(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタ用インクカートリッジを構成する部材としての本体と蓋体と絶縁性シール部材とを備え、
前記本体は、底部と側壁部とからなる容器であり、
蓋体は、前記本体の天部の開口を覆う上蓋と前記開口に嵌まるリブとからなり、かつ、上蓋の縁部で本体側壁部の上縁と接合され、
前記本体と蓋体とは、通電により結合乖離する性質を有する通電剥離性接着剤により互いに接合され、
前記通電剥離性接着剤に通電するための電極が、前記側壁部の上縁と前記上蓋の縁とをそれぞれ覆うようコの字状に配置され、
前記シール部材は、蓋体のリブと本体の側壁部とに挟まれてインクカートリッジを液密に保ち、前記インクカートリッジ内に収容されるインクが各電極および前記通電剥離性接着剤に接することのないよう配されてなることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記通電剥離性接着剤は、エポキシ系接着剤である請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記シール部材は、弾性ゴムからなる請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記シール部材は、フッ素樹脂からなる請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
インクジェットプリンタ用インクカートリッジを構成する部材としての本体と蓋体と絶縁性シール部材とを備え、
前記本体は多面体状の容器であって、その一つの面内に開口が形成されてなり、
蓋体は前記開口を覆うように配置されて前記開口の周囲で前記本体と接合され、
前記本体と蓋体とは、通電により結合乖離する性質を有する通電剥離性接着剤により互いに接合され、
前記通電剥離性接着剤に通電するための電極が、前記開口の縁の近傍であって前記通電剥離性接着剤が配される前記本体側部分および前記蓋体側部分にそれぞれ配置され、
前記シール部材は、前記開口の縁と各電極および前記通電剥離性接着剤が配される部分との間に配されてインクカートリッジを液密に保ち、前記インクカートリッジ内に収容されるインクが各電極および前記通電剥離性接着剤に接することのないよう配されてなることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
前記本体は、前記シール部材が配される部分と前記蓋体が接合される部分との間に凸部が形成されてなり、前記凸部の高さは、前記本体と蓋体との間に前記通電剥離性接着剤を配する間隙を確保し得る高さである請求項５に記載のインクカートリッジ。
【請求項７】
前記シール部材は、弾性ゴムからなる請求項５または６に記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
前記シール部材は、フッ素樹脂からなる請求項５または６に記載のインクカートリッジ。
【請求項９】
蓋体はその材質が銅からなる請求項５から８のいずれか一つに記載のインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクカートリッジおよびそのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式を利用して画像を形成する画像形成装置は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易であることから、家庭用のプリンタなどに多用され、広く普及している。
【０００３】
一般的なインクジェットプリンタは、被印刷物に対して平行に移動する印字ヘッドのノズルからインクの液滴を噴出して印字または描画を行なう。また、印字ヘッドにはノズルとともに、着脱自在のインクカートリッジが装着され、その中のインクが印字ヘッドに供給される。インクカートリッジ内のインクがなくなると、ユーザーは空になったインクカートリッジを取り外し、新しいインクカートリッジを取り付ける。
【０００４】
近年の環境問題に対する意識の高まりから、使用済みのインクカートリッジは、廃棄せずに再利用するケースが多く、清掃後、新しいインクをつめて出荷される。インクカートリッジをリサイクルする際には、内部を清掃した後にインクを充填する必要があるため、分解しやすい構造が望まれる。
【０００５】
ところが、インクジェットプリンタ用のインク（以下、単にインクという）は液体のため漏れやすく、インクジェットプリンタ内部、あるいは船や自動車等での輸送中にインクカートリッジの隙間からインクが漏れださないように、インクを収容する容器の接合部を融着するなど、完全に接着する必要があった。そのため、インクカートリッジをリサイクルする際には、インクカートリッジに穴を開けてから清掃作業を行い、清掃作業後に、乾燥させ、インクを補充する必要がある等、作業性が著しく低かった。また、破損等により、リサイクルできずに廃棄するケースも多かった。インクカートリッジをリサイクル際に、接合されたカートリッジ部材を容易にかつ破損させずに分離することのてきる手法が望まれている。
【０００６】
一方、接着剤の一種として通電剥離性接着剤が知られている。通電剥離性接着剤は、電流を流すことにより結合乖離が起こり、接合界面の接着力が弱まることによって容易に剥離できる性質を有する（例えば、特許文献１参照）。また、この通電剥離性接着剤の特質を生かした用途の一例として、テレビ用冷陰極管の制振部材の固定に通電剥離性接着剤を用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表２００３−５０４５０４号公報
【特許文献２】特開２００５−３３７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通電剥離性接着剤は、接着力を必要なときに弱めて接着している部材を容易に剥離できる性質を有する。従って、リサイクル時に分離が必要な部材の接着用に適している。しかし、インクなどの導電性を有する液体を収容するインク収容部材にそのまま使用すると電極に電圧を印加しても電流がインクの方に流れてしまい、通電剥離性接着剤の方に電流が流れず、通電剥離性接着剤を剥離できない問題がある。
【０００８】
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、長時間にわたって振動を受けるような輸送時においてインク漏れがなく、リサイクルしやすいインクカートリッジを提供するものである。さらに、リサイクル時の作業性に優れたインクカートリッジのリサイクル方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、インクジェットプリンタ用インクカートリッジを構成する部材としての本体と蓋体と絶縁性シール部材とを備え、前記本体と蓋体とは、通電により結合乖離する性質を有する通電剥離性接着剤により互いに接合され、前記本体および蓋体が通電剥離性接着剤とそれぞれ接する部分に、前記通電剥離性接着剤に通電するための電極がそれぞれ配置され前記シール部材は前記本体と蓋体とが接合される部分の内側に配されて前記本体と蓋体との間を液密に保つことを特徴とするインクカートリッジを提供する。
また、異なる観点から、この発明は、前記インクカートリッジのリサイクル方法であって、本体の電極と蓋体の電極との間に電圧を印加して通電剥離性接着剤を剥離させる工程と、前記本体と蓋体とを分離する工程とを含むことを特徴とするリサイクル方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のインクカートリッジにおいては、本体と蓋体とを通電剥離性接着剤で接着しシール部材で液密にしていることから、運送中の振動に対してもインク漏れを防止できる気密性を備える。また、使い終わったインクカートリッジにおいては、前記本体の電極もしくは蓋に電圧を印加し電流を流すことによって容易に分解することができるので、分解時の破損がなく、内部清掃や消耗部品の交換が容易にできる。即ち、作業性に優れたインクカートリッジのリサイクルが行える。
【００１１】
通電剥離性接着剤は、電流を流すことにより結合乖離が起こり、接合界面の接着力が弱まることによって、容易に剥離できる性質を有するが、インクなどの導電性を有する液体を収容する前記本体にそのまま使用すると、電極に電圧を印加しても、電流がインクの方に流れ、通電剥離性接着剤の方に電流が流れず、通電剥離性接着剤を剥離できない問題がある。インクカートリッジ内のインクが空の状態でも、容器の内壁にインクに含まれる顔料が付着しているとその内壁表面に電流が集中し、通電剥離性接着剤の方に電流が流れないために剥離ができないといった問題が生じるおそれがある。
【００１２】
この発明のインクカートリッジにおいては、前記本体と蓋体が通電剥離性接着剤で貼り付けられるとともに、通電用部材とインクが直接接触しないように絶縁性シール部材が設けられている。このため、使い終わったインクカートリッジの電極間に電圧を印加することにより、電流をインクの方へ流すことなく通電剥離性接着剤の方へ確実に流すことができる。従って、リサイクル時、確実に通電剥離性接着剤を剥離することができ、接合部の分解が容易であり、インクカートリッジの内部清掃や消耗部品の交換が容易である。即ち、リサイクルの作業性に優れたインクカートリッジが得られる。
【００１３】
また、この発明のリサイクル方法にあっては、本体の電極と蓋体の電極との間に電圧を印加して通電剥離性接着剤に電流を流すことによって、確実に通電剥離性接着剤を剥離できる。従って、インクカートリッジの破損がなく、分解や清掃が容易にできる。即ち、作業性の良いリサイクル方法が実現される。
【００１４】
以下、この発明の好ましい態様について説明する。
上記課題を解決するこの発明のインクカートリッジにおいて、前記通電剥離性接着剤は、エポキシ系接着剤であってもよい。
【００１５】
また、前記シール部材は、弾性を有するゴム材料からなっていてもよい。
このようにすれば、シール部材として密閉性が高いゴム材料を用いているので、搬送中において長時間の振動を受けるような場合であってもインクが電極や通電剥離性接着剤に接触することがない。従って、通電剥離性接着剤に電流を流す際に電流がインクに漏れることがなく、確実に通電剥離性接着剤を剥離させることができる。
【００１６】
あるいは、前記シール部材は、フッ素樹脂からなっていてもよい。
このようにすれば、フッ素樹脂からなるシール部材がインクを弾くので、隙間からインクが入り込んでインクが電極や通電剥離性接着剤に接触することを防ぐ。従って、通電剥離性接着剤に電流を流す際に電流がインクに漏れることがなく、確実に通電剥離性接着剤を剥離させることができる。
【００１７】
また、前記本体は、底部と側壁部とからなる容器であり、蓋体は、前記本体の天部の開口を覆う上蓋と前記開口に嵌まるリブとからなり、かつ、上蓋の縁部で本体側壁部の上縁と接合され、前記シール部材は、蓋体のリブと本体の側壁部との間に配されてもよい。
【００１８】
さらに、各電極は、前記側壁部の縁と前記上蓋の縁とをそれぞれ覆うコの字状の電極であってもよい。
このようにすれば、電極がインク収容部材に強固に固定させることができる。従って、通電剥離性接着剤を剥離させる際に電極がインク収容部材から剥がれ難く、リサイクルの耐久性に優れたインクカートリッジが得られる。
【００１９】
また、前記本体は多面体状の容器であって、その一つの面内に開口が形成されてなり、蓋体は前記開口を覆うように配置されて前記開口の周囲で接合され、前記シール部材は、蓋体が前記本体に接合される部分と前記開口との間に配されてもよい。
【００２０】
さらに、前記本体は、前記シール部材が配される部分と前記蓋体が接合される部分との間に凸部が形成されてなり、前記凸部の高さは、前記本体と蓋体との間に前記通電剥離性接着剤を配する間隙を確保し得る高さであってもよい。このようにすれば、前記蓋体と前記電極とが通電剥離性接着剤を介さず直接に接触し、通電剥離性接着剤に剥離用の電流が十分に流れないといった不具合の発生を回避することができる。
【００２１】
また、蓋体はその材質が銅からなるものであってもよい。
このようにすれば、蓋体の強度が高いことから耐久性が優れ、繰り返して使用することができるリサイクル性に優れたインクカートリッジが得られる。
【００２２】
また、この発明のリサイクル方法において、本体の電極と蓋体の電極との間に印加される電圧は交流電圧であってもよい。このようにすれば、通電剥離性接着剤が一方のインク収容部材や蓋の接合面に残りにくく、完全に剥すことが容易になる。従って、再接着時の作業性がよくなる。
【００２３】
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
図１は、本発明の実施形態であるインクカートリッジを示す斜視図である。図１において、インクカートリッジ１０は、通気孔2を有する上部インク収容部材（蓋体）１ａと、インク供給孔3を有する下部インク収容部材（本体）１ｂから形成され、その内部にインクとインクを吸収保持する図示しない多孔質部材を含む。通気孔2は、インクカートリッジ１０に収容されるインクが消費された際に、圧力を調整するために設けられる。インク供給孔3には、図示しない印字ヘッドに接続され、ここからインクが供給される。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態であるインクカートリッジの構成を模式的に示す断面図である。図３は、図２における通電剥離性接着剤周辺を示す拡大断面図である。図２および図３に示すように、インクカートリッジ１０は、上部インク収容部材１ａと下部インク収容部材1ｂが接合されて形成される筒状の容器部材であり、上部インク収容部材１ａと下部インク収容部材1ｂは、上部インク収容部材１ａおよび下部インク収容部材１ｂの端部（接合部）に設けられる銅板（電極）４ａおよび銅板（電極）４ｂを介して、通電剥離性接着剤５で接着されている。なお、インクカートリッジ１０用部材の材質としては、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（通称PET）、ポリカーボネートなどの樹脂が適用可能である。
【００２６】
銅板４ａおよび銅板４ｂは、コの字状の断面を有しており、上部インク収容部材１ａおよび下部インク収容部材１ｂのそれぞれ一端を包むように接着剤で固定される。コの字状の断面とすることにより銅板のハガレが防止できることから、リサイクルを繰り返す際の耐久性に優れたインクカートリッジが得られる。さらには、インクカートリッジ表面に銅板が露出することから、電圧を印加するための電極を設ける必要がなく、リサイクル時には銅板の露出部に電圧を印加すればよく、通電剥離性接着剤が銅板により接合していることから、通電剥離性接着剤に安定した電圧を与えることができる。
【００２７】
電極４ａの近傍にあって上部インク収容部材１ａの内側に設けられる突起１ａａと、電極４ｂの近傍にあって下部インク収容部材１ｂの内側に設けられるシール部材6は互いに密着する位置に配置される。突起１ａａとシール部材6が密着することによって、内部に収容されるインクが、銅板（電極）４ａ、銅板（電極）４ｂ、および通電剥離性接着剤５に接触することを防いでいる。
【００２８】
通電剥離性接着剤は、電流を流すことにより結合乖離が起こり、接合界面の接着力が弱まることによって、容易に剥離できる性質を有する。しかし、インクは一般に導電性を示す。たとえば、インクとして広く用いられている水性顔料インクは、水に顔料を加えた液体である。顔料としては、例えばカーボンブラック、フタロシアニン系、キナクリドン系、アニリド型アゾ系のものなどが用いられる。純水は電気的に絶縁性を示すが、それに不純物としての顔料が加わることによってインクは導電性を示す。インクの導電率の一例は、１〜１５ｍＳ／ｃｍである（ｍＳはミリジーメンス、ｃｍはセンチメートルを示す）。
【００２９】
このような導電性の液体を収容するインク収容部材に通電剥離性接着剤を使用した場合、その通電剥離性接着剤を挟むように配置した電極に剥離のための電圧を印加しても、電極間の電流が容器内のインクを介して流れてしまうために通電剥離性接着剤に十分な電流が流れないおそれがある。その場合、通電剥離性接着剤を剥離できない問題が生じる。しかし、前記のようにシール部材６が配置された構成により、通電剥離性接着剤に電流を流す際に、電流がインクに漏れることが確実に防止できる。即ち、シール部材６は、インクが電極や通電剥離性接着剤に接触することを防ぎ、通電剥離性接着剤に電流が確実に流れるようにする。シール部材６を配置することによって、通電剥離性接着剤を確実に剥離させることができる。
【００３０】
シール部材6としては、弾性を有するゴム材料が好ましい。搬送中において長時間の振動を受けるような場合であっても、インクが電極や通電剥離性接着剤に接触することがない。従って、通電剥離性接着剤に電流を流す際に電流がインクに漏れることがなく、確実に通電剥離性接着剤を剥離させることができる。
【００３１】
シール部材6に用いる材質の具体例としては、ウレタンゴムまたはシリコーンゴムが好ましい。それらの材質は化学的に安定で腐食劣化が起こりにくく、耐久性（耐磨耗性）に優れる。そのため、繰り返して使用することができリサイクル性に優れる。
【００３２】
シール部材6に用いる他の材質の具体例としては、フッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂製のシール部材はインクを弾くので、隙間からインクが入り込んで電極や通電剥離性接着剤に接触することを防ぐことができる。しかも、フッ素樹脂は化学的に安定で腐食劣化が起こりにくく、耐久性（耐磨耗性）に優れる。そのため、繰り返して使用することができ、リサイクル性に優れる。
【００３３】
通電剥離性接着剤５としては、電気化学的に結合解除可能な組成物を含み、電気を通すことによって結合解除反応が起こり、接着界面の接着力を弱くなるものであればよい。その具体的な一例は、前記特許文献１に開示されている。市場の製品例としては、ＥＩＣラボラトリーズ社（EIC Laboratories, Inc）製の接着剤、商品名「エレクトリリース」(登録商標)、英語名「ElectRelease」(登録商標)があげられる。
図４は、図２のインクカートリッジに接合部を挟んで直流電圧を印加し、通電剥離性接着剤に電流を流している状態を示す概念図であり、図５は、図４におけるインクカートリッジの上部インク収容部材１ａと下部インク収容部材1ｂが分解された状態を示す概念図である。
【００３４】
図4および図5に示すように、使用済みとなったインクカートリッジを分解する際には、銅板４ａおよび銅板４ｂに電圧を印加し通電剥離性接着剤５に電流を流し、通電剥離性接着剤の接着性を弱めることによって、複数のインク収容部材に分解される。
【００３５】
分解時には、通常、結合解除に必要な時間や、安全性、インク収容部材に対する損傷防止などを考慮して、数ボルトから数百ボルトの電圧を５分間から６０分間印加する。通電剥離性接着剤で接合されているインク収容部材の接合部に電流を流すだけで容易に分解することができるので、分解時の破損を抑え、リサイクル率が向上すると同時に、内部清掃や消耗部品の交換が容易にでき、作業性に優れたインクカートリッジのリサイクルが行える。
【００３６】
通電剥離性接着剤の結合解除に必要な電流は、通常、１平方センチメートルあたり１０-3アンペア程度で、それに必要な電圧も、数ボルトから数十ボルトで十分であるが、数百ボルト以上の電圧はインクカートリッジ固有の抵抗（特に電極周辺における抵抗）を解消するために重要である。
【００３７】
図６は、本発明におけるインクカートリッジの他の実施形態を示す断面図である。図６において、インクカートリッジは、下部にインク供給孔3を有し上部に開口部７を有するインク容器（本体）１ｃと開口部７を塞いで密閉するための蓋（蓋体）１ｄとからなる。開口部7の近傍には電極４ａが設けられている。また、開口部の縁には凸部（リブ）１ｅが設けられている。蓋１ｄの材料としては、導電性を有するものであれば特に制限はないが、金属材料が好ましい。金属性の蓋は強度が高く耐久性が優れ、繰り返して使用することができるリサイクル性に優れたインクカートリッジが得られる。通電剥離性接着剤５は、蓋１ｄとインク容器１ｃとを接着している。より詳細には、インク容器１ｃの電極４ａと蓋１ｄとに挟まれる領域に通電剥離性接着剤５が配されて両者を接着している。ここで、通電剥離性接着剤５が配される電極４ａあるいは蓋１ｄの表面の加工精度が不十分であると凹凸が生じる。すると、電極４ａと蓋１ｄとが通電剥離性接着剤５を介さず局部的に接触するおそれがある。そうすると、剥離のために電極４ａと蓋１ｄの間に電圧を印加しても、接触部分で電流がリークしてしまい、通電剥離性接着剤５に十分な電流が流れず剥離がうまくできなくなる場合がある。リブ１ｅは、このような事象が発生するのを防ぐために設けられている。即ち、電極４ａと蓋１ｄとの間に所定の間隔が確保されるようスペーサとして機能する。これによって、通電剥離性接着剤５に剥離用の電流が確実に流れるようになる。
変形例として、インク容器１ｃ側にリブ１ｅを形成するかわりに蓋１ｄ側に絶縁性のスペーサを設けてもよい。あるいは、他の変形例として、独立した部品としての絶縁性のスペーサを挟んだ状態でインク容器１ｃと蓋１ｄとを接着するようにしてもよい。
【００３８】
また、蓋１ｄにはシール部材６ａが設けられている。シール部材６ａは、開口部７を確実に密閉し、インクが金属性の蓋１ｄ、通電剥離性接着剤５および電極４ａに接触しないようするためのものである。図７および図８に示すように、剥離時には、蓋１ｄと電極４ａとの間に電圧を印加して通電剥離性接着剤５に電流を流す。シール部材６ａが開口部７を密閉しているので、通電部分にインクが漏れることはない。従って、通電部分にインクが付着しリークの経路が形成されてしまうといった不具合が発生せず、通電剥離性接着剤５に確実に電流を流して剥離させることができる。このため、インクカートリッジを破損させずに容易に分解することができ、内部清掃や消耗部品の交換が容易にでき、作業性に優れたインクカートリッジのリサイクルが行えるようになる。
【００３９】
図７は、図６における通電剥離性接着剤５周辺を示す拡大断面図である。図８は、図６のインクカートリッジに接合部を挟んで直流電圧を印加し、通電剥離性接着剤に電流を流している状態を示す概念図であり、図９は、図７におけるインクカートリッジの蓋とインク容器が分解された状態を示す概念図である。図４および図８に示すように、通電剥離性接着剤５の接合面（電極または蓋）に直流電流を流した場合、結合解除が一方の接着面でおこる。本実施例では陽極面で起こるとするが、通電剥離性接着剤５の種類によっては陰極面で起こる。そのため、通電剥離性接着剤は一方の接合面（電極側または蓋側）に残る。そこで、直流電圧に替えて交流電圧を印加すると、通電剥離性接着剤の2つの接合面を同時に結合解除できる。従って、通電剥離性接着剤が一方の接合面（インク収容部材や蓋の接合面）に残ることなく、完全に剥すことが容易になる。引いては、再接着時の作業性がよくなる。
【００４０】
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態であるインクカートリッジを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態であるインクカートリッジの構成を示す断面図である。
【図３】図２における通電剥離性接着剤周辺を示す拡大断面図である。
【図４】図２のインクカートリッジに接合部を挟んで直流電圧を印加し、通電剥離性接着剤に電流を流している状態を示す概念図である。
【図５】図４におけるインクカートリッジの上部インク収容部材１ａと下部インク収容部材1ｂが分解された状態を示す概念図である。
【図６】本発明におけるインクカートリッジの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】図６における通電剥離性接着剤周辺を示す拡大断面図である。
【図８】図６のインクカートリッジに接合部を挟んで直流電圧を印加し、通電剥離性接着剤に電流を流している状態を示す概念図である。
【図９】図７におけるインクカートリッジの蓋とインク容器が分解された状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ａ：上部インク収容部材
１ｂ：下部インク収容部材
１ｃ：インク容器
１ｄ：蓋
１ｅ：リブ、凸部
２：通気孔
３：インク供給孔
４ａ，４ｂ，４ｃ：電極
５：通電剥離性接着剤
６，６ａ：シール部材
７：開口部
【図１】
0004404926.tif 000002
【図２】
0004404926.tif 000003
【図３】
0004404926.tif 000004
【図４】
0004404926.tif 000005
【図５】
0004404926.tif 000006
【図６】
0004404926.tif 000007
【図７】
0004404926.tif 000008
【図８】
0004404926.tif 000009
【図９】
0004404926.tif 000010