(57)【要約】【課題】  高品質、高信頼性、省スペース、安価を実現するインクジェットカートリッジの提供。【解決手段】  インクカートリッジの生インクタンクにおいて、２つのインクタンクがシートの外側にある圧力板を介してバネ部材で繋がっている。１つのバネ部材で２つのインクタンクの負圧を保持するため、両者の負圧は常に同じであり、吐出量のバラツキが良化する。【選択図】  図１
2005131903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収納するための容器であって、
一部に変形可能なシート部材と、
前記容器の一部を構成し、液体が入出可能な開口部を有した、前記シート部材を固定するフレームと、
前記シート部材に固定される面部材と、
前記面部材に設けられるバネ部材と、
を具備した液体収納容器において、
前記液体収納容器を複数設け、各々の前記液体収納容器の前記バネ部材が、連結されていることを特徴とする液体収納容器。
【請求項２】
前記面部材は、前記液体収納容器の外側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項３】
前記シート部材は、変形可能な凸形状を有することを特徴する請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項４】
2つ以上の前記液体収納容器を１つの筐体に収納することを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項５】
前記筐体は、前記液体収納容器を収納する際の位置決めのための内側ガイド部と、前記筐体が液体使用本体と結合する際の位置決めととなる外側ガイド部とを有することを特徴とする請求項４に記載の液体収納容器。
【請求項６】
前記バネ部材は、コイルバネであることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項７】
前記バネ部材は、板バネであることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項８】
前記面部材は、金属からなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項９】
前記面部材は、樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項１０】
前記面部材は、セラミックからなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項１１】
前記面部材は、ガラスからなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項１２】
前記面部材は、単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項１３】
前記面部材は、金属、樹脂、セラミック、ガラス、単結晶シリコンの少なくとも２種類以上の複合材料からなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項１４】
前記面部材は、前記バネ部材を位置決めする固定部を有することを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項１５】
前記液体収納容器が、インクジェットカートリッジであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の液体収納容器。
【請求項１６】
前記液体収納容器が、インクタンクであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の液体収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収納容器およびインクジェットカートリッジに関し、詳しくは、例えば記録部としてのペン或いはインクジェット記録ヘッドなど、液体収納容器の外部へインクなどの液体を供給するために負圧を利用する液体収納容器、インクタンクとしての液体収納容器とインクジェット記録ヘッドとを一体化したインクジェットカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体を収納するための容器として、液体をその外部に与える際に容器内部を負圧に保ちながら液体を供給する方式の容器が知られている。この方式の容器の特徴は、容器自体が与える負圧によって、容器に接続される例えばペン先や記録ヘッドのような液体使用部に対して適切な液体供給が行えるというものである。
【０００３】
例えば、この負圧特性を適正に必要とするようなインクジェット記録分野では、液体収納容器としてのインクタンク内部に、負圧発生源としてのスポンジを収納したものや、袋状のインク収納部にバネを設け、インクの消費による袋の内方への変形に抗する力を与えることで負圧を形成するものが知られている。
【０００４】
これらは、いずれも液体収納容器から記録ヘッドに至るインク供給系は、チューブ等を用いた密閉系である。一方で、一般的に密閉系のインク供給系を用いるインクジェット記録分野では、次のように負圧発生機構を具えるものとそうでないものとに分類される。一般に、インク供給システムとして負圧発生源を用いない場合は、「水頭差」（インク使用部に対する高低差により生じる圧力差）によって、インクを供給するものが知られている。この場合は、インク収納部に特別な条件を必要としないため、通常の袋などのインク収納袋を用いることが多い。しかし、インク供給経路を密閉型とするため、インク収納袋から上方に位置するインク使用部（ヘッド部）までチューブ等の供給管を必要とし、結果的に大型の装置となることがある。
【０００５】
これに対し、このインク供給経路をできるだけ小さくしあるいは実質的に無くすために、記録ヘッドに対する負圧発生機構を設け水頭差を必要としない記録ヘッドとインクタンクの構成が提案され、実施されてきた。なお、本明細書では、特にインクジェット記録ヘッドとインクタンクとを一体化したものをインクジェットカートリッジと呼ぶことにする。
【０００６】
負圧発生機構を有したこのようなインクジェットカートリッジは、記録ヘッドとインク収容部とが常時一体の構成と、記録ヘッドとインク収容部とが別体でかつ装置本体に対して双方とも分離でき、使用時に一体として使用する構成とに分けることができる。いずれの構成においても、インク収容部に収納されたインクの使用効率を高めるために、インク収容部におけるインク供給口は、インク収納部の中心より下方に設けられることが多い。この点からも、記録ヘッドに設けられたノズル等の吐出部からのインク漏れを防ぐなどインク供給を適切に行うことに加え、インクジェットカートリッジにおけるインク収納部には、インクを安定して保持するための負圧を必要とする。この負圧は、記録ヘッドに対するインク供給に関する背圧を構成するものであり、記録ヘッドの吐出口部の圧力を大気圧に対して負とするためのものであることから負圧と呼ばれている。
【０００７】
負圧を発生させるための最も知られた構成の一つとして、多孔質体の毛管力を利用する構成が挙げられる。この構成によるインクタンクは、インクタンク内部全体にインク貯蔵を目的として収納された、好ましくは圧縮状態で収納されたスポンジ等の多孔質体と、記録中のインク供給を円滑にするためインク収納部に大気を取り入れることを可能とする大気連通口を具えたものである。
【０００８】
しかし、多孔質部材をインク保持部材として使用する場合の課題として、単位体積あたりのインク収容効率が低いことが挙げられる。この課題を解決するため、多孔質部材をインクタンク全体に挿入する構成の代わりに、多孔質部材をインクタンクの一部に収納する構成が挙げられる。この構成は、多孔質体がインクタンク全体に挿入されている構成と比較して単位体積あたりのインク収容効率およびインク保持能力を高めることができる。
【０００９】
しかし、更にインクの収容効率を向上させる観点からは、特開平７−１７４３号公報などで開示されているように、袋状のインク収納部にバネを設け、インクの消費による袋の内方への変形に抗する力を与えることで負圧を形成するという構成のものを用いることが望ましい。
【特許文献１】特開平6-297725号公報
【特許文献２】特開平9-24698号公報
【特許文献３】特開平10-128995号公報
【特許文献４】特開平6-183023号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記公報で示した構成は、袋状の内側にバネを収容し、バネユニットを袋の内側に結合させる手段として、接着剤を用いていた。しかし、袋の内側にはインク等の化学物質における混合物が直接接するために、接着剤を使用した場合には、インク等の化学物質における混合物との化学反応等によって、インクジェットカートリッジの信頼性を著しく低下させる場合も有り得る。そのため、バネは袋の外側に配置することが望ましい。
【００１１】
しかし、バネを袋の外側に配置し、１つのインクタンクに１つのバネを使用すると、インクジェットカートリッジは使用するバネの容積分だけ大きくなってしまう。そのため、使用するバネは極力少ない方が望ましい。
【００１２】
更に、１つのインクタンクに１つのバネを使用した場合には、インクを使用していったときに、インクタンク毎に違うインク使用量によって、負圧のバラツキが発生する。これにより、吐出するインク滴の吐出量が変わり、結果的には、印字した印字物の色味が変化してしまう。
【００１３】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、信頼性が高く、コンパクトで安価な液体収納容器および該容器を有したインクジェットカートリッジの安定的な生産を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのために本発明では、液体を収納するための容器であって、一部に変形可能なシート部材と、前記容器の一部を構成し、液体が入出可能な開口部を有した、前記シート部材を固定するフレームと、前記シート部材に固定される面部材と、前記面部材に設けられるバネ部材と、を具備した液体収納容器において、前記液体収納容器を複数設け、各々の前記液体収納容器の前記バネ部材が、連結されていることを特徴とする液体収納容器。
【００１５】
また、前記面部材は、前記液体収納容器の外側に設けられることを特徴とする。
【００１６】
また、前記シート部材は、変形可能な凸形状を有することを特徴とする。
【００１７】
また、2つ以上の前記液体収納容器を１つの筐体に収納することを特徴とする。
【００１８】
また、前記筐体は、前記液体収納容器を収納する際の位置決めのための内側ガイド部と、前記筐体が液体使用本体と結合する際の位置決めととなる外側ガイド部とを有することを特徴とする。
また、前記バネ部材は、コイルバネであることを特徴とする。
【００１９】
また、前記バネ部材は、板バネであることを特徴とする。
【００２０】
また、前記面部材は、金属からなることを特徴とする。
【００２１】
また、前記面部材は、樹脂からなることを特徴とする。
【００２２】
また、前記面部材は、セラミックからなることを特徴とする。
【００２３】
また、前記面部材は、ガラスからなることを特徴とする。
【００２４】
また、前記面部材は、単結晶シリコンからなることを特徴とする。
【００２５】
また、前記面部材は、金属、樹脂、セラミック、ガラス、単結晶シリコンの少なくとも２種類以上の複合材料からなることを特徴とする。
【００２６】
また、前記面部材は、前記バネ部材を位置決めする固定部を有することを特徴とする。
【００２７】
また、前記液体収納容器が、インクジェットカートリッジであることを特徴とする。
【００２８】
また、前記液体収納容器が、インクタンクであることを特徴とする。
【００２９】
以上の構成によれば、バネ部材をインクタンクの外側に配置し、１つのバネ部材で２つのインクタンクを繋ぐことにより、高い信頼性を有し、高品質なインクジェットカートリッジを安定的に提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、インクタンクに負圧を発生させるバネ部材１０３がインクタンクの外側にあるため、バネ部材１０３およびそれを接合させる手段における接液性等の信頼性が高くなる。更に２つのインクタンクを１つのバネ部材１０３で共有させるため、省スペースと安価の実現が可能である。また、２つのインクタンク内は常に同じ負圧であるため、両者における吐出量のバラツキが良化し、印字した印字物の色味は良好となり、信頼性の高いインクジェットカートリッジを提供することができる。
【００３１】
さらに、本発明により提供されるインクタンクは、ヘッドへ高速にインクを供給できる生インクタンクであり、高い容積効率と安定的な負圧特性を有するインクタンクの製造を実現することができる。
【００３２】
さらに、生インクタンクであるため、インクの自由度も高く、フィルタを通過するインクの圧力の損失も少ないため、高速化、多ノズル化、高画質化に適合するインクタンクを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１には、本発明の一実施例にかかるインクタンクの模式図を示す。１０１はインクタンク１００、２００を構成するフレーム、１０２はインクの流出によって可動するタンクシート、１０３はインクタンク１００、２００に負圧を発生させるためのバネ部材、１０４はタンクシート１０２とバネ部材１０３の間にあって、タンクシート１０２に圧力を伝達するための圧力板、１０５はインクをインクジェットヘッドに供給するための供給口である。バネ部材１０３は、その両端に圧力板１０４を介してタンクシート１０２と接続させており、２つのインクタンク１００、２００に負圧を発生させている。
【００３５】
図２には、タンクシート１０２の変形状態とインクタンク１００内の負圧との相関を示した。
【００３６】
図２（１）にはインクタンク１００と他方のインクタンク２００の双方に初期負圧が発生している初期状態を示した。この際、タンクシート１０２は、たるみを有し、バネ部材１０３のバネ力をインクタンク１００、２００に伝えられるようにする。また、図２（２）には圧力板１０４が対面の壁１０６に接触する直前のインクタンク１００と、ほとんどインクの流出が発生していないインクタンク２００とを示した。また、図２（３）には、双方のインクタンク１００、２００において、圧力板１０４が対面の壁１０６に接触する直前の状態を示した。また、図２（ａ）には、図２（１）で示したインクタンク１００、２００内の負圧を示した。また、図２（ｂ）には、図２（２）で示したインクタンク１００、２００内の負圧を、図２（ｃ）には、図２（３）で示したインクタンク１００、２００内の負圧をそれぞれ示した。インクタンク１００、２００内の負圧は、バネ部材１０３のバネ力によって決まるため、圧力板１０４が対面の壁１０６に接触するまでは、双方とも常に同じ値を示す。領域Ｐは、インクタンクとしての使用可能負圧領域であり、図２（ａ）〜（ｃ）に示す通り、図２（１）〜（３）の状態において、インクタンク内の負圧は、常にこの領域Ｐ範囲内にある。このように、インクタンク１００、２００内のインク量によらず、両者の負圧が一定であるため、インクジェットヘッド（不図示）によって吐出されるインク滴の量も、両者の間で相対的に変化しない。
【００３７】
図３は、本実施例のインクタンクを製造するための説明図である。
【００３８】
図３（ａ）には、タンクシート１０２に圧力板１０４を貼り合わせる工程の状態図を示した。タンクシート１０２にシート接着用接着剤１０７を塗布して、その上に圧力板１０４を圧着させる。ここでは、両者の貼り合わせに接着剤を用いているが、熱や超音波を用いて圧力板１０４をタンクシート１０２に溶着させてもよい。ここでタンクシート１０２の材質としては、気体とインク成分の透過度が低いことが要求される。その好適な材料としては、ＰＰ，ＰＥ，ＰＶＤＣ，ＥＶＯＨ、ナイロン等であり、また複合材として、アルミニウムやシリカを蒸着したものなどを用いることができ、さらに、これらを積層化して用いても良い。特に、耐薬品性に優れたＰＰやＰＥと、気体・水蒸気遮断性能に優れたＰＶＤＣを積層して用いることにより、優れたインクタンク性能を発揮することができる。
【００３９】
図３（ｂ）は、タンクシート１０２と圧力板１０４との結合体をフレーム１０１に溶着させる工程を示す。フレーム１０１と圧力板１０４とを位置合わせした後、タンクシート１０２をたるませた状態で、熱溶着ホーン１０８をタンクシート１０２に押し付けてフレーム１０１とタンクシート１０２を熱溶着させる。フレーム１０１の材質は、
図３（ｃ）には、フレーム１０１にタンクシート１０２と圧力板１０４との結合体を結合させたインクタンク１００にバネ部材１０３を結合させる工程を示す。バネ部材１０３と結合する圧力板１０４は固定部１０９を有し、この固定部１０９にバネ部材１０３が引っかかり、インクタンク１００にバネ部材１０３が位置決めされる。
【００４０】
更に、インクタンク１００に位置決めされたバネ部材１０３が、圧力板１０４から抜けるのを防止するために、バネ固定用接着剤１２０を固定部１０９に塗布する（不図示）。
【００４１】
図３（ｄ）には、インクタンク１００に固定されたバネ部材１０３に、インクタンク２００を結合させる工程を示した。インクタンク２００の圧力板１０４が有する固定部１０９に、インクタンク１００に固定されたバネ部材１０３が位置決めされる。
【００４２】
インクタンク２００に位置決めされたバネ部材１０３が、圧力板１０４から抜けるのを防止するために、バネ固定用接着剤１１０を固定部１０９に塗布して固定し、インクタンクユニット５００を完成させる（不図示）。
【００４３】
更に、インクジェット記録ヘッド(不図示)とインクタンクユニット５００とを結合することにより、インクジェットカートリッジ(不図示)を構成することができる。
【００４４】
また、インクタンクユニット５００を、筐体１１１にはめ込むことにより、取り扱い性等が更に向上する（図４）。筐体１１１は、インクジェット記録ヘッドと結合する際の位置決めとなる外側ガイド部１１２と、インクタンクユニット５００をはめ込む際の位置決めとなる内側ガイド部１１３を有する。
【実施例２】
【００４５】
図５には、本実施例を説明するインクタンクユニット５００を示す。図５（１）には、初期負圧が発生している初期状態を示した。また、図２（２）には圧力板１０４が対面の壁１０６に接触する直前のインクタンク１００と、ほとんどインクの流出が発生していないインクタンク２００とを示した。また、図２（３）には、双方のインクタンク１００、２００の圧力板１０４が、対面の壁１０６に接触する直前の状態を示した。このとき、インクタンクに負圧を発生させるバネは、2枚の板の両端を結合させた板状バネ部材１１４である。板状バネ部材１１４の場合、インクタンクの体積が最も大きい初期状態では、その厚さが、ほとんど板状バネ部材１１４程度になるため、更なる省スペース化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるインクタンクユニットの斜視図である。
【図２】（１）〜（３）、（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例にかかるインクタンクにおいて、タンクシートの変形状態とインクタンク内の負圧との相関を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）には、本発明の第１の実施例にかかるインクタンクユニットの製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例にかかる筐体の斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施例にかかるタンクシートの変形状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  インクタンク
１０１  フレーム
１０２  タンクシート
１０３  バネ部材
１０４  圧力板
１０５  供給口
１０６  壁
１０７  シート接着用接着剤
１０８  熱溶着ホーン
１０９  固定部
１１０  バネ固定用接着剤
１１１  筐体
１１２  外側ガイド部
１１３  内側ガイド部
１１４  板状バネ部材
【図１】
2005131903.tif 000003
【図２】
2005131903.tif 000004
【図３】
2005131903.tif 000005
【図４】
2005131903.tif 000006
【図５】
2005131903.tif 000007