JP3739840B2 - ink cartridge - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink cartridge used by being mounted on a detachable printer or the like, and more particularly to a technique for preventing ink leakage during transportation and storage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer, a method of supplying ink to a print head using an ink cartridge has been used. In this method, an ink cartridge in which ink is contained in a case is mounted at a predetermined position of the printer and connected to the print head, whereby ink is supplied from the ink cartridge to the print head as needed. However, in this ink supply method using the ink cartridge, as the ink is supplied, the ink level in the cartridge, i.e., the case, is lowered and a negative pressure is generated in the case. There is a drawback in that it is obstructed and blurring occurs in printing. Therefore, in order to eliminate such a drawback, a cartridge, that is, a case in which a vent hole is provided in a case is used. However, in such a cartridge, although the vent hole is provided at a position where the cartridge is mounted on the printer and not immersed in the ink in the cartridge (case), the cartridge is mounted on the printer when the cartridge is transported or stored. When tilted or tilted to a state different from the state, there is a risk that the air hole is immersed in the ink and the ink leaks from the air hole. For this reason, conventionally, a filter that allows air to pass through the cartridge (case) but does not allow liquid to pass (leak) has been attached.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when a cartridge having a filter attached to the vent hole is used, if the cartridge is left in a state where the ink and the filter are in contact with each other and the temperature rises rapidly, the ink may leak. This is because positive pressure is applied to the liquid level of the ink in the cartridge (case) due to thermal expansion of air in the space in the cartridge (case) or evaporation of the ink, and the ink is pressed against the filter. That is, as described above, the filter can prevent the passage (leakage) of liquid at normal pressure, but the liquid can pass (leakage) when the liquid is pressed against the pressure at a certain pressure. It is. Although it is possible to prevent leakage of the liquid by reducing the pore diameter of the filter, in this case, there is a possibility that it is impossible to secure the air flow necessary for normal outflow of ink.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ink cartridge having a vent hole and capable of preventing ink leakage during transportation and storage. Is.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the ink cartridge according to the present invention, ink is accommodated in a case in which air holes are formed at two or more locations, and air is allowed to pass through each of the two or more air holes. A filter that does not pass is attached, and the case inner side surface of the filter that is attached to at least one of the two or more vent holes is buried in the ink, regardless of the position of the case. It is something that is supposed to not.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the ink cartridge of the present invention, the ink is accommodated in a case in which air holes are formed at two or more locations, and air is allowed to pass through each of the two or more air holes. A filter that does not pass is attached, and the case inner side surface of the filter that is attached to at least one of the two or more vent holes is buried in the ink, regardless of the position of the case. Therefore, even if a positive pressure is generated in the space inside the case due to temperature rise, this positive pressure is quickly eliminated by a filter whose inner side surface is not buried in ink, and immediately The space inside the case returns to the same pressure as the outside of the cartridge. Therefore, even if a positive pressure is generated in the space inside the case, the ink is not pressed against any of the filters attached to the two or more vent holes, and ink leakage can be prevented. .
[0007]
In the present invention, the filter is not particularly limited as long as the filter allows air to pass but does not allow ink to pass at normal pressure. It is preferable to use a porous film made of a fluororesin such as ethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. This is because the porous film made of fluororesin does not deteriorate in air permeability and ink resistance over a long period of time, and can prevent ink leakage for a long period of time, and is low in price, thereby reducing the product cost. This is because it can be reduced. The average pore diameter of the porous membrane made of a fluororesin is generally 0.05 to 10 μm, preferably 0.1 to 4 μm. When the average pore diameter is smaller than 0.05 μm, the air permeability tends to be reduced, and it becomes difficult to quickly eliminate the positive pressure generated in the space inside the case. When the average pore diameter is larger than 10 μm, the membrane The strength tends to decrease, and stability due to long-term use tends to be difficult to obtain. The porosity is generally 30 to 90%, preferably 60 to 85%. When the porosity is smaller than 30%, the air permeability is lowered, and it tends to be difficult to quickly eliminate the positive pressure generated in the space inside the case. When the porosity is larger than 90%, The film strength tends to decrease, and stability due to long-term use tends to be difficult to obtain.
[0008]
【Example】
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an ink cartridge according to an embodiment of the present invention. In the figure,
[0009]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.
[0010]
The ink cartridge shown in FIG. 2 was created. In FIG. 2, a cylindrical
[0011]
The ink cartridge shown in FIG. 3 was produced. 3, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts. This ink cartridge is different from that shown in FIG. 2 in that the air holes 22 are not formed in the
[0012]
Prepare 5 ink cartridges of
[0013]
From the above experimental results, the effectiveness of the present invention was confirmed.
[0014]
In the above-described examples and experimental examples, the description has been given of the cartridge in which the ventilation holes are provided in two places of the case and the filter is attached to each ventilation hole. However, the present invention is not limited to this, and Needless to say, the same effect can be obtained even if three or more locations are provided with vent holes and a filter is attached to each vent hole.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the ink cartridge of the present invention, ink is accommodated in a case in which air holes are formed at two or more locations, and air passes through each of the two or more air holes. However, a filter that does not allow ink to pass through is attached at normal pressure, and the filter attached to at least one of the two or more ventilation holes, regardless of the posture of the case. Since the case inner side surface is not buried in the ink, the inner space of the cartridge is attached to one of the two or more ventilation holes regardless of the posture of the cartridge. As a result, even if the cartridge is exposed to a rapid temperature rise, the pressure inside the cartridge will increase. Flip not, it is possible to prevent ink leakage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an ink cartridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an ink cartridge used in an experimental example of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an ink cartridge used in an experimental example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
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