(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱状に形成された容器本体に、インクを収容するインク収容室と、該インク収容室内のインクを外部に供給するインク供給部と、上記インク収容室を大気と連通させて内部圧力を調整する圧力調整部とを備えたインクカートリッジにおいて、
前記圧力調整部は、インク収容室から外部に空気を逃がす排出調整部と、外部からインク収容室に空気を取り入れる吸入調整部と、隔壁によって分割された複数の区画からなり、
前記排出調整部は、可動弁を有し該可動弁の一方側が前記インク収容室と連通し前記可動弁の他方側が細長い経路を有する第１毛管部を介して大気連通孔と連通する排出調整室を有し、前記吸入調整部は、可動弁を有し該可動弁の一方側が前記大気連通孔と連通し前記可動弁の他方側が細長い経路を有する第２毛管部を介して前記インク収容室と連通する吸入調整室を有し、
前記複数の区画は、大気連通孔と連通する大気連通室と、前記インク収容室及び排出調整室と連通する排出連通室と、前記吸入調整室と連通する吸入連通室とを有し、前記排出連通室は前記排出調整室及び第１毛管部を介して前記吸入連通室と連通し、該吸入連通室は前記大気連通室と連通することを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記排出調整部は前記インク収容室の上端部に連通し、前記吸入調整部は前記インク収容室の下端部に連通することを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記容器本体は、前記インク供給部を備える第１面と、該第１面と直交する方向に伸び互いに対向する第２面及び第３面を備え、前記排出調整室と吸入調整室、第１毛管部及び第２毛管部は前記第２面に形成されることを特徴とする請求項１または２記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記第１毛管部と第２毛管部は上下往復状部を備えて長い経路を有するよう形成されることを特徴とする請求項３記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
前記可動弁は前記排出調整室と吸入調整室内の吐出側から吸入側に向かって付勢されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタにインクを供給するインクカートリッジに関し、特にインク収容室の圧力調整を行うことのできるインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からインクジェットプリンタの記録ヘッドにインクを供給するために、プリンタ本体にインクカートリッジを取付ける構造としたインクジェットプリンタが知られている。このインクカートリッジは、少なくともインクを収容するインク収容室とインクの出口となるインク供給口とを備えている。
【０００３】
インクは液体であり、インク収容室とインク供給口とは連通しているので、そのままではインクカートリッジをプリンタ本体に取付けていない状態において、インクがインクカートリッジから漏洩する。それを防ぐために、インク収容室内を微小な負圧状態とし、インクの使用に伴って発生する差圧に応じて作動する可動膜を設けて、インクを供給するインクカートリッジが知られている。この場合、インクの使用に応じて大気連通孔を介して空気をインク収容室内に導くように圧力調整機構を設ける。このような圧力調整機構を有したインクカートリッジとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７００２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のインクカートリッジでは、インクの消費に伴って外部から空気を取り入れるために、圧力調整機構を設けていた。したがって、空気の流れは、外部からインク収容室に向かう方向のみが想定されており、その逆方向、すなわちインク収容室内の空気を外部に排出することは想定されていなかった。製造時においてインク収容室内にインクを充填する際、あるいはインクを使い終わった後にインクを再充填する際には、インク収容室内の空気を外部に排出する必要があり、また外部気圧の変化や温度変化によっては、インク収容室内の空気の外部への排出が必要な場合があるが、従来の圧力調整機構ではこのような空気の流れに対応することができなかった。
【０００６】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、インク収容室に外部から空気を取り入れるだけでなく、インク収容室から外部に空気を排出することもできる圧力調整機構を備えたインクカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係るインクカートリッジは、箱状に形成された容器本体に、インクを収容するインク収容室と、該インク収容室内のインクを外部に供給するインク供給部と、上記インク収容室を大気と連通させて内部圧力を調整する圧力調整部とを備えたインクカートリッジにおいて、
前記圧力調整部は、インク収容室から外部に空気を逃がす排出調整部と、外部からインク収容室に空気を取り入れる吸入調整部と、隔壁によって分割された複数の区画からなり、
前記排出調整部は、可動弁を有し該可動弁の一方側が前記インク収容室と連通し前記可動弁の他方側が細長い経路を有する第１毛管部を介して大気連通孔と連通する排出調整室を有し、前記吸入調整部は、可動弁を有し該可動弁の一方側が前記大気連通孔と連通し前記可動弁の他方側が細長い経路を有する第２毛管部を介して前記インク収容室と連通する吸入調整室を有し、
前記複数の区画は、大気連通孔と連通する大気連通室と、前記インク収容室及び排出調整室と連通する排出連通室と、前記吸入調整室と連通する吸入連通室とを有し、前記排出連通室は前記排出調整室及び第１毛管部を介して前記吸入連通室と連通し、該吸入連通室は前記大気連通室と連通することを特徴として構成されている。
【０００８】
また、本発明に係るインクカートリッジは、前記排出調整部は前記インク収容室の上端部に連通し、前記吸入調整部は前記インク収容室の下端部に連通することを特徴として構成されている。
【０００９】
さらに、本発明に係るインクカートリッジは、前記容器本体は、前記インク供給部を備える第１面と、該第１面と直交する方向に伸び互いに対向する第２面及び第３面を備え、前記排出調整室と吸入調整室、第１毛管部及び第２毛管部は前記第２面に形成されることを特徴として構成されている。
【００１０】
さらにまた、本発明に係るインクカートリッジは、前記第１毛管部と第２毛管部は上下往復状部を備えて長い経路を有するよう形成されることを特徴として構成されている。
【００１１】
そして、本発明に係るインクカートリッジは、前記可動弁は前記排出調整室と吸入調整室内の吐出側から吸入側に向かって付勢されることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るインクカートリッジによれば、圧力調整部は、インク収容室から外部に空気を逃がす排出調整部と、外部からインク収容室に空気を取り入れる吸入調整部とからなり、排出調整部と吸入調整部は、それぞれインク収容室と連通し可動弁を備えた調整室と、調整室と連通し細長い経路を有する毛管部とを備えてなることにより、インク収容室に空気を吸入する場合と、インク収容室から空気を排出する場合の、両方において、圧力調整を確実に行うことができ、インクの安定的な供給とインク漏れの防止をなすことができる。
【００１３】
また、本発明に係るインクカートリッジによれば、排出調整部はインク収容室の上端部に連通し、吸入調整部はインク収容室の下端部に連通することにより、空気の排出、吸入を円滑に行うことができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るインクカートリッジによれば、容器本体は、インク供給部を備える第１面と、第１面と直交する方向に伸び互いに対向する第２面及び第３面を備え、調整室及び毛管部は第２面に形成されることにより、容器本体を構成する面に調整室及び毛管部が形成されるので、容器本体が圧力調整部により大型化しないようにできる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係るインクカートリッジによれば、毛管部は上下往復状部を備えて長い経路を有するよう形成されることにより、毛管部による圧力変動の緩和をより確実になすことができる。
【００１６】
そして、本発明に係るインクカートリッジによれば、可動弁は調整室内の吐出側から吸入側に向かって付勢されることにより、可動弁を安定的に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるインクカートリッジの斜視図である。
【図２】インクカートリッジの正面図である。
【図３】インクカートリッジの背面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面のうち第２調整室付近の拡大図である。
【図５】外部からインク収容室に空気を取り入れる際の空気の経路を示したインクカートリッジの正面図である。
【図６】外部からインク収容室に空気を取り入れる際の空気の経路を示したインクカートリッジの背面図である。
【図７】インク収容室から外部に空気を排出する際の空気の経路を示したインクカートリッジの正面図である。
【図８】インク収容室から外部に空気を排出する際の空気の経路を示したインクカートリッジの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるインクカートリッジの斜視図を示している。この図に示すように、本実施形態におけるインクカートリッジは、概ね箱状に形成された容器本体１からなり、容器本体１は、内部が中空状に形成されてインクが収容されるインク収容室２と、インク収容室２内のインクを外部、すなわちプリンタに供給する出口となるインク供給部３とを備えている。また、容器本体１は、インク収容室２を大気と連通させてその内部圧力を調整する圧力調整部４を備えている。
【００１９】
容器本体１は、インク供給部３を備える面を第１面１０とすると、第１面１０が下方を向くようにプリンタに装着される。すなわち第１面１０は下面となる。第１面１０と直交する方向に伸びる４つの面のうち、面積の大きい２つの面をそれぞれ第２面１１及び第３面１２とすると、これら第２面１１と第３面１２は互いに対向している。また、第１面１０と直交する方向に伸びる４つの面のうち、第２面１１及び第３面１２以外の２面は、これらよりも面積の小さい第１側面１３及び第２側面１４である。さらに、第１面１０と対向する面は、上面１５を構成する。
【００２０】
圧力調整部４は、第２面１１に形成される調整室と毛管部及びインク収容室２内のインク室によって構成される。また、第１側面１３には容器本体１をプリンタに固定するための係合片１６が形成されている。さらに、上面１５にはインク収容室２と外部である大気と連通させる大気連通孔１７が形成されている。
【００２１】
図２には、インクカートリッジの正面図を示している。インクカートリッジを正面から見たときには、第２面１１が正面を向いた状態となる。この第２面には、凹凸が形成されており、さらに表面にはフィルム（図示しない）が貼着される。フィルムは透明であってもよいし非透明であってもよいが、このフィルムと第２面の凹凸によって、圧力調整部４を構成する調整室や毛管部が形成される。
【００２２】
圧力調整部４は、外部からインク収容室２に空気を取り込む系統と、インク収容室２から外部に空気を排出する系統の、２系統からなっている。すなわち圧力調整部４は、外部からインク収容室２に空気を取り込む吸入調整部３１と、インク収容室２から外部に空気を排出する排出調整部３０とからなっている。排出調整部３０は、大気連通孔１７と連通する第１調整室３２及び第１毛管部３３を備えている。また、吸入調整部３１は、大気連通孔１７と連通する第２調整室３４及び第２毛管部３５を備えている。第１調整室３２及び第１毛管部３３は、第２調整室３４及び第２毛管部３５の上方に配置される。
【００２３】
第１調整室３２及び第２調整室３４は、それぞれ円形状に形成されており、内部には各調整室内の吸入側と吐出側との間を閉塞、開放することの可能な可動弁３２ｂ、３４ｂが配置される。可動弁３２ｂ、３４ｂは、第１調整室３２及び第２調整室３４の円形状に略適合した円形状に形成されており、容器本体１の厚み方向に可動とされると共に、各調整室内の吸入側と吐出側との間を閉塞する方向に付勢されている。これにより、各調整室内において、吸入側と吐出側との間が所定以下の圧力差である場合には、可動弁３２ｂ、３４ｂは吸入側と吐出側を閉塞し、圧力差が所定以上になると、可動弁３２ｂ、３４ｂは吸入側と吐出側を開放するように動作する。
【００２４】
第１毛管部３３と第２毛管部３５は、それぞれ細長い経路を有してなり、圧力調整の変動を緩和する機能を有している。また、できるだけ長い経路を有するように、第１毛管部３３と第２毛管部３５は、いずれも上下往復状部を備えている。
【００２５】
図３には、インクカートリッジの背面図を示している。インクカートリッジの背面側は、第３面１２が面している。容器本体１の第３面１２側は、外周部とインク収容室２の仕切部以外は、凹状に形成されており、第３面１２はフィルム（図示しない）が貼着されることによって構成され、容器本体１を中空状とする。
【００２６】
インク収容室２は、隔壁によって複数の区画に分割されており、第１インク室２０と第２インク室２１及びインク供給室２２からなっている。また、圧力調整部４を構成する部分は、さらに複数の区画に分割されている。第１インク室２０は、インク収容室２の主に上部領域を占め、その下部であって圧力調整部４側の領域には、第２インク室２１が形成されている。また、インク供給部３の周囲領域を占めるようにインク供給室２２が形成されている。
【００２７】
第１インク室２０と第２インク室２１は、インク連通孔２０ａを介して連通状とされている。インク供給室２２は、インク連通孔２０ｂを介して第１インク室２０と連通し、またインク連通孔２１ａを介して第２インク室２１と連通している。また、第１インク室２０は、連通孔４７ａを介して圧力調整部４側と連通し、第２インク室２１は、連通孔４５ａを介して圧力調整部４側と連通している。
【００２８】
インク収容室２において圧力調整部４を構成する領域には、上から順に第１室４０と第２室４１、第３室４２、第４室４３、第５室４４及び第６室４５が形成され、また第１室４０に隣接して第７室４６及び第８室４７が形成されている。第１室４０は、大気連通孔１７と連通し、また連通孔４０ａによって第２室４１と連通する。第２室４１は、連通孔４１ａによって第３室４２と連通する。第３室４２は、連通孔４２ａによって第１毛管部３３と連通し、また第１連通孔３４ａによって第２調整室３４と連通する。
【００２９】
第４室４３は、第２調整室３４と連通する第２連通孔３４ｂと連通し、また第２毛管部３５と連通する連通孔４３ａを有している。第５室４４は、第２毛管部３５と連通孔３５ａを介して連通し、また第６室４５と連通する連通孔４４ａを有している。第６室４５は、第１インク室２０と連通する連通孔４５ａを有している。
【００３０】
第７室４６は、第１調整室３２の連通孔３２ａと連通し、また第８室４７と連通する連通孔４６ａを有している。第８室４７は、第２インク室２１と連通する連通孔４７ａを有している。
【００３１】
図４には、図２のＡ−Ａ断面のうち第２調整室付近の拡大図を示している。この図に示すように、第２調整室３４は、凹状の領域の中心部に突起状の保持部３４ｃを備え、略円盤状に形成された可動弁３４ｄの中心部が保持部３４ｃに挿通されて、保持部３４ｃの長手方向に移動自在とされる。図４において可動弁３４ｄの上面側の領域はインク収容室２側であり、可動弁３４ｄの下面側の領域は大気連通孔１７側である。
【００３２】
また、保持部３４ｃにはバネからなる付勢部材３４ｅも保持されており、付勢部材３４ｅは可動弁３４ｄをインク収容室２側から大気連通孔１７側に押圧付勢している。この可動弁３４ｄにより、第２調整室３４の前後に圧力差がない場合、あるいはインク収容室２側の圧力が大きい場合には、第２調整室３４が閉塞状態となり、大気連通孔１７側の圧力が所定以上大きい場合には、第２調整室３４が開放状態となるようにしている。第２調整室３４内には、リブ３４ｆが形成されており、可動弁３４ｄはリブ３４ｆに押し付けられることによって、第２調整室３４の一方側と他方側を閉塞する。
【００３３】
インク収容室２内のインクが消費され、第２調整室３４のインク収容室２側の圧力が、大気圧と等しい大気連通孔１７側の圧力より低下すると、可動弁３４ｄは付勢部材３４ｅの付勢に対抗して第２調整室３４を開放する方向に移動する。第２調整室３４が開放されると、大気連通孔１７からの空気がインク収容室２に取り込まれ、インク収容室２の圧力が上昇して圧力差が減少し、可動弁３４ｄは付勢部材３４ｅの付勢により再び第２調整室３４を閉塞することとなる。
【００３４】
第１調整室３２については、図示しないが、インク収容室２と大気連通孔１７側が反対、すなわち可動弁３２ｂの上面側の領域が大気連通孔１７側で、可動弁３２ｂの下面側の領域がインク収容室２側となるように構成され、付勢部材は可動弁３２ｂを大気連通孔１７側からインク収容室２側に押圧付勢する。これにより、第１調整室３２の前後に圧力差がない場合、あるいは大気連通孔１７側の圧力が大きい場合には、第１調整室３２が閉塞状態となり、インク収容室２側の圧力が所定以上大きい場合には、第１調整室３２が開放状態となるようにできる。
【００３５】
このような構成を有したインクカートリッジにおける、空気の経路について説明する。図５には外部からインク収容室２に空気を取り入れる際の空気の経路を示したインクカートリッジの正面図を、図６には外部からインク収容室２に空気を取り入れる際の空気の経路を示したインクカートリッジの背面図を、それぞれ示している。なお、図５において可動弁３４ｄは省略している。
【００３６】
外部からインク収容室２に空気を取り入れるのは、インクカートリッジがプリンタにインクを供給して、インク収容室２内のインクが減少したときである。また、外部気圧や温度変化等によっても、吸入方向の圧力調整が必要なことがある。このとき、第２調整室３４は可動弁３４ｄによって閉塞状態から開放状態となり、第２調整室３４を介した経路を通じて空気が大気連通孔１７からインク収容室２内に導かれる。なお、このとき第１調整室３２は閉塞状態のままであるため、第１調整室３２を介した経路には空気は流れない。
【００３７】
大気連通孔１７からの空気は、まず第１室４０に導かれ、連通孔４０ａを介して第２室４１へ、さらに連通孔４１ａを介して第３室４２に導かれる。第３室４２からは第１連通孔３４ａを介して第２調整室３４に進入し、可動弁３４ｄにより第２調整室３４が開放状態となっていれば、空気は第２連通孔３４ｂを介して第４室４３に導かれる。第４室４３からは連通孔４３ａを介して第２毛管部３５に導かれ、第２毛管部３５を経て連通孔３５ａから第５室４４へ、さらに連通孔４４ａを介して第６室４５に導かれ、最終的には第６室４５の連通孔４５ａからインク収容室２内に空気が導かれる。
【００３８】
図７にはインク収容室から外部に空気を排出する際の空気の経路を示したインクカートリッジの正面図を、図８にはインク収容室から外部に空気を排出する際の空気の経路を示したインクカートリッジの背面図を、それぞれ示している。なお、図７において可動弁３４ｄは省略している。
【００３９】
インク収容室２から外部に空気を排出するのは、インクカートリッジにインクを充填するときである。また、外部気圧や温度変化等によっても、排出方向の圧力調整が必要なことがある。このとき、第１調整室３２は可動弁３４ｄによって閉塞状態から開放状態となり、第１調整室３２を介した経路を通じて空気がインク収容室２から大気に放出される。なお、このとき第２調整室３４は閉塞状態のままであるため、第２調整室３４を介した経路には空気は流れない。
【００４０】
インク収容室２からの空気は、まず連通孔４７ａを介して第８室４７に導かれ、連通孔４６ａを介して第７室へ、さらに連通孔３２ａを介して第１調整室３２に導かれる。可動弁３２ｂが開放状態であれば、空気は第１調整室３２から第１毛管部３３に進入し、第１毛管部３３からは連通孔３３ａを介して第３室４２に導かれる。第３室４２において第２調整室３４は可動弁３４ｄによって閉塞状態となっているので、空気は連通孔４１ａを介して第２室４１へ、さらに連通孔４０ａを介して第１室４０へ導かれると共に、第１室４０からは大気連通孔１７を経て外部に排出される。
【００４１】
このように、圧力調整部４として吸入調整部３１と排出調整部３０の２系統を設け、それぞれに調整室と毛管部を設けて、空気の経路を異ならせたので、インク収容室２に空気を吸入する場合と、インク収容室２から空気を排出する場合の、両方において、圧力調整を確実に行うことができ、インクの安定的な供給とインク漏れの防止をなすことができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【符号の説明】
【００４３】
１    容器本体
２    インク収容室
３    インク供給部
４    圧力調整部
１０    第１面
１１    第２面
１２    第３面
１３    上面
１７    大気連通孔
２０    第１インク室
２１    第２インク室
２２    インク供給室
３０    排出調整部
３１    吸入調整部
３２    第１調整室
３３    第１毛管部
３４    第２調整室
３５    第２毛管部
【図１】
0005431856.tif 000002
【図２】
0005431856.tif 000003
【図３】
0005431856.tif 000004
【図４】
0005431856.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005431856.tif 000008
【図８】
0005431856.tif 000009