(57)【要約】【課題】繊維集合体がインク収容部内部で固定され、かつ、繊維集合体の密度のばらつきの影響が抑制される、インクジェットカートリッジを提供する。【解決手段】本発明のインクジェットカートリッジ１は、開口部を有する空間を有するタンクケース１０と、開口部を塞ぐ蓋３０と、タンクケース１０の空間と蓋３０とで形成されるインク収容部４０と、インク収容部４０内に収容されているインク吸収体２０とを有する。また、蓋３０にはタンクケース１０の空間に向かって突出する突起部３１が設けられ、インク吸収体２０の、蓋３０の突起部３１と対応する位置に凹部２１が設けられている。さらに、タンクケース１０の開口部を塞いでいる蓋３０の突起部３１とインク吸収体４０の凹部２１とが嵌合いしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する空間を有するタンクケースと、前記開口部を塞ぐ蓋と、前記タンクケースの前記空間と前記蓋とで形成されるインク収容部と、前記インク収容部に収容されているインク吸収体と、を有するインクジェットカートリッジであり、
前記蓋には前記タンクケースの前記空間に向かって突出する突起部が設けられ、前記インク吸収体の、前記蓋の前記突起部と対応する位置に凹部が設けられており、
前記タンクケースの開口部を塞いでいる前記蓋の前記突起部と前記インク吸収体の前記凹部とが嵌合いしている、インクジェットカートリッジ。
【請求項２】
前記インク吸収体は、繊維同士が絡み合って形成される繊維集合体である、請求項１に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項３】
前記突起部の高さと前記凹部の深さを比べると前記突起部の高さの方が大きい、請求項１または２に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項４】
前記突起部は複数設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項５】
前記タンクケースには、前記インク収容部から前記タンクケースの外部にインクを供給するためのインク供給部が設けられており、前記突起部の少なくとも１つは前記インク供給部と対向する位置に配置されている、請求項４に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項６】
前記インク吸収体の、前記インク供給部と接する位置と反対側に位置する前記凹部の深さは、他の前記凹部の深さよりも浅い、請求項５に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項７】
前記突起部は、柱状である、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項８】
前記突起部は、リブ形状である、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項９】
開口部を有する空間を有するタンクケースと、前記開口部を塞ぐ蓋と、前記タンクケースの前記空間と前記蓋とで形成されるインク収容部と、前記インク収容部に収容されているインク吸収体と、を有するインクジェットカートリッジの製造方法であり、
前記インク吸収体は、繊維同士が絡み合って形成される繊維集合体であり、前記蓋には前記インク収容部に向かって突出する突起部が設けられており、
前記繊維集合体となる繊維材料を圧縮する工程と、
前記繊維材料の、前記蓋の前記突起部と対応する位置に凹部を形成する工程と、
前記繊維材料同士を絡ませ、前記繊維集合体にする工程と、
前記タンクケースの前記インク収容部に前記繊維集合体を挿入し、前記蓋で前記タンクケースの開口部を塞ぎ、前記蓋の前記突起部と、前記繊維集合体の前記凹部とを嵌合いさせる工程と、
前記蓋と前記タンクケースとを接合する工程と、含む、インクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項１０】
前記繊維材料同士を絡ませ、前記繊維集合体にする工程は、前記凹部を形成する工程の後に行われる、請求項９に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項１１】
開口部と、凸部が設けられ、前記繊維材料を収容する収容部とを有し、繊維集合体形成治具の前記開口部を介して、前記繊維材料を前記収容部に押し込んで圧縮させ、前記凹部を形成する、請求項９または１０に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項１２】
前記繊維材料同士を絡ませ、前記繊維集合体にする工程は、前記凹部を形成する工程の前に行われる、請求項９に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項１３】
前記繊維集合体の前記凹部を、凸形状をした加熱ツールで前記繊維集合体の繊維を加熱し、溶融させることで形成する、請求項１２に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項１４】
前記加熱ツールの設定温度は、前記繊維集合体の融点より５℃から１０℃高い温度とする、請求項１３に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項１５】
ニードルパンチ法で前記繊維材料の繊維同士を絡ませ、前記繊維集合体にする、請求項９から１４のいずれか１項に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットカートリッジ、特に繊維集合体を有するインクジェットカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置に用いられるインクジェットカートリッジは、インクジェット記録ヘッドへのインクの供給性を保つために、タンクケースのインク収容部内にインクを吸収するインク吸収体が収容されている。そして、タンクケースには、インク収容部からタンクケースの外部、例えば記録素子基板に連通するインク供給部が設けられており、インク収容部から記録素子基板へインクが供給される。インク吸収体としては、従来は樹脂繊維同士の接点を溶着させたインク吸収体が一般的であったが、樹脂繊維の繊維同士の接点を溶着せずに、繊維同士の絡み合いにより形状を保持させたインク吸収体の利用が一般的になりつつある。
【０００３】
しかしながら、繊維同士を絡み合わせたインク吸収体、つまり繊維集合体の摩擦係数は、あまり大きくなく、また復元力もあまり大きくない。そのため、インク吸収体として繊維集合体が利用される場合、タンクケースに何らかの外力が作用すると、繊維集合体は、その外力により、収容されたタンクケース内部で一方向に移動し、そのまま偏った状態を維持し続ける。その結果、繊維集合体とインク供給部との接触が弱くなると、インクが残っているにもかかわらず、インクを円滑に記録素子基板に供給できないなどの問題を有していた。
【０００４】
タンクケースには開口部を有する空間が設けられており、この開口部を塞ぐ蓋と、タンクケースの空間とでインク収容部を形成している。そこで、特許文献１では、タンクケースの開口部を塞ぐ蓋の内側に、尖頭状（錐体状）の突起部を設け、タンクケースの開口部を蓋で塞ぐ際に、この突起部で繊維集合体を突き刺し、繊維集合体の位置を固定する方法が開示されている。これにより、タンクケースに何らかの外力が作用しても、インク収容部内に収容された繊維集合体が一方向に偏ることが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３８８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、繊維集合体を用いたインクジェットカートリッジを製造する場合、繊維径や繊維長さのばらつき、さらに、繊維集合体の製造過程で生じる僅かな密度分布のばらつきを考慮する必要がある。これらのばらつきが大きくなると、インク収容部に配置された尖頭状の突起部が繊維集合体に刺さる時の刺さり易さが変化し、繊維集合体に対する突起部の挿入量にばらつきを生じる。この突起部の繊維集合体に対する挿入量のばらつきによって、繊維集合体の圧縮率が変化し、繊維集合体のインクの吸収率が変化する。
【０００７】
また、蓋側にある尖頭状の突起部は、繊維集合体と、インク収容部内のタンクケース外部の記録素子基板にインクを供給するインク供給部との密着性を向上させる役割を果たす。また、インク供給部近傍の繊維集合体の密度を高め、繊維集合体内のインクを最後まで使いきり易くする役割をも果たす。しかし、繊維集合体に対する突起部の挿入量がばらつくと、繊維集合体とインク供給部との密着性や、インク供給部近傍の繊維集合体の密度が不安定になり、インクを円滑に記録素子基板に供給できなくなる。そのため、繊維集合体の密度分布のばらつきを管理し、かつ、繊維集合体を製造する際に、繊維を分散させるために十分な時間を取る事により対応している。
【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、タンクケースに外力が加わっても一方向に偏ることは無く、また、繊維集合体の密度のばらつきの影響を受けにくい、インクジェットカートリッジを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェットカートリッジは、開口部を有する空間を有するタンクケースと、開口部を塞ぐ蓋と、タンクケースの空間と蓋とで形成されるインク収容部と、インク収容部内に収容されているインク吸収体とを有する。また、蓋にはタンクケースの空間に向かって突出する突起部が設けられ、インク吸収体の、蓋の突起部と対応する位置に凹部が設けられている。そして、タンクケースの開口部を塞いでいる蓋の突起部とインク吸収体の凹部とが嵌合いしている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、繊維集合体をインク収容部内部で固定でき、かつ、繊維集合体の密度のばらつきの影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るインクジェットカートリッジの第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】インクジェットカートリッジの製造方法の最初の工程を示す概略図である。
【図３】インクジェットカートリッジの製造方法の一例を示す概略図であり、図２の続きの工程を示す図である。
【図４】本発明に係るインクジェットカートリッジの第２の実施形態の概略構成図である。
【図５】インクジェットカートリッジの製造方法の他の一例を示す概略図であり、図２の続きの工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
【００１３】
［実施形態１］
図１は、本発明に係るインクジェットカートリッジの第１の実施形態の概略構成図であり、（Ａ）は（Ｂ）のｂｂの断面の概略図、（Ｂ）は、（Ａ）のａａの断面の概略図である。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、本発明のインクジェットカートリッジ１は、繊維同士が絡み合って形作られ、インクを保持するためのインク吸収体である繊維集合体２０を有する。また、繊維集合体２０を収容する、開口部を有する空間が設けられたタンクケース１０と、タンクケース１０の開口部を塞ぎ、タンクケース１０に設けられた空間とともにインク収容部４０を形成する、蓋３０とを有している。繊維集合体２０は、インク収容部４０に収容される。また、蓋３０には、繊維集合体２０を固定するための突起部３１が、インク収容部４０に向かって突出して複数設けられている。突起部３１は上述の従来技術（特許文献１参照）のような尖頭状（錐状）ではなく、柱状をしている。さらに、タンクケース１０には、タンクケース１０の外部とインク収容部４０とを連通するインク供給部１１が設けられており、インク収容部４０のインクが、インクジェットカートリッジ１に取り付けられる記録素子基板（不図示）に送られるようになっている。
【００１５】
繊維集合体２０に用いる繊維材料は、耐インク接液性が良好な熱可塑性樹脂を適宜選択可能である。本実施例では、長さ２５ｍｍ、直径３０μｍ程度のポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）繊維を採用した。繊維集合体２０の表面には、蓋３０の突起部３１と対応する位置に凹部２１（図３（Ｄ）、（Ｅ）参照）が形成されている。この凹部２１が蓋３０の突起部３１と嵌合いすることで、繊維集合体２０が固定され、インク収容部４０内でのズレ（一方向に偏った状態）が防止される。ちなみに、繊維集合体２０の凹部２１の深さは、蓋３０の突起部３１の高さに比べ浅くし、繊維集合体２０を確実に固定できる寸法とした。
【００１６】
次に、本発明のインクジェットカートリッジ１の第１の実施形態の製造方法を、図２および図３を参照して説明する。図２に示すように繊維材料１００は、四方を圧縮板１２１で囲まれ、圧縮される。このとき、圧縮板１２１で繊維材料１００を囲んで形成される空間の開口の一方は、後述する繊維集合体形成治具２００へ繊維材料１００を移動させる押出し口となっている。また、他方は、繊維材料１００を繊維集合体形成治具２００へ押し込む挿入ツール１２２の挿入口となっている。
【００１７】
繊維集合体形成治具２００について詳細に説明すると、繊維集合体形成冶具２００は、開口部を有し、繊維材料１００を収容するための収容部２１０を有している。開口部を介して、繊維材料１００が収容部２１０内に挿入されたり、挿入部２１０内で形成された繊維集合体２０が取り出されたりする。また、繊維集合体２０の凹部２１を形作るための凸部２０１が、収容部２１０の開口部と対向する面に形成されている。
【００１８】
繊維材料１００は、繊維集合体形成治具２００の収容部２１０と同サイズになるまで圧縮板１２１によって圧縮される（図３（Ａ）参照）。次に、圧縮板１２１で繊維材料１００を圧縮した状態で、挿入ツール１２２を用いて繊維集合体形成冶具２００内に繊維材料１００を押し込み、繊維集合体形成治具２００内に収容する（図３（Ｂ）参照）。そして、繊維材料１００は、繊維集合体形成治具２００と挿入ツール１２２とで圧縮された状態になる。
【００１９】
次に、ニードルパンチ法にて繊維集合体形成治具２００に設けられたニードル用穴（図示せず）を介して、繊維材料１００にニードル２２０を複数回刺し繊維材料同士を絡ませ（図３（Ｃ）参照）、凹部２１を有する繊維集合体２０が形成される（図３（Ｄ）参照）。そして、繊維集合体２０の凹部２１が蓋３０の突起部３１と対向する位置になるように、繊維集合体２０をタンクケース１０のインク収容部４０内に挿入する（図３（Ｅ）参照）。蓋３０でタンクケース１０の開口部を塞ぎ、蓋３０の突起部３１と、繊維集合体２０の凹部２１とで嵌合いさせる。最後に、蓋３０とタンクケース１０を溶融接合させることにより、インクジェットカートリッジ１が完成する（図３（Ｆ）参照）。
【００２０】
このようにして形成したインクジェットカートリッジ１は、繊維集合体２０の凹部２１と蓋３０の突起部３１の嵌合いによるズレ防止効果により、タンクケース１０に何らかの外力が働いた場合に、繊維集合体２０が一方向に移動して偏ってしまうことを防止できる。また、従来技術の尖頭状の突起部では繊維集合体に対する挿入量がばらつき、繊維集合体の圧縮率が変化していた。しかしながら、本発明の突起部３１は繊維集合体２０と面接触するため、突起部３１の繊維集合体３１に対する挿入量のばらつきが小さいため、繊維集合体２０の圧縮率が安定し、インクの吸収率やインク供給部１１との密着性が安定する。そのため、インクを円滑に記録素子基板に供給可能となる。
【００２１】
［実施形態２］
図４は、本発明に係るインクジェットカートリッジの第２の実施形態の概略構成図であり、（Ａ）は（Ｂ）のｂｂの断面の概略図、（Ｂ）は、（Ａ）のａａの断面の概略図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【００２２】
本実施形態の特徴は、上述の第１の実施形態とは異なり、蓋３０に設けた突起部３１が柱状ではなくリブ形状をしていることである。突起部３１がリブ形状をしていることで、繊維集合体２０の上面がほぼ均一に押さえつけられることになり、外力による繊維集合体２０の偏り防止を向上させることが可能となる。また、リブ形状の突起部３１のうちの１つが、インク供給部１１と対向する位置に配置されている。
【００２３】
繊維集合体２０に用いる繊維材料１００は、耐インク接液性が良好な熱可塑性樹脂を適宜選択可能である。また、繊維構造についても、中心部と外周部で融点の異なる材料を採用した芯鞘構造の繊維を適宜選択可能である。
【００２４】
本実施例では、耐インク接液性に優れた材料として、長さ２５ｍｍ、直径３０μｍ程度のポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）繊維を採用した。蓋３０のリブ形状の突起部３１と対応する繊維集合体２０の表面に凹部２１を形成し、繊維集合体２０の凹部２１と蓋３０のリブ形状の突起部３１とを嵌合いすることで、繊維集合体２０を固定し、インク収容部４０内でのズレ（一方向に偏った状態）を防止する。
【００２５】
次に、本発明のインクジェットカートリッジの第２の実施形態の製造方法を、図２および図５を参照して説明する。まず、上述したように、繊維材料１００は、圧縮板１２１で四方を囲まれ、繊維集合体形成冶具２００の収容部２１０と同サイズになるまで圧縮される（図２、図５（Ａ）参照）。次に、繊維材料１００を圧縮板１２１で圧縮した状態で、挿入ツール１２２を用いて繊維集合体形成治具２００内に繊維材料１００を押し込み、繊維集合体形成冶具２００内に収容する（図５（Ｂ）参照）。なお、本実施形態の繊維集合体形成治具２００には凸部が設けられておらず、繊維集合体２０の凹部２１は後で形成される。そして、ニードルパンチ法にて繊維集合体形成治具２００に設けられたニードル用穴（図示せず）を介して、繊維材料１００にニードル２２０を複数回刺すことにより繊維材料同士を絡ませ繊維集合体２０を形成する（図５（Ｃ）参照）。
【００２６】
続いて、挿入ツール１２２に代わって加熱ツール１０１で繊維集合体２０を押し込み、繊維集合体２０の表面に凹部２１を形成する。加熱ツール１０１には、繊維集合体２０の凹部２１を形作るための凸形状の加熱部１１１が形成されており、この加熱部１１１の熱で繊維集合体２０の繊維を溶融させて凹部２１を形成する（図５（Ｄ）参照）。
【００２７】
加熱ツール１０１の設定温度は、ＰＰの融点より５℃から１０℃高い温度とし、約１７０度を選択した。繊維集合体２０の凹部２１の深さは、加熱ツール１０１の加熱部１１１の高さを変化させることで調節できる。本実施形態では、蓋３０の突起部３１の高さに比べて凹部２１の深さを浅くすることで、繊維集合体２０を確実に蓋３０の突起部３１で固定できるようにした。さらに、繊維集合体２０の、インク供給部１１と接する位置と反対側に位置する凹部２１の深さを、他の凹部２１の深さと比較し、１．５ｍｍ程度浅くした。なお、蓋３０の突起部３１の高さは変わらない。
【００２８】
次に、冷却工程を経てタンクケース１０に挿入する前の繊維集合体２０が完成する（図５（Ｅ）参照）。そして、繊維集合体２０をタンクケース１０のインク収容部４０に挿入し（図５（Ｆ）参照）、タンクケース１０の開口部を蓋３０で塞ぎ、蓋３０の突起部３１と繊維集合体２０の凹部２１を嵌合いする。最後に、蓋３０とタンクケース１０を溶融接合させることによりインクジェットカートリッジ１が完成する（図５（Ｇ）参照）。
【００２９】
このようにして形成されたインクジェットカートリッジ１は、繊維集合体２０の凹部２１と蓋３０の突起部３１を嵌合いしたことによるズレ防止効果により、タンクケース１０に何らかの外力が作用した場合も繊維集合体２０が偏ってしまう事を防止できる。また、繊維集合体２０の、インク供給部１１と接する位置と反対側に位置する凹部２１の深さを他の凹部２１の深さよりも浅くすることで、蓋３０の突起部３１の押し込み量を大きくしている。これにより、インク供給部１１と繊維集合体２０の密着性が確保され、インク供給部１１近傍の繊維集合体２０の高密度化にも寄与する。従来技術の尖頭状の突起部では繊維集合体に対する挿入量がばらつき、繊維集合体の圧縮率が変化していた。しかしながら、本発明の突起部３１は繊維集合体２０と面接触するため、突起部３１の繊維集合体３１に対する挿入量のばらつきが小さく、繊維集合体２０の圧縮率が安定し、インクの吸収率やインク供給部１１との密着性が安定する。そのため、インクを円滑に記録素子基板に供給可能となる。
【００３０】
なお、繊維集合体２０の形成方法は適宜選択すればよく、蓋３０の突起部３１の形状によって限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３１】
１  インクジェットカートリッジ
１０タンクケース
１１インク供給部
２０繊維集合体（インク吸収体）
２１凹部
３０蓋
３１突起部
４０インク収容部
【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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