(57)【要約】【課題】軽量で紫外線透過によるインク劣化が少なく、インク残量の視認性とインク残量検知が容易で、製造上においてインク吸収体を組み込み易くすることが可能となるインク容器、インク容器を成形する金型及びインク容器の製造方法を提供する。【解決手段】インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器であって、  前記発泡体構造が、発泡性樹脂を用いた成形に際し、成形型の容積を拡大して発泡倍率を上げることで、内部に微細な気泡を無数に構成した発泡体構造であり、  前記インク容器の内面は、金属よりも熱伝導率が低い材料で表面処理された前記成形型で成形することで、凹凸のない光沢面に形成され、  前記インク残量検知部が、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な面を有している。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器であって、
前記発泡体構造が、発泡性樹脂を用いた成形に際し、成形型の容積を拡大して発泡倍率を上げることで、内部に微細な気泡を無数に構成した発泡体構造であり、
前記インク容器の内面は、金属よりも熱伝導率が低い材料で表面処理された前記成形型で成形することで、凹凸のない光沢面に形成され、
前記インク残量検知部が、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な面を有していることを特徴とするインク容器。
【請求項２】
前記表面処理が、ポリマーコーティングによる表面処理であることを特徴とする請求項１に記載のインク容器。
【請求項３】
前記ポリマーコーティングが、ポリイミドまたはフッ素系樹脂によることを特徴とする請求項２に記載のインク容器。
【請求項４】
前記インク容器は、角部における前記発泡倍率が低く、その他の部分における前記発泡倍率が高いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインク容器。
【請求項５】
前記発泡体構造は、紫外線透過率が８０％以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインク容器。
【請求項６】
インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器を成形する金型であって、
前記インク容器の側面４面を形成する移動駒と、
前記インク残量検知部を形成する移動ピンと、
前記インク容器の内部を形成するコア駒と、
を有し、
前記金型による発泡性樹脂を用いた成形に際し、前記移動駒を所定量移動させて前記金型の容積を拡大し発泡を促進し、
前記移動ピンを移動させて、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な部分を形成可能としたことを特徴とするインク容器を成形する金型。
【請求項７】
前記インク容器の内部を形成するコア駒が、ポリマーコーティングされていることを特徴とする請求項６に記載のインク容器を成形する金型。
【請求項８】
前記ポリマーコーティングが、ポリイミドまたはフッ素系樹脂によることを特徴とする請求項７に記載のインク容器を成形する金型。
【請求項９】
インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器の製造方法であって、
前記インク容器の側面４面を形成する移動駒と、前記インク残量検知部を形成する移動ピンと、前記インク容器の内部を形成するコア駒と、を有する金型を用い、
前記金型に発泡性樹脂を充填した後、前記移動駒を所定量移動させて前記金型の容積を拡大し発泡を促進し、
前記移動ピンを移動させて、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な部分を形成することを特徴とするインク容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク容器、インク容器を成形する金型及びインク容器の製造方法に関し、特にインクジェットプリンターに適用されるインク容器インク容器を成形する金型及びインク容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来インクジェットプリンターのインク容器は、ポリプロピレン樹脂を用いて射出成形を行っていた。容器を成形後、インクを吸収する吸収体を容器内に挿入し、その後インクを注入し、最後に容器に別成形された樹脂製のふたを溶着し、組み立てられていた。
また、インクの吐出部にはインクがこぼれないように分離廃棄可能な別部品が装着されていた。さらに、インク容器にはインクの残量を光学的に検知する為の透明な箇所が設けられていた。
【０００３】
インク残量検知の為の透明部分の他の部分は、紫外線がインクに吸収されインクが劣化しないように樹脂中に紫外線吸収剤を添加し、さらに表面にシボやマット処理などを行い、半透明か、もしくは不透明になるよう処理されていた。
また、一般にポリプレンは成形時の結晶化に伴う樹脂収縮量が大きい。その為、容器が変形する為に、インクの吸収体を密度が均一な状態でインク容器内に設置する為には特殊な工具または自動機で挿入を行っていた。
なお、ポリプロピレン樹脂を部分的に透明に成形する事は、部分的に型内での結晶化を型温度で変える事により透明部分と不透明部分を加工できる事が知られている。
また、一般に発泡成形などにより、樹脂製成形品の変形量が小さくなる事が知られている（特許文献１参照）。
さらに、発泡成形において、型内に発泡性樹脂を注入後、型の容積を拡大し、発泡倍率を大きくする事で、さらに変形を少なくするコアバックと呼ばれる成形方法が知られている。コアバック発泡成形においては、全体をコアバックする方法に加え、部分的にコアバックを行なう方法も知られている（特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４４７３６６５号明細書
【特許文献２】特開２００３−１７０７６２号公報
【特許文献３】特開２００６−７６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のインクタンクは紫外線によるインク劣化を防ぐ為に樹脂中に紫外線吸収剤を添加する必要がある事から、材料コストがかかるという生産性の課題を有していた。
さらに、紫外線透過を少なくするため、金型表面にシボやマット処理などを行い、容器成形時に転写する事が行われているが、金型処理に要するコストや、成形時の離型不良増加や、成形直後の傷による不良等、生産性に課題を有していた。
加えて、従来のインク容器は変形量が大きい為に、インク吸収体を均一に挿入し、容器内で吸収体の密度を均一に保つ事が困難であり、特殊な工具や自動機などを使用する為、生産性が悪いという問題があった。
【０００６】
また、インク容器を発泡成形した場合には、容器表面全体に発泡成形品特有のスワール
マークと呼ばれる微細な凹凸が現れる為、インク残量検知が出来なくなり、また、表面の凹凸にインクが入り込み、残量が確認しづらいという問題があった。
さらに、インク容器の肉厚が通常１ｍｍ程度と薄い為、型内での樹脂の固化が早く、その為、十分に発泡する時間を設ける事が出来ず、発泡による反り低減効果が薄いとともに、発泡による材料削減の生産性の向上を図る上でも課題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、軽量で紫外線透過によるインク劣化が少なく、インク残量の視認性とインク残量検知が容易で、製造上においてインク吸収体を組み込み易くすることが可能となるインク容器、インク容器を成形する金型及びインク容器の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明インク容は、インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器であって、
前記発泡体構造が、発泡性樹脂を用いた成形に際し、成形型の容積を拡大して発泡倍率を上げることで、内部に微細な気泡を無数に構成した発泡体構造であり、
前記インク容器の内面は、金属よりも熱伝導率が低い材料で表面処理された前記成形型で成形することで、凹凸のない光沢面に形成され、
前記インク残量検知部が、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な面を有していることを特徴とする。
また、本発明のインク容器を成形する金型は、インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器を成形する金型であって、
前記インク容器の側面４面を形成する移動駒と、
前記インク残量検知部を形成する移動ピンと、
前記インク容器の内部を形成するコア駒と、
を有し、
前記金型による発泡性樹脂を用いた成形に際し、前記移動駒を所定量移動させて前記金型の容積を拡大し発泡を促進し、
前記移動ピンを移動させて、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な部分を形成可能としたことを特徴とする。
また、本発明のインク容器の製造方法は、インクの残量を検知するインク残量検知部を備えた発泡体構造によるインク容器の製造方法であって、
前記インク容器の側面４面を形成する移動駒と、前記インク残量検知部を形成する移動ピンと、前記インク容器の内部を形成するコア駒と、を有する金型を用い、
前記金型に発泡性樹脂を充填した後、前記移動駒を所定量移動させて前記金型の容積を拡大し発泡を促進し、
前記移動ピンを移動させて、残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な部分を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軽量で紫外線透過によるインク劣化が少なく、インク残量の視認性とインク残量検知が容易で、製造上においてインク吸収体を組み込み易くすることが可能となるインク容器、インク容器を成形する金型及びインク容器の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例におけるインク容器の全体構成を説明する図。
【図２】本発明の実施例におけるインク容器の構成を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例におけるインク容器を成形する金型の主要部分を示す図。
【図４】本発明の実施例におけるインク容器を金型で成形する際の樹脂充填直後の型内主要断面を示す図。
【図５】本発明の実施例におけるインク容器のコーナー部の内部断面構造を示す図。
【図６】本発明の実施例におけるインク容器の変形量を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のインク容器は、内部に微細な気泡を無数に構成した発泡体構造であるとともに、インク及びインク吸収体の入る容器内面は凹凸の無い光沢面で構成されている。
【００１２】
また、インクの残量検知部は残量検知用センサーの光線が透過可能な透明な面を有している。
すなわち、本発明のインク容器は発泡成形体の為、変形は少なくなっており吸収体の挿入が特殊な装置を使わずとも容易に組み込めるようになっている。
また、インク残量検知部以外は発泡による半透明な外観である為、インクへの光線透過量は少なくなっており、特にインク固化への影響が高い波長４２０ナノメーター以下での紫外線透過量が少なくなっており、インクの劣化はほとんど無くなっている。
さらに、容器内面は光沢面である為、インク残量の確認が容易になっている。
本発明では、発泡成形されるインク容器内面を光沢面とする為に型の表面処理を行っている。また、インク残量検知部分は、樹脂を型内に注入した後ピンで加圧する構造とし、透明な部分を形成している。
さらに、型の４面を樹脂注入後移動させる事で、成形型の容積を拡大して発泡倍率を上げ、内部発泡径を微細化し、軽量化を促進している。
以上の本発明の構成によれば、軽量で紫外線によるインクの劣化が少なく、インク残量の視認性がよく、残量検知を容易に行うこができるインク容器が形成可能となる。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例におけるインク容器の構成例を、図を用いて説明する。
図１は、本実施例のインク容器の全体構成を示す図である。
図１において、１はインク容器本体、２はインクの入る部分を示し、３はインクの吸収体が入る部分を示している。また、４はインクの吐き出し口であり、５はインク残量検知部である。
図２は、本発明の実施例におけるインク容器の構成を説明するための断面図である。
図２において、６はインク容器の発泡構造部を示しており、７はインク容器のインクが触れる内面を示している。
また、８はインク材料検知部の透明な部分を示し、９はインク容器内のインクがインク吸収体側へ侵入する開口部を示している。
６のインク容器内部は微細な発泡構造をしているため、外部の紫外線が発泡層で乱反射し通常のインク容器に比べ紫外線の透過量が減少している。その為、従来のインク容器に比べ、紫外線によるインクの劣化が少なくなった。
７で示すインク容器の内面は、型の表面処理によりスムーズな表面を形成しているため、通常発泡成形などで現れるスワールマークと呼ばれる細かな凹凸は無いことから、インクの容器内面への付着によるインク残量の視認性の悪化は無い。
【００１４】
図３は、本実施例のインク容器を成形する金型の主要部分を示した図である。
図３において１０はインク容器側面４面を形成する移動駒であり、１１はインク容器のインク挿入部とインク吸収体挿入部の形状を形成するコア駒、１２はインク残量検知部を形成する移動ピンである。
発泡性樹脂を型内に充填したのち、１０で示した移動駒が所定量移動し、発泡を促進する。移動駒が移動することで、より細かく均一な泡がインク容器内部に形成される。
また、樹脂が型内に充填されたのち、インク残量検知部に設けられた移動ピン１２が肉厚の薄くなる方向に移動し、移動ピンと接している部分に圧力を加えることで、その部分の
発泡を抑制する。
【００１５】
その結果、容器側面４面を形成する移動駒と接する部分は高発泡し、移動ピンと接する部分はほとんど発泡せず、透明性を維持することとなる。
さらに、容器側面４面が高発泡するため、一般に樹脂製容器に発生する内反りは、ほとんど表れることはない。これは、発泡による樹脂内部の温度低下で冷却が進むことと、発泡による充填圧力の低下によるものである。
さらに、本発明ではインク挿入部とインク吸収体挿入部の形状を形成するコア駒の表面を、金属よりも熱伝導率が低い材料で表面処理しているため、発泡性樹脂がコア駒に接した後、冷却固化が遅延され、その結果、発泡成形特有の表面の凹凸が樹脂圧力でつぶされ、平滑な表面になる。
【００１６】
本実施例では表面処理として、ポリイミドやフッ素系樹脂をポリマーコーティングしている。
表１に本発明のコーティング実施例を示した。
［表１］
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【００１７】
図４は、本実施例のインク容器を金型で成形する際における樹脂充填直後の型内主要断面を示す図である。
図４（ａ）において１３及び１４は、インク容器の側面を形成する移動駒であり、樹脂充填直後は最終的な肉厚に対して、薄くなる方向に位置している。１５のインク残量検知部を形成する移動ピンは樹脂充填直後、最終肉厚よりも厚くなる位置にいる。
樹脂が充填されて所定の時間後、インク容器の側面を形成する移動駒はエアーシリンダーやアンギュラピンなどにより図４（ｂ）に示す最終肉厚位置へと移動する。
また同時に、移動ピンも肉厚が薄くなる方向へ移動し、最終肉厚位置で静止する。
各移動駒、移動ピンが図４（ａ）から（ｂ）の状態へ移動することで、側面は発泡倍率が高くなり、残量検知部は発泡しない構造となる。
【００１８】
図５は、本実施例のインク容器コーナー部の内部断面構造を示している。
図５において、１６は内部の気泡径が大きく、かつ単位体積当たりの数が少ない領域を示し、１７は内部気泡径が小さく、単位体積当たりの数が多い領域を示している。
本実施例では、インク容器の側面を樹脂注入直後に容積拡大する為、１７で示すように容積拡大した部分の内部の発生した気泡径は小さく、かつ多数形成されている。
容器の角部では気泡が多く発生しない為、容器の剛性を維持しており、容積拡大している面では、気泡が多く発生する事により、単位体積あたりの比重を下げつつ、板厚増加により光線透過率を下げる効果を生んでいる。
このように、本実施例では、容器に要求される剛性とインクに要求される光線透過率を下げるという双方の効果を生む事が可能となる。
その際、紫外線透過率を８０％以下とすることが好ましい。
【００１９】
つぎに、容器の厚みと本実施例の紫外線透過量に対する効果について説明する。
容器の厚みと紫外線透過率との関係を以下の式１に示す
Ｌｏｇ（Ｉ０／Ｉ）＝ε．ｔ  ………式１
ここでＩ０は投入光、Ｉは透過光強さ、εは吸光系数、ｔは厚さである。
式１に示すように、紫外線の透過光は板厚の増加に伴い減衰する。
板厚を増加する事でインク物性を低下させる紫外線を少なくすることは可能だが、板厚を増加させた場合、容器成形直後の収縮量が大きくなる為、容器変形が大きくなってしまう問題が発生する。
さらには、容器が重くなる事で、印字の際の容器を含めた部品の印字速度が遅くなったり、より大きな動力を必要としたり、インク容器を抱える部品の摩耗量が大きくなるなどの問題を起こす事になる。
【００２０】
本実施例では、内部を発泡体構造とする事で光線透過量は少なくなっており、特にインク固化への影響が高い波長４２０ナノメーター以下での紫外線透過量が、微細な発泡体構造と厚みを増加できる事で減少する事が可能となる。
従って、本実施例の構成によれば、容器自身の軽量化を行いながらも厚みを大きくする事が可能となる。そのため、紫外線透過量を少なくしても、変形や摩耗などの問題を起こすことを抑制することができる。
【００２１】
図６は、容器の変形量を示している。
図６において、１８は容器側壁の変形量を示している。
表２に従来のインク容器と本発明のインク容器との変形量を示す。
［表２］
2015116756.tif 000004
【００２２】
表２に示したように、本発明では発泡時に容積を拡大する事により、従来のインク容器に比べ側壁の変形量が小さくなっている。
本実施例の構成によれば、表２に示したように側壁の肉厚を増加させても変形量を少なくする事が出来る。そのため、インク容器成形後のインク吸収体組み立てを容易に行うことが可能となる。
さらに、容器変形が少なくなる事で、各容器間でのインク量の反動を少なくすることが可能となる。
【００２３】
なお、本実施例の構成によれば、プラスチック製の食品容器などへの転用も可能である。お弁当容器や、フリーザー向け容器など、食品保存容器では蓋と容器との勘合精度や紫外線対策など同様の課題があるが、本発明を転用する事で問題を解決する事が可能となる。
以上、本実施例のインク容器によれば、高度に発泡した構造によりインクへの紫外線透過を減少することを可能にするとともに、インク残量検知を可能とし、さらにインク容器内面への付着が無い事から、残量視認性が良い、インクジェットプリンターに好適なインク容器を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１：インク容器
２：インク充填部
３：インク吸収体挿入部
４：インク吐出部
５：インク残量検知部
【図１】
2015116756.tif 000005
【図２】
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【図３】
2015116756.tif 000007
【図４】
2015116756.tif 000008
【図５】
2015116756.tif 000009
【図６】
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