JP2011519758A - ヒートステークされた通気口密封部材を有するインクカートリッジ - Google Patents

Abstract

一実施形態では、インクカートリッジは、インクを収容する構成された本体と、該本体の内外へと空気が通過することを可能にするよう構成された、該本体上に配設された通気口と、該通気口を覆い及び前記本体にヒートステークされる密封部材とを含む。
【選択図】図１

Description

インクジェットプリンタで使用されるインクカートリッジは、一般に、インクが該カートリッジから引き出される際に該カートリッジに空気が入ることを可能にする通気口を備えている。かかるカートリッジ内への空気の通路は、該カートリッジ内の真空の生成を防止し、それ故、該カートリッジからのインクの流れを促進させる。

インクカートリッジの通気口は、該カートリッジ内に収容されているインクの蒸発や、搬送中の気圧変化に起因する通気口からの漏洩を防止するために、通常は使用に先立って密封される。場合によっては、該通気口は密封部材によって覆われ、該密封部材は、該カートリッジをプリンタ内に装着する前にエンドユーザが除去するものである。多くの場合、かかる密封部材は、感圧接着剤によって所定位置に保持される。

残念なことに、かかる接着剤は、（特に高い温度び／又は高度にさらされた際に）高い不具合発生率を呈するものである。該接着剤に不具合が生じると、カートリッジ内に空気が入り、該カートリッジ内に収容されているインクが乾燥することになる。

本開示のインクカートリッジは、以下の図面に関して一層良好に理解されよう。図中の構成要素は、必ずしも実際の縮尺にはなっていない。

ヒートステーク（heat stake）された通気口密封部材を含むインクカートリッジの一実施形態を正面から見た斜視図である。 図１のインクカートリッジを背面から見た斜視図である。 図１及び図２のインクカートリッジを背面から見た部分的な斜視図であり、密封部材により覆われる前のカートリッジの通気口の一実施形態を示している。 図３のインクカートリッジを背面から見た更に別の部分的な斜視図であり、通気口が密封部材により覆われた後のカートリッジを示している。 図３のインクカートリッジの部分的な平面図であり、密封部材がカートリッジに対してヒートステークされる複数段階のヒートステークプロセスを示している。 図３のカートリッジの部分的な側面図であり、密封部材に対して接着されるヒートステーク要素を示している。 図３のインクカートリッジの更に別の部分的な側面図であり、図５Ｂに示す第２段階のヒートステークが行われた後のカートリッジを示している。 図３のインクカートリッジを後方から見た更に別の部分的な斜視図であり、密封部材の剥ぎ取り部分が除去された後の通気口の露出が示されている。

上述のように、インクカートリッジの通気口は、感圧接着剤で該カートリッジに取り付けられる密封部材を使用して密封することが可能である。残念なことに、感圧接着剤の使用は、（特に該接着剤が高い温度及び／又は高度に曝された際に）高い不具合発生率を伴い得るものである。しかし、以下で説明するように、密封部材がカートリッジに対してヒートステークされる場合には、低い不具合発生率を達成することができる。該ヒートステークプロセスは、カートリッジ内に含まれる空気の温度を上昇させることができ、それ故、該空気を膨張させることができるので、ヒートステークは、最後のヒートステーク段階まで通気口が完全に密封されない複数段階のプロセスとして実施することが可能である。かかる場合、空気は、ヒートステークプロセス中にカートリッジから脱出することが可能である。実施形態によっては、ヒートステークプロセスで使用されるヒートステーク要素は、空気の脱出経路を提供する空隙を密封部材とカートリッジとの間に維持することが可能である。

ここで図面を参照すると、同図における同様の符号は対応する部分を示し、図１及び図２に示されているのは、インクを収容しプリンタ等のプリンティング装置へと該インクを供給するよう構成されたインクカートリッジ10の一実施形態である。それら図面に示すように、インクカートリッジ10は、例えば射出成形により形成されるポリマーの本体12からなる。該本体12は、正面側14、背面側16、上面側18、底面側20、及び対向する横側22,24を含む。該正面側14の下端から上方へ延びているのがフィンガタブ26である。該フィンガタブ26は、カートリッジ10をプリンティング装置内に挿入し及び／又は該プリンティング装置から取り外すために使用することが可能なものである。底面側20から下方へ延びているのがインク出口28であり、該インク出口28を介してカートリッジ10からインクが引き出される。

更に図１及び図２を参照すると、上面側18の表面と背面側16の一部とに付与されているのが密封部材30である。該密封部材30は、カートリッジ10の上面側18上に配設されて該カートリッジに対する空気の出入りを可能にする通気口（図１及び図２では見えない）を密封するのに使用される。実施形態によっては、密封部材30に様々な指示がプリントされ、該密封部材がラベルとしても機能するようになっている。密封部材30にプリントされ得る指示の例として、カートリッジの製造業者、カートリッジモデル番号、及びカートリッジ製造日等の指示が挙げられる。一例として、密封部材30は、薄いポリマー材料ストリップからなる。

以下で説明するように、密封部材30は、カートリッジ10に対してヒートステークされる。より詳細には、密封部材30は、上面側18の表面に対して離散的な位置でヒートステークされる。更に、密封部材30は、接着剤でカートリッジ10に接着される。実施形態によっては、密封部材30の全長に沿って熱接着剤が付与され、及び以下で説明する通気口と一致しない離散的な場所に感圧接着剤が付与される。図１及び図２に更に示すように、密封部材30は切り込み34を更に含み、該切り込み34は、通気口を大気に曝すためにその長さに沿って所定位置で密封部材を意図的に切り取るのを容易にするものである。よって、密封部材30のうちその端部36から切り込み34へと延びる部分は、カートリッジ10の使用に先立ってユーザにより除去することが可能な密封部材の剥ぎ取り部分38を構成するものである。一例として、該剥ぎ取り部分38は、カートリッジ10に接着されておらずプルタブとして働く密封部材30の端部分32を使用して切り取られる。

図３は、カートリッジ10の上面側18に配設された通気口50の一実施形態を示している。図３に示すように、通気口50は、細長い通気チャネル56と流体的に連絡している円形の凹部54内に配設された通気開口部52を含む迷路状の通気口からなる。該チャネル56は、前記凹部54から直線チャネル部60へと延びる蛇行チャネル部58を含む。該チャネル56は、Ｔ字形端部62で終端し、後述するように、密封部材30の剥ぎ取り部分38がエンドユーザにより除去された際に露出するものである。

図３に更に示すように、複数のヒートステーク要素64が、円形の凹部54及び通気チャネル56の上端を画定する表面66上に配設される。図示の実施形態では、ヒートステーク要素64は、カートリッジ10の上面側18と一体的に形成された小さな円柱状の要素からなる。円柱状の要素を図示しこれについて説明するが、ヒートステーク要素64は、円錐状、半球状、及び肋骨状といった他の形状から構成することが可能であることが理解されよう。実施形態によっては、ヒートステーク要素64は、約30〜500ミクロン（μｍ）の高さを有するものとなる。例えば、ヒートステーク要素64の高さは約200μｍである。

図３に示す例示的なカートリッジ10は、円形の凹部54の両側に配置された第一の対をなす要素、直線チャネル部60の両側に配置された第二の対をなす要素、直線チャネル部60の前の蛇行チャネル部58の最後の曲線内に配置された単独要素、及び蛇行チャネル部の中間部分の両側に配置された一対の要素68を含む、７つのヒートステーク要素64を備えている。更に多数の又は少数のヒートステーク要素64を使用することが可能であり、及び／又は特定のカートリッジ用途で必要とされる通りに代替的な位置に配置することが可能である、ということに留意されたい。以下で説明するように、ヒートステーク要素68は、密封部材30に結合される最後の要素とすることが可能であり、この場合、該要素68は、前段階のヒートステークプロセス中にカートリッジ10から空気を排出させることを可能とする。

図４は、ヒートステーク処理前に通気口50上の所定位置にある密封部材30を示している。この時点で、密封部材30が、カートリッジ10の上面側18及び背面側16に接着されて、Ｔ字形端部62並びに円形の凹部54及び通気チャネル60の両方を覆う。注目すべきは、密封部材30がカートリッジに対しその全長にわたって接着されないことである。全長にわたって接着されるのではなく、少なくとも幾つかの実施形態では、密封部材30のうち通気口50の上方に位置する部分はカートリッジ10に対して接着されない。これは、密封部材30のかかる部分が、未だ加熱されていない熱接着剤しか含まないからである。しかし、剥ぎ取り部分38、及び密封部材30の残りの部分のうち上面側18の上方に位置する（すなわち、通気口50と正面側14との間の）部分を含む、密封部材30の他の部分は、該部材の下側に配設された感圧接着剤の存在によって、カートリッジ10に接着される。このため、該感圧接着剤は、ヒートステーク処理が行われるまで該密封部材30を所定位置に保持するものとなる。

該密封部材30がカートリッジ10に取り付けられると、該密封部材30をヒートステークプロセスを使用して該カートリッジに更に固定することができる。図５Ａないし図５Ｃは、複数段階のヒートステークプロセスの様々な段階を示している。該プロセスでは、複数のヒートステークダイがカートリッジ10及びその密封部材30に接触させられる。より詳細には、図５Ａないし図５Ｃに示されているものは、作動時のヒートステーク要素64,68を特定するための３つの異なるダイのフットプリントの輪郭である。最初に図５Ａを参照すると、第１のダイ70は、Ｔ字形端部62に最も近い３つのヒートステーク要素64と、円形の凹部54に最も近い２つのヒートステーク要素とに熱を加えるために使用される。注目すべきは、該ダイ70がヒートステーク要素68と重ならず、それ故、それらの要素に熱が加えられないことである。ヒートステーク要素64に熱が加えられると、熱接着剤が活性化して、密封部材30がカートリッジ10の上面側18に接着される。これに加えて、ヒートステーク要素64が融解して密封部材30に接合する。より詳細には、要素64は密封部材30の基体に接合する。かかる接合が図６に示されており、同図では、ヒートステーク要素64は、熱接着層80、及び密封部材30の剥離層82を通過して該密封部材30の基体84に至るものとして示されている。

図５Ｂを参照すると、第２のダイ72は、図５Ａに示した段階で加熱されたヒートステーク要素64を加熱するために使用される。この場合も、ダイ72は、ヒートステーク要素68と重ならず、それ故、それら要素には熱は加えられない。図５Ａ及び図５Ｂに示した何れの段階においてもヒートステーク要素68には熱が加えられないため、それら要素は密封部材30には接合されず、それら要素に隣接する熱接着剤は活性化されない。ヒートステーク要素68は、上面側18の表面66から上方へ延びているため、該ヒートステーク要素68は、密封部材30を該表面の上方に支持することにより空隙を形成し、該空隙を介して、最初の２つのヒートステーク段階中に膨張したカートリッジ10内の空気が脱出することが可能となる。かかる構成が図７に示されている。同図に示すように、ヒートステーク要素68は、矢印88で示すように空気が脱出することができる空隙86を形成する。

次に図５Ｃを参照すると、Ｔ字形端部62に最も近い３つのヒートステーク要素64並びにヒートステーク要素68と重なる第３のヒートステークダイ74を次いでカートリッジ10に適用することができる。この最後のヒートステーク段階の後、密封部材30は、カートリッジ10に対して密封され、このため、通気口50を介したカートリッジ内への空気の侵入又は該カートリッジ外への空気の放出が阻止される。

この時点で、カートリッジ10の製造が完了し、該カートリッジをプリンティング装置で使用すべくエンドユーザへ提供することが可能となる。かかる使用を可能にすべく、ユーザは、図２に示す密封部材30の剥ぎ取り部分38を最初に除去することになる。詳細には、ユーザは、密封部材30の端部（プルタブ）32を引っ張り、感圧接着剤及び熱接着剤の接合力に逆らって該端部32をカートリッジ10の背面側16及び上面側18の一部から剥がす。密封部材30のうちカートリッジ10から除去された部分は切り込み34へと延びているため、更に引っ張る結果として、剥ぎ取り部分38が密封部材の残りの部分から分離し、これにより、図８に示すように通気チャネル56のＴ字形端部62が露出することになる。かかる露出により、該通気チャネル56を介して通気開口部52へと空気が流れることが可能となる。

Claims (15)

1. インクを収容するよう構成された本体と、
   該本体に配設され該本体の内外への空気の通過を可能にするよう構成された通気口と、
   該通気口を覆い前記本体にヒートステークされた密封部材と
   を備えている、インクカートリッジ。
2. 前記通気口が迷路状の通気口である、請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記通気口が、凹部内に形成された通気開口部と、該凹部から延びる通気チャネルとを含む、請求項１に記載のインクカートリッジ。
4. 前記密封部材が、該インクカートリッジのラベルであり、及び様々な指示がプリントされたものである、請求項１に記載のインクカートリッジ。
5. 前記密封部材がポリマー材料からなる、請求項１に記載のインクカートリッジ。
6. 前記密封部材が、前記本体の表面上に配設されたヒートステーク要素を用いて該本体にヒートステークされたものである、請求項１に記載のインクカートリッジ。
7. 前記ヒートステーク要素が、前記通気口に近接して配置されている、請求項６に記載のインクカートリッジ。
8. 前記ヒートステーク要素が、前記通気口の通気チャネルの両側に配置されている、請求項７に記載のインクカートリッジ。
9. 前記密封部材が、前記通気口を露出させるためにユーザが該インクカートリッジから剥ぎ取ることができる剥ぎ取り部分を含む、請求項１に記載のインクカートリッジ。
10. 前記密封部材が更に接着剤を用いて前記本体に接着される、請求項１に記載のインクカートリッジ。
11. インクを収容するよう構成され、及び上面側を有する、ポリマーの本体と、
    該本体の該上面側に形成され、及び該本体の内外への空気の通過を可能にするよう構成された、迷路状の通気口であって、凹部内に配設された通気開口部と、該凹部から延びる通気チャネルとを含む、迷路状の通気口と、
    該通気口を覆うポリマーの密封部材であって、接着剤を用いて前記本体に接着され、及び該迷路状の通気口に近接して配置された複数のヒートステーク要素を用いて前記本体にヒートステークされた、ポリマーの密封部材と
    を備えている、インクカートリッジ。
12. 前記密封部材が、該インクカートリッジのラベルであり、及び様々な指示がプリントされたものである、請求項１１に記載のインクカートリッジ。
13. 前記ヒートステーク要素が、前記通気口の前記通気チャネルの両側に配置されている、請求項１１に記載のインクカートリッジ。
14. 前記密封部材が、前記通気口を露出させるためにユーザが該インクカートリッジから剥ぎ取ることができる剥ぎ取り部分を含む、請求項１に記載のインクカートリッジ。
15. インクカートリッジの本体を形成し、該本体が上面側を有しており、該上面側が、該本体の内外への空気の通過を可能にする通気口と、該通気口に隣接して該上面側から延びるヒートステーク要素とを含み、
    前記通気口を覆うポリマーの密封部材を接着剤を用いて前記本体の前記上面側に取り付け、
    前記密封部材のうち第１群のヒートステーク要素の上方に位置する第１の部分に熱を加えて該密封部材を該第１の部分において前記上面側にヒートステークし、及び前記密封部材のうち第２群のヒートステーク要素の上方に位置する第２の部分において該密封部材を前記上面側にヒートステークしないよう該第２の部分に熱を加えず、前記第２群のヒートステーク要素が、前記ヒートステーク処理中に前記本体から空気が脱出放出することを可能にする空隙を前記上面側と前記密封部材との間に形成し、
    次いで該密封部材の前記第２の部分に熱を加えて該密封部材を該第２の部分において前記上面側にヒートステークして、該密封部材を前記本体に密封させる、
    という各ステップを含む、インクカートリッジの製造方法。

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