(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の箇所に通気孔が形成されたケース内にインクが収容され、前記２つ以上の通気孔のそれぞれに、空気は通過させるが，常圧では前記インクを通さないフィルターが取り付けられており、前記ケースがいかなる姿勢で放置されても、前記２つ以上の通気孔のうちの少なくとも１つに取り付けられている前記フィルターのケース内部側面が前記インクに埋没しないようになっているインクカートリッジ。
【請求項２】
前記フィルターがフッ素樹脂からなる多孔質膜である請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである請求項２に記載のインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は着脱可能なプリンタ等に搭載されて使用されるインクカートリッジに関し、特に、輸送時及び貯蔵時におけるインク漏れを防止するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プリンタ等の画像形成装置において、インクカートリッジにより印字ヘッドへインクを供給する方法が用いられている。この方法は、インクがケース内に収容されてなるインクカートリッジをプリンタの所定位置に搭載して，印字ヘッドに接続することにより、インクカートリッジから印字ヘッドへインクが随時供給されるものである。しかしながら、このインクカートリッジを用いたインク供給方法では、インクの供給につれてカートリッジ内、すなわち、ケース内のインク液面が下降してケース内部に負圧が生じ、この負圧によりインクの正常な流出を妨げられ、印字にかすれが生じてしまうといった欠点がある。そこで、かかる欠点を解消するために、カートリッジ、すなわち、ケースに通気孔を設けたものが使用されている。しかしながら、かかるカートリッジにおいて、通気孔はカートリッジをプリンタに搭載した状態でカートリッジ（ケース）内のインクに浸らない位置に設けられているものの、カートリッジの輸送や貯蔵時に、カートリッジがこれをプリンタに搭載した状態とは異なる状態に傾けられたり、倒されたりすると、通気孔がインクに浸り、通気孔からインクが漏洩してしまうという危険性がある。このため、従来から、カートリッジ（ケース）の通気孔に、空気を通過させるが，液体は通過（漏洩）させないフィルターを取りつけることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、かかる通気孔にフィルターが取り付けられたカートリッジを用いても、インクとフィルターが接触する状態にカートリッジが放置され、急激に温度が上昇すると、インクが漏洩することがある。これは、カートリッジ（ケース）内の空間にある空気の熱膨脹、あるいはインクの蒸発によって、カートリッジ（ケース）内のインクの液面に正の圧力が加わり、インクがフィルターに押しつけられるためである。すなわち、前記フィルターは、前記のように、常圧では液体の通過（漏洩）を防ぐことが出来るが、一定以上の圧力で液体がこれに押しつけられると、液体を通過（漏洩）させてしまうものである。フィルターの孔径を小さくして液体漏洩を防ぐこともできるが、この場合は、インクの正常な流出に必要な通気量を確保できなくなる恐れがある。
【０００４】
この発明は、前記のような事情に鑑みなされたもので、通気孔を有するインクカートリッジであって、輸送時や貯蔵時におけるインク漏れを防止することができるインクカートリッジを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるインクカートリッジは、２つ以上の箇所に通気孔が形成されたケース内にインクが収容され、前記２つ以上の通気孔のそれぞれに、空気は通過させるが，常圧では前記インクを通さないフィルターが取り付けられており、前記ケースがいかなる姿勢で放置されても、前記２つ以上の通気孔のうちの少なくとも１つに取り付けられている前記フィルターのケース内部側面が前記インクに埋没しないようになっているものにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のインクカートリジにおいては、２つ以上の箇所に通気孔が形成されたケース内にインクが収容され、前記２つ以上の通気孔のそれぞれに、空気は通過させるが，常圧では前記インクを通さないフィルターが取り付けられており、前記ケースがいかなる姿勢で放置されても、前記２つ以上の通気孔のうちの少なくとも１つに取り付けられている前記フィルターのケース内部側面が前記インクに埋没しないようになっていることにより、温度上昇によりケース内部の空間に正の圧力が発生しても、この正の圧力はそのケース内部側面がインクに埋没していないフィルターによって速やかに解消され、直ちにケース内部の空間はカートリッジ外部と同じ圧力に復帰することとなる。従って、ケース内部の空間に正の圧力が生じても、２以上の箇所の通気孔のそれぞれに取り付けられているフィルターのいずれにもインクが押しつけられることがなく、インク洩れを防止することができる。
【０００７】
本発明において、前記フィルターとしては、空気は通過させるが，常圧ではインクを通過させないのものであれば、その材質及び構造は特に限定されるものでないが、ポリテトラフルオロエチレン，ポリクロロトリフルオロエチレン，テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体，テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体，テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等のフッ素樹脂からなる多孔質膜を用いるのが好ましい。これは、フッ素樹脂からなる多孔質膜は、通気性，耐インク性が長期に亘って劣化せず、インク洩れを長期に亘って確実に防止でき、しかも、低価格であることから製品コストを低減できるためである。フッ素樹脂からなる多孔質膜における平均孔径は一般に０．０５〜１０μｍ、好ましくは０．１〜４μｍの範囲にあるのがよい。この平均孔径が０．０５μｍよりも小さくなると、通気性が低下して、ケース内部の空間に生じた正の圧力を速やかに解消することが困難になる傾向を示し、１０μｍよりも大きくなると、膜強度が低下し、長期使用による安定性が得られにくい傾向となる。また、気孔率は一般に３０〜９０％、好ましくは６０〜８５％の範囲にあるのがよい。気孔率が３０％よりも小さくなると、通気性が低下して、ケース内部の空間に生じた正の圧力を速やかに解消することが困難になる傾向を示し、気孔率が９０％よりも大きくなると、膜強度が低下し、長期使用による安定性が得られにくい傾向となる。
【０００８】
【実施例】
図１は本発明の一実施例によるインクカートリッジの構成を示す断面図である。図において、ケース１の中にインク２が収容されている。ケース１の上板の所定部分にはインク注入孔３１が形成されており、ここからケース１内にインク２が注入された後、インク注入孔３１がキャップ３２で封鎖される。キャップ３２には通気孔３４が形成され、この通気孔３４にポリテトラフルオロエチレン製多孔質膜からなるフィルター３３が取り付けられている。ケース１の下板の所定部分には通気孔４２が形成され、この通気孔４２にポリテトラフルオロチエチレン製多孔質膜からなるフィルター４１が取り付けられている。ここで、通気孔３４と通気孔４２の形成位置は、それぞれに取り付けられているフィルター３３，４１のケース１内部側面がカートリッジ（ケース１）をいかなる姿勢にして放置しても同時にインク２中に埋没することがない位置関係になっている。当然のことながら、インク２の収容量はかかる位置関係が得られるに必要な量に調整されている。なお、カートリッジ（ケース１）にはこれをプリンタの所定位置に搭載した状態で、印字ヘッドに接続されるインク供給口（図示せず）が設けられている。また、カートリッジ（ケース１）に特別なインク供給口を設けることなく、インク注入孔３１または通気孔３４，４２をインク供給口として使用されるようにしてもよい。この場合、カートリッジ（ケース１）をプリンタの所定位置に搭載する際にキャップ３２が取り外され、インク注入孔３１が印字ヘッドに接続される。あるいは、カートリッジ（ケース１）がプリンタの所定位置に搭載された状態で、通気孔３４または通気孔４２にあるフィルター３３（４１）が取り外され、通気孔３４または通気孔４２が印字ヘッドに接続される。
【０００９】
以下、本発明を実験例により更に詳細に説明する。
【００１０】
サンプル１
図２に示すインクカートリッジを作成した。図２において、直径２ｃｍ，高さ１２ｃｍの円筒状のプラスチック製容器１１内には、市販の水系インク（表面張力３３dyne/cm）１２が４ｃｍ3充填され、この容器１１の両端に、プラスチック製のキャップ２１，２３が取りつけられている。キャップ２１，２３のそれぞれの中央には、直径５ｍｍの通気孔２２，２４が形成され、これの内側面にフィルター３３，４１が熱溶着されている。ここで、フィルター３３，４１は厚みが２４０μｍ、平均孔径０．６μｍ、気孔率７１％のポリテトラフルオロエチレン製多孔質膜（日東電工株式会社製）である。
【００１１】
サンプル２
図３に示すインクカートリッジを作成した。図３において、図２と同一符号は同一または相当する部分を示している。このインクカートリッジは前記図２に示したものとは、キャップ２１に通気孔２２を形成せず、フィルター３３を取り付けていない点で相違している。
【００１２】
以上のサンプル１，２のインクカートリッジを各５本づつ用意し、冷熱サイクル試験機に投入し、最初に−３０℃の雰囲気で５時間保ち、その後直ちに７０℃の雰囲気で５時間保つサイクルを５サイクル繰り返した。そして、５サイクル終了後に、インクに接したフィルター４１を観察した。観察結果は、サンプル１の５本のインクカートリッジは、いずれもフィルター４１にインクの漏洩は認められず、サンプル２の５本のインクカートリッジは、いずれもフィルター４１にインクの漏洩が認められた。
【００１３】
以上の実験結果から、本発明の有効性を確認できた。
【００１４】
なお、以上の実施例及び実験例では、ケースの２つの箇所に通気孔を設け、各通気孔にフィルターを取り付けたカートリッジを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ケースの３つ以上の箇所に通気孔を設け、各通気孔にフィルターを取り付ける構成にしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるインクカートリッジによれば、２つ以上の箇所に通気孔が形成されたケース内にインクが収容され、前記２つ以上の通気孔のそれぞれに、空気は通過させるが，常圧では前記インクを通さないフィルターが取り付けられており、前記ケースがいかなる姿勢で放置されても、前記２つ以上の通気孔のうちの少なくとも１つに取り付けられている前記フィルターのケース内部側面が前記インクに埋没しないようになっているものにしたので、カートリッジがいかなる姿勢を取っても、カートリッジ内部の空間は２つ以上の通気孔のうちのいずれかに取り付けられているフィルターによって外部と通気することとなり、その結果、カートリッジが急激な温度上昇にさらされても、カートリッジ内部の圧力上昇が生じず、インクの漏洩を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるインクカートリッジの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実験例で使用したインクカートリッジの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実験例で使用したインクカートリッジの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ケース
２  インク
３１  インク注入孔
３２  キャップ
３３  フィルター
３４  通気孔
４１  フィルター
４２  通気孔
【図１】
0003739840.tif 000002
【図２】
0003739840.tif 000003
【図３】
0003739840.tif 000004