(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面にインク供給口を備えた容器の内部を壁により上下に分割し、前記容器の下部側に形成された下部インク収容室と、前記容器の上部側に形成された上部インク収容室とを備え、
前記下部インク収容室の底部と上部インク収容室の底部とを接続する吸い上げ流路と、
前記インク供給口と前記上部インク収容室とを結ぶ流路の途中に配置されたインクの流れを制御する差圧弁と、
前記吸い上げ流路に対向する位置に形成された第１の開口と、
前記下部インク収容室に連通する第２の開口と、
前記上部インク収容室と下部インク収容室の空気を排気して、前記第１、及び第２の開口からインクを注入した状態で、前記第１、及び第２の開口を封止する封止部材とを備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
【請求項２】
前記封止部材が、前記第１、第２のインク注入用の開口を共通に封止するフィルムである請求項１記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
【請求項３】
前記フィルムは、前記容器の表面に貼付されるフィルムと同一のフィルムである請求項２に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
【請求項４】
前記吸い上げ流路の前記下部インク収容室側の端部が吸い込み口として形成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用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、印刷信号に対応してインク滴を吐出する記録ヘッドにインクを適正な負圧状態で供給するインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、通常、記録用紙の紙幅方向に往復動するキャリッジに印刷信号に対応してインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを搭載して、外部のインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。このようなインクタンク等のインク貯蔵容器は、小型の記録装置にあっては取り扱いの便を考慮してキャリッジに着脱可能に搭載できるように構成されている。
【０００３】
このようなインク貯蔵容器は、通常、記録ヘッドからのインクの漏れ出しを防止するため、多孔質材を収容し、この多孔質材にインクを含浸させて毛細管力によりインクを保持するように構成されている。
一方で、印字品質や、印刷速度の向上が求められ、これにともなって記録ヘッドのノズル開口数が多くなり、単位時間当りのインク消費量が増加する傾向にある。
【０００４】
このような傾向に対応するためには、望ましくはインク貯蔵容器に収容するインク量を増量する必要があり、多孔質材の体積が増大する。しかしながら、多孔質材の毛細管力でインクを保持するには、高さ、つまり水頭に限界があるため、底面積を増加させて体積を大きくせざるを得ず、キャリッジのサイズが大きくなり、結果として記録装置が大型化するという問題がある。
【０００５】
もとより、平均孔径が小さい多孔質材を用いてインクの保持力を上げることも考えられるが、インクの流れに対する流体抵抗が大きくなり、記録ヘッドのインク消費量に対応して安定にインクを供給することが困難となるばかりでなく、インク供給口から離れた領域のインクを記録ヘッドに確実に供給することが困難となり、結果としてインク貯蔵容器のインクが消費し切れなくなり、無駄が生じるという新たな問題が生じる。
このような問題を解消するため、特許文献１に見られるように、上部にインク貯蔵室を配置するとともに、インク貯蔵室とインク供給口との間に、常時閉弁状態を維持し、また記録ヘッドのインク消費による負圧により開弁する膜弁を配置したインク貯蔵容器が提案されている。
【特許文献１】特開平8-174860号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これによれば、膜弁によりインクの漏れ出しを防止できるため、収容できるインク量を増大することができるものの、インク貯蔵室が上部に位置するため、インク量に見合う圧力が膜弁に作用することになる。この結果、底面積を抑えつつ、インク収容量を増加させるためには、膜弁の開弁時の負圧を大きくする必要があり、インク残量が少なくなった時点、つまりインクの水頭圧が規定値よりも低下した時点で印字品質の低下を招くという虞がある。反対に、印字品質を重視してインクレベルを所定の範囲に維持しようとするとインク残量が多くなってしまうという問題がある。
また、使い残しとなるインク量を少なくしようとして印字品質を度外視して印刷を継続すると、膜弁を開弁させるための余分な負圧を必要として、記録ヘッドに大きな負圧が作用するため、記録ヘッドのノズルのメニスカスが破壊されてしまい印字が不能になるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、インクを収容する容器の底面積を抑えつつ、負圧発生機構を構成する膜弁に作用するインクの水頭圧を可及的に小さく、かつ印字品質の低下を招くことなく有効使用できるインク収容量を増大させることができる。
また部品の共通化を図りつつ、インク収容量を簡単に変更することができるインクカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために本発明においては、底面にインク供給口を備えた容器の内部を壁により上下に分割し、前記容器の下部側に形成された下部インク収容室と、前記容器の上部側に形成された上部インク収容室とを備え、前記下部インク収容室の底部と上部インク収容室の底部とを接続する吸い上げ流路と、前記インク供給口と前記上部インク収容室とを結ぶ流路の途中に配置されたインクの流れを制御する差圧弁と、前記吸い上げ流路に対向する位置に形成された第１の開口と、前記下部インク収容室に連通する第２の開口と、前記上部インク収容室と下部インク収容室の空気を排気して、前記第１、及び第２の開口からインクを注入した状態で、前記第１、及び第２の開口を封止する封止部材とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
負圧発生機構を介して記録ヘッドに供給するため、インク消費にともなうインクカートリッジ内のインク量による圧力の変化を負圧発生機構により低減でき、また記録装置に装着された状態の場合にのみ、インク収容室を大気に連通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１、図２は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例を、これを構成する容器本体１の表裏の構造を、また図３は底面の構造を示すものであって、略水平方向に延びる壁２により上下に分割され、下部領域に下部インク収容室を構成する第１インク収容室３が形成され、また上部には後述する負圧発生機構となる差圧弁収容室４、及びフィルタを収容するフィルタ室５、及び上部インク収容室を構成する第１、第２の上部インク収容部１５、１６を備えた第２インク収容室が形成されている。
【００１０】
これら差圧弁収容室４とフィルタ室５とは、容器本体１の厚み方向の中央部で壁６により分離され、差圧弁収容室４側には凸部からなる弁座６ａ、及び貫通穴６ｂが形成されている。また、フィルタ室側にはフィルタ１８（図６参照）を固定する枠部１０が形成されている。
【００１１】
上下の部屋は、一側部で上下方向に延びる壁１１ａ、１１ｂ、及び水平方向に延びる壁１１ｃ、１１ｄにより迷路状、より具体的には垂直面内で周回する流路を介して終端がフィルタ室５の上部領域の開口５ａに連通されている。
【００１２】
一方、貫通穴６ｂによりフィルタ室５と接続された差圧弁収容室４は、流路１３ｂの上端部１３ａから流路１３ｂを経由して流路１３bの下端部１３ｃから第１インク収容室３を隔離するように形成された流路１３の上端部１３ｄに連通し、更に流路１３ｇはインク供給口１４に連通している。また、差圧弁収容室４及びフィルタ室５を挟むように前述の第１、第２の上部インク収容部１５、１６が配置され、第１インク収容室３から上昇したインクに含まれている気泡をこれら上部インク収容部１５、１６にトラップするようになっている。
【００１３】
容器本体１の上部には、図３に示したように容器本体１の外壁と若干の間隙を形成するように水平方向に延びる壁２０を形成して空気室２１が設けられている。空気室２１は、容器本体１の差圧弁収容室側の面に形成されたキャピラリ２２の一端２２ａを介して大気開放口１７から大気に開放されている。また、空気室２１は、筒状部２５を介して第１インク収容室３に連通されており、第１インク収容室３は、筒状部２５の開口２５ａ、空気室２１、通気性膜２４ａ、キャピラリ２２を介して大気開放口１７に接続されている。
【００１４】
キャピラリ２２は、差圧弁収容室側の面に形成された蛇行溝を遮気性フィルム３７により封止して形成されており、その一端２２ａが大気開放口１７に接続され、他端２２ｂが通気性膜２４ａと遮気性膜２４ｂとにより区画された領域に空間２２ｃ及びこの空間２２ｃと容器本体内部で連通する溝２３ｃを介して連通されている。通気性膜２４ａは、容器本体１に形成された凹部２３の中段に張設されている。具体的には、凹部２３の中段に膜支持部２３ａを形成してここに通気性膜２４ａを張設するとともに、凹部２３の上面２３ｂに遮気性膜２４ｂを張設して外気と遮断されている。
【００１５】
空気室２１は、インク供給口１４とほぼ対向する位置に設けられた筒状部２５を介して第１インク収容室３に連通されている。筒状部２５の上部には開口２８が設けられ、弾性変形可能な遮気性膜２９により封止され、また筒状部２５には板バネ２６により上方に付勢され、常時第１インク収容室３を封止する弁体２７が収容されている。（図８参照）
この構成により、インクカートリッジ１が記録装置に装着された際に進入してくる作動杆Ｒにより遮気性膜２９が弾性変形して弁が開弁され、その結果第１インク収容室３が空気室２１に連通する。
【００１６】
この弁体２７は、図５（イ）、（ロ）に示したようにカートリッジの上面に形成された窓２８から一端２７ｄが露出し、下端が筒状部２５を貫通して空気室２１に延びるスライダ２７ａに、弾性材料からなる弁２７ｂを設けて構成され、スライダ２７ａの上部２７ｃが板バネ２６の取り付け部２６ａに取付けられている。窓２８は、弾性変形可能で、かつ遮気性を備えた遮気性膜２９により封止されている。
【００１７】
一方、インク供給口１４が形成されている下面には、差圧弁収容室４の直下に下面側に開口する凹部３０が形成され、この実施例ではインクカートリッジ識別用の突起３１を形成する領域が確保されている。またこの下面には製造時にインクを充填するためのインク注入口３２、３３が形成されている。なお、図中符号３４は、インク供給口１４の近傍の側壁に形成された記憶手段収容凹部を、また符号３５は、インクカートリッジの記録装置のキャリッジへの着脱支援用の凸部を示す。
【００１８】
図６（イ）（ロ）は、負圧発生機構（負圧付与手段）としての差圧弁機構の一実施例を、閉弁状態、及び開弁状態で示すものであって、外周に環状の厚肉部４０ａを、また中心に貫通穴４０ｂが穿設された厚肉部４０ｃを、さらに厚肉部近傍に略Ｓ字条の屈曲部４０ｄを備えた膜弁４０を、円筒状のホルダ４１に固定して差圧弁収容室４に嵌装されている。中心の厚肉部４０ｃと容器本体１の間にはコイルバネ４２が挿入されている。コイルバネ４２は、記録ヘッドでのインクの消費によりインク供給口１４に一定の負圧が作用した時点で膜弁４０を弁座６ａから離れさせ（図６（ロ））、また記録ヘッドにインクの供給が終了した時点で膜弁４０を弁座６ａに弾接させる（図６（イ））ことができるようにその弾圧力を調整されている。
容器本体１は、フィルタ室側の面を蓋体３６により、また差圧弁収容室側の面に遮気性フィルム３７を張設して封止されて密封容器に構成されている。
【００１９】
このように構成されたインクカートリッジは、インク供給口１４をインク供給針の挿入により破砕可能なフィルムにより封止した状態で、底面のインク注入口３３、３４にインク注入手段を接続してインクを充填し、充填後、これらのインク注入口３２、３３を栓体、または遮気性フィルムで封止してインクカートリッジに仕上げられる。
【００２０】
図７（イ）は、上述したインクカートリッジに適したカートリッジホルダ５０の一実施例を示すものであって、基部５１にインクカートリッジの前面、及び前面に隣接する両側面に一致する壁５２、５３、５４と、カートリッジの垂直凹部に対向する位置に凸部５５を設けて構成され、必要に応じてカートリッジ種類検出突起５６を形成して構成されている。
【００２１】
この実施例において、インクカートリッジが記録装置に装着されていない状態では、弁体２７の弁２７ｂがバネ２６により筒状部２５の第１インク収容室側の開口部を封止するよう弾圧されて第１インク収容室３が大気と遮断されているため、インクの蒸発や漏洩が防止される。
【００２２】
一方、インクカートリッジをカートリッジホルダ５０に装着すると、前面側の３面が壁５２、５３、５４に、また凹部が凸部５５にガイドされて図７（ロ）に示したように所定位置に位置決めされ、また図８に示したように弁体２７が、記録装置に設けられた作動杆Ｒにより遮気性膜２９を介して下方に押圧されて開弁する。これにより、第１インク収容室３が空気室２１、通気性膜２４ａ、キャピラリ２２、大気開放口１７を介して大気に開放される。
【００２３】
この状態で、記録ヘッドでインクが消費されてインク供給口１４側に負圧が作用すると、膜弁４０が差圧を受けてコイルバネ４２の付勢力に抗して弁座６ａから離れる。第１インク収容室３のインクはフィルタ１８を通過して貫通穴６ｂから差圧弁収容室４に流れ込み、膜弁４０の貫通穴４０ｂを通過して流路１３を経由してインク供給口１４に流れ込む。
【００２４】
他方、インク供給口１４からのインクの流れ出しによりフィルタ室５に負圧が作用すると、図９に示したように第１インク収容室３のインクは壁１１により区画された垂直方向に伸びる流路Ａ、最上部で水平方向に伸びる流路Ｂ、フィルタ室を区画する壁と水平方向に伸びる壁２とで形成された流路Ｃ、垂直な流路Ｄ、水平な流路Ｅを経由して第１インク収容室３のインクがフィルタ室５の上部に吸い込まれる。このように第１インク収容室３のインクは、２つの上部インク収容部１５、１６を経由し、その底部から流れ出すため、インクの気泡は、上部インク収容部１５、１６の上部に停滞させられてフィルタ室５に流入する以前に可能な限り除去される。
ここで、上部インク収容部１６はその底部でインク流入及びインク流出が行われるため、この上部インク収容部１６でインクが消費される期間は差圧弁にかかる圧力（水頭圧）を一定にすることができ、水頭圧の変化を低減することができる。
【００２５】
このようにしてインクが消費されると、下部に位置する第１インク収容室３のインクを上部のフィルタ室５に吸い上げ、その後、差圧弁機構を介してインク供給口１４に供給する。したがって、膜弁４０の背面に作用するインク圧が第１インク収容室３のインクの揺動などによる圧力変化の影響が少なく、最適な負圧を維持して記録ヘッドにインクを供給することができる。
【００２６】
他方、インクカートリッジのインクが消費されたり、また途中でインク種を変更するべくインクカートリッジが取り外されると、弁体２７が記録装置側の作動杆の支持を失って閉弁し、また膜弁４０もコイルバネ４２により付勢されて弁座６ａに弾接しているため、インク供給口１４からのインクの漏れ出しが防止される。
【００２７】
なお、上述に実施例においては、負圧発生機構を構成する差圧弁機構を、上部に位置する第２インク収容室８に収容しているが、第２インク収容室８とインク供給口１４とを接続する流路に接続すれば、収容する位置に関わり無く、上部のインク収容室８のインクに負圧を付与してインク供給口１４に供給できることは明らかである。
【００２８】
また、上述の実施例においては、凹部に誤挿入防止のために識別片ブロックを装着する場合について説明したが、誤挿入の恐れが無い場合、例えば併用される他のカートリッジ（イエローインク用、シアンインク用、マゼンタインク用カートリッジ）と外形形状を異ならせたカートリッジ（ブラックインク用カートリッジ）にあっては識別片ブロックを装着することなく使用することができる。
【００２９】
また、図１０に示したようにフィルタ室５に多孔質材５７を単独、またはフィルタ１８に重なるように充填すると、気泡等、印刷に障害を与える異物や、また短い周期でのインクの圧力変化の影響を排除することができる。更に、多孔質材を単独で用いた場合には、フィルタの溶着工程がなくなるので製造が容易になる。更にまた、多孔質材を容器本体と同一材料にすれば、リサイクル性が向上する。
【００３０】
また、上述の実施例にあっては、図１１（イ）、（ロ）に示したように凹部３０の識別片とは反対側のインク収容部の長さＬ１、Ｌ２を変更することにより、容積を変更してインクカートリッジのインク容量を、挿抜性や記録ヘッドヘのインク供給特性に変化をもたらすことなく変更することができる。
【００３１】
図１２（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの他の実施例の外観を示すものであって、インクカートリッジ６１は、一方の面が開口した扁平な矩形状の容器本体６２と、この開口を封止する蓋体６３とを主体として構成されている。挿入方向の先端側、この実施例では下部にはインク供給口６４が、上部の側方にはそれぞれ係止部材６５、６６が容器本体６２と一体に形成されている。またインク供給口６４側の係止部材６５の下部には記憶手段６７が設けられ、他方の係止部材６６の下部にはバルブ収容室６８が形成されている。インク供給口６４には、インク供給針の挿通により開弁する図示しない弁体が収容されている。
【００３２】
図１３、図１４は、同上インクカートリッジを構成する容器本体６２に形成された流路の一実施例を示すものであって、容器本体６２は、略水平方向、より詳細にはインク供給口６４の側が若干下方となるように延びる壁７０により上下に分割されている。
下部領域には下部インク収容室を構成する第１インク収容室７１が、また上部は、壁７０を底面とするように容器本体６２の壁７２と一定の間隙を持たせて大気連通路７３を形成するように枠部７４により上部インク収容室が区画されている。枠部７４は、底部に連通口７５ａが形成された垂直な壁７５により分割され、一方の領域を第２インク収容室７６として、また他方の領域を第３インク収容室７７として形成されている。
【００３３】
第２インク収容室７６側には、第２インク収容室７６と容器本体６２の底面６２ａ（第１インク収容室７１の底部領域）とを接続する吸い上げ流路７８が形成されている。吸い上げ流路７８は、記録ヘッドでのインク消費量に対応できる程度の断面積に形成され、図１５に示すように、その下端に第１インク収容室７１に開口し、かつ毛細管力によりインクを保持できる吸い込み口７８ａが、また上端が第２インク収容室７６の底部に連通するように流出口７８ｂが開口するように形成されている。
【００３４】
吸い上げ流路７８の下部には、連通口７９ａ、７９ｂを備えた壁７９が形成されている。またこの吸い上げ流路７８に対向する箇所には容器本体６２に外部からインクの注入のための開口８０、及び第１インク収容室と連通するインク注入のための開口８１が形成されている。この吸い上げ流路７８は、容器本体６２の表面に凹部７８ｃ（図１６）を形成し、この凹部７８ｃを遮気性フィルムにより封止することにより構成されている。
【００３５】
第３インク収容室７７は、枠部７４の上面７４ａと一定の間隙を隔てた壁８２及び壁８４により、また第４インク収容室８３は壁８６、壁８４、壁８７により区画されている。壁８２に連続してフィルタ１１５を収容するフィルタ室９４が壁８４により区画され、さらに容器本体の厚み方向の一方側に差圧弁収容室９３（図１６）を、また他方の側にフィルタ室９４を形成するように壁８５により区画されている。壁８５にはフィルタを通過したインクをフィルタ室９４と背腹関係に形成された差圧弁収容室９３に導く貫通穴８５ａが設けられている。
【００３６】
壁８４の下部には壁７０との間に連通口８６ａを備えた区画壁８６が、また枠部７４との間には下部に連通口８７ａを備えた区画壁８７を設けてインク流路８８が形成されている。インク流路８８の上部は、貫通穴８９を介してカートリッジ６１の表面側に連通している。なお、図中符号６２ｂは、記憶手段６７を収容する凹部を示す。
【００３７】
この貫通穴８９は、図１５に示したように壁８７に連続するように形成された壁９０により分離され、図１６に示したようにその凹部９０ａを介してフィルタ室９４の上部に連通されている。より詳細には、貫通穴８９は凹部９０ａを介して壁９０、８４、８２により区画された領域９１に連通し、フィルタ室９４を区画する壁８４の上部の連通口８４ａを介してフィルタ室９４の上部に連通されている。
【００３８】
差圧弁収容室９３の下部とインク供給口６４とは、図１６に示したように表面に形成された凹部９５と、この凹部９５を覆う遮気性フィルムとからなる流路により接続されている。なお、図中符号９５ａは、インク供給口側に入り込んだ深部を示す。
【００３９】
また、容器本体６２の表面には、可及的に流路抵抗が高くなるように蛇行する細溝９６と、これの周囲に幅広の溝９７と、第２インク収容室７６に対向する領域に矩形状の凹部９８が形成されている。矩形状の凹部９８にはさらに一段下がった位置に枠部９９とリブ１００が形成され、これらに撥インク性と通気性とを備えた通気性フィルムを貼付して大気通気室が区画形成されている。凹部９８の底面には貫通穴１０１が形成され、第２インク収容室７６の壁１０２で区画された細長い領域１０３（図１５）に連通されている。また凹部９８の、通気性フィルムよりも表面側の領域で細溝９６が連通されている。領域１０３の他端は貫通穴１０４、連通用の溝１０５、及び貫通穴１０６を介してバルブ収容室６８に連通されている。
【００４０】
バルブ収容室６８の、カートリッジ挿入側の先端、この実施例では図１４に示したように下部に窓６８ａが形成されて開放されていて、上部に常時閉弁状態を維持し、また記録装置本体に設けられた図示しないバルブ作動杆の進入により開弁する大気開放弁１２５が収容されている。
【００４１】
図１７は、前述の差圧弁収容室９３近傍の断面構造を示すものであって、差圧弁収容室９３には、バネ１１０とエラストマー等の弾性変形可能な材料により構成され、中心に貫通穴１１１を備えた膜弁１１２が収容されている。膜弁１１２はその周囲を環状の厚肉部１１２ａと、この厚肉部１１２ａと一体的に形成された枠部１１４とを備え、この枠部１１４を介して容器本体６２に固定され、またバネ１１０は、一端を膜弁１１２のバネ受け部１１２ｂに、他端を差圧弁収容室の蓋体１１３のバネ受け部１１３ａに支持されている。
【００４２】
なお、図中符号１１５はフィルタ室９４に設けられたフィルタを、また符号１１６、１１７は、容器本体６２の表面、及び開口面側に貼付された遮気性フィルムをそれぞれ示す。フィルム１１６は、図１５における枠部７０、７４、壁７５、８２、８４、８６、８７、９０、及び１０２に溶着等により接着されている。
【００４３】
このような構成により、フィルタ１１５を通過したインクは、インク流通口８５ａを通過して膜弁１１２に阻止される。この状態でインク供給口６４の圧力が低下すると、膜弁１１２がバネ１１０の付勢力に抗して弁座部８５ｂから離れるため、貫通穴１１１を通過し、凹部９５により形成された流路を経由してインク供給口６４に流れ込む。
【００４４】
インク供給口６４のインク圧力が所定の値に上昇すると、膜弁１１２がバネ１１０の付勢力に負けて弁座部８５ｂに弾接され、インクの流通が遮断される。このような動作を繰返すことにより一定の負圧を維持しながらインクをインク供給口６４に排出することができる。
【００４５】
図１８は、大気連通用のバルブ収容室６８の断面構造を示すものであって、バルブ収容室６８を区画する壁には貫通穴１２０が穿設され、ここにゴム等の弾性部材により構成された押圧部材１２１がその周囲を容器本体６２に支持されて移動可能に挿入されている。押圧部材１２１の進入側の先端には、下端を突起１２３により固定され、中央部を突起１２４により規制された板バネ１２２などの弾性部材に支持され、貫通穴１２０に常時付勢された弁体１２５が配置されている。
【００４６】
また押圧部材１２１の他面には図２０に示したような識別ブロック１３５が装着されている。識別ブロック１３５は、インクカートリッジの挿入方向側、この実施例では下端が記録装置の作動杆よりも若干内側に位置するように回動支点１２６ａを形成し、引き抜き側、この実施例では上部側が図示しない作動杆の進入路に斜めに突出するアーム１２６が設けられ、アーム１２６の先端には、押圧部材１２１を弾圧する凸部１２６ｂが形成されている。このような構成により、弁体１２５の開弁時に、第１インク収容室７１の上部に設けられた通孔１２７が貫通穴１２０を介して大気連通用の凹部９８に接続される。
【００４７】
また、アーム１２６よりも挿入側、この実施例では下方に記録装置に対するインクカートリッジの適否を判断するための識別ブロック固定用の凹部１２８が形成され、この凹部１２８には、インク供給針にインク供給口６４を連通させる以前で、かつ弁体１２５を開弁させる以前に、インクカートリッジの適合を判定が完了するように図２０に示した識別ブロック１３５が装着されている。なお、図中符号１３８”は、識別ブロック１３５の識別部となる凸部を示す。
【００４８】
この識別ブロック１３５は、記録装置に設けられた作動杆、及び識別片の進入を案内するガイド溝１３６、及び１３７、１４０が形成され、識別片が進入するガイド溝には所定位置に凸部１３８、１３８’が形成されている。この凸部１３８、１３８’は、不適合なカートリッジが挿入された場合に、識別片に当接してカートリッジの移動を阻止する位置となるように、カートリッジ毎に少なくともカートリッジの挿入方向の位置を違えて形成されている。
なお、図中符号１３９は、容器本体に形成された凹部１４０に係止される爪部を示す。また記録装置に設けられている識別片は、図２４、２５に示したものと同様の構造に構成されている。
【００４９】
このような構成により、下面に作動杆が立設されたカートリッジホルダにカートリッジ６１が装填されると、作動杆が識別ブロック１３５の傾斜したアーム１２６に当接し、カートリッジ６１の押し込みとともに押圧部材１２１を弁体１２５の側に移動させる。これにより弁体１２５が貫通穴１２０から離れ、前述した貫通穴１０６、溝１０５、貫通穴１０４、領域１０３、貫通穴１０１及び通気性フィルムを介して第１インク収容室７１を大気に開放させる。
【００５０】
また、インクカートリッジ６１がカートリッジホルダから引き抜かれた場合には、アーム１２６が作動杆の支持を失うため、バネ１２２により弁体１２５が貫通穴１２０を封鎖し、第１インク収容室７１と大気との連通を断つ。
【００５１】
次にこのように弁など全ての部材が容器本体６２に組み込まれた状態で、表面には少なくとも凹部が形成されている領域を覆うように遮気性フィルム１１７を熱溶着等により貼付する。これにより表面側には細溝９６と遮気性フィルム１１７とにより大気連通路となるキャピラリが形成される。
【００５２】
また開口部には、主として第２インク収容室７６、第３インク収容室７７、第４インク収容室８３を封止するように気密的に遮気性フィルム１１６が熱溶着等により貼着され、壁７０、７４、７５、８２、８４、８６、８７、９０及び１０２により区画された領域が流路７８、連通口７５ａ、８６ａ、８７ａを介してのみ連通するように封止されている。
次に、バルブ収容室６８の開口側も遮気性フィルム１１６’により封止され、最後に封止用の蓋体６３が、フィルム１１６との間に所定の間隙、好ましくはインク圧の変動でフィルム１１６が変形できる程度の間隙を形成するよう溶着等により固定されて第１インク収容室７１が密封されてインクカートリッジに仕上げられる。
【００５３】
インク収容領域をフィルム１１６により封止する構造を採ることにより、容器本体６を高分子材料の射出成形という簡単な手法で複数のインク収容室や領域を区画するように成形できるばかりでなく、キャリッジの往復動に起因するインクの揺動をフィルム１１６の変形により吸収することが可能となる。
【００５４】
ついで、インク注入用の開口８０、８１からカートリッジ内の空気を排気し、その後十分に脱気したインクを注入し、注入が終了した後に開口８０、８１をフィルムや栓体で封止する。この状態では、第１乃至第４のインク収容室７１、７６、７７、８３、インク吸い上げ流路７８、フィルタ室９４、差圧弁収容室９３、及び差圧弁収容室１０４からインク供給口１０４に至る空間にインクが充填された状態となる。
【００５５】
なお、下部のインク収容領域、つまり第１インク収容室７１は、容器本体６２と蓋体６３とにより密封され、また上部のインク収容領域、この実施例では第２インク収容室７６、第３インク収容室７７、第４インク収容室８３、フィルタ室９４は、容器本体６２と蓋体６３との間に位置するフィルム１１６と容器本体６２とにより区画されて第１インク収容室７１に連通する空間１５０（図１７）が存在するので、インク充填量によってはこの空間にも若干のインクが浸入した状態となる場合もある。
【００５６】
このように構成されたインクカートリッジは、弁等により大気との連通が断たれて保存されるため、脱気されたインクを収容している場合にはインクの脱気度が十分に維持される。
インクカートリッジ６１をカートリッジホルダに装填すると、当該ホルダに適合したインクカートリッジである場合には、インク供給口６４がインク供給針に挿通される位置まで進入し、また前述したように作動杆により貫通穴１２０が開放され、第１インク収容室７１（インク収容領域）が大気に連通し、またインク供給口６４の弁体もインク供給針により開弁される。
【００５７】
一方、当該ホルダに適合しない場合には、インク供給口６４がインク供給針に到達する以前、つまり少なくともインク供給口内に形成された弁体をインク供給針により開弁する以前にインクカートリッジの進入が阻止されるから、弁体１２５が封止状態を維持し、インク収容領域の大気の無用な置換を阻止してインク溶媒の蒸発を防止する。
【００５８】
ホルダに正常に装着されて記録ヘッドによりインクが消費されると、インク供給口６４の圧力が規定値以下に低下するから、前述したように膜弁１１２が開放され、またインク供給口６４の圧力が規定値以上に上昇すると膜弁１１２が閉弁して、所定の負圧に維持されたインクが記録ヘッドにインクが流れ込む（図１９（I）、なお図１９（I）乃至（V）におけるハッチングの領域は、第１インク収容室７１乃至第４インク収容室８３等に存在するインクを示す）。
【００５９】
記録ヘッドでのインクの消費が進行すると、第１インク収容室７１のインクは、吸い上げ流路７８を経由して第２インク収容室７６に流れ込む。ここにインクとともに第２インク収容室７６に流れ込んだ気泡は浮力により上昇するから、インクだけが下部の連通口７５ａを経由して第３インク収容室７７に流れ込む。
【００６０】
第４インク収容室８３のインクは、フィルタ室９４を区画する壁８６の連通口８６ａを通過してインク流路８８を上昇し、領域９１からフィルタ室９４の上部に流れ込む。フィルタ１１５を通過したインクは、貫通穴８５ａから差圧弁収容室９３に流れ込み、前述したように膜弁１１２の開閉動作により所定の負圧でインク供給口６４に流れ込む。
【００６１】
もとより、第１インク収容室７１は、通孔１２７を介して大気に連通されて大気圧に維持され、また第２インク収容室７６は、連通口７５ａを介してのみ第３インク収容室７７に連通しているから、記録ヘッドでの消費により減少したインク量に見合うインクが第１インク収容室７１から第２インク収容室７６に流れ込む。
【００６２】
また、第１インク収容室７１のインクが逆流により凹部９８まで流れ込んでも、ここには通気性を備えた撥インク性の膜が設けられているから、この膜により大気との連通を維持しつつインクの流出を阻止することができる。これにより、細溝９６に流れ込んだインクが固化して大気連通流路が閉塞するというような不都合を未然に防止できる。以下、第１インク収容室７１にインクが存在する状態では、第１インク収容室７１のインクレベルＨに対応してインク供給口６４に作用する負圧が徐々に増大する。
【００６３】
このように、下部に位置する第１インク収容室７１の底面領域のインクを、上部のインク収容室、より詳細には第２インク収容室７６の底面近傍に吸い上げるから、上部に位置するインク収容室７６、７７、８３の水頭圧は略一定となり、インクカートリッジの高さに起因する水頭圧の変化を、下方に位置するインク収容室７１の水頭圧Ｈの変化分だけが膜弁１１２に直接作用する。
【００６４】
このため、膜弁１１２を閉弁状態に維持する押圧力を下方に位置するインク収容室７１の水頭圧Ｈの変化分に合わせて設定でき、底面積を増加させることなく、インク収容量を増加させても、つまり容器本体６２を背高構造にしても、記録ヘッド及び負圧発生機構に無用に強い負圧を作用させることなく、インクを供給でき、高い印字品質を維持してインクカートリッジに収容されているインクを有効に使用することができる。
【００６５】
このようにして第１インク収容室７１のインクが吸い上げ流路７８から第２インク収容室７６に吸い上げられて無くなると（図１９（II））、吸い上げ流路７８の吸い込み口７８ａが毛細管力（吸い込み口７８ａに形成されたメニスカスの力）によりインクを保持する。したがって、第２インク収容室７６のインクが第１インク収容室７１に流れ込むことにはならない。また、このように第１インク収容室７１のインクが無くなった状態で、カートリッジが記録装置から引き抜かれても、上部のインク収容領域のインクが第１インク収容室７１に流れ込むのを可及的に防止できる。
【００６６】
記録ヘッドによりインクが消費されて第２インク収容室７６に負圧が作用すると、大気に開放された第１インク収容室７１から空気の吸引を伴いつつ第２インク収容室７６のインクが連通口７５ａを経由して第３インク収容室７７に間欠的に流れ込む。第２インク収容室７６、第３インク収容室７７及び第４インク収容室８３のインクが消費されている期間においては、各収容室７６、７７、８３のインクレベルにほとんど関係なく一定した圧力が負圧発生機構を構成する膜弁１１２に作用し、印字品質の低下を招くことなく、インクカートリッジのインクを有効に記録ヘッドに供給できる。
【００６７】
第２インク収容室７６のインクが無くなると（図１９（III））、第３インク収容室７７に残存しているインクが連通口８６ａを経由して記録ヘッドに供給される。さらに第３インク収容室７７のインクが消費されると、第４インク収容室８３のインクが消費される（図１９（IV））。連通孔７５ａ、８６ａ、８８ａは、図示したようにインクが消費される過程でメニスカスを形成してインクを保持できる程度のサイズの開口として形成されている。
【００６８】
このようにして壁８６で区画された一方の領域のインクが連通口８６ａまで低下し（図１９（IV））、さらに第４インク収容室８３のインクが消費された時点でも（図１９（V））、壁７０が、インク流路８８の側を下方となっているため、インク流路８８の下端８８ａは、インクに常時浸漬された状態となるから、フィルタ室９４が大気に開放されることがない。したがって、この状態で記録ヘッドでのインク消費を中止させると、記録ヘッドへの気泡の流入を防止できる。
【００６９】
このように上部のインク収容領域を壁７５、８６により複数の領域に区画し、複数の上部インク収容室７６、７７、８３を形成し、かつ少なくともそれぞれの底部領域で連通させることにより、上部インク収容室７６、７７、８３のインク量の減少に関わりなく膜弁１１２に対する水頭圧を略一定の範囲内に維持することができ、図１９（II）以後、図１９（IV）の過程、つまり第１インク収容室７１のインクが消費され、第２乃至第４インク収容室７６、７７、８３のインクが記録ヘッドの供給されている状態では、第１インク収容室７１にインクが残存している状態に比較してインク供給口６４の負圧の変動を大幅に抑えることができる。
また、第２インク収容室７６より下流側のインクが消費される過程において、例えば第２インク収容室７６の上部に形成された空気層（トラップされた空気による空間）が環境温度の上昇で膨張してインクが第１インク収容室７１に逆流しても、第１インク収容室７１でトラップされ、その後逆流した第１インク収容室７１のインクは前述した様に第２インク収容室７６に吸い上げられて消費することが可能である。これにより環境温度の変化によって差圧弁に過大な圧力が作用するのを未然に防止でき、インク供給口６４からのインクの漏れ出しを確実に防止できる。
【００７０】
図２１（イ）は、第２インク収容室７６と第３インク収容室７７とを接続する流路の他の実施例を示すものであって、第２インク収容室７６と第３インク収容室７７を区画する壁７５の連通口７５ａの流出側、つまり第３インク収容室７７の側の壁７０には、上方に延び、かつ上部程垂直に近くなる斜面７０ａが形成されている。
これにより、連通穴７５ａから流れ出たインクは、図２１（イ）の矢印Ｆ１で示したように斜面７０ａに沿って流れ、斜面７０ａの背面に渦流Ｆ２を発生する。したがって、染料インクに比較して着色成分等が沈降しやすい顔料インクにあっても、沈降が生じるのを可及的に防止することができる。
【００７１】
図２１（ロ）は、インク収容室の他の実施例を第３インク収容室７７に例を採って示すものであって、この実施例では記録装置のキャリッジに装着されたとき、キャリッジの移動方向（矢印Ｇ）に対向するように、壁７０に斜面７０ｂが形成されている。
これにより、インクカートリッジ６１が記録装置のキャリッジに装着されて、キャリッジの往復動による加減速を受けると、図中Ｆ３で示す上昇流が生じ、図２１（イ）に示した実施例と同様に沈降が生じるのを可及的に防止することができる。なお、このような斜面７０ａは、第１乃至第３インク収容室の少なくとも１つに形成すれば同様の作用を奏することは明らかである。
【００７２】
図２２（イ）、（ロ）、及び図２３（イ）乃至（ニ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの他の一実施例の外観を示すものであって、インクカートリッジ１６１は、一方の面が開口した扁平な矩形状の有底箱型の容器本体１６２と、この開口を封止する蓋体１６３とを主体として構成されている。挿入方向の先端側、この実施例では底面の、長手方向の一方に偏するようにインク供給口１６４が、上部の側方にはそれぞれ係止部材１６５、１６６が容器本体１６２と一体に形成されている。
【００７３】
インク供給口側に偏して位置する係止部材１６５は、挿入方向の先端側、この実施例では下端より若干上部を回動支点１６５ａとし、かつ上部が外側に拡開可能に形成され、また対向する他方の係止部材１６６は、係止部材１６５と協働してインクカートリッジの把持を補助するように形成されている。
これら係止部材１６５、１６６は、その側面が幅方向の位置を規制するガイド部材となるように、キャリッジに設けられた挿入口の幅に対応する幅として構成されている。
またインク供給口側の係止部材１６５の下部には基板の一方の面に複数の電極７ａが形成され、他方の面に半導体記憶素子が形成された記憶手段１６７が設けられ、他方の係止部材１６６の下部にはバルブ収容室１６８が形成されている。
【００７４】
インク供給口１６４の近傍で、かつ容器の中央領域側にはインクカートリッジの挿抜方向に延び、かつ少なくとも先端側が開口したスリット部１６９が形成されている。このスリット部１６９は、少なくともインク供給口１６４の先端がキャリッジのインク供給針に到達する以前にインク供給口の開口面がインク供給針に対して直交するように規制できる長さ、及び幅となるように構成されている。
【００７５】
一方、インクカートリッジが装着されるキャリッジ２６０は、図２４に示したように底面に記録ヘッド２６１を設けるとともに、記録ヘッド２６１に連通するインク供給針２６２を設けて構成されている。インク供給針２６２が設けられている領域から離れた領域には押圧部材、この実施例では板バネ２６３が設けられ、またインク供給針２６２との間に位置決め用の凸片２６４がカートリッジの挿抜方向に延出形成されている。また、インク供給針２６２の側の側壁２６５には電極２６６が配置され、その上部に係止部材１６５の突起１６５ｂと係合する凹部２６７が形成されている。
【００７６】
このような構造を採ることにより、図２５（イ）に示したようにインク供給口１６４を奥側として挿入し、板バネ２６３に抗して押え込むと、スリット部１６９が凸片２６４に規制されるため、一方に偏して設けられた板バネ２６３によりインク供給口１６４の側が下方となるように回転力（図中、矢印Ｋ）を受けるとしても、姿勢が規定の挿抜方向、この実施例では上下方向に平行となるように規制される。
【００７７】
さらにインクカートリッジ１６１をバネ２６３に抗して押し込むと、図２５（ロ）に示したように係止部材１６５の突起１６５ｂが、係止部材１６５の全体の弾性に抗して凹部２６７に落ち込んで係合する。これにより係止部材１６５を把持している指に明確なクリック感が伝わり、ユーザーは、インクカートリッジ１６１がキャリッジ２６０に確実に装着されたことを判定できる。
【００７８】
装着された状態では、インクカートリッジ１６１の記憶手段１６７の電極１６７ａが設けられている面が、係止部材１６５の突起１６５ｂにより挿抜方向の位置を規制されてバネ２６３による付勢力（図中、矢印Ｋの力）によりキャリッジ２６０の電極２６６に押し付けられているため、印刷時の振動に関わりなく、確実にコンタクトを維持する。
【００７９】
一方、交換等によりインクカートリッジ１６１をキャリッジ２６０から取り外す場合には、係止部材１６５を容器本体１６２側に弾圧すると、係止部材１６５は、下端より若干上部の１６５ａを回動支点として回動し、係止部材１６５の突起１６５ｂが凹部２６７から離れる。この状態でインクカートリッジ１６１は、バネ２６３の付勢力によりガイド片２６４にガイドされてインク供給針２６２に平行に移動し、インク供給針２６４に曲げ力などを作用させることなく取り外すことができる。
【００８０】
図２６（イ）、（ロ）は、同上インクカートリッジを構成する容器本体１６２の一実施例を、その表裏の構造で示すものであって、容器本体１６２の内側には、略水平方向、より詳細にはインク供給口１６４の側が若干下方となるように延びる壁１７０により上下に分割されている。
下部領域には第１インク収容室１７１が、また上部は、壁１７０を底面とするように容器本体１６２の壁１７２と一定の間隙を持たせて大気連通路１７３を形成するように枠部１７４により区画されている。枠部１７４は、底部に連通口１７５ａが形成された垂直な壁１７５により分割され、一方の領域を第２インク収容室１７６として、また他方の領域を第３インク収容室１７７として形成されている。
【００８１】
第１インク収容室１７１に対向する領域には、第２インク収容室１７６と容器本体１６２の底面１６２ａ（第１インク収容室１７１の底部）とを接続する吸い上げ流路１７８が形成されている。吸い上げ流路１７８は、記録ヘッドでのインク消費量に対応できる程度の断面積に形成され、その下端に第１インク収容室１７１に開口し、かつ毛細管力によりインクを保持できる吸い込み口１７８ａが、また上端が第２インク収容室１７６の底部に連通するように流出口１７８ｂが開口するように形成されている。
【００８２】
吸い上げ流路１７８の吸い込み口１７８ａの近傍には連通口１７９ａ、１７９ｂを備えた壁１７９が形成されている。またこの吸い上げ流路１７８に対向する箇所には図２７に示したように容器本体１６２に外部からインクの注入のための開口１８０、及び第１インク収容室１７１と連通する開口１８１が形成されている。この吸い上げ流路１７８は、容器本体１６２の表面に凹部１７８ｃ（図２６（ロ））を形成し、この凹部１７８ｃを遮気性フィルム２５５（図２９、図３０）により封止することにより構成されている。
【００８３】
第３インク収容室１７７は、枠部１７４の上面１７４ａと一定の間隙を隔てて壁１８２、１８４、１８６により、また第４のインク収容室１８３は壁１７０、１８４、１８６、１８７により区画されている。壁１８２に連続して差圧弁収容室１９３（図３０）の裏面に連通する流路が壁１８４により区画されている。
【００８４】
壁１８４の下部には壁１７０との間に連通口１８６ａを備えた区画壁１８６が、また枠部１７４との間には下部に連通口１８７ａを備えた区画壁１８７を設けてインク流路１８８が形成されている。インク流路１８８の上部は、フィルタ室となる貫通穴１８９を介してカートリッジ１６１の表面側に連通している。この貫通穴１８９には多孔質材からなるフィルタ２１５（図２９）が挿入されている。なお、図中符号１６２ｂは、記憶手段１６７を収容する凹部を示す。
【００８５】
貫通穴１８９は、図２７に示したように壁１８７に連続するように形成された壁１９０により分離され、凹部１９０ａを介してインク流路１８８の上端に連通し、容器本体１６２の表面側の水滴形の凹部１９０ｂを介して差圧弁収容室１９３の裏面の壁１９４、及び壁１８４で区画された流路の上部の凹部１８４ａに連通されている。
【００８６】
図２６（ロ）に示すように、差圧弁収容室１９３の下部とインク供給口１６４とは、容器本体１６２の表面に形成された凹部１９５と、この凹部１９５を覆う遮気性フィルム２５５とからなる流路により接続されている。
【００８７】
また、容器本体１６２の表面には、可及的に流路抵抗が高くなるように蛇行する細溝１９６と、これの周囲に幅広の溝１９７と、第２インク収容室１７６に対向する領域に矩形状の凹部１９８が形成されている。矩形状の凹部１９８にはさらに一段下がった位置に枠部１９８ａと離散的にリブ１９８ｂが形成され、この枠部１９８ａで固定するように撥インク性と通気性とを備えた通気性フィルム２５８（図３０）を張設して大気通気室が区画形成されている。
【００８８】
凹部１９８の底面には貫通穴１９８ｃが形成されていて、第２インク収容室１７６の壁１９９で区画された細長い領域１９９ａ（図２６（イ））に連通されている。また凹部１９８の、通気性フィルム２５８よりも表面側の領域には細溝１９６の一端１９６ａが連通している。領域１９９ａの他端は、ここに形成された貫通穴２００、容器本体１６２の表面に形成された溝２０１、及び貫通穴２０１ａを介してバルブ収容室１６８に連通されている。
【００８９】
一方、バルブ収容室１６８の裏面には凹部２０３が形成され、またバルブ収容室１６８の先端に第２インク収容室１７６の近傍に開口する貫通穴２０３ａが形成されている。これら凹部２０３から貫通穴２０３ａの領域は、フィルム２２１により封止されて大気連通用の流路を形成している。この貫通穴２０３ａは、枠部１７４と一定の間隙をもって形成された垂直に延びる壁２０４と蓋体１６３とに区画された流路２０５に連通している。流路２０５の上端２０５ａは、壁２０４と枠部１７４とで形成された流路２０６、または大気連通路１７３を介して第１インク収容室１７１の上端に連通されている。
【００９０】
このような流路構造を採ることにより、第１インク収容室１７１のインクのバルブ収容室１６８への流れ込みや、また第１インク収容室１７１のインクの揮散を防止しつつ、第１インク収容室１７１を大気に開放させることができる。
【００９１】
バルブ収容室１６８の、カートリッジ挿入側の先端、この実施例では図２６（ロ）に示したように下部の窓１６８ａにより開放されていて、記録装置本体のキャリッジ１６０に設けられた複数の識別片２７０、２７１、２７２（図２４）及びバルブ作動杆が進入可能な後述する識別ブロック２３０が下部に、また大気開放弁２２５が上部に装着されている。
【００９２】
このような状態で、図２９に示したように容器本体１６２の開口側の枠部１７４、壁１７０、１７５、１８２、１８４、１８６、１８７、１９０、及び１９９には、フィルム２５４を熱溶着等により接着して上部に位置するインク収容室（１７６、１７７、１８３）を形成するとともに、下部のインク収容室（１７１）とは分離された状態で、蓋体１６３が気密的に嵌着されている。また、バルブ収容室１６８には弁体２２５と板バネ２２２を収容した状態で、フィルム２５６が貼着されている。
【００９３】
他方、図３０に示したように容器本体１６２の表面側には差圧弁収容室１９３に膜弁２１２、バネ２１０、膜弁２１２の排出口側と凹部１９５を連通させる溝２１３ａを備えた膜弁押え板２１３とを装着してから、差圧弁収容室１９３、細溝１９６、溝２０１、凹部１９０ｂ、凹部１９５、凹部１９８、凹部１７８ｃを覆うことができるサイズの１枚の遮気性フィルム２５５が貼着される。
またバルブ収容室１６８の凹部２０３に対向する領域には遮気性を有し、作動杆により容易に弾性変形する膜２２１を貼着して、その表面側に識別片２３０が爪２３０ａ、２３０ｂにより装着、固定されている。
【００９４】
また、インク供給口１６４は、インク供給針２６２（図２４）の挿通により開弁する弁体２５０を、バネ２５１により常時閉弁状態、この実施例では下方に押圧するように挿入して、弁体２５０、及びインク供給針と容器本体１６２との気密性を確保するパッキン２５２を挿入して構成されている。なお、図中符号２５３は、インク供給口に貼着されて流通工程でのインクの漏れ出しを防止し、かつインク供給針２６２の挿通が可能な保護用のフィルムを示す。
【００９５】
図３１は、前述の差圧弁収容室１９３の近傍の断面構造を示すものであって、差圧弁収容室１９３には、バネ２１０とエラストマー等の弾性変形可能な材料により構成され、中心に貫通穴２１１を備えた膜弁２１２が収容されている。膜弁２１２はその周囲を環状の厚肉部２１２ａと、この厚肉部２１２ａと一体的に形成された枠部２１４とを備え、この枠部２１４を介して容器本体１６２に固定され、またバネ２１０は、一端を膜弁２１２のバネ受け部２１２ｂに、他端を容器本体１６２に嵌着された膜弁押え板２１３により支持されている。
【００９６】
このような構成により、フィルタ２１５を通過したインクは、インク流通口１９４ａを通過して膜弁２１２に阻止される。この状態でインク供給口１６４の圧力が低下すると、膜弁２１２がバネ２１０の付勢力に抗して弁座部１９４ｂから離れるため、貫通穴２１１を通過し、凹部１９４により形成された流路を経由してインク供給口１６４に流れ込む。
【００９７】
インク供給口１６４のインク圧力が所定の値に上昇すると、膜弁２１２がバネ２１０の付勢力に負けて弁座部１９４ｂに弾接され、インクの流通が遮断される。このような動作を繰返すことにより一定の負圧を維持しながらインクをインク供給口１６４に排出することができる。
【００９８】
図３２（イ）、（ロ）は、大気連通用のバルブ収容室１６８の断面構造を示すものであって、バルブ収容室１６８を区画する壁には貫通穴２２０が穿設され、ここに弁体２２５の凸部２２５ａが移動可能に装填されている。また本体２２５ｂの側が、下端を突起２２３により固定され、中央部を突起２２４により規制された板バネなどの弾性部材２２２に常時閉弁するように押圧されている。弁体２２５は、貫通穴２２０の側にエラストマ等の比較的柔らかい材料で形成された封止部２２５ｃを設けて構成するのが望ましい。
【００９９】
また膜２５８の他面に装着された識別ブロック２３０は、図３３に示したように、爪２３０ａ、２３０ｂにより容器本体１６２の穴１６２ｃ、１６２ｄ（図２８）に固定され、カートリッジの挿入方向に平行な複数、この実施例では３本の溝２３１、２３２、２３３が形成されている。これらの１つの溝２３２にはインクカートリッジの挿入方向側、この実施例では下端が弁体２２５の凸部２２５ａを押圧するためのアーム２３４が形成されている。
【０１００】
アーム２３４は、若干内側に位置するように回動支点２３４ａにより回動可能で、かつ引き抜き側、この実施例では上部側が作動杆２７３（図３２）の進入路に斜めに突出するように構成されている。また、それぞれの溝２３１乃至２３３には、図２４、２５に示したようにキャリッジ２６０の識別片２７０、２７１、２７２の先端に対向するように突出部２３１ａ、２３２ａ，２３３ａが形成されている。
【０１０１】
このような構成により、アーム２３４の位置を一定とする一方、これら突出部２３１ａ、２３２ａ、２３３ａの位置、及び識別片２７０、２７１、２７２の先端の位置を、カートリッジのインクの種類に対応させて設定することにより、カートリッジの誤装着を防止することができる。これら突出部２３１ａ、２３２ａ、２３３ａの位置は、カートリッジの挿抜方向だけではなく、カートリッジの厚み方向の位置を変えることにより、３次元的な配列構造を採ることが可能となり、識別領域形成面積の拡大を招くことなく多くのインク種を識別することができる。
このような識別ブロック２３０は、記録装置では突出部の位置により識別されるが、組立時やまたユーザーが容易にインクの種類を識別できるように、例えば識別ブロックをインクと同系統の色としたり、またインクの種類を示すマークを施しておいてもよい。
【０１０２】
また、インクカートリッジがホルダに装着されて作動杆２７３によりアーム２３４が押圧されると、弁体２２５が移動して開弁状態となる。これにより、第２インク収容室１７６の近傍に開口する貫通穴２０３ａとフィルム２２１により形成された大気連通用の流路、及び枠部１７４と一定の間隙をもって形成された垂直に延びる壁２０４と蓋体１６３とに区画された流路２０５、流路２０６、大気連通路１７３を介して第１インク収容室１７１の上端を大気に開放させる。
すなわち、バルブ収容室１６８は、貫通穴２０１ａにより容器本体１６２の溝２０１に連通し、他端の貫通穴２００、フィルムで被われた領域１９９ａ、貫通穴１９８ｃを介して凹部１９８の底面に連通している。そして凹部１９８は、通気性フィルム２５８を介して容器本体のキャピラリを構成する細溝１９６の一端１９６ａに連通していて、大気に開放されている。
【０１０３】
ところで、図３４に示したように同一の記録装置に装着されても、他のインクよりも多く消費されるインク、例えばブラックインクを収容するカートリッジは、インク容量を多く構成しておくとカートリッジの交換周期を平均化できて使用者にとっては便利である。
このカートリッジは、容器本体１６２’は、開口面の形状は同一で、その深さＷ２だけが大きくなるように構成されている。これにより、容器本体１６２’の深さＷ２を変更するだけで収容可能なインク量を増加することができる。
【０１０４】
そして、インク供給口１６４’、記憶手段１６７’は、その配列中心が、他のカートリッジと同様に容器本体１６２の表面から一定の位置Ｗ１となるように設定されている。なお、識別ブロック２３０’は、容器本体１６２’の表面側に装着されているから、当然に同一の位置に配置されることになる。ただ、係止部材１６５’は、装填時にインク供給口１６４’に確実に押圧力が作用するように、インク供給口１６４’と同様に容器本体１６２’の側に偏して配置されている。
【０１０５】
ところで、容器本体１６２’の厚みＷ２が深くはなっているものの、第４のインク収容室１８３’から差圧弁収容室にインクを誘導するインク流路の断面積や、差圧弁を構成する膜弁２１２’は、前述の薄く構成されたカートリッジと同等で十分である。このため、前述のインク流路１８８に対応するインク流路は、容器本体１６２’の表面側に凹部２０７を設け、この凹部２０７を容器本体１６２’の表面に貼着するフィルム２５５’により封止して形成されている。凹部２０７は、その下端で貫通穴２０７ａにより第４のインク収容室１８３’、また上端で貫通穴２０７ｂによりフィルタ室となる貫通穴１８９’の、容器本体１６２’の内側に連通している。
【０１０６】
また差圧弁収容室１９３’の裏面の流路を区画する壁１８４’は、図３９に示したように表面からの高さＪを容器本体の幅Ｗ２より小さく形成され、フィルム２０８により封止されている。これにより、第４のインク収容室１８３’の底部の貫通穴２０７ａから吸い上げられたインクは、凹部２０７とフィルム２５５’とで形成されたインク流路を上昇し、凹部２０７の上端の貫通穴２０７ｂからフィルタ２１５’を通過して容器本体１６２’の表面側に流出する。なお、貫通穴２０７ｂと貫通穴１８９’とは、凹部１８９ａ’により連通されている。
【０１０７】
その後、容器本体１６２’の表面側の水滴形の凹部１９０ｂ’を経由してから壁１８４’とフィルム２０８とで区画された領域、つまり差圧弁収容室１９３’の裏側に凹部１８４ａ’から流れ込み、以後前述の実施例と同様に、インク供給口１６４’の負圧に応じて膜弁２１２’を開閉させてインク供給口１６４’に流れ込む。また、貫通孔２０７ｂは、インクの消費過程でメニスカスによりインクを保持できる程度の開口を持つように構成されている。
【０１０８】
第４のインク収容室１８３’から差圧弁収容室１９３’に至る流路を上述のように構成すること、つまり壁１８４’の高さを単純に容器本体１６２’と同等の高さに構成する場合に比較して、デッドスペースを少なくして、インクを有効に利用することができる。
本実施例においては、第３のインク収容室１７７’と第４のインク収容室１８３’は、差圧弁収容室の裏面の流路を区画する壁１８４’の高さが、上部のインク収容室を区画する枠部１７４’や壁１７０よりも低く形成されているので、容器本体の厚み方向で実質的に一つのインク収容室を構成することになる。
【０１０９】
なお、このように構成されたインクカートリッジは、さらに図２９、図３０、及び図３８に示したように、容器本体１６２、１６２’の表面に貼付された流路構成用のフィルム２５５、２５５’に重ねるようにして装飾用フィルム２５７、２５７’が重ね張りされて商品に仕上げられる。
この装飾用フィルム２５７、２５７’は、インク注入口１８０、１８１、１８０’、１８１’に対向する領域に舌部２５７ａ、２５７ａ’を形成し、この舌部２５７ａ、２５７ａ’でインク注入口１８０、１８１、１８０’、１８１’を封止しておくのが望ましい。
【０１１０】
上述の実施例においては、第２インク収容室１７６、１７６’と第３インク収容室１７７、１７７’とは、壁１７５、１７５’の下部に形成された凹部１７５ａ、１７５ａ’とだけで連通させて、第２インク収容室１７６、１７６’に気泡トラップ室としての機能を付与しているが、図４０、図４１に示したように壁１７５、１７５’の上部にも凹部を形成すると、顔料インクのように沈降が生じやすいインクであっても、第２インク収容室１７６に沈降した顔料を凹部１７５ａ、１７５ａ’から、また溶媒成分を上部の凹部１７５ｂ、１７５ｂ’から第３インク収容室１８３、１８３’に流入させ、顔料とインク溶媒との撹拌を促してインク濃度の均一化を図ることができる。
【０１１１】
また、上述の実施例においては、レイアウトの都合上、差圧弁収容室を上部のインク収容室側に配置しているが、下部のインク収容室、または上部と下部のインク収容室とに跨がるように配置し、流路により上部に位置するインク収容室のインクを膜弁の流入側に連通させ、また膜弁の流出側を流路によりインク供給口に連通させても同様の作用を奏する。
【０１１２】
さらに、上述の実施例においてはフィルタ５５、５５’が、多孔質材を差圧弁収容室の直近の貫通穴１８９に装填することにより構成されているが、図４２に示したように差圧弁収容室１９９を壁１９４の貫通穴１９４ａを覆うようにメッシュからなる板状フィルタ２７３を張設しても同様の作用を奏する。
また、多孔質材からなるフィルタと板状のフィルタとを、インクカートリッジに収容されるインクの種類等により選択していずれか一方または両方を用いることも可能である。
【０１１３】
また、この実施例においては、上部に３つのインク収容室を形成しているが、１つだけであっても上述した膜弁に作用する水頭圧の変化を低減できる効果を奏する。また２つ以上形成して底部で連通させることにより、各インク収容室のインクが消費されていく段階でできる空間を気泡トラップ空間として機能させて負圧発生機構への気泡の流入を可及的に防止し、もって印字品質の低下を防止できる。
【０１１４】
さらに上述の実施例においては、インク供給口をカートリッジの底面に形成されているが、側面に形成しても同様の作用を奏することは明らかである。なお、このような構造を採る場合には、カートリッジの挿入工程に合わせて作動する部材をもその挿入方向の対応するように向きを変更することは、設計変更として処理できる事項である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例の表裏の構造を示す斜視図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上インクカートリッジを封止している側面形成部材を取り外して示す斜視図である。
【図３】同上インクカートリッジを底面から見た構造を示す斜視図である。
【図４】図（イ）、（ロ）は、それぞれインクカートリッジの上面、及び大気連通経路を示す正面図である。
【図５】図（イ）（ロ）は、それぞれ大気連通路を構成する弁体及びバネの一実施例を示す図である。
【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれ負圧発生機構を構成する差圧弁の一実施例を、閉弁状態、及び開弁状態で示す断面図である。
【図７】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上インクカートリッジに適したカートリッジホルダを一部を切り欠いて示す図、及びインクカートリッジが装着された状態を示す斜視図である。
【図８】記録装置に装着されて大気に開放された状態での弁体の位置を示す図である。
【図９】同上インクカートリッジに形成されているフィルタ室側のインク流路を中心に示す正面図である。
【図１０】本発明のインクカートリッジの他の実施例を示す斜視分解図である。
【図１１】同上インクカートリッジの容量を変更した場合の実施例を示す斜視図である。
【図１２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例の外観を示す斜視図である。
【図１３】同上インクカートリッジを構成する容器本体の開口面の構造を示す斜視図である。
【図１４】同上インクカートリッジを構成する容器本体の底面の構造を示す斜視図である。
【図１５】同上インクカートリッジを構成する容器本体の開口面の構造を示す正面図である。
【図１６】同上インクカートリッジを構成する容器本体の表面の構造を示す正面図である。
【図１７】差圧弁収容室の構造を拡大して示す断面図である。
【図１８】大気連通用のバルブ収容室の構造を拡大して示す断面図である。
【図１９】図（I）乃至（V）は、それぞれ同上インクカートリッジのインク量の変化を模式的に示す斜視図である。
【図２０】図（イ）、（ロ）は、それぞれ識別用ブロックの一実施例を示す図である。
【図２１】図（イ）、（ロ）は、それぞれインク流路、及びインク収容室の底面構造を示す断面図である。
【図２２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例の表裏の外観を示す斜視図である。
【図２３】図（イ）乃至（ニ）は、それぞれ同上インクカートリッジの上面図、正面図、底面図、及び側面図である。
【図２４】同上インクカートリッジが装着されるキャリッジの一実施例を示す断面図である。
【図２５】図（イ）、（ロ）は、それぞれインクカートリッジをキャリッジに装着する過程を示す図である。
【図２６】図（イ）、（ロ）は、それぞれインクカートリッジを構成する容器本体の一実施例を、開口面及び表面の構造で示す斜視図である。
【図２７】同上インクカートリッジを構成する容器本体の底面の構造を、開口面側から見た状態で示す斜視図である。
【図２８】同上インクカートリッジを構成する容器本体の開口面の構造を示す正面図である。
【図２９】同上インクカートリッジの一実施例を示す分解斜視図である。
【図３０】同上インクカートリッジの一実施例を示す分解斜視図である。
【図３１】差圧弁収容室の近傍の構造を拡大して示す断面図である。
【図３２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気連通用のバルブ収容室の構造を閉状態、及び開状態で拡大して示す断面図である。
【図３３】図（イ）、（ロ）は、それぞれ識別用ブロックの一実施例を示す斜視図と正面図である。
【図３４】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ同上インクカートリッジを大容量タイプに構成した場合の実施例を示す斜視図と底面図である。
【図３５】同上大容量タイプのインクカートリッジを構成する容器本体の底面の構造を、開口面側から見た状態で示す斜視図である。
【図３６】同上大容量タイプのインクカートリッジを構成する容器本体の表面側の構造を示す斜視図である。
【図３７】同上大容量タイプのインクカートリッジの一実施例を示す容器本体の開口面の構造を示す正面図である。
【図３８】同上大容量タイプのインクカートリッジの一実施例を示す組立斜視図である。
【図３９】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上大容量タイプのインクカートリッジのインク供給口の構造を示す断面図、及びインク供給口を中心とする構造を示す断面図である。
【図４０】小容量タイプのインクカートリッジの他の実施例を、容器本体の構造で示す正面図である。
【図４１】大容量タイプのインクカートリッジの他の実施例を、容器本体の構造で示す正面図である。
【図４２】同上インクカートリッジに設けるフィルタの他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  容器本体  ２  壁  ３  第１インク収容室  ４  差圧弁収容室  ５  フィルタ室  ６ａ  弁座  ６ｂ  貫通穴  １１ａ〜１１ｄ  インク流路を形成する壁  １４  インク供給口  １５、１６  上部インク収容部  １７  大気開放口  １８  フィルタ  ２１  空気室  ２２  キャピラリ  ２７  弁体  ３２  インク注入口  ３３  インク注入口  ４０  膜弁
【図１】
0003685262.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003685262.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003685262.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003685262.tif 000011
【図１１】
0003685262.tif 000012
【図１２】
0003685262.tif 000013
【図１３】
0003685262.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003685262.tif 000016
【図１６】
0003685262.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0003685262.tif 000019
【図１９】
0003685262.tif 000020
【図２０】
0003685262.tif 000021
【図２１】
0003685262.tif 000022
【図２２】
0003685262.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
0003685262.tif 000025
【図２５】
0003685262.tif 000026
【図２６】
0003685262.tif 000027
【図２７】
0003685262.tif 000028
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
0003685262.tif 000031
【図３１】
0003685262.tif 000032
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
0003685262.tif 000040
【図４０】
0003685262.tif 000041
【図４１】
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【図４２】
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