイドし、それによってインクの浸透範囲を制御することができる。ガイド面２１ｐは、好ましくは、インク注入針２０の側面２０ｐから連続する面である。本例においては、ガイド面２１ｐは、インク注入針２０の針先側に頂点を有しインク注入針２０の根元側を底面とする正円錐台の側面に相当する面である。本例において、インク流ガイド部材２１は中実の正円錐台形状を有するが、前述の機能を有するガイド面２１ｐを有している限り、インク流ガイド部材２１は必ずしも中実である必要は無く、中空であってもよい。また、前述の機能を有するガイド面２１ｐを有している限り、インク流ガイド部材の他の部分の形状は特に制限されない。インク流ガイド部材２１の材質は、特に限定されず、例えば、ポリアセタール等の樹脂または金属であることができる。なお、本明細書において、「インク流ガイド部材の横断面」とは、インク注入針の吸収体への挿入方向に垂直な方向におけるインク流ガイド部材の横断面をいい、インク流ガイド部材が中空の場合は、該横断面の最外周に囲まれた面をいう。
【００１７】
インク流ガイド部材２１はインク注入針２０に対して固定されている。インク注入針２０およびインク流ガイド部材２１は、接着等により接着されていてもよく、あるいは一体形成されていてもよい。
【００１８】
図３から図５は、本発明の第１の実施形態におけるインク注入部材の使用形態および作用を示す斜視図および断面図である。
【００１９】
図３および図４は、本発明の第１の実施形態におけるインク注入部材２３を、インクタンク１内に収納された吸収体２に挿入した使用形態の１つの例を示す斜視図および断面図である。インク注入部材２３は、インクタンク１内の吸収体２に対して、最も深くてガイド面２１ｐの上端（すなわち、ガイド面２１ｐのインク注入針２０根元側の端部）が吸収体２の上面とほぼ一致する位置まで押し込まれる。
【００２０】
図３を参照して、インク注入針２０の吸収体２への挿入方向と垂直な方向におけるインク注入部材２３の横断面は、インクタンク１内に挿入可能な大きさでなければならない。換言すれば、ガイド面２１ｐの上端におけるインク流ガイド部材２１の横断面は、インクタンク１内に収納された吸収体２の上面に接触可能な大きさを有するように設定する。本例においては、インク流ガイド部材２１の横断面は円形であり、本例で使用したインクタンク１に収納された吸収体２の上面は短辺の長さが２３ｍｍの長方形であったため、１つの例として、前記円の直径を２０ｍｍとした。ガイド面２１ｐの上端におけるインク流ガイド部材２１の横断面は、吸収体２の上面と接触可能な最大の大きさを１００％として、１００％〜２０％の大きさとすることができる。ガイド面２１ｐの上端におけるインク流ガイド部材２１の横断面は、後述する本発明の効果を高めるためには、なるべく大きく設定することが好ましい。
【００２１】
図４を参照して、インク注入部材２３を吸収体２に対して最深の深さまで押し込んだ際に、インク注入針２０の先端がインクタンク内壁またはフィルター４に接触してはならない。したがって、インク流ガイド部材２１は、この条件を満足するような位置関係で、インク注入針２０に対して設置される。インク注入針２０の吸収体２への挿入方向におけるガイド面２１ｐの高さ２１ｈ（あるいは圧接深さ）の最大値は、ガイド面２１ｐが圧接する際の吸収体２の反発力と、インク注入後の吸収体２の復元状態とを考慮して決定する。ガイド面２１ｐの高さ２１ｈ（あるいは圧接深さ）の最大値を、例えば、吸収体２の高さ２ｈの３０％〜６０％の範囲となるように設定することができる。
【００２２】
図４および図５を参照して、本発明の作用を説明する。まず図４を参照して、本実施形態において、インク注入部材２３は、インクタンク１内の吸収体２に対して垂直に押し付けられる。その結果、インク注入針２０の先端は吸収体２内に挿入され、インク流ガイド部材２１はそのガイド面２１ｐが吸収体２に圧接される。インク注入針２０の針先から、所定量のインクが吸収体２に対して注入される。注入されたインクは、インクタンクの底面あるいはフィルター４に当たってはね返り、インク注入針２０の側面２０ｐ近傍を通って吸収体２の上面方向へ吸収体２に浸透しながら上昇する（図４中の矢印参照）。すると、インク注入針２０の側面２０ｐにインク流ガイド部材２１が設けられているので、前記上昇したインク流は、さらに、インク流ガイド部材２１のガイド面２１ｐに沿って斜め上方向へ吸収体２に浸透しながら上昇する。インク流のインクの一部は、自重により下降しながら吸収体２に吸収される。したがって、上昇するインク流をガイド面２１ｐに沿わせることにより、インク流を吸収体２の斜め上方向へガイドすることができ、従来のインク注入方法では困難であった、吸収体２の横方向へのインクの浸透を促すことができる。これにより、従来のインク注入法（図９参照）で問題となっていた、吸収体２の上面からのインクの溢れ、およびインク注入針２０の側面２０ｐ近傍を通って下降してインクタンク底部に貯留されるインク量を低減することが可能となる。また、インク注入針２０の側面２０ｐ近傍のみならず、インク注入針２０の挿入箇所から近距離の範囲の領域にわたって、より多くのインクを吸収体２に染み込ませる事ができるようになる。図５および図１０中、符号２Ｌは、吸収体２のインクが染み込んだ部分を示す。
【００２３】
なお、インク注入部材２３のインク注入針２０を吸収体２へ挿入する位置については、インクの使い切りを向上させる目的から、記録ヘッド３のインク吐出口へ通じる開口部を覆うフィルター４の上部近傍とすることがより好ましい。
【００２４】
（第２の実施形態）
図６（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形態のインク注入部材を説明する平面図および側面図である。この実施形態において、インク注入部材２３は、インク注入針２０とインク流ガイド部材２２とから構成される。第１の実施形態のインク注入部材と第２の実施形態のインク注入部材との相違点は、インク流ガイド部材２１および２２の形状である。第２の実施形態のインク注入部材を構成するインク流ガイド部材２２は、インク注入針２０の針先側から根元側に向かうに従ってインク注入針２０の側面２０ｐから離間する方向に向かって徐々に広がる凹状の湾曲面であるガイド面２２ｐを有する。
【００２５】
図７を用いて、本発明の第２の実施形態のインク注入部材の利点を説明する。本実施形態によれば、ガイド面２２ｐは、先述のように、インク注入針２０の針先側から根元側に向かうに従ってインク注入針２０の側面２０ｐから離間する方向に向かって徐々に広がる凹状の湾曲面を形成する。そのため、吸収体２への圧接時にインク流ガイド部材２２が占める体積、すなわち吸収体２への圧接に関与するガイド面２２ｐの内側が構成する体積は、比較的小さい。また、ガイド面２２ｐの形状は、インク注入針２０の針先側においてより尖っている。したがって、インク流ガイド部材２２のガイド面２２ｐを吸収体２へ圧接させる際の吸収体２の反発力を軽減することが可能である。また、ガイド面２２ｐは吸収体２の上面近くで吸収体２の表面にほぼ平行あるいはほぼ水平になる。インク底面からはね返ったインクのインク流は、これに沿うようにガイドされて、吸収体２の表面からより溢れにくくなる。これにより、従来のインク注入針による、溢れたインクが吸収体表面上の意図せぬ箇所に移動して吸収される問題や、インクタンク製造ラインにおける振動により蓋溶着前のインクタンクの縁にインクが付着することによる溶着不良の問題を良好に低減し得る。
【００２６】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態のインク注入装置の模式的概略図である。本実施形態のインク注入装置２００は、インク注入針とインク流ガイド部材とから構成される本発明のインク注入部材２３と、インク注入部材２３を保持および昇降可能な昇降機構２１０と、インク供給機構とを備える。インク供給機構は、インク注入部材２３を介して吸収体２にインクを注入するための機構であり、たとえば、インク注入シリンジ２２０、インクストック部２３０、バルブ２４０等を含む。インク注入シリンジ２２０は、インク注入部材２３に所定量のインクを供給可能とするものである。インクストック部２３０は、インク注入シリンジ２２０に導入されるインクを保持するためのものである。バルブ２４０は、インクストック部２３０、インク注入シリンジ２２０、およびインク注入部材２３のそれぞれとの接続を構成し、インク流れ方向を変更可能にするものである。
【００２７】
本実施形態のインク注入装置を用いて弾性力を有する吸収体を収納したインクタンクを製造する方法の１つの例を説明する。本方法は、以下の工程を含む。すなわち、まず、バルブ２４０のインクストック部２３０とインク注入シリンジ２２０との接続を開放する（工程１）。次に、インク注入シリンジ２２０のピストンを引いてインクストック部２３０からインク注入シリンジ２２０内部に所定量のインクを導入する（工程２）。続いて、昇降機構２１０によりインク注入部材２３を下降させることによって、インク注入部材２３と吸収体２とを接触させる（工程３）。詳細には、インク注入針２０の先端をインクタンク１内に収納された弾性力を有する吸収体２に挿入し、インク流ガイド部材のガイド面を吸収体２に圧接させる。このとき、ガイド面の圧接深さは、インク注入針２０の挿入方向におけるガイド面の高さを超えないこととする。次に、バルブ２４０のインクストック部２３０とインク注入シリンジ２２０との接続を閉鎖し、インク注入シリンジ２２０とインク注入部材２３とを連通させる（工程４）。インク注入シリンジ２２０のピストンを押して、インク注入シリンジ２２０内のインクをインク注入部材２３を介して吸収体２に注入する（工程５）。昇降機構２１０によりインク注入部材２３を上昇させて、インク注入部材２３を吸収体２から退避させる（工程６）。これらの工程の後、蓋溶着前のインクタンク１に対して蓋が溶着される。本例では上記の工程順によりインクタンクを製造したが、上述の工程のうち、工程３は、工程５よりも前に行えばよく、工程１から４との順番の前後は問わない。
【００２８】
本実施形態のインク注入装置２００によれば、弾性力を有する吸収体を収納したインクタンクにおいて、インク注入時のインク流の方向をガイドし、吸収体へのインクの浸透範囲を制御することができる。その結果、インクタンク内の吸収体におけるインクの分布を、インク注入針の挿入箇所から近距離の範囲の領域において密にすることができる。これにより、インクの使い切り特性の良好なインクタンクを製造することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    インクタンク
２    吸収体
２ｈ  吸収体の高さ
２０  インク注入針
２０ｐ  インク注入針の側面
２１、２２  インク流ガイド部材
２１ｐ、２２ｐ  ガイド面
２１ｈ、２２ｈ  ガイド面の高さ
２３    インク注入部材
【図２】
2011230495.tif 000003
【図６】
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【図８】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011230495.tif 000009
【図７】
2011230495.tif 000010
【図９】
2011230495.tif 000011
【図１０】
2011230495.tif 000012