インクジェットカートリッジの製造方法およびインクジェットカートリッジ
【課題】タンクケース内部に繊維からなる吸収体が二つ以上配置されているインクジェットカートリッジにおいて、各吸収体の寸法変化を低減できる製造方法を提供する。
【解決手段】繊維からなる互いに面で接する二つ以上の略直方体形状の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体を二つ以上製造する工程と、前記各吸収体の各面において、該面に対して垂直方向への反発力を測定する工程と、前記各吸収体が接する面において、該面における垂直方向への反発力の差の絶対値が最大とならないように前記各吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
【解決手段】繊維からなる互いに面で接する二つ以上の略直方体形状の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体を二つ以上製造する工程と、前記各吸収体の各面において、該面に対して垂直方向への反発力を測定する工程と、前記各吸収体が接する面において、該面における垂直方向への反発力の差の絶対値が最大とならないように前記各吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットカートリッジの製造方法およびインクジェットカートリッジに関する。特にインクジェットヘッドへインクを供給するためにインクを保持する吸収体の寸法変化を低減する製造方法および当該製法により製造されたインクジェットカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドへインクを供給するインクジェットカートリッジには、インクを保持できる吸収体が用いられている。吸収体には、記録時以外の状態では外部にインクを漏らすことがないようにインクを保持でき、更に、記録時にはインクを効率よくインクジェットヘッドに供給できることが要求される。
【０００３】
記録時にインクを効率よくインクジェットヘッドに供給する手段としては、吸収体が有する毛管力に分布を付与することが一般的に知られている。即ち、インク供給口近傍の吸収体の毛管力を他部よりも高くすることで、インク供給口近傍にインクを吸い寄せることができ、インクを効率よく使用することが可能となる。一方、インク供給口近傍以外の吸収体についても、外部にインクを漏らさないために最低限必要な毛管力を有している必要がある。一般的に吸収体には、例えば樹脂製繊維を加熱溶融することにより繊維間交点を融着させた連続多孔質体や、ウレタンスポンジ等を用いることが提案されている。
【０００４】
近年、顧客ニーズとしてインクジェットプリンタ本体の小型化が要求され、インクジェットプリンタ本体内に如何に効率良くインクジェットカートリッジを配置できるかが重要となっている。即ち、複雑なインクジェットカートリッジ形状とすることにより、インクジェットプリンタ本体内に効率良く配置できることが求められている。前述したような繊維間交点を融着した連続多孔質体やウレタンスポンジを使用した吸収体を適用すると、予めある形状の材料塊からインクジェットカートリッジに適合する複雑な形状に切り出す必要がある。したがって、従来よりも複雑な形状のインクジェットカートリッジに合わせて吸収体を作製すると材料の使用効率が低下しコストアップとなる。そこで、インクジェットカートリッジ形状の自由度を向上させるために、前述したような繊維間交点を融着した連続多孔質体やウレタンスポンジを使用した吸収体ではなく、繊維間交点を融着していない吸収体を適用する手法も提案されている。即ち、吸収体を複雑な製品形状に切り出す必要が無くなるため、吸収体を形成するために用いる材料の使用効率が向上し、インクジェットカートリッジを安価に顧客へ提供することが可能となる。
【０００５】
特許文献１には、繊維間交点を融着していない繊維からなる吸収体において、インク供給口近傍の吸収体毛管力を他部よりも高くする方法として、インク供給口近傍の吸収体に他部よりも繊維径が細い繊維を用いることが提案されている。即ち、タンクケース内に繊維径が異なる二つの吸収体を配置する構成である。この構成によると、繊維径が細い繊維を用いたインク供給口近傍の吸収体では、他部の吸収体よりも繊維が構成する空隙のサイズが小さくなり、インク供給口近傍の吸収体の毛管力が他部の吸収体の毛管力よりも高くなる。これにより、毛管力が高いインク供給口近傍にインクを吸い寄せることができ、インクを効率よくインクジェットヘッドに供給することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２０１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、消費者の環境意識の高まりにより、インクジェットカートリッジ内のインクをより効率よく使い切ることができる製品、即ちインクをより効率よくインクジェットヘッドに供給できるインクジェットカートリッジが求められている。
【０００８】
本発明者らは、繊維間交点を融着していない通常の繊維からなる吸収体において、インクジェットヘッドにインクをより効率よく供給するため、特許文献１に記載された繊維径よりも細い繊維をインク供給口近傍の吸収体に用いた。ところが、インク供給口近傍の吸収体及びインク供給口近傍以外の吸収体を、吸収体の設計寸法まで圧縮した後タンクケースに挿入したところ、両吸収体の寸法が設計寸法から変化するという課題が明らかになった。即ち、インク供給口近傍の吸収体の寸法が小さくなり、インク供給口近傍以外の吸収体の寸法が大きくなった。これにより、インク供給口近傍の吸収体は設計値よりも繊維密度が高くなり、繊維が構成する空隙のサイズが小さくなり、毛管力が高くなった。一方、インク供給口近傍以外の吸収体は、設計値よりも繊維密度が低くなり、繊維が構成する空隙のサイズが大きくなり、毛管力が低くなった。その結果、インク供給口近傍以外の吸収体の毛管力は、外部にインクを漏らさないために最低限必要な毛管力を下回ってしまった。これは、インク供給口近傍の吸収体に繊維径がより細い繊維を用いたことで、インク供給口近傍の吸収体の反発力が小さくなり、インク供給口近傍以外の吸収体の反発力との差が大きくなったことが原因であることが明らかになった。即ち、各吸収体の接触面における反発力の差が大きくなったことで、一方の吸収体が他方の吸収体を押し込み、各吸収体の寸法が所定の寸法から変化したことが明らかとなった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、タンクケース内部に繊維からなる吸収体が二つ以上配置されているインクジェットカートリッジにおいて、各吸収体の寸法変化を低減できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のインクジェットカートリッジの製造方法は、繊維からなる互いに面で接する二つ以上の略直方体形状の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体を二つ以上製造する工程と、前記各吸収体が接する面において、該面における垂直方向への反発力の差の絶対値が最大とならないように前記各吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含む。
【００１１】
また、本発明のインクジェットカートリッジの製造方法は、繊維からなる互いに面で接する略直方体形状の第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、前記第一の吸収体及び第二の吸収体を構成する繊維の材質、繊維径及び繊維長は互いに同一であり、前記第一の吸収体は前記第二の吸収体より繊維密度が高く、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、第一の吸収体及び第二の吸収体を製造する工程と、前記第一の吸収体の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、前記第二の吸収体の一面と接するように該第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、二つ以上の吸収体の接触面における反発力の差、即ち互いに押し合う力の差を小さくすることができるため、各吸収体の寸法変化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】繊維１０を所定の吸収体寸法まで圧縮する工程を示す模式図である。
【図２】吸収体の各面が有する反発力を測定する方法を示す模式図である。
【図３】第一の実施形態及び実施例１における吸収体の配置方向を示す模式図である。
【図４】吸収体をタンクケースに挿入する工程を示す模式図である。
【図５】本発明の方法により製造されるインクジェットカートリッジの模式図である。
【図６】第一の実施形態における吸収体圧縮、挿入装置の構成の一例を示す図である。
【図７】実施例２、３における吸収体の圧縮順序と反発力の関係を示すグラフである。
【図８】第二の実施形態及び実施例２における吸収体の配置方向を示す模式図である。
【図９】第二の実施形態における吸収体圧縮、挿入装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第一の実施形態］
図１〜４は本発明における第一の実施形態を示すインクジェットカートリッジ製造方法の工程を模式的に表したものである。図５は本発明の製造方法に基づいて製造されるインクジェットカートリッジを示したものである。
【００１５】
第一の実施形態におけるインクジェットカートリッジ１４は、図５に示すように、インク供給口１８近傍の吸収体の毛管力を他部よりも高くし、インク供給口１８に効率的にインクを供給するために、インク供給口１８の上部に高毛管力吸収体１１（以下、吸収体Ａ１１）を配置する。また、それ以外の部分に低毛管力吸収体１２（以下、吸収体Ｂ１２）を配置する。吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２は、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各１面同士が互いにタンクケース１３内で接触するように、タンクケース１３のＹ方向に並べて配置する。なお、各吸収体の形状は略直方体形状であり、各吸収体の寸法は各吸収体がタンクケース１３に挿入された際に顕著な隙間ができなければ特に限定されず、タンクケース１３の形状や求められる毛管力分布により適宜選択することができる。タンクケース１３は蓋１５により蓋がされており、インク１６が吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２に吸収されている。インク１６は、インク供給口１８を介してインク吐出デバイス１７に供給される。
【００１６】
吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２は繊維からなり、その繊維の材質は耐インク性を考慮し適宜選択することができる。例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、アクリロニトリル等が挙げられるが、化学的に安定性の高いポリオレフィンが好ましい。一般的に吸収体に用いられている芯鞘構造等の２層構造の繊維を選択することもできる。具体的には、芯にポリプロピレン（ＰＰ）、鞘にポリエチレン（ＰＥ）のように異種材料を選択してもよい。これらの繊維は一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。また、各吸収体を構成する繊維としては、互いに同一の繊維を用いてもよく、異なる繊維を用いてもよい。なお、本発明において繊維とは一本ずつの繊維の集合体を示す。
【００１７】
吸収体の毛管力は、主に繊維が構成する空隙のサイズにより決定される。即ち、タンクケース１３に形成されたインク収容部体積と、該インク収容部に存在する繊維体積の割合（以下、繊維密度）と、繊維径と、により毛管力が決定される。したがって、各吸収体の繊維密度及び繊維径の少なくとも一方を互いに相違させることにより、各吸収体の毛管力を相違させることができる。なお、吸収体の繊維密度が高い方が毛管力は大きく、吸収体の繊維径が細い方が毛管力は大きい。また、吸収体の繊維長については吸収体の毛管力に影響を及ぼす因子ではないが、製造上の取り扱いにより適宜選択することが可能である。本実施形態においては、吸収体Ａ１１を構成する繊維の繊維径が吸収体Ｂ１２を構成する繊維の繊維径より細く、繊維の材質、繊維密度、繊維長については同一とする。
【００１８】
次に、本実施形態におけるインクジェットカートリッジ１４の製造方法について詳細に説明する。まず、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を製造する。この工程について図１に基づき説明する。吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を構成する繊維１０は、各吸収体の設計寸法までそれぞれ個別に圧縮される。予め所定量に計量された繊維１０は、まず一番目の圧縮板２０１で圧縮され、次に二番目の圧縮板２０２、三番目の圧縮板２０３で順次三つの直交する軸方向に圧縮される。なお、図１においては各軸方向ともに片面の圧縮板は固定され、各軸方向とも片面から圧縮する構成としているが、各軸方向とも両面から圧縮する構成としても良い。
【００１９】
次に、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各面において、該面に対する垂直方向への反発力を測定する。この工程について図２を用いて説明する。ここで、面に対する垂直方向への反発力とは、繊維１０を所定の吸収体寸法まで圧縮し、繊維１０をその寸法に保持した際に、吸収体の各面が該面に対する垂直方向に与える力と定義する。測定される反発力は後の各吸収体の配置方向を規定する際に、一方の吸収体がタンクケース１３内で隣り合うもう一方の吸収体を押し込む力を判断するために用いられる。したがって、正確には、タンクケース１３内における各吸収体の反発力を求める必要がある。しかし、タンクケース１３内という狭い空間に反発力を測定する機器を配置するのは困難である。そこで、本発明に係る方法においては、圧縮板２０１、２０２、２０３で繊維１０を所定の吸収体寸法まで圧縮し、圧縮板で繊維１０を所定の吸収体寸法に保持した状態で、圧縮板２０１、２０２、２０３が吸収体から受ける力をフォースゲージ１０１にて測定し、測定された値を反発力とする。図２においてはフォースゲージ１０１によりｆ２を反発力として測定することができる。なお、タンクケース１３内での吸収体の状態をよりよく再現するため、即ち吸収体とタンクケース１３との間に働く摩擦力を再現するため、圧縮板の材質はタンクケース１３の材質と同一とする。また、フォースゲージ１０１としては、「ＺＰ−５０Ｎ」（商品名、イマダ社製）を用いることができる。
【００２０】
次に、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２が接する面において、前記反発力の差の絶対値が最大とならないように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。タンクケース１３内における吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の配置方向の規定方法について図３を用いて説明する。図３のｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａはそれぞれ吸収体Ａ１１を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力、ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂはそれぞれ吸収体Ｂ１２を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力を表す。
【００２１】
本発明に係る方法では、吸収体Ａ１１のある１面と、吸収体Ｂ１２のある１面の組み合わせのうち、反発力の差の絶対値（以下、反発力の差）が最大とならない面同士が接する方向に各吸収体を配置する。これは、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２の互いに接する面同士の反発力の差が大きいと、各吸収体をタンクケース１３に挿入した際に反発力が大きい方の吸収体が、反発力が小さい吸収体を押し込み、各吸収体の寸法変化が顕著となるためである。本実施形態では、吸収体Ａ１１のｆ１ａと吸収体Ｂ１２のｆ２ｂの組み合わせが、反発力の差が最大となる。この場合、この組み合わせ以外の面同士が接するように吸収体Ａ１１と吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。なお、反発力の差がより小さい面同士を接するように各吸収体を配置すれば、各吸収体の寸法変化はより軽減されるため、可能な限り反発力の差が小さい面同士が接するように各吸収体を配置することが好ましい。また、反発力の差が最小となる面同士が接するように各吸収体を配置することがより好ましい。それ以外の面の配置方向については適宜選択することができる。本実施形態では、吸収体Ａ１１のｆ２ａと吸収体Ｂ１２のｆ１ｂの組み合わせが、反発力の差が最小となり、図３に示すようにこの組み合わせの面同士が接するようにタンクケース１３内に配置する。
【００２２】
次に、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を前記規定された配置方向となるようにタンクケース１３内に挿入する。この工程について図４を用いて説明する。圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ａ４０１を、前記規定された配置方向を維持した状態でタンクケース１３上に配置する（図４（ａ））。次に底面となる圧縮板２０４をタンクケース１３の開口部と水平の方向に引き抜き（図４（ｂ））、天面となる圧縮板２０５をタンクケース１３方向に押す（図４（ｃ））ことで、吸収体Ａ１１をタンクケース１３内に挿入する（図４（ｄ））。吸収体Ｂ１２についても吸収体Ａ１１と同様にタンクケース１３内に挿入する（図４（ｅ）、図４（ｆ））。なお、図４においてはタンクケース１３内に吸収体Ａ１１を挿入した後吸収体Ｂ１２を挿入しているが、吸収体Ｂ１２を先に挿入してもよく、また、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を同時に挿入しても良い。
【００２３】
タンクケース１３へ吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を挿入した後、インク１６を注入し、蓋１５を接合することで、図５に示すインクジェットカートリッジ１４を作製することができる。本実施形態において作製されるインクジェットカートリッジは、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２の互いに接する面同士の反発力の差が最大とならないように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を配置するため、各吸収体の寸法変化が低減される。
【００２４】
なお、本実施形態においては吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各面の反発力が未知であったため、各吸収体の各面の反発力を測定した後、各吸収体の配置方向を規定している。しかし、既に各吸収体の各面の反発力がわかっており、その反発力に応じて各吸収体の配置方向が規定できる場合には、反発力を測定する工程を省略することもできる。
【００２５】
反発力を測定する工程を省略する場合には、例えば図６に示す装置構成により、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を同一装置上で圧縮し、規定された方向に各吸収体をタンクケース１３に挿入することができる。仕切り板３０６で仕切られた底面となる圧縮板２０４の片側に吸収体Ａ１１を構成する繊維１９（以下、繊維Ａ１９）を、もう一方に吸収体Ｂ１２を構成する繊維２０（以下、繊維Ｂ２０）を配置する（図６（ａ））。圧縮板３０３で繊維Ｂ２０をＹ方向に圧縮する（図６（ｂ））。圧縮板３０４及び吸収体挿入ツール３０５で繊維Ａ１９及び繊維Ｂ２０をＺ方向に圧縮する（図６（ｃ））。圧縮板３０２で吸収体Ａ１９をＹ方向に圧縮する（図６（ｄ））。圧縮板３０１で繊維Ａ１９及び繊維Ｂ２０をＸ方向に圧縮する（図６（ｅ））。所定の吸収体寸法まで圧縮された吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の下方にタンクケース１３を配置する。底面となる圧縮板２０４をタンクケース１３の開口部と水平の方向に引き抜き（図６（ｆ））、吸収体挿入ツール３０５をタンクケース１３方向に押すことにより吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３に挿入する。この方法によれば、前述した製造方法と同様に、吸収体Ａ１１の二番目に圧縮した面（ｆ２ａ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ）が接するように各吸収体が配置される。
【００２６】
なお、本実施形態では吸収体Ａ１１と吸収体Ｂ１２の二つの吸収体を用いているが、吸収体の数は三つ以上であってもよい。この場合にも吸収体の数が二つの場合と同様に、吸収体を三つ以上製造し、各吸収体が互いに接する面同士の反発力の差が最大とならないように各吸収体をタンクケース内に配置することで、各吸収体の寸法変化を低減することができる。また、本実施形態では繊維を三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形している。しかしながら、成形前の繊維の形状が平板状である場合には、平板状の平面に対応する圧縮面を所定寸法の位置に固定し、その後繊維を供給し、二つの軸方向に順次圧縮することにより略直方体形状に成形することもできる。
【００２７】
［第二の実施形態］
第二の実施形態では、吸収体Ａ１１の毛管力を吸収体Ｂ１２よりも大きくする手段として、吸収体Ａ１１（第一の吸収体）の繊維密度を吸収体Ｂ１２（第二の吸収体）の繊維密度よりも高くする。なお、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を構成する繊維の材質、繊維径、繊維長は互いに同一である。
【００２８】
第一の実施形態と同様に、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形する。本実施形態では、繊維を三つの直交する軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を製造するとする。また、各吸収体の各面において、該面に対する垂直方向への反発力を測定する。この時、どのような繊維密度の吸収体においても、二番目と三番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面の反発力は同程度であり、一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面の反発力のみが他の面と比較して小さくなる。また、繊維密度の異なる吸収体についてｎ番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面について反発力を比較すると、繊維密度の高い吸収体の方が、反発力が大きい。したがって、本実施形態のように、各吸収体を構成する繊維の材質と、繊維径と、繊維長とが互いに同一であり、繊維密度が異なる場合には、各吸収体の各面の反発力を測定しなくとも各吸収体の配置方向を規定することができる。即ち、繊維密度の高い吸収体の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、他の吸収体の一面と接するように各吸収体を配置することにより、各吸収体の接触面における反発力の差が最大となる配置方向を避けることができる。なお、それ以外の面の配置方向については適宜選択することができる。また、前記配置方向以外にも、吸収体Ｂ１２の二番目又は三番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、吸収体Ａ１１の一面と接するように配置しても、各吸収体の接触面における反発力の差が最大となる配置方向を避けることができる。
【００２９】
本実施形態では、図８に示すように、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面（ｆ１ａ）を、吸収体Ｂ１２の三番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面（ｆ３ｂ）と接するように各吸収体を配置する。該配置方向でタンクケース１３へ吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２を挿入した後、インク１６を注入し、蓋１５を接合して、インクジェットカートリッジ１４を得る（図５）。本実施形態では吸収体Ａ１１の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面（ｆ１ａ）が吸収体Ｂ１２の一面と接するように配置しているため、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の接触面における反発力の差が最大とならず、各吸収体の寸法変化を低減できる。
【００３０】
本実施形態では、例えば図９に示した装置構成により、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を同一装置上で圧縮し、規定された方向に各吸収体をタンクケース１３に挿入することができる。圧縮板３０２で吸収体Ａ１１を構成する繊維Ａ１９をＹ方向に圧縮する。圧縮板３０４及び吸収体挿入ツール３０５で繊維Ａ１９及び吸収体Ｂ１２を構成する繊維Ｂ２０をＺ方向に圧縮する。圧縮板３０１で繊維Ａ１９及び繊維Ｂ２０をＸ方向に圧縮する。圧縮板３０３で吸収体Ｂ２０をＹ方向に圧縮する。各吸収体をタンクケース１３に挿入する工程は前記第一の実施形態と同様である。この方法によれば、前述した製造方法と同様に、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ）と吸収体Ｂ１２の三番目に圧縮した面（ｆ３ａ）が接するように各吸収体が配置される。
【００３１】
［他の実施形態］
本発明に係る方法は、前記第一及び第二の実施形態に限定されず、繊維の材質、繊維径、繊維密度、繊維長、吸収体寸法等の一つ、もしくは複数が異なる形態についても適用が可能である。また、前述したように３つ以上の吸収体を用いる形態についても適用が可能である。更に、前記第一及び第二の実施形態では、図５に示すようにインクジェットカートリッジ１４にインク吐出デバイス１７が取り付けられている形態について説明したが、インク吐出デバイス１７が分離されている形態についても、本発明に係る方法は適用できる。
【実施例】
【００３２】
［実施例１］
図５に示すインクジェットカートリッジ１４を作製した。タンクケース１３には、内部寸法が縦（Ｘ寸法）２０ｍｍ、横（Ｙ寸法）４０ｍｍ、高さ（Ｚ寸法）２０ｍｍのものを用いた。吸収体の形状は、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に、Ｘ寸法２０ｍｍ、Ｙ寸法２０ｍｍ、Ｚ寸法２０ｍｍの立方体形状とした。繊維の材質としては、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に、２層構造の繊維（ＰＰ−ＰＥ）を用いた。繊維径としては、吸収体Ｂ１２には繊維径が６．７デシテックスの繊維を用い、吸収体Ａ１１には繊維径が２．２デシテックスの繊維を用いた。繊維密度は、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に１２％とした。繊維長としては、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に５０ｍｍ長の繊維を用いた。
【００３３】
まず、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２に用いる繊維について、前記繊維密度、吸収体寸法、繊維比重からそれぞれ計算される質量分を計量した。次に、図１に示されるように、前記計量された繊維１０を、まず一番目の圧縮板２０１で圧縮し、次に二番目の圧縮板２０２、次に三番目の圧縮板２０３で順次直交する三つの軸方向に圧縮した。次に、各圧縮板で繊維１０を所定の吸収体寸法に保持した状態で、圧縮板２０１、２０２、２０３が吸収体から受ける力をフォースゲージ１０１（商品名：「ＺＰ−５０Ｎ」、イマダ社製）にて測定し、測定された値を各面の反発力とした。表１に吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２の各面の反発力を測定した結果を示す。ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａは、それぞれ吸収体Ａ１１を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力、ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂはそれぞれ吸収体Ｂ１２を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力を表す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１から、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ＝０．７Ｎ）と吸収体Ｂ１２の二番目に圧縮した面（ｆ２ｂ＝２．６Ｎ）が反発力の差が最大となる組み合わせである。この組み合わせ以外の面同士が接する方向に吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。本実施例においては、反発力の差が最小となる組み合わせである、吸収体Ａ１１の二番目に圧縮した面（ｆ２ａ＝１．３Ｎ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ＝１．４Ｎ）が接するように配置した（図３）。また、吸収体Ａ１１は一番目に圧縮した面（ｆ１ａ）が、吸収体Ｂ１２は二番目に圧縮した面（ｆ２ｂ）がそれぞれタンクケース１３の開口面と水平をなすように配置した（図３）。
【００３６】
次に、図４に示すように、前記配置方向で、吸収体Ａ１１と吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置した。まず、圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ａ４０１を、前記配置方向を維持した状態でタンクケース１３上に配置した（図４（ａ））。次に底面となる圧縮板２０４をタンクケース１３の開口部と水平の方向に引き抜き（図４（ｂ））、天面となる圧縮板２０５をタンクケース１３方向に押す（図４（ｃ））ことで吸収体Ａ１１をタンクケース１３に挿入した（図４（ｄ））。吸収体Ｂ１２についても吸収体Ａ１１と同様にタンクケース１３に挿入した（図４（ｅ）、図４（ｆ））。タンクケース１３へ吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２を挿入した後、インク１６を注入し、蓋１５を接合して、インクジェットカートリッジ１４を得た（図５）。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも０．９ｍｍ縮小した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも０．９ｍｍ膨張した。
【００３７】
［比較例１］
実施例１において、反発力の差が最大となる組み合わせである吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ＝０．７Ｎ）と吸収体Ｂ１２の二番目に圧縮した面（ｆ２ｂ＝２．６Ｎ）が接するように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置した。それ以外は実施例１と同様にインクジェットカートリッジ１４を製造した。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも２．４ｍｍ縮小した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも２．４ｍｍ膨張した。したがって、実施例１の製造方法では吸収体の寸法変化が低減されたことが確認された。
【００３８】
［実施例２］
実施例１と同様に図５に示すインクジェットカートリッジ１４を作製した。本実施例においては、吸収体Ａ１１の繊維密度を１３．５％、吸収体Ｂ１２の繊維密度を１０．０％とした。吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に、繊維の材質は２層構造の繊維（ＰＰ−ＰＥ）、繊維径は６．７デシテックス、繊維長は５０ｍｍ長、吸収体寸法はＸ寸法２０ｍｍ、Ｙ寸法２０ｍｍ、Ｚ寸法２０ｍｍとした。実施例１と同様に吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を作製し、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各面への反発力を測定した結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２から、吸収体Ａ１１の三番目に圧縮した面（ｆ３ａ＝５．１Ｎ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ＝１．３Ｎ）が反発力の差が最大となる組み合わせである。この組み合わせ以外の面同士が互いに方向に吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。本実施例においては、反発力の差が最小となる組み合わせである、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ＝３．６Ｎ）と吸収体Ｂ１２の三番目に圧縮した面（ｆ３ｂ＝２．５Ｎ）が接するように配置した（図８）。また、吸収体Ａ１１は二番目に圧縮した面（ｆ２ａ）が、吸収体Ｂ１２は一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ）がそれぞれタンクケース１３の開口面と水平をなすように配置した（図８）。その後、実施例１と同様にしてインクジェットカートリッジ１４を得た（図５）。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも１．２ｍｍ膨張した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも１．２ｍｍ縮小した。
【００４１】
［比較例２］
実施例２において、反発力の差が最大となる組み合わせである吸収体Ａ１１の三番目に圧縮した面（ｆ３ａ＝５．１Ｎ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ＝１．３Ｎ）が接するように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置した。それ以外は実施例２と同様にインクジェットカートリッジ１４を製造した。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも４．１ｍｍ膨張した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも４．１ｍｍ縮小した。したがって、実施例２の製造方法では吸収体の寸法変化が低減されたことが確認された。
【００４２】
［実施例３］
実施例２と同一の繊維の材質、繊維径、繊維長の繊維を用い、繊維密度が８．１％、１６．１％、１８．７％の吸収体を実施例２と同様に作製し、各吸収体の各面への反発力を測定した結果を表３、図７に示す。表３、図７には、実施例２で測定した繊維密度が１０．０％、１３．５％の吸収体の反発力のデータも示している。測定したどの繊維密度の吸収体においても、二番目と三番目に圧縮した面の反発力は同程度であり、一番目に圧縮した面の反発力のみが小さいことが確認された。また、ｎ番目に圧縮した面について反発力を比較すると、繊維密度が高くなると反発力が大きくなることが確認された。この結果から、繊維の材質、繊維径、繊維長が同一であり、繊維密度が異なる吸収体をタンクケース１３内に配置する場合には、各吸収体の各面の反発力を測定しなくとも、繊維密度の高い吸収体（吸収体Ａ１１）の一番目に圧縮した面を他の吸収体（吸収体Ｂ１２）と接するように各吸収体をタンクケース１３内に配置することで、反発力の差が最大となる配置方向を避けることができることが確認された。これにより、吸収体の寸法変化を低減することができる。
【００４３】
【表３】
【符号の説明】
【００４４】
１０ 繊維
１１ 高毛管力吸収体（吸収体Ａ）
１２ 低毛管力吸収体（吸収体Ｂ）
１３ タンクケース
１４ インクジェットカートリッジ
１５ 蓋
１６ インク
１７ インク吐出デバイス
１８ インク供給口
１９ 繊維Ａ
２０ 繊維Ｂ
１０１ フォースゲージ
２０１ 一番目の圧縮板
２０２ 二番目の圧縮板
２０３ 三番目の圧縮板
２０４ 底面となる圧縮板
２０５ 天面となる圧縮板
４０１ 圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ａ
４０２ 圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットカートリッジの製造方法およびインクジェットカートリッジに関する。特にインクジェットヘッドへインクを供給するためにインクを保持する吸収体の寸法変化を低減する製造方法および当該製法により製造されたインクジェットカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドへインクを供給するインクジェットカートリッジには、インクを保持できる吸収体が用いられている。吸収体には、記録時以外の状態では外部にインクを漏らすことがないようにインクを保持でき、更に、記録時にはインクを効率よくインクジェットヘッドに供給できることが要求される。
【０００３】
記録時にインクを効率よくインクジェットヘッドに供給する手段としては、吸収体が有する毛管力に分布を付与することが一般的に知られている。即ち、インク供給口近傍の吸収体の毛管力を他部よりも高くすることで、インク供給口近傍にインクを吸い寄せることができ、インクを効率よく使用することが可能となる。一方、インク供給口近傍以外の吸収体についても、外部にインクを漏らさないために最低限必要な毛管力を有している必要がある。一般的に吸収体には、例えば樹脂製繊維を加熱溶融することにより繊維間交点を融着させた連続多孔質体や、ウレタンスポンジ等を用いることが提案されている。
【０００４】
近年、顧客ニーズとしてインクジェットプリンタ本体の小型化が要求され、インクジェットプリンタ本体内に如何に効率良くインクジェットカートリッジを配置できるかが重要となっている。即ち、複雑なインクジェットカートリッジ形状とすることにより、インクジェットプリンタ本体内に効率良く配置できることが求められている。前述したような繊維間交点を融着した連続多孔質体やウレタンスポンジを使用した吸収体を適用すると、予めある形状の材料塊からインクジェットカートリッジに適合する複雑な形状に切り出す必要がある。したがって、従来よりも複雑な形状のインクジェットカートリッジに合わせて吸収体を作製すると材料の使用効率が低下しコストアップとなる。そこで、インクジェットカートリッジ形状の自由度を向上させるために、前述したような繊維間交点を融着した連続多孔質体やウレタンスポンジを使用した吸収体ではなく、繊維間交点を融着していない吸収体を適用する手法も提案されている。即ち、吸収体を複雑な製品形状に切り出す必要が無くなるため、吸収体を形成するために用いる材料の使用効率が向上し、インクジェットカートリッジを安価に顧客へ提供することが可能となる。
【０００５】
特許文献１には、繊維間交点を融着していない繊維からなる吸収体において、インク供給口近傍の吸収体毛管力を他部よりも高くする方法として、インク供給口近傍の吸収体に他部よりも繊維径が細い繊維を用いることが提案されている。即ち、タンクケース内に繊維径が異なる二つの吸収体を配置する構成である。この構成によると、繊維径が細い繊維を用いたインク供給口近傍の吸収体では、他部の吸収体よりも繊維が構成する空隙のサイズが小さくなり、インク供給口近傍の吸収体の毛管力が他部の吸収体の毛管力よりも高くなる。これにより、毛管力が高いインク供給口近傍にインクを吸い寄せることができ、インクを効率よくインクジェットヘッドに供給することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２０１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、消費者の環境意識の高まりにより、インクジェットカートリッジ内のインクをより効率よく使い切ることができる製品、即ちインクをより効率よくインクジェットヘッドに供給できるインクジェットカートリッジが求められている。
【０００８】
本発明者らは、繊維間交点を融着していない通常の繊維からなる吸収体において、インクジェットヘッドにインクをより効率よく供給するため、特許文献１に記載された繊維径よりも細い繊維をインク供給口近傍の吸収体に用いた。ところが、インク供給口近傍の吸収体及びインク供給口近傍以外の吸収体を、吸収体の設計寸法まで圧縮した後タンクケースに挿入したところ、両吸収体の寸法が設計寸法から変化するという課題が明らかになった。即ち、インク供給口近傍の吸収体の寸法が小さくなり、インク供給口近傍以外の吸収体の寸法が大きくなった。これにより、インク供給口近傍の吸収体は設計値よりも繊維密度が高くなり、繊維が構成する空隙のサイズが小さくなり、毛管力が高くなった。一方、インク供給口近傍以外の吸収体は、設計値よりも繊維密度が低くなり、繊維が構成する空隙のサイズが大きくなり、毛管力が低くなった。その結果、インク供給口近傍以外の吸収体の毛管力は、外部にインクを漏らさないために最低限必要な毛管力を下回ってしまった。これは、インク供給口近傍の吸収体に繊維径がより細い繊維を用いたことで、インク供給口近傍の吸収体の反発力が小さくなり、インク供給口近傍以外の吸収体の反発力との差が大きくなったことが原因であることが明らかになった。即ち、各吸収体の接触面における反発力の差が大きくなったことで、一方の吸収体が他方の吸収体を押し込み、各吸収体の寸法が所定の寸法から変化したことが明らかとなった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、タンクケース内部に繊維からなる吸収体が二つ以上配置されているインクジェットカートリッジにおいて、各吸収体の寸法変化を低減できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のインクジェットカートリッジの製造方法は、繊維からなる互いに面で接する二つ以上の略直方体形状の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体を二つ以上製造する工程と、前記各吸収体が接する面において、該面における垂直方向への反発力の差の絶対値が最大とならないように前記各吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含む。
【００１１】
また、本発明のインクジェットカートリッジの製造方法は、繊維からなる互いに面で接する略直方体形状の第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、前記第一の吸収体及び第二の吸収体を構成する繊維の材質、繊維径及び繊維長は互いに同一であり、前記第一の吸収体は前記第二の吸収体より繊維密度が高く、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、第一の吸収体及び第二の吸収体を製造する工程と、前記第一の吸収体の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、前記第二の吸収体の一面と接するように該第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、二つ以上の吸収体の接触面における反発力の差、即ち互いに押し合う力の差を小さくすることができるため、各吸収体の寸法変化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】繊維１０を所定の吸収体寸法まで圧縮する工程を示す模式図である。
【図２】吸収体の各面が有する反発力を測定する方法を示す模式図である。
【図３】第一の実施形態及び実施例１における吸収体の配置方向を示す模式図である。
【図４】吸収体をタンクケースに挿入する工程を示す模式図である。
【図５】本発明の方法により製造されるインクジェットカートリッジの模式図である。
【図６】第一の実施形態における吸収体圧縮、挿入装置の構成の一例を示す図である。
【図７】実施例２、３における吸収体の圧縮順序と反発力の関係を示すグラフである。
【図８】第二の実施形態及び実施例２における吸収体の配置方向を示す模式図である。
【図９】第二の実施形態における吸収体圧縮、挿入装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第一の実施形態］
図１〜４は本発明における第一の実施形態を示すインクジェットカートリッジ製造方法の工程を模式的に表したものである。図５は本発明の製造方法に基づいて製造されるインクジェットカートリッジを示したものである。
【００１５】
第一の実施形態におけるインクジェットカートリッジ１４は、図５に示すように、インク供給口１８近傍の吸収体の毛管力を他部よりも高くし、インク供給口１８に効率的にインクを供給するために、インク供給口１８の上部に高毛管力吸収体１１（以下、吸収体Ａ１１）を配置する。また、それ以外の部分に低毛管力吸収体１２（以下、吸収体Ｂ１２）を配置する。吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２は、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各１面同士が互いにタンクケース１３内で接触するように、タンクケース１３のＹ方向に並べて配置する。なお、各吸収体の形状は略直方体形状であり、各吸収体の寸法は各吸収体がタンクケース１３に挿入された際に顕著な隙間ができなければ特に限定されず、タンクケース１３の形状や求められる毛管力分布により適宜選択することができる。タンクケース１３は蓋１５により蓋がされており、インク１６が吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２に吸収されている。インク１６は、インク供給口１８を介してインク吐出デバイス１７に供給される。
【００１６】
吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２は繊維からなり、その繊維の材質は耐インク性を考慮し適宜選択することができる。例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、アクリロニトリル等が挙げられるが、化学的に安定性の高いポリオレフィンが好ましい。一般的に吸収体に用いられている芯鞘構造等の２層構造の繊維を選択することもできる。具体的には、芯にポリプロピレン（ＰＰ）、鞘にポリエチレン（ＰＥ）のように異種材料を選択してもよい。これらの繊維は一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。また、各吸収体を構成する繊維としては、互いに同一の繊維を用いてもよく、異なる繊維を用いてもよい。なお、本発明において繊維とは一本ずつの繊維の集合体を示す。
【００１７】
吸収体の毛管力は、主に繊維が構成する空隙のサイズにより決定される。即ち、タンクケース１３に形成されたインク収容部体積と、該インク収容部に存在する繊維体積の割合（以下、繊維密度）と、繊維径と、により毛管力が決定される。したがって、各吸収体の繊維密度及び繊維径の少なくとも一方を互いに相違させることにより、各吸収体の毛管力を相違させることができる。なお、吸収体の繊維密度が高い方が毛管力は大きく、吸収体の繊維径が細い方が毛管力は大きい。また、吸収体の繊維長については吸収体の毛管力に影響を及ぼす因子ではないが、製造上の取り扱いにより適宜選択することが可能である。本実施形態においては、吸収体Ａ１１を構成する繊維の繊維径が吸収体Ｂ１２を構成する繊維の繊維径より細く、繊維の材質、繊維密度、繊維長については同一とする。
【００１８】
次に、本実施形態におけるインクジェットカートリッジ１４の製造方法について詳細に説明する。まず、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を製造する。この工程について図１に基づき説明する。吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を構成する繊維１０は、各吸収体の設計寸法までそれぞれ個別に圧縮される。予め所定量に計量された繊維１０は、まず一番目の圧縮板２０１で圧縮され、次に二番目の圧縮板２０２、三番目の圧縮板２０３で順次三つの直交する軸方向に圧縮される。なお、図１においては各軸方向ともに片面の圧縮板は固定され、各軸方向とも片面から圧縮する構成としているが、各軸方向とも両面から圧縮する構成としても良い。
【００１９】
次に、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各面において、該面に対する垂直方向への反発力を測定する。この工程について図２を用いて説明する。ここで、面に対する垂直方向への反発力とは、繊維１０を所定の吸収体寸法まで圧縮し、繊維１０をその寸法に保持した際に、吸収体の各面が該面に対する垂直方向に与える力と定義する。測定される反発力は後の各吸収体の配置方向を規定する際に、一方の吸収体がタンクケース１３内で隣り合うもう一方の吸収体を押し込む力を判断するために用いられる。したがって、正確には、タンクケース１３内における各吸収体の反発力を求める必要がある。しかし、タンクケース１３内という狭い空間に反発力を測定する機器を配置するのは困難である。そこで、本発明に係る方法においては、圧縮板２０１、２０２、２０３で繊維１０を所定の吸収体寸法まで圧縮し、圧縮板で繊維１０を所定の吸収体寸法に保持した状態で、圧縮板２０１、２０２、２０３が吸収体から受ける力をフォースゲージ１０１にて測定し、測定された値を反発力とする。図２においてはフォースゲージ１０１によりｆ２を反発力として測定することができる。なお、タンクケース１３内での吸収体の状態をよりよく再現するため、即ち吸収体とタンクケース１３との間に働く摩擦力を再現するため、圧縮板の材質はタンクケース１３の材質と同一とする。また、フォースゲージ１０１としては、「ＺＰ−５０Ｎ」（商品名、イマダ社製）を用いることができる。
【００２０】
次に、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２が接する面において、前記反発力の差の絶対値が最大とならないように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。タンクケース１３内における吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の配置方向の規定方法について図３を用いて説明する。図３のｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａはそれぞれ吸収体Ａ１１を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力、ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂはそれぞれ吸収体Ｂ１２を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力を表す。
【００２１】
本発明に係る方法では、吸収体Ａ１１のある１面と、吸収体Ｂ１２のある１面の組み合わせのうち、反発力の差の絶対値（以下、反発力の差）が最大とならない面同士が接する方向に各吸収体を配置する。これは、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２の互いに接する面同士の反発力の差が大きいと、各吸収体をタンクケース１３に挿入した際に反発力が大きい方の吸収体が、反発力が小さい吸収体を押し込み、各吸収体の寸法変化が顕著となるためである。本実施形態では、吸収体Ａ１１のｆ１ａと吸収体Ｂ１２のｆ２ｂの組み合わせが、反発力の差が最大となる。この場合、この組み合わせ以外の面同士が接するように吸収体Ａ１１と吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。なお、反発力の差がより小さい面同士を接するように各吸収体を配置すれば、各吸収体の寸法変化はより軽減されるため、可能な限り反発力の差が小さい面同士が接するように各吸収体を配置することが好ましい。また、反発力の差が最小となる面同士が接するように各吸収体を配置することがより好ましい。それ以外の面の配置方向については適宜選択することができる。本実施形態では、吸収体Ａ１１のｆ２ａと吸収体Ｂ１２のｆ１ｂの組み合わせが、反発力の差が最小となり、図３に示すようにこの組み合わせの面同士が接するようにタンクケース１３内に配置する。
【００２２】
次に、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を前記規定された配置方向となるようにタンクケース１３内に挿入する。この工程について図４を用いて説明する。圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ａ４０１を、前記規定された配置方向を維持した状態でタンクケース１３上に配置する（図４（ａ））。次に底面となる圧縮板２０４をタンクケース１３の開口部と水平の方向に引き抜き（図４（ｂ））、天面となる圧縮板２０５をタンクケース１３方向に押す（図４（ｃ））ことで、吸収体Ａ１１をタンクケース１３内に挿入する（図４（ｄ））。吸収体Ｂ１２についても吸収体Ａ１１と同様にタンクケース１３内に挿入する（図４（ｅ）、図４（ｆ））。なお、図４においてはタンクケース１３内に吸収体Ａ１１を挿入した後吸収体Ｂ１２を挿入しているが、吸収体Ｂ１２を先に挿入してもよく、また、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を同時に挿入しても良い。
【００２３】
タンクケース１３へ吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を挿入した後、インク１６を注入し、蓋１５を接合することで、図５に示すインクジェットカートリッジ１４を作製することができる。本実施形態において作製されるインクジェットカートリッジは、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２の互いに接する面同士の反発力の差が最大とならないように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を配置するため、各吸収体の寸法変化が低減される。
【００２４】
なお、本実施形態においては吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各面の反発力が未知であったため、各吸収体の各面の反発力を測定した後、各吸収体の配置方向を規定している。しかし、既に各吸収体の各面の反発力がわかっており、その反発力に応じて各吸収体の配置方向が規定できる場合には、反発力を測定する工程を省略することもできる。
【００２５】
反発力を測定する工程を省略する場合には、例えば図６に示す装置構成により、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を同一装置上で圧縮し、規定された方向に各吸収体をタンクケース１３に挿入することができる。仕切り板３０６で仕切られた底面となる圧縮板２０４の片側に吸収体Ａ１１を構成する繊維１９（以下、繊維Ａ１９）を、もう一方に吸収体Ｂ１２を構成する繊維２０（以下、繊維Ｂ２０）を配置する（図６（ａ））。圧縮板３０３で繊維Ｂ２０をＹ方向に圧縮する（図６（ｂ））。圧縮板３０４及び吸収体挿入ツール３０５で繊維Ａ１９及び繊維Ｂ２０をＺ方向に圧縮する（図６（ｃ））。圧縮板３０２で吸収体Ａ１９をＹ方向に圧縮する（図６（ｄ））。圧縮板３０１で繊維Ａ１９及び繊維Ｂ２０をＸ方向に圧縮する（図６（ｅ））。所定の吸収体寸法まで圧縮された吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の下方にタンクケース１３を配置する。底面となる圧縮板２０４をタンクケース１３の開口部と水平の方向に引き抜き（図６（ｆ））、吸収体挿入ツール３０５をタンクケース１３方向に押すことにより吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３に挿入する。この方法によれば、前述した製造方法と同様に、吸収体Ａ１１の二番目に圧縮した面（ｆ２ａ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ）が接するように各吸収体が配置される。
【００２６】
なお、本実施形態では吸収体Ａ１１と吸収体Ｂ１２の二つの吸収体を用いているが、吸収体の数は三つ以上であってもよい。この場合にも吸収体の数が二つの場合と同様に、吸収体を三つ以上製造し、各吸収体が互いに接する面同士の反発力の差が最大とならないように各吸収体をタンクケース内に配置することで、各吸収体の寸法変化を低減することができる。また、本実施形態では繊維を三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形している。しかしながら、成形前の繊維の形状が平板状である場合には、平板状の平面に対応する圧縮面を所定寸法の位置に固定し、その後繊維を供給し、二つの軸方向に順次圧縮することにより略直方体形状に成形することもできる。
【００２７】
［第二の実施形態］
第二の実施形態では、吸収体Ａ１１の毛管力を吸収体Ｂ１２よりも大きくする手段として、吸収体Ａ１１（第一の吸収体）の繊維密度を吸収体Ｂ１２（第二の吸収体）の繊維密度よりも高くする。なお、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を構成する繊維の材質、繊維径、繊維長は互いに同一である。
【００２８】
第一の実施形態と同様に、繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形する。本実施形態では、繊維を三つの直交する軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を製造するとする。また、各吸収体の各面において、該面に対する垂直方向への反発力を測定する。この時、どのような繊維密度の吸収体においても、二番目と三番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面の反発力は同程度であり、一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面の反発力のみが他の面と比較して小さくなる。また、繊維密度の異なる吸収体についてｎ番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面について反発力を比較すると、繊維密度の高い吸収体の方が、反発力が大きい。したがって、本実施形態のように、各吸収体を構成する繊維の材質と、繊維径と、繊維長とが互いに同一であり、繊維密度が異なる場合には、各吸収体の各面の反発力を測定しなくとも各吸収体の配置方向を規定することができる。即ち、繊維密度の高い吸収体の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、他の吸収体の一面と接するように各吸収体を配置することにより、各吸収体の接触面における反発力の差が最大となる配置方向を避けることができる。なお、それ以外の面の配置方向については適宜選択することができる。また、前記配置方向以外にも、吸収体Ｂ１２の二番目又は三番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、吸収体Ａ１１の一面と接するように配置しても、各吸収体の接触面における反発力の差が最大となる配置方向を避けることができる。
【００２９】
本実施形態では、図８に示すように、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面（ｆ１ａ）を、吸収体Ｂ１２の三番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面（ｆ３ｂ）と接するように各吸収体を配置する。該配置方向でタンクケース１３へ吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２を挿入した後、インク１６を注入し、蓋１５を接合して、インクジェットカートリッジ１４を得る（図５）。本実施形態では吸収体Ａ１１の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面（ｆ１ａ）が吸収体Ｂ１２の一面と接するように配置しているため、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の接触面における反発力の差が最大とならず、各吸収体の寸法変化を低減できる。
【００３０】
本実施形態では、例えば図９に示した装置構成により、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を同一装置上で圧縮し、規定された方向に各吸収体をタンクケース１３に挿入することができる。圧縮板３０２で吸収体Ａ１１を構成する繊維Ａ１９をＹ方向に圧縮する。圧縮板３０４及び吸収体挿入ツール３０５で繊維Ａ１９及び吸収体Ｂ１２を構成する繊維Ｂ２０をＺ方向に圧縮する。圧縮板３０１で繊維Ａ１９及び繊維Ｂ２０をＸ方向に圧縮する。圧縮板３０３で吸収体Ｂ２０をＹ方向に圧縮する。各吸収体をタンクケース１３に挿入する工程は前記第一の実施形態と同様である。この方法によれば、前述した製造方法と同様に、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ）と吸収体Ｂ１２の三番目に圧縮した面（ｆ３ａ）が接するように各吸収体が配置される。
【００３１】
［他の実施形態］
本発明に係る方法は、前記第一及び第二の実施形態に限定されず、繊維の材質、繊維径、繊維密度、繊維長、吸収体寸法等の一つ、もしくは複数が異なる形態についても適用が可能である。また、前述したように３つ以上の吸収体を用いる形態についても適用が可能である。更に、前記第一及び第二の実施形態では、図５に示すようにインクジェットカートリッジ１４にインク吐出デバイス１７が取り付けられている形態について説明したが、インク吐出デバイス１７が分離されている形態についても、本発明に係る方法は適用できる。
【実施例】
【００３２】
［実施例１］
図５に示すインクジェットカートリッジ１４を作製した。タンクケース１３には、内部寸法が縦（Ｘ寸法）２０ｍｍ、横（Ｙ寸法）４０ｍｍ、高さ（Ｚ寸法）２０ｍｍのものを用いた。吸収体の形状は、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に、Ｘ寸法２０ｍｍ、Ｙ寸法２０ｍｍ、Ｚ寸法２０ｍｍの立方体形状とした。繊維の材質としては、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に、２層構造の繊維（ＰＰ−ＰＥ）を用いた。繊維径としては、吸収体Ｂ１２には繊維径が６．７デシテックスの繊維を用い、吸収体Ａ１１には繊維径が２．２デシテックスの繊維を用いた。繊維密度は、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に１２％とした。繊維長としては、吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に５０ｍｍ長の繊維を用いた。
【００３３】
まず、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２に用いる繊維について、前記繊維密度、吸収体寸法、繊維比重からそれぞれ計算される質量分を計量した。次に、図１に示されるように、前記計量された繊維１０を、まず一番目の圧縮板２０１で圧縮し、次に二番目の圧縮板２０２、次に三番目の圧縮板２０３で順次直交する三つの軸方向に圧縮した。次に、各圧縮板で繊維１０を所定の吸収体寸法に保持した状態で、圧縮板２０１、２０２、２０３が吸収体から受ける力をフォースゲージ１０１（商品名：「ＺＰ−５０Ｎ」、イマダ社製）にて測定し、測定された値を各面の反発力とした。表１に吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２の各面の反発力を測定した結果を示す。ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａは、それぞれ吸収体Ａ１１を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力、ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂはそれぞれ吸収体Ｂ１２を圧縮した際に圧縮板２０１、２０２、２０３が受けた反発力を表す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１から、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ＝０．７Ｎ）と吸収体Ｂ１２の二番目に圧縮した面（ｆ２ｂ＝２．６Ｎ）が反発力の差が最大となる組み合わせである。この組み合わせ以外の面同士が接する方向に吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。本実施例においては、反発力の差が最小となる組み合わせである、吸収体Ａ１１の二番目に圧縮した面（ｆ２ａ＝１．３Ｎ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ＝１．４Ｎ）が接するように配置した（図３）。また、吸収体Ａ１１は一番目に圧縮した面（ｆ１ａ）が、吸収体Ｂ１２は二番目に圧縮した面（ｆ２ｂ）がそれぞれタンクケース１３の開口面と水平をなすように配置した（図３）。
【００３６】
次に、図４に示すように、前記配置方向で、吸収体Ａ１１と吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置した。まず、圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ａ４０１を、前記配置方向を維持した状態でタンクケース１３上に配置した（図４（ａ））。次に底面となる圧縮板２０４をタンクケース１３の開口部と水平の方向に引き抜き（図４（ｂ））、天面となる圧縮板２０５をタンクケース１３方向に押す（図４（ｃ））ことで吸収体Ａ１１をタンクケース１３に挿入した（図４（ｄ））。吸収体Ｂ１２についても吸収体Ａ１１と同様にタンクケース１３に挿入した（図４（ｅ）、図４（ｆ））。タンクケース１３へ吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２を挿入した後、インク１６を注入し、蓋１５を接合して、インクジェットカートリッジ１４を得た（図５）。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも０．９ｍｍ縮小した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも０．９ｍｍ膨張した。
【００３７】
［比較例１］
実施例１において、反発力の差が最大となる組み合わせである吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ＝０．７Ｎ）と吸収体Ｂ１２の二番目に圧縮した面（ｆ２ｂ＝２．６Ｎ）が接するように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置した。それ以外は実施例１と同様にインクジェットカートリッジ１４を製造した。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも２．４ｍｍ縮小した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも２．４ｍｍ膨張した。したがって、実施例１の製造方法では吸収体の寸法変化が低減されたことが確認された。
【００３８】
［実施例２］
実施例１と同様に図５に示すインクジェットカートリッジ１４を作製した。本実施例においては、吸収体Ａ１１の繊維密度を１３．５％、吸収体Ｂ１２の繊維密度を１０．０％とした。吸収体Ａ１１、吸収体Ｂ１２共に、繊維の材質は２層構造の繊維（ＰＰ−ＰＥ）、繊維径は６．７デシテックス、繊維長は５０ｍｍ長、吸収体寸法はＸ寸法２０ｍｍ、Ｙ寸法２０ｍｍ、Ｚ寸法２０ｍｍとした。実施例１と同様に吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２を作製し、吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２の各面への反発力を測定した結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２から、吸収体Ａ１１の三番目に圧縮した面（ｆ３ａ＝５．１Ｎ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ＝１．３Ｎ）が反発力の差が最大となる組み合わせである。この組み合わせ以外の面同士が互いに方向に吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置する。本実施例においては、反発力の差が最小となる組み合わせである、吸収体Ａ１１の一番目に圧縮した面（ｆ１ａ＝３．６Ｎ）と吸収体Ｂ１２の三番目に圧縮した面（ｆ３ｂ＝２．５Ｎ）が接するように配置した（図８）。また、吸収体Ａ１１は二番目に圧縮した面（ｆ２ａ）が、吸収体Ｂ１２は一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ）がそれぞれタンクケース１３の開口面と水平をなすように配置した（図８）。その後、実施例１と同様にしてインクジェットカートリッジ１４を得た（図５）。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも１．２ｍｍ膨張した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも１．２ｍｍ縮小した。
【００４１】
［比較例２］
実施例２において、反発力の差が最大となる組み合わせである吸収体Ａ１１の三番目に圧縮した面（ｆ３ａ＝５．１Ｎ）と吸収体Ｂ１２の一番目に圧縮した面（ｆ１ｂ＝１．３Ｎ）が接するように吸収体Ａ１１及び吸収体Ｂ１２をタンクケース１３内に配置した。それ以外は実施例２と同様にインクジェットカートリッジ１４を製造した。図５において、タンクケース１３に挿入された吸収体Ａ１１のＹ寸法（ｙａ）は設計値よりも４．１ｍｍ膨張した。また、吸収体Ｂ１２のＹ寸法（ｙｂ）は設計値よりも４．１ｍｍ縮小した。したがって、実施例２の製造方法では吸収体の寸法変化が低減されたことが確認された。
【００４２】
［実施例３］
実施例２と同一の繊維の材質、繊維径、繊維長の繊維を用い、繊維密度が８．１％、１６．１％、１８．７％の吸収体を実施例２と同様に作製し、各吸収体の各面への反発力を測定した結果を表３、図７に示す。表３、図７には、実施例２で測定した繊維密度が１０．０％、１３．５％の吸収体の反発力のデータも示している。測定したどの繊維密度の吸収体においても、二番目と三番目に圧縮した面の反発力は同程度であり、一番目に圧縮した面の反発力のみが小さいことが確認された。また、ｎ番目に圧縮した面について反発力を比較すると、繊維密度が高くなると反発力が大きくなることが確認された。この結果から、繊維の材質、繊維径、繊維長が同一であり、繊維密度が異なる吸収体をタンクケース１３内に配置する場合には、各吸収体の各面の反発力を測定しなくとも、繊維密度の高い吸収体（吸収体Ａ１１）の一番目に圧縮した面を他の吸収体（吸収体Ｂ１２）と接するように各吸収体をタンクケース１３内に配置することで、反発力の差が最大となる配置方向を避けることができることが確認された。これにより、吸収体の寸法変化を低減することができる。
【００４３】
【表３】
【符号の説明】
【００４４】
１０ 繊維
１１ 高毛管力吸収体（吸収体Ａ）
１２ 低毛管力吸収体（吸収体Ｂ）
１３ タンクケース
１４ インクジェットカートリッジ
１５ 蓋
１６ インク
１７ インク吐出デバイス
１８ インク供給口
１９ 繊維Ａ
２０ 繊維Ｂ
１０１ フォースゲージ
２０１ 一番目の圧縮板
２０２ 二番目の圧縮板
２０３ 三番目の圧縮板
２０４ 底面となる圧縮板
２０５ 天面となる圧縮板
４０１ 圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ａ
４０２ 圧縮板により圧縮状態を維持された吸収体Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維からなる互いに面で接する二つ以上の略直方体形状の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、
繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体を二つ以上製造する工程と、
前記各吸収体が接する面において、該面における垂直方向への反発力の差の絶対値が最大とならないように前記各吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項２】
前記各吸収体の繊維密度及び繊維径の少なくとも一方が互いに相違する請求項１に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項３】
前記各吸収体の各面において、該面に対して垂直方向への反発力を測定する工程をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項４】
繊維からなる互いに面で接する略直方体形状の第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、
前記第一の吸収体及び第二の吸収体を構成する繊維の材質、繊維径及び繊維長は互いに同一であり、前記第一の吸収体は前記第二の吸収体より繊維密度が高く、
繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、第一の吸収体及び第二の吸収体を製造する工程と、
前記第一の吸収体の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、前記第二の吸収体の一面と接するように該第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法により製造されるインクジェットカートリッジ。
【請求項１】
繊維からなる互いに面で接する二つ以上の略直方体形状の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、
繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、吸収体を二つ以上製造する工程と、
前記各吸収体が接する面において、該面における垂直方向への反発力の差の絶対値が最大とならないように前記各吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項２】
前記各吸収体の繊維密度及び繊維径の少なくとも一方が互いに相違する請求項１に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項３】
前記各吸収体の各面において、該面に対して垂直方向への反発力を測定する工程をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項４】
繊維からなる互いに面で接する略直方体形状の第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に備えるインクジェットカートリッジの製造方法において、
前記第一の吸収体及び第二の吸収体を構成する繊維の材質、繊維径及び繊維長は互いに同一であり、前記第一の吸収体は前記第二の吸収体より繊維密度が高く、
繊維を二つ又は三つの軸方向に順次圧縮して略直方体形状に成形し、第一の吸収体及び第二の吸収体を製造する工程と、
前記第一の吸収体の一番目に圧縮された軸方向と垂直をなす面が、前記第二の吸収体の一面と接するように該第一の吸収体及び第二の吸収体をタンクケース内に配置する工程と、を含むインクジェットカートリッジの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法により製造されるインクジェットカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７８９（Ｐ２０１２−７８９Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３５１７０（Ｐ２０１０−１３５１７０）
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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