JPH09295406A - インクタンク、その製造方法、及びインクジェットプリントカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ素樹脂の多孔質膜等の疎水膜を良好にか
つ作業性良く大気連通口に実装でき、インク漏れが無
く、特にインクジェットプリントカートリッジ等に有用
なインクタンクを提供する。 【解決手段】 大気連通口を有し且つ樹脂で構成される
インクタンクであって、フッ素樹脂の多孔質膜等の空気
を通す疎水膜（１０１）の外周端部に樹脂部材（１０
２）又は弾性部材を設けて成る疎水膜ユニット（１０
０）を前記大気連通口部分に固定して成るインクタン
ク；その固定工程を含む製造方法；及び、そのインクタ
ンクを搭載したインクジェットプリントカートリッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクを溜めるタン
クに関し、特にインクジェット方式によって記録を行う
装置に有用なインクタンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリントカートリッジの
インクタンク等においては、インク消費による減圧でタ
ンク内のインクが取り出せなくなる事を防いだり、温度
上昇によりタンク内が加圧されカートリッジのノズルか
らインクが漏れる事を防ぐ目的で、大気連通口が設けら
れている。この大気連通口は、消費されたインク分の空
気をタンク内に導くものである。図５は、従来のインク
ジェットカートリッジの一例を示す外観斜視図である。
このインクジェットカートリッジは、大きく分けると、
インク吐出部２０５を有するヘッド部２０２と、ヘッド
部にインクを供給するインクタンク２０３とから成る。
現在使用されているインクジェットカートリッジは、図
５に示す様に、内部にスポンジ状部材２０４を入れイン
クを保持する方式が主流である。更に、この例において
は、大気連通口２０６とスポンジ状部材２０４の間にバ
ッファー室２１０を設けてインク漏れを防止している。
また、大気連通口の空気通路をストレート穴形状ではな
く矩形にするなどの工夫もある。

【０００３】一方、近年、フッ素樹脂（デュポン製、商
品名テフロン）の多孔質膜（疎水膜）を用いてインク漏
れを防止する技術が検討されている。図６は、従来のイ
ンクタンクにおける疎水膜の溶着状態を示す模式的断面
図である。この図に示す様に、フッ素樹脂の疎水性によ
り空気を通すがインクは通さない疎水膜２０１を用い
て、インクタンク２０８の大気連通口２０６を覆えば、
インク漏れを防止できる。この疎水膜２０１は、接合部
２０９を疎水膜側から熱又は超音波を印加する事によっ
て溶着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示した
様な疎水膜の実装されたインクタンクには、溶着の点で
問題がある。インクタンクの外装は一般にノニル（変性
ＰＰＯ）やポリプロピレンなど融点が２５０℃程度の樹
脂成形品より成り、疎水膜は一般に融点が４００℃以上
のフッ素樹脂多孔質膜である。したがって、図６に示し
た様に熱溶着する場合は、フッ素樹脂の融点以上の温度
をかける必要がある。しかしタンク自身に過度の熱が加
わることになるので、タンクが変形したり、疎水膜を張
ったにも関わらず接合部２０９に巣があき、そこからイ
ンクが漏れる場合がある。また超音波溶着の場合は、フ
ッ素樹脂融点のパワーの超音波を印加することになるの
で、そのパワーが大き過ぎて疎水膜２０１が溶着部から
破け、同様にインクが漏れる場合がある。

【０００５】更に、他の問題として、疎水膜３０２がフ
ッ素樹脂膜なので反ったり破れたりし易くて取扱が難し
く、かつ自動パーツフィーダーによる供給ができないな
ど、作業性が悪いという問題もある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題を解決するこ
とにあり、フッ素樹脂の多孔質膜等の疎水膜を良好にか
つ作業性良く大気連通口に実装でき、しかもインク漏れ
が無いインクタンク、その製造方法、及びインクジェッ
トプリントカートリッジを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、大気連通口を
有し且つ少なくとも該大気連通口の周辺部が樹脂で構成
されるインクタンクであって、空気を通す疎水膜の外周
端部に樹脂部材又は弾性部材を設けて成る疎水膜ユニッ
トを、前記大気連通口部分に固定して成る事を特徴とす
るインクタンクである。

【０００８】また本発明は、その様な疎水膜ユニットを
大気連通口の部分に固定する工程を含むインクタンクの
製造方法、及び、その様なインクタンクを搭載したイン
クジェットプリントカートリッジを包含する。

【０００９】本発明においては、従来技術の様に疎水膜
を直接インクタンクに溶着するのではなく、予めインサ
ート成形等により疎水膜をユニット化し、その疎水膜ユ
ニットを実装に用いているので、例えばユニットの樹脂
部材の部分を溶着し、また例えば押え部材でユニットを
挟んで押え部材を溶着する等の任意の手法により、良好
にかつ作業性良く疎水膜を実装でき、しかもインク漏れ
を防止できる。更には、疎水膜をユニット化したので、
取扱いが容易で、パーツフィーダー等の自動機による供
給も可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。

【００１１】図１は、本発明に用いる疎水膜ユニットの
一例を示す図であり、（ａ）は模式的斜視図、（ｂ）は
その模式的断面図である。この図に示す疎水膜ユニット
１００においては、円形状の疎水膜１０１の外周端部全
体がインサート成形した樹脂部材１０２によって覆わ
れ、樹脂部材１０２自体は四角断面を有する輪形状であ
る。更に、樹脂部材１０２の輪側部の一方には、超音波
溶着用リブ１０３が円形状に設けられている。従来の疎
水膜単体と比較して、この疎水膜ユニット１００は、樹
脂部材１０２（本例においては、特にリブ１０３の部
分）とインクタンクの少なくとも大気連通口の周辺部を
構成する樹脂とを溶着することによりタンクの大気連通
口部分に固定できる。この疎水膜ユニット１００は、従
来の疎水膜単体と比較して、取扱が容易であり、疎水膜
の反りも防止でき、しかもパーツフィーダーにより供給
できるので、インクタンクの自動アセンブリを可能とす
る。

【００１２】疎水膜１０１としては、デュポン製商品名
テフロン等のフッ素樹脂を含む多孔質膜が好適である。
ただし本発明はこれに限定されず、空気を通しインクは
通さない疎水膜であれば使用可能であり、例えば、日東
電工製商品名ミクロテックス等の疎水膜も使用できる。

【００１３】樹脂部材１０２としては、インクタンクと
接合すべき領域（すなわち大気連通口の周辺部）を構成
する樹脂と同じ種類の樹脂が、熱又は超音波溶着の点か
ら好適である。インクタンクの外装は、通常、ノニル
（変性ＰＰＯ）、ポリプロピレン等から成るので、樹脂
部材１０２としても同一材質の樹脂を使用することが好
ましい。特にノニルの溶着性が優れている。ただし本発
明はこれに限定されず、熱又は超音波溶着可能な樹脂で
あれば使用可能である。

【００１４】疎水膜ユニット１００の製造方法として
は、成形界面からのインク漏れが無い点から、疎水膜１
０１を樹脂部材１０２にインサート成形する方法が好適
である。ただし本発明はこれに限定されず、疎水膜１０
１の外周端部に溶着用樹脂部材を設ける事が可能であれ
ば、適宜公知の一体成形法を採用できる。

【００１５】図２は、図１の疎水膜ユニットを実装した
本発明のインクジェットプリントカートリッジの一例を
示す模式的斜視図である。このインクジェットプリント
カートリッジは、疎水膜ユニット１００の超音波溶着用
リブ１０３をインクタンク１０４の大気連通口（インク
タンクの外装の開口部）の周辺部と接触させ、適度なパ
ワーの超音波を印加して溶着したものである。このイン
クジェットプリントカートリッジにおいては、疎水膜１
００を通してインクタンク１０４内部と外部が連通する
が、インクは疎水膜１００に遮られるので漏れない。

【００１６】図３は、本発明に用いる疎水膜ユニットの
他の一例を示す図であり、（ａ）は模式的斜視図、
（ｂ）はその模式的断面図である。この図に示す疎水膜
ユニット１２０においては、円形状の疎水膜１０１の外
周端部全体がインサート成形した弾性部材１０５によっ
て覆われ、弾性部材１０５自体は楕円断面を有する輪形
状である。この疎水膜ユニット１２０を挟んで、少なく
とも接合領域が樹脂で構成される押え部材の該樹脂と、
インクタンクの少なくとも大気連通口の周辺部を構成す
る樹脂とを溶着することにより、この疎水膜ユニット１
２０をタンクの大気連通口部分に固定できる。この例に
おいても、図１で示した例と同様に、取扱の容易性、疎
水膜の反り防止、自動アセンブリ可能などの点で優れて
いる。

【００１７】弾性部材１０５としては、シリコーン系の
弾性材料が好適である。ただし本発明はこれに限定され
ず、後述する押え部材１０７により適度に押圧される事
により固定可能な弾性材料であれば使用可能であり、例
えば、一般にＯリング等の素材に使用されているもの、
具体的には、ニトリルゴム、スチロールゴム、シリコー
ンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、クロ
ロプレンゴム等の弾性材料も使用できる。

【００１８】疎水膜ユニット１２０の製造方法として
は、図１に示した樹脂部材１０２を用いた例と同様に疎
水膜１０１をインサート成形する方法が好適であるが、
これに限定されず、適宜公知の一体成形法を採用でき
る。

【００１９】図４は、図３の疎水膜ユニットを実装した
状態を示す模式的断面図である。この例では、インクタ
ンク１０８の大気連通口１０６に予め疎水膜ユニット１
２０が収納できる程度の深さ及び幅の溝を設け、そこに
疎水膜ユニット１２０を収納し、その上から四角断面を
有する輪形状の樹脂製押え部材１０７で押え付けて疎水
膜ユニット１２０の弾性部材１０５を適度に押圧し、押
え部材１０７の輪側部とインクタンク１０４の大気連通
孔（インクタンクの外装の開口部）の周辺部とを熱又は
超音波溶着したものである。

【００２０】この押え部材１０７としては、少なくとも
接合領域が樹脂で構成され、疎水膜ユニット１２０の弾
性部材１０５を適度に押圧しつつ、熱又は超音波溶着が
可能な部材であれば特に制限されない。具体的には、樹
脂部材１０２と同様の材料、すなわちノニル（変性ＰＰ
Ｏ）、ポリプロピレン等が好適である。

【００２１】なお、図４に示す例においては、特に弾性
部材１０５と押え部材１０７とを用いて実装しているの
で、押え部材１０７の穴の面積を簡易に自由設定できる
という独自の効果も有る。インクの蒸発を考慮すると、
大気と連通する穴の面積はなるべく小さい方が良い。一
方、特定のインクタンクの場合は、その姿勢差を考慮す
ると、疎水膜の面積をある程度大きくとった方が良い。
ここで図４に示す例においては、疎水膜の面積と無関係
に押え部材１０７の穴の面積を自由に設定できるので、
上記要請を簡単に満たすことができるのである。

【００２２】本発明のインクタンクは、インク消費によ
る減圧や温度上昇による加圧による悪影響を防止し、か
つインク漏れを防止し、安定かつ良好なインクジェット
プリントを可能にし得る点から、インクジェットプリン
トカートリッジ（図２等）に有用である。インクジェッ
ト方式に従うプリントは、そのプリント時に発生する騒
音を無視できる程度に小さくできるとともに、高速プリ
ントも可能であり、しかも特別な処理を必要とせずにい
わゆる普通紙に定着してプリントできるなどの長所があ
る。例えば、特開昭５４−５１８３７号公報、ドイツ特
許公開第２８４３０６４号公報に記載のインクジェット
プリント方法は、熱エネルギーを液体に作用させて、イ
ンク吐出のための原動力を得るという点に特徴を有して
いる。即ち、このプリント方法によれば、熱エネルギー
の作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状態変化
を起こし、その状態変化によって生じる作用力によって
プリンタの記録ヘッド部先端のオリフィスから液体が吐
出されて、飛翔液滴が形成され、その液滴が記録用紙な
どの記録媒体に付着して記録が行われる。殊に、ドイツ
特許公開第２８４３０６４号公報に開示されているイン
クジェットプリント方法によれば、いわゆるドロップ−
オン−デマンドのプリント方法に極めて有効に適用され
るばかりでなく、記録ヘッドを容易にラインプリンタ型
の高密度にマルチオリフィス化されたヘッドに具現化で
きるので、高解像度、高品質の画像を高速で得られると
いう特徴を有している。

【００２３】以上のプリント方法に適用されるプリンタ
装置の記録ヘッドは、インク液滴を吐出するために設け
られたオリフィスと、このオリフィスに連通しインク液
滴を吐出するための熱エネルギーが液体に作用する部分
である熱作用部を構成の一部とする液流とを有するイン
ク吐出部と、熱エネルギーを発生する手段としての電気
熱変換体（発熱材）とを具備している記録ヘッド基体を
含む。本発明のインクタンクは、この様なインクジェッ
ト記録ヘッドにインクを供給するタンクとして用いる場
合に非常に有用であり、特に、ヘッド部とタンク部が一
体となっているインクジェットプリントカートリッジに
極めて有用である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した本発明のインクタンク及び
その製造方法によれば、従来技術におけるフッ素樹脂の
多孔質膜等の疎水膜の実装時の過度の加熱や過度の超音
波印加に起因するタンクの変形、接合部や疎水膜の損傷
が発生せず、良好にかつ作業性良く疎水膜を大気連通口
に実装でき、インク漏れも生じ難い。しかも疎水膜をユ
ニット化したので、取扱いが容易で、パーツフィーダー
等の自動機による供給も可能になり、実装の作業性がよ
り向上する。

【００２５】また、本発明のインクジェットプリントカ
ートリッジによれば、インク漏れが生じ難いと共に、安
定かつ良好なインクジェットプリントが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる疎水膜ユニットの一例を示す図
であり、（ａ）は模式的斜視図、（ｂ）はその模式的断
面図である。

【図２】図１の疎水膜ユニットを実装した本発明のイン
クジェットプリントカートリッジの一例を示す模式的斜
視図である。

【図３】本発明に用いる疎水膜ユニットの他の一例を示
す図であり、（ａ）は模式的斜視図、（ｂ）はその模式
的断面図である。

【図４】図３の疎水膜ユニットを実装した状態を示す模
式的断面図である。

【図５】従来のインクジェットカートリッジの一例を示
す外観斜視図である。

【図６】従来のインクタンクにおける疎水膜の溶着状態
を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１００ 疎水膜ユニット １０１ 疎水膜 １０２ 疎水膜をインサート成形した樹脂部材 １０３ 超音波溶着用リブ １０４ インクタンク １０５ 疎水膜をインサート成形した弾性部材 １０６ 大気連通口 １０７ 押え部材 １０８ インクタンク １２０ 疎水膜ユニット

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気連通口を有し且つ少なくとも該大気
   連通口の周辺部が樹脂で構成されるインクタンクであっ
   て、空気を通す疎水膜の外周端部に樹脂部材又は弾性部
   材を設けて成る疎水膜ユニットを、前記大気連通口部分
   に固定して成る事を特徴とするインクタンク。
2. 【請求項２】 疎水膜は、フッ素樹脂を含む多孔質膜で
   ある請求項１記載のインクタンク。
3. 【請求項３】 疎水膜ユニットの樹脂部材とインクタン
   クの少なくとも大気連通口の周辺部を構成する樹脂とを
   熱溶着又は超音波溶着することにより、該疎水膜ユニッ
   トを該大気連通口部分に固定して成る請求項１又は２記
   載のインクタンク。
4. 【請求項４】 疎水膜ユニットの樹脂部材及びインクタ
   ンクの少なくとも大気連通口の周辺部を構成する樹脂
   は、変性ＰＰＯ又はポリプロピレンである請求項３記載
   のインクタンク。
5. 【請求項５】 疎水膜の外周端部に弾性部材を設けて成
   る疎水膜ユニットを間に挟んで、少なくとも接合領域が
   樹脂で構成された押え部材の該樹脂と、インクタンクの
   少なくとも大気連通口の周辺部を構成する樹脂とを熱溶
   着又は超音波溶着することにより、該疎水膜ユニットを
   該大気連通口部分に固定して成る請求項１又は２記載の
   インクタンク。
6. 【請求項６】 大気連通口を有し且つ少なくとも該大気
   連通口の周辺部が樹脂で構成されるインクタンクの製造
   方法において、空気を通す疎水膜の外周端部に樹脂部材
   又は弾性部材を設けて成る疎水膜ユニットを、前記大気
   連通口部分に固定する工程を含む事を特徴とするインク
   タンクの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜５の何れか一項記載のインク
   タンクを搭載した事を特徴とするインクジェットプリン
   トカートリッジ。