JP5014076B2

JP5014076B2 - インクタンク

Info

Publication number: JP5014076B2
Application number: JP2007295690A
Authority: JP
Inventors: 裕基但馬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009119703A

Description

本発明は、インクジェットプリンターに搭載されるインクカートリッジにて使用されるインクを貯蔵するためのインクタンクおよびその製造方法に関する。

現在市販されているインクジェットプリンターに搭載されるインクカートリッジのインク容量は、市場調査等の結果をフィードバックし、より市場ニーズに合ったインクジェットプリンターの仕様を満足するように決められている。

一方、インクカートリッジは、消耗品であり生産数が非常に多いため、市場ニーズの全てに対応しようとすれば、各種インク量のバリエーションが必要となる。

しかし、多品種少量生産は、大量生産には向かず、また生産コストもかかってしまうため、インクカートリッジの価格が高くなってしまう。そうすると、インクカートリッジの商品性が低下する可能性がある。

このため、今後、インクカートリッジは、大量生産を前提とし、ライン上の都合から、サイズや形状をある程度絞り込んで、ベーシックにする必要がある。

このような背景の下でも、インクカートリッジにおいては、出荷国やインクジェットプリンターの仕様に合わせて、やむを得ずインク量を変える場合があり、インク量を常に一定にしておくことは困難である。

インクカートリッジのインク量を変える場合、既存カートリッジのインク量に対して減らす場合と増やす場合がある。

既存カートリッジに対してインク量を減らす場合は、現状よりもインク注入量を減らすだけで対応することができる。

しかし、既存カートリッジに対してインク量を増やす場合は、そのままインク注入量を増やすだけでは信頼性が保証できなくなり、最悪の場合はインク漏れが発生する可能性もあるため、容易には対応することができない。

そのため、既存カートリッジに対してインク量を増やす場合は、その都度、インクカートリッジのインクタンク、吸収体、その周辺部品等の検討・再設計を行い、試作型を新規製作して試作・評価を行う必要がある。

しかし、既存カートリッジに対してインク量を増やす場合に、その都度、インクカートリッジの検討・再設計・試作・評価を行うことは、多大な開発費用と時間を要するため、昨今、開発期間の短縮化が求められている中、相反する課題となっていた。

このような状況において、既存カートリッジをそのまま流用して容易にインク量を増量できる構成は、各種インク量のバリエーションにも対応可能であり、市場ニーズにも容易かつ迅速に対応することができる。

そのような構成は、特許文献１に開示されている。特許文献１では、インクカートリッジのインクタンクを２つの構成体を連結した構成としている。そして、２つの構成体のそれぞれに対し、吸収体挿入開口部からはみ出すように吸収体を挿入し、これらの吸収体が圧縮された状態で接触するように、２つの構成体同士を連結している。
特許第３３０８７５１号明細書

しかし、特許文献１に開示された構成では、２つの構成体同士を超音波溶着等で連結する際に、それぞれの構成体の吸収体挿入開口部からはみ出た吸収体を、溶着連結面で挟み込んでしまうという課題があった。仮に、吸収体のはみ出し量を精度よく管理したとしても、吸収体同士が接触する際には吸収体が圧縮されて横に広がるため、少なからず溶着連結面では吸収体を挟み込んでしまう。

また、溶着方法としては、超音波溶着以外にも、より強固に連結し得る振動溶着という方法もある。しかし、振動溶着は、２つの構成体同士を相対的に１ｍｍ〜２ｍｍ程度移動させる（これを振動溶着時の振幅と呼ぶ）ことで発生する摩擦熱により接合するため、上述の超音波溶着に比べると、溶着の際の移動時に吸収体を挟み込みやすくなる。

そこで、本発明の目的は、２つの構成体同士を連結する際に、吸収体の挟み込みを防ぐことができるインクタンクおよびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のインクタンクは、
インクを保持する第１および第２の吸収体をそれぞれ収容する第１および第２の構成体を備え、前記第１の吸収体と前記第２の吸収体とが接触するように前記第１の構成体と前記第２の構成体とが連結されたインクタンクであって、
前記第１の吸収体は、前記第１の構成体と前記第２の構成体との連結方向において、前記第１の吸収体が前記第１の構成体の吸収体挿入開口から外側にはみ出さないように挿入され、
前記第２の吸収体は、前記第１の構成体と前記第２の構成体との連結方向において、前記第２の吸収体が前記第２の構成体の吸収体挿入開口から外側にはみ出すように挿入され、
前記第２の吸収体における前記第１の吸収体と対向する面のサイズは、当該面が前記第１の吸収体における前記第２の吸収体と対向する面の内側に収まるようなサイズであり、
前記第１の構成体と前記第２の構成体とは振動溶着により連結され、前記振動溶着時の移動方向において、前記第２の吸収体における前記第１の吸収体と対向する面の淵と、前記第１の吸収体における前記第２の吸収体と対向する面の淵と、の間の距離は、前記振動溶着時の振幅よりも大きいことを特徴とする。

以上説明したように、本発明のインクタンクによれば、第１の構成体が、吸収体挿入開口から第１の吸収体を内部に押し込むように構成されているため、第２の構成体との連結時に、第２の吸収体の挟み込みを防止することができるという効果が得られる。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態のインクタンク１００を含むインクカートリッジの外観斜視図である。これに対して、図４は、従来のインクタンク４００を含むインクカートリッジの外観斜視図である。

以下、これらを比較しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態のインクタンク１００は、インク供給部１０４（図２参照）を有する第１の構成体１０１と、バッファー室２０４および大気連通口２０５（図２参照）を有する第２の構成体２０１と、を連結した構成となっている。

第１の構成体１０１は、既存カートリッジを流用したものであり、第１の吸収体１０２（図２参照）に保持されるインク量が一定の共通ユニットである。また、第２の構成体２０１は、第２の吸収体２０２（図２参照）に保持されるインク量がそれぞれ異なる複数のユニットの中から選択されたものである。

このように、本実施形態のインクカートリッジ１００は、既存カートリッジを流用した第１の構成体１０１に対して、必要なインク量の第２の構成体２０１を１つだけ選択して連結することでインクタンクを構成することができる。そのため、各種インク量のバリエーションにも対応可能で、市場ニーズにも容易かつ迅速に対応することができる。

これに対して、図４に示すように、従来のインクタンク４００は、インク量の増量分に合わせて再設計した、一体型の大容量インクタンクとなっている。したがって、インク量を増量する度に、インクタンクに関わる全部品の検討・再設計を行い、試作型を新規製作して試作・評価を行うことになり、多大な費用と時間を要してしまため、市場ニーズへの容易かつ迅速な対応が困難である。

以下、図２および図３を用いて、本実施形態のインクタンク１００の構成について詳細に説明していく。

図２は、図１に示したインクカートリッジ１００を側面側から見た断面図である。なお、図２には、第１の構成体１０１に収容される第１の吸収体１０２および第２の構成体２０１に収容される第２の吸収体２０２の吸収体挿入開口からの寸法関係も示してある。

図３は、図１に示した第１の構成体１０１および第２の構成体２０１を、それぞれ上面および下面から見た図である。なお、図３には、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とが接触する領域も示してある。

図２に示すように、第１の構成体１０１は、インクを吸収し保持する第１の吸収体１０２を収容し、インクタンク１００の構成部品となる。また、第１の構成体１０１は、第１の吸収体１０２とフィルター１０３を介して接触し、第１の吸収体１０２に保持されたインクをインク吐出部材１０５に供給するインク供給部１０４を有している。

第２の構成体２０１は、インクを吸収し保持する第２の吸収体２０２を収容し、インクタンク１００の構成部品となる。また、第２の構成体２０１は、第２の吸収体２０２から流出したインクを一時的に貯留するバッファー室２０４と、第２の構成体２０１の内部と外部の大気とを連通させる大気連通口２０５と、を有している。

第１の構成体１０１と第２の構成体２０１とは、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とが接触するように連結される。

ここで、インク供給部１０４と接触する第１の吸収体１０２の繊維密度は、インク供給性の観点から、第２の吸収体２０２の繊維密度よりも大きくすることが好ましい。吸収体の繊維密度が大きいほどインクを保持する毛管力が大きくなることは公知であり、毛管力が大きな部分にインクは集まってくる。

第１の吸収体１０２は、第１の構成体１０１の吸収体挿入開口（＝第２の構成体２０１との連結面）から外側にははみ出さないように第１の構成体１０１に挿入されている。また、第２の吸収体２０２は、第２の構成体２０１の吸収体挿入開口（＝第１の構成体１０１との連結面）から外側にはみ出すように第２の構成体２０１に挿入されている。

このように、第１の構成体１０１は、吸収体挿入開口から第１の吸収体１０２を内部に押し込むような構成としたため、第２の構成体２０１との連結時に、第２の吸収体２０２の挟み込みを防止することができる。

また、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とは接触することが重要で、さらにはその接触部分が圧縮された状態にあることがより好ましい。

そこで、第１の吸収体１０２の先端から第１の構成体１０１の吸収体挿入開口までの凹量Ａと、第２の吸収体２０２の先端から第２の構成体２０１の吸収体挿入開口までの凸量Ｂとは、「凹量Ａ＜凸量Ｂ」となるような関係にする。これにより、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とを確実に圧縮された状態で接触させることができる。なお、この寸法関係は、各部品公差や、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２との圧縮状態をどのレベルにするか等よって決められる。

また、第１の構成体１０１と第２の構成体２０１とは溶着等の方法で連結するが、より強度的に信頼性の高いものとするには振動溶着を用いることが好ましい。

振動溶着は、周波数が低い分、振幅が大きくなる溶着方法である。周波数が低いことは各部品に与えるダメージを少なくできるというメリットがあるが、その反面、振幅を大きくとるため、連結部品同士の連結方向に対して垂直な方向への移動量が大きくなる。したがって、振動溶着時の第２の吸収体２０２の挟み込みが懸念される。

そこで、振動溶着時の第２の吸収体２０２の挟み込みを確実に防ぐため、第２の吸収体２０２における第１の吸収体１０２と対向する面のサイズを、その面が第１の吸収体１０２における第２の吸収体２０２と対向する面の内側に収まるようなサイズとしている。そのために、第２の構成体２０１の内部には吸収体側面リブ２０３が複数設けてある。

さらに、振動溶着時の移動方向において、第２の吸収体２０２における第１の吸収体１０２と対向する面の淵と、第１の吸収体１０２における第２の吸収体２０２と対向する面の淵と、の間の距離を、振動溶着時の移動量よりも大きくしている。

第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２のサイズの関係は、図３に示している。第１の吸収体１０２は、第１の構成体１０１の内側全体に挿入されるのに対し、第２の吸収体２０２は、第２の構成体２０１の内側全体に設けられた複数の吸収体側面リブ２０３の内側に挿入されている。このため、第１の構成体１０１と第２の構成体２０１とが連結される場合、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とが接触する領域は、第２の吸収体２０２の接触面と同じ面積になる。

また、振動溶着時には、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とは既に接触した状態にあるので、接触する領域において抵抗力が発生し、溶着信頼性への影響、または吸収体同士の擦れによるゴミ発生等の懸念が考えられる。

そこで、図２に示すように、第２の吸収体２０２の先端から吸収体側面リブ２０３の先端までの凸量Ｃの領域を、「凸量Ｂ＜凸量Ｃ」となるようにして、第２の吸収体２０２の自由領域とする。これにより、振動溶着時に第２の吸収体２０２の変形を可能にし、溶着への影響および吸収体同士の擦れを防ぎ、信頼性を確保することができる。

ここで、本実施形態のインクタンク１００の製造方法について説明する。

まず、第１の吸収体１０２を、第１の構成体１０１の吸収体挿入開口から外側にははみ出さないように第１の構成体１０１に挿入する（第１の挿入工程）。第１の構成体１０１は、上述のように、第１の吸収体１０２に保持されるインク量が一定の共通ユニットである。したがって、共通ラインで第１の構成体１０１を製造することができる。

次に、第２の吸収体２０２を、第２の構成体２０１の吸収体挿入開口から外側にはみ出すように第２の構成体２０１に挿入する（第２の挿入工程）。第２の構成体２０１は、上述のように、第２の吸収体２０２に保持されるインク量がそれぞれ異なる複数のユニットの中から選択されるものである。したがって、第２の吸収体２０２にて保持するインク量に応じて分けられた複数のオフラインのいずれかで第２の構成体２０１を製造することができる。

その後、複数のオフラインでそれぞれ製造された第２の構成体２０１の中から、第２の吸収体２０２にて保持するインク量に応じて、第２の構成体２０１を１つだけを選択する。そして、選択された第２の構成体２０１と共通ラインで製造された第１の構成体１０１とを、第１の吸収体１０２と第２の吸収体２０２とが押圧接触するように連結する（連結工程）。

したがって、インクタンク１００の生産ラインにおいて、生産メインラインとなる第１の構成体１０１のラインは共通化が可能になる。また、複数のオフラインで製造される第２の構成体２０１から自由に第２の構成体２０１を選択することが可能になる。これにより、生産メインラインの共通化や工程の簡略化が図れるため、生産ラインの投資抑制が可能となり、製造コストがコストダウンする。その結果、信頼性の高いインクカートリッジをユーザーに安価で提供することができる。

本発明の一実施形態のインクタンクを含むインクカートリッジの外観斜視図である。図１に示したインクカートリッジを側面側から見た断面図である。図１に示した第１の構成体および第２の構成体を、それぞれ上面および下面から見た図である。従来のインクタンクを含むインクカートリッジの外観斜視図である。

符号の説明

１００インクタンク
１０１第１の構成体
１０２第１の吸収体
１０３フィルター
１０４インク供給部
１０５インク吐出部材
２０１第２の構成体
２０２第２の吸収体
２０３吸収体側面リブ
２０４バッファー室
２０５大気連通口

Claims

インクを保持する第１および第２の吸収体をそれぞれ収容する第１および第２の構成体を備え、前記第１の吸収体と前記第２の吸収体とが接触するように前記第１の構成体と前記第２の構成体とが連結されたインクタンクであって、
前記第１の吸収体は、前記第１の構成体と前記第２の構成体との連結方向において、前記第１の吸収体が前記第１の構成体の吸収体挿入開口から外側にはみ出さないように挿入され、
前記第２の吸収体は、前記第１の構成体と前記第２の構成体との連結方向において、前記第２の吸収体が前記第２の構成体の吸収体挿入開口から外側にはみ出すように挿入され、
前記第２の吸収体における前記第１の吸収体と対向する面のサイズは、当該面が前記第１の吸収体における前記第２の吸収体と対向する面の内側に収まるようなサイズであり、
前記第１の構成体と前記第２の構成体とは振動溶着により連結され、前記振動溶着時の移動方向において、前記第２の吸収体における前記第１の吸収体と対向する面の淵と、前記第１の吸収体における前記第２の吸収体と対向する面の淵と、の間の距離は、前記振動溶着時の振幅よりも大きいことを特徴とする、インクタンク。
前記第１の構成体は、
前記第１の吸収体に保持されたインクをインク吐出部材に供給するインク供給部を有し、
前記第２の構成体は、
前記第２の吸収体から流出したインクを一時的に貯留するバッファー室と、
前記第２の構成体の内部と外部の大気とを連通させる大気連通口と、を有し、
前記第１の吸収体は、前記第２の吸収体よりも毛管力が高いことを特徴とする、請求項１に記載のインクタンク。
前記第１および第２の吸収体がそれぞれ第１および第２の構成体に挿入され、且つ、前記第１の構成体および前記第２の構成体が連結される前の状態で、
前記第１の構成体と前記第２の構成体との連結方向において、前記第２の吸収体の先端から前記第２の構成体の吸収体挿入開口までの凸量は、前記第１の吸収体の先端から前記第１の構成体の吸収体挿入開口までの凹量よりも大きいことを特徴とする、請求項１もしくは２のいずれか１項に記載のインクタンク。
前記第１の吸収体と前記第２の吸収体との接触部分は圧縮された状態にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクタンク。
前記第１の構成体は、前記第１の吸収体にて保持するインク量が一定の共通ユニットであり、
前記第２の構成体は、前記第２の吸収体にて保持するインク量がそれぞれ異なる複数のユニットの中から選択されたものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクタンク。