JP3166703U - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】インク供給部付近の気泡の除去が容易なマルチチャンバーインクカートリッジを提供する。
【解決手段】インクカートリッジにおいて、エア制御弁は、通常はインク収納部と外部大気との間を閉状態に保ち、インク収納部と外部大気との間の圧力差が設定値となると開状態となる。インクカートリッジはインクガイド通路を含む。インク収納部は複数のインク収納室を含む。そして、インク収納部にあるインクは、インクガイド通路を通じて順序に、複数のインク収納室を経てインク供給部に送られる。排気穴は、多数インク収納室のうちで、正常プリントする時に一番先に消費するインク収納室と連通し、インクカートリッジにインクを充填するにあたって、インクカートリッジ内部にある空気を排出するために用いられる。
【選択図】図２ｂ

Description

本考案は、インクジェット技術の分野において、新たにインクが充填可能なインクカートリッジに関する。

インクジェットプリンタは、プリント信号の駆動に基づいてインクをプリントヘッドのノズルから紙等の記録媒体に噴射し、キャラクターや図形を記録する。このインクジェットプリンタは、インクジェット技術の発展に伴って、その体積がますます小さくなってきた。そのため、インク容器に対応するインクカートリッジの体積が小さくなり、ユーザーは頻繁にインクカートリッジを交換する必要が生じている。一方、大部分の使用済みインクカートリッジが廃棄されている。廃棄されたインクカートリッジは、プラスチック、フィルム等からなる部分を含み、それらのほとんどが自然に分解しないので、資源の浪費及び環境汚染をもたらす。したがって、最も適切な対策は、使用済みインクカートリッジを回収して、それにインクを再充填して二次利用価値を獲得させることである。

現在のインクカートリッジ再生技術では、真空を利用してインクカートリッジにインクを再充填している。しかし、真空を利用した充填方法は、真空ポンプ、専用ジグ、専用シールパーツ等の専用工具を必要とし、体積が大きく且つコストが高いことから、通常はユーザーにおいて再生作業を行うことができない。そのため、簡単なインク充填方法が望まれており、実際、ユーザーが自分でインクカートリッジにインクを再充填できるようになれば、ユーザー自らインクカートリッジの使用コストを下げることができる。

中国特許ＣＮ２００５１００７８８３５．Ｘには、簡単なインク充填方法が提案されている。この方法では、インクカートリッジの、インク出口バルブやインレットバルブ等のバルブ部品のある側面以外の壁に穴を開けて、一つインク充填穴と一つ排気穴を形成しており、このインク充填穴を介してインクを充填するようにしている。したがって、インク充填の操作が簡単である。また、この中国特許に開示されているインクカートリッジはシングルチャンバーインクカートリッジであり、一つインクチャンバーしか設けられていないため、ユーザーは容易にインク充填穴と排気穴の配置を決めることができる。しかし、マルチチャンバーインクカートリッジの場合、インク充填穴と排気穴をどこに設けるかを決めることは必ずしも容易でなく、慎重に決めなければならない。例えば、充填穴と排気穴の配置を間違うと、インクカートリッジにインクを満杯まで充填できず、インク出口付近に多く気泡が生じることが起こり易い。また、ユーザーが充填済みインクカートリッジを使用する際にインク出口付近の気泡がプリントヘッド中に入り易く、プリントヘッドの性能に悪影響を及ぼすことがある。さらに、この充填方法では、必ず二つ穴を開けなければならず、ユーザーに面倒な作業を強いることになる。

中国特許ＣＮ２００５１００７８８３５．Ｘ号明細書

本考案は、新たにインクが充填可能なインクカートリッジを提供するものであり、新たにインクを充填するマルチチャンバー型インクカートリッジインクにおいてその供給部付近にある気泡を除去し難いという問題を解決するものである。

以上の技術問題を解決するため、本考案は以下の構成を採用した。

具体的に、本校案は、インクが充填されるインクカートリッジであって、
インクが収納可能なインク収納部と、
前記インク収納部に連通した排気穴と、
大気連通通路と大気連通穴を有し、前記大気連通穴が前記インク収納部を外部大気に連通させるものと、
インクジェット記録装置と連通し、インクを供給するインク供給部とを有し、
前記大気連通通路にエア制御弁が設けてあり、
前記エア制御弁は、通常は前記インク収納部と外部大気との間を閉状態に保ち、前記インク収納部と外部大気との間の圧力差が設定値となると開状態となり、
前記インクカートリッジはインクガイド通路を含み、
前記インク収納部は複数のインク収納室を含み、
前記インク収納部にあるインクは、前記インクガイド通路を通じて順序に、前記複数のインク収納室を経て前記インク供給部に送られ、
前記排気穴は、前記多数インク収納室のうちで、正常プリントする時に一番先に消費するインク収納室と連通し、前記インクカートリッジにインクを充填するにあたって、前記インクカートリッジ内部にある空気を排出するために用いられる、ことを特徴とする。

本考案の他の形態において、前記排気穴は、前記インク供給部が設けられている壁に形成されていることを特徴とする。

本考案の他の形態において、前記排気穴は、前記インク供給部が設けられている壁において前記インク供給部から離れた一端側に設けられていることを特徴とする。

本考案の他の形態において、前記排気穴は、インクカートリッジにインクを充填する時、前記インク収納部の最高部に位置するようにしてあることを特徴とする。

本考案の他の形態において、前記排気穴は、密封ゴムプラグが挿入されてインクが漏れるのを防止するようにしてあることを特徴とする。

本考案の他の形態において、前記インク供給部を密封するセルフクローズシールを備えていることを特徴とする。

本考案の他の形態において、
前記インク収納部は、第１インク収納室、第２インク収納室及び第３インク収納室を含み、
前記インク収納部にあるインクは、前記インクガイド通路を通じて順序に、前記第１インク収納室、第２インク収納室及び第３インク収納室を経て、前記インク供給部に送られることを特徴とする。

本考案の他の形態において、前記排気穴が前記第１インク収納室と連通していることを特徴とする。

以上の構成を採用したことにより、本考案のインクカートリッジによれば、インク収納部は複数のインク収納室を有し、インク収納部にあるインクはインクガイド通路を通じて順序に複数のインク収納室を経て、インク供給部に送られる。排気穴は、正常プリントする際に一番先にインクが消費されるインク収納室と連通させ、インクカートリッジにインクを充填する場合にインクカートリッジ内部にある空気の排出に用いられる。インク供給部を通じてインクカートリッジにインクを圧力充填する際、空気はインクガイド通路を通じてプリント時とは逆の方向に流される。そして、最後に、正常プリントする際に一番先にインクが消費されるインク収納室に入り、それに繋がる排気穴を通じて排出される。したがって、複数のインク収納室に気泡が溜まることが無く、マルチチャンバーインクカートリッジにおいてインク供給部付近にある気泡を除去できないという問題が解消される。

図１は本考案の実施例に係るインクカートリッジの構造を示す斜視図である。 図２ａは本考案の実施例に係るインクカートリッジを構成するインクベッセルの分解斜視図である。 図２ｂは本考案の実施例に係るインクカートリッジを構成するインクベッセルの背面図である。 図３は本考案の実施例に係るインクカートリッジを構成するアダプターの分解斜視図である。 図４は本考案の実施例に係るインクカートリッジのインク供給部を封止するインク供給部シールの断面図である。 図５は本考案の実施例に係るインクカートリッジの排気穴を形成する状況を示す斜視図である。 図６ａは本考案の実施例に係るインクカートリッジにインクを充填する状況を示す図である。 図６ｂは本考案の実施例に係るインクカートリッジにインクを充填する状況を示す図である。 図６ｃは本考案の実施例に係るインクカートリッジにインクを充填する状況を示す図である。 図７は本考案の実施例に係るインクカートリッジにインクを充填する作業の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図を参照して本考案の実施例を説明する。

図１に示すように、インクカートリッジは、インクベッセル（インク容器）１と、アダプター２からなり、両方ともプラスチックで構成されている。アダプター２はインクベッセル１を収容する空間が形成されており、これらインクベッセル１とアダプター２は一緒に組合せて、着脱可能な状態でインクジェットプリンタのサポート（図示せず）に取り付けられる。

図２ａ、図２ｂ、および図５に示すように、インクベッセル１にはインク収納部３が設けてある。インク収納部３は、インクジェットプリンタで画像等を記録するための消費用インクを収納するために提供されており、インクカートリッジ使用時のインク流動順序に応じて、第１インク収納室３１、第２インク収納室３２、及び第３インク収納室３３に分けられている。通常、インク収納部３は、一つボトムケース（図５参照）に一枚透明フィルムを溶接して構成されている。したがって、インクを充填する際、透明シートを介して、インクカートリッジにインクが満杯まで充填されたか否かが観察できる。

インク供給部４は、プリンタにあるインク供給針（図示せず）と組み合わせて用いられ、インク収納部３にあるインクをインクジェットプリンタに供給するもので、第３インク収納室３３がインク供給部４と直接に連結される。第３インク収納室３３には、インク供給部４との接続場所に一枚フィルター７が設けてあり、インクに含まれる不純物と小気泡をろ過するために用いられ、これら不純物等がプリントヘッドに入ることによりプリントの正常作動に悪影響を及ぼすことを防止する。インクガイド通路５は、インク収納部３にあるインクをインク供給部４にガイドする。そのため、インクガイド通路５を利用して、第１インク収納室３１、第２インク収納室３２、及び第３インク収納室３３が順番に連通されている。大気連通通路６は、インク収納部３を外部大気と連通するため、大気連通穴６１とエア制御弁６２を備えており、インクカートリッジを使用する前は、ガイドフィルムを利用して大気連通穴６１が密封されている。凹部１３は、プリンタに設置されている位置決め柱（図示せず）と組み合わされて、プリンタにインクベッセル１を固定する。

その他、図３に示すように、アダプター２には、リセット可能のチップ１０、爪２１１が形成された取手２１、インク供給部４に組み合わされる通し穴２２、インクベッセル１の凹み部１３に組み合わされる位置決め穴２３が設けてある。そのうち、チップ１０は、インクカートリッジに関連する情報（例えば、インク量、インク色、インクカートリッジ型式、生産日等）をメモリしており、プリンタと情報伝達を行うことができる。また、爪２１１は、サポートにあるロック部分に組み合わされ、インクカートリッジをサポートして固定することができる。

本実施例において、インク供給部４は、一つセルフクローズシール８を用いて密封される。図４に示すように、セルフクローズシール８は、インク供給部４を密封するために、円柱外周面に二周のフランジ８１が設けてある。図から分かるように、シール８には二つ端面８２、８３が設けてあり、その一つ端面８２が密閉平面であり、他方端面８３の中央に小穴８４が設けられ、小穴８４の直径がプリンタインク供給針（図示せず）の直径と同一又はそれよりも小さくしてある（小穴８４の直径≦プリンタインク供給針の直径）。このようにすることで、小穴８４にプリンタインク供給針を挿通した状態で、インク供給針の周囲が密封される。シール８の中央には一つの空チャンバー８５が設けてある。空チャンバー８５の直径は、インク供給針の直径よりも大きい。インクカートリッジをプリンタに取り付けた場合、プリンタのインク供給針が端面８２を貫通し、空チャンバー８５を通り、端面８３の中央にある小穴８４から通り抜け、インク収納部３にあるインクを吸収することができる。シール８は、ゴム、シリカゲル等の弾力性のある材料で製作することが好ましい。このような良好な弾力性を有する場合、シール８は、インクカートリッジがプリンタから取り外されたとき、端面８２のインク供給針が貫通した箇所は自動的に密閉され、インクがインク供給部４から漏れるのを防止する。

大気連通通路６に設けられるエア制御弁６２は、図２ａから分かるように、バルブチャンバー６２１と、バルブフィルム６２２と、バルブカバー６２３からなる。バルブカバー６２３は、その縁に、大気連通穴６２に連通する風通し穴６２３１が設けてある。バルブフィルム６２２は、その中心に、フランジ付けの小穴６２２１が設けてある。バルブチャンバー６２１には、変形したバルブフィルム６２２が元の状態に戻ることを保証するための凸台６２１１と、第１インク収納室３１に連通する穴６２１２が設けてある。インクジェットプリンタに装着される前の未使用のインクカートリッジにおいて、エア制御弁６２はクローズ状態をとり、バルブフィルム６２２の中心にある小穴６２２１がバルブカバー６２３に接触し、風通し穴６２３１もシールフィルムによって密封させている。そして、インクカートリッジをインクジェットプリンタに装着する際に、大気連通穴６１にあるエアガイドフィルムに裂かれる。これにより、大気連通穴６１が外部大気とつながり、空気がエア制御弁６２に入る。また、インク供給部４付近にあるインクが消費されると、インク収納室３と外部大気との間に一定の圧力差が発生する。この圧力差は、インクの消費に伴って次第に大きくなる。そして、圧力差が設定値に到達すると、エア制御弁６２が開かれる。すなわち、バルブフィルム６２２の中心にある小穴６２２１がバルブカバー６２３から離れ、空気がこの穴６２２１及びバルブチャンバー６２１にある穴６２１２を通じてインク収納室３に入る。また、この空気は、第１インク収納室３１に入り、インクをインク供給部４に補充させる。この動作は、インクベッセルにあるインクが無くなるまで繰り返される。また、エア制御弁６２を採用していることにより、インク収容部に入る空気量を毎回一定値に制御することができる。その結果、実質的に絶えることなく且つ安定的にプリントヘッドにインクを供給することができる。

インクカートリッジの再生（インク充填）工程を簡単にするため、本実施例で採用するインク充填方式では、インク供給部４からインクを圧力充填し、そのときの圧力によってインクカートリッジの内部にある空気を自動的に排出する。そのため、実施例のインクカートリッジでは、インクベッセル１に一つの排気穴を形成し、その排気穴を通じてインク収納部３から空気を排出するようにしている。

具体的に説明すると、空気の質量は、インクの質量より小さい。そのため、インク充填中、空気はインクカートリッジの上部に移動する。したがって、インク収納部３にある空気をできる限り排出させるためには、インクを充填する際に排気穴９はインク収納部３の最高部に位置していることが好ましい。また、各インク収納室にインクを満杯に充填させるためには、排気穴９は、インク充填時のインクの流れの下流端に設ける、すなわち、正常にプリントする際に一番先にインクが消費されるインク収納室に連通することが好ましい。また、インク供給部４からインクを充填する場合、インクがインク収納室に満杯まで充填される順序は、インクカートリッジ使用時にインク収納室のインクが消費される順序と反対であり、インクはまず第３インク収納室３３に満杯まで充填され、その後、第２インク収納室３２、さらに第１インク収納室３１に満杯まで充填される。そのため、排気穴９は、第１インク収納３１室に設けるべきである。具体的には、エア制御弁６２の性能を損なわないために、排気穴９は、第１インク収納室３１のエア制御弁６２以外の領域に設置すべきである。より好ましくは、排気穴９は、インク供給部４の壁３１１に形成すべきある。また、インクカートリッジにインクが満杯まで充填されることを保証するために、好ましくは、排気穴９は、インク供給部４から離れた壁３１１の一部に設置すべきであり、好適な位置が図６ａに示してある。これにより、インクを充填する際、インクベッセル１はそのインク供給部４を上向きの姿勢で放置するだけで、排気穴９がインク収納部３の最高部にあることを保証でき、インクカートリッジにある空気ができる限り排出され、インクカートリッジの性能を損なわないことを保証する。

以下、図５、図６ａ〜６ｃ、図７を参照して、インクカートリッジにインクを充填する工程を説明する。

（１）インクベッセル１をインク供給部４が上向きの姿勢で放置し、穴あけ工具を利用して、例えばドリルでインク供給部４にある壁３１１に穴を開け、第１収納室３１を大気に通じる排気穴９を形成する（図５参照）。

（２）インクベッセル１の姿勢を保持し、注射器１１又はその他インク充填工具を利用して、適量のインクを吸収し、インク供給部４を通じてインク収納部３にインクを充填する。インクを充填する際のインク収納室にある空気の流れを図６ａ〜６ｃに示す。

（３）インクカートリッジを観察し、インクが第３インク収納室３３、第２インク収納室３２及び第１インク収納室３１に順番に充填されたことを確認した後、準備しておいたゴムプラグを排気穴９に挿入し、インクが内側から漏れるのを防止する。

上述した回収方法は、選択可能ステップを含む。その一つが、チップ１０に記憶されている情報のリセットである。例えば、アダプター２に設けられたチップ１０の一部が自動的にリセットし、別の一部が専用リセット装置でリセットする必要のある場合、それぞれのチップ１０を専用リセット装置でリセットする。自動的にリセットされるチップの場合、例えば、ユーザーは回収後のインクベッセルをプリンタに装着した後、プリンタに表示される手順にしたがって操作すればよい。手動リセットチップの場合、密封工程の後、専用のチップリセット装置でチップ１０にある情報をリセットする。

以上で説明したように、上述の回収方法により、新たにインクを充填可能のインクカートリッジに対して、効果的にマルチチャンバーインクカートリッジのインク供給部付近にある気泡を除去できる。また、上述のインクカートリッジによれば、再生工程が簡単で、インクカートリッジの性能を損なうことなく、良好なプリント品質を保証でき、資源を繰返し利用でき、環境汚染を減少し、十分にユーザーの使用コストを下げることができる。

当然、インクカートリッジには、４つ又はそれ以上のインク収納部を含めることができる。また、インク収納部にあるインクは、インクガイド通路を通じて順番に複数のインク収納室を経てインク供給部に送られる。さらに、正常プリントする時に一番先にインクが消費されるインク収納室に排気穴を連通すればよい。さらにまた、インクカートリッジにインクを充填する際、インクカートリッジ内部にある空気を排出するだけでよい。

１：インクベッセル、２：アダプター、２１：取手、２１１：爪、２２：通し穴、２３：位置決め穴、３：インク収納部、３１：第１インク収納室、３１１：壁、３２：第２インク収納室、３３：第３インク収納室、４：インク供給部、５：インクガイド通路、６：大気連通通路、６１：大気連通穴、６２：エア制御弁、６２１：バルブチャンバー、６２１１：凸台、６２１２：穴、６２２：バルブフィルム、６２２１：丸穴、６２３：バルブカバー、６２３１：風通し穴、７：フィルター、８：セルフクローズシール、８１：フランジ、８２：端面（密封平面）、８３：端面、８４：小穴、８５：空チャンバー、９：排気穴、１０：チップ、１１：注射器

Claims (8)

1. インクが充填されるインクカートリッジであって、
   インクが収納可能なインク収納部と、
   前記インク収納部に連通した排気穴と、
   大気連通通路と大気連通穴を有し、前記大気連通穴が前記インク収納部を外部大気に連通させるものと、
   インクジェット記録装置と連通し、インクを供給するインク供給部とを有し、
   前記大気連通通路にエア制御弁が設けてあり、
   前記エア制御弁は、通常は前記インク収納部と外部大気との間を閉状態に保ち、前記インク収納部と外部大気との間の圧力差が設定値となると開状態となり、
   前記インクカートリッジはインクガイド通路を含み、
   前記インク収納部は複数のインク収納室を含み、
   前記インク収納部にあるインクは、前記インクガイド通路を通じて順序に、前記複数のインク収納室を経て前記インク供給部に送られ、
   前記排気穴は、前記多数インク収納室のうちで、正常プリントする時に一番先に消費するインク収納室と連通し、前記インクカートリッジにインクを充填するにあたって、前記インクカートリッジ内部にある空気を排出するために用いられる、ことを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記排気穴は、前記インク供給部が設けられている壁に形成されていることを特徴とする請求項１のインクカートリッジ。
3. 前記排気穴は、前記インク供給部が設けられている壁において前記インク供給部から離れた一端側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２のインクカートリッジ。
4. 前記排気穴は、インクカートリッジにインクを充填する時、前記インク収納部の最高部に位置するようにしてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかのインクカートリッジ。
5. 前記排気穴は、密封ゴムプラグが挿入されてインクが漏れるのを防止するようにしてあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかのインクカートリッジ。
6. 前記インク供給部を密封するセルフクローズシールを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかのインクカートリッジ。
7. 前記インク収納部は、第１インク収納室、第２インク収納室及び第３インク収納室を含み、
   前記インク収納部にあるインクは、前記インクガイド通路を通じて順序に、前記第１インク収納室、第２インク収納室及び第３インク収納室を経て、前記インク供給部に送られることを特徴とする請求項１〜６のいずれかのインクカートリッジ。
8. 前記排気穴が前記第１インク収納室と連通していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかのインクカートリッジ。

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