(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが保存されるインク貯蔵部と，前記インク貯蔵部を覆うカバーと，前記インク貯蔵部のインクを印刷媒体に液滴で吐出するヘッドとを備えるインクカートリッジにおいて；
前記カバーは，
前記インク貯蔵部の開口部を覆い，通気孔と前記インク貯蔵部へのインク注入口となる貫通孔とが形成された内部カバーと，
前記内部カバーから所定距離離隔されて，前記インク貯蔵部と前記内部カバーとを密封する外部カバーと，
前記内部カバーと前記外部カバーとの間を仕切り，前記内部カバーの前記通気孔に連通するジグザグ状の空気通路を形成するプレートと，
を備え，
前記内部カバーのインク貯蔵部側には，前記通気孔を包囲するように所定の高さに第１の円筒形状凸部が形成され，
前記インク注入口は，前記内部カバーの外部カバー側に前記インク注入口を包囲するように形成された第２の円筒形状凸部と，前記外部カバーのインク貯蔵部側に前記第２の円筒形状凸部にはめ込まれるべく形成された第３の円筒形状凸部との結合により，密封されることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記インク貯蔵部は，複数の色相のインクを相互に隔離して保存することが可能であり，前記ジグザグ状の空気通路は，前記複数の色相のインクに対応して設けられていることを特徴とする，請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記内部カバーと前記外部カバーとは，超音波融着により結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに使用するインクカートリッジに係り，より詳細には，インク貯蔵室上部にジグザグ状の空気通路を形成して，インク貯蔵室からのインク逆流による空気通路の塞がりを改善したインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は米国特許第６，０８６，１９３号公報に開示された５室カラーインクカートリッジ蓋部の平面図である。開示されたインクカートリッジは，マゼンタ及びシアンインクについてはそれぞれ濃度が異なった二つのインク貯蔵室よりなっており，イエローカラーは一つのインク貯蔵室よりなっている。蓋部１２０には，その下部に位置する５室のインク貯蔵室（図示せず）と対応する５つのインク充填孔１３０と５つの空気排出口１３２とが貫通されて形成されている。この空気排出口１３２から連通して，端部が筒孔部１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ，１３４ｄに繋がる溝（グルーブ）１３３が迷路状に形成されている。
【０００３】
インクカートリッジを使用する時に，筒孔部１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ，１３４ｄ上に被覆されているフィルム１３５をはがして，グルーブ１３３によって連通している各インク貯蔵室内を大気に開放する場合，この長いグルーブ１３３により，インク貯蔵室内部のインクが蒸発することが防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，前記構造の蓋部１２０を備えたインクカートリッジは，取扱の不注意によりインクカートリッジの上部が下に向いたり，高温及び振動などの影響でインクがグルーブ１３３を通じて逆流する場合，空気通路のグルーブ１３３が塞がり，それにより空気が通じなくなって，インクカートリッジ内の圧力維持がなされずに過負圧現象が生じて，インク吐出が困難になる問題点がある。
【０００５】
本発明は，従来のインクカートリッジが有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，インクが逆流しても，各インク貯蔵室の上部に位置する空気通路が塞がらず，スムーズなインク吐出が可能なインクカートリッジを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，インクが保存されるインク貯蔵部と，インク貯蔵部を覆うカバーと，インク貯蔵部のインクを印刷媒体に液滴で吐出するヘッドとを備えるインクカートリッジにおいて，カバーは，インク貯蔵部の開口部を覆い，通気孔とインク貯蔵部へのインク注入口となる貫通孔とが形成された内部カバーと，内部カバーから所定距離離隔されて，インク貯蔵部と内部カバーとを密封する外部カバーと，内部カバーと外部カバーとの間を仕切り，内部カバーの通気孔に連通するジグザグ状の空気通路を形成するプレートと，を備え，内部カバーのインク貯蔵部側には，通気孔を包囲するように所定の高さに第１の円筒形状凸部が形成され，インク注入口は，内部カバーの外部カバー側にインク注入口を包囲するように形成された第２の円筒形状凸部と，外部カバーのインク貯蔵部側に第２の円筒形状凸部にはめ込まれるべく形成された第３の円筒形状凸部との結合により，密封されることを特徴とするインクカートリッジが提供される。
【０００７】
こうして，インク貯蔵部を覆うカバーを，内部カバーと，インク貯蔵部と内部カバーとを密封する外部カバーと，内部カバーと外部カバー間を仕切ってジグザグ状の空気通路を形成するプレートとで構成することにより，取扱不注意や高温や振動によりインクが逆流した場合にも，内部カバーと外部カバーの間が離隔しているので，インクが少々溜まっても空気通路が塞がることを防止できる。さらに，インク貯蔵室に流入する空気は，ジグザグ状の空気通路を通過する時にホコリなどが濾されて除去される。
【０００８】
内部カバーには，前記空気通路に連通する通気孔と，前記インク貯蔵部にインクを注入するインク注入口となる貫通孔が形成されていることが望ましい。インク貯蔵部にはインク注入口からインクを注入することができ，通気孔を通してインク貯蔵部内を好適な負圧に保つことができる。
【０００９】
また，内部カバーのインク貯蔵部側には，通気孔を包囲するように所定の高さに第１の円筒形状の凸部が形成されていることが望ましい。これにより，インク貯蔵部から円筒形状の凸部の高さ以上にインクが漏れなければ，通気孔からインクが逆流して，空気通路に達するのを防ぐことができる。
【００１０】
さらに，インク注入口は，内部カバーの外部カバー側にインク注入口を包囲するように形成された第２の円筒形状凸部と，外部カバーのインク貯蔵部側に第２の円筒形状凸部にはめ込まれるべく形成された第３の円筒形状凸部との結合により，密封されることが好ましい。こうして，インク注入口の密封のために別途に部品を使用しないので材料費を節減することができる。
【００１１】
また，インク貯蔵部は，複数の色相のインクを相互に隔離して保存することが可能であり，ジグザグ状の空気通路は，複数の色相のインクに対応して設けられていることが好ましい。
【００１２】
このように本発明は，単色インクのカートリッジだけでなく，複数の色相のインクカートリッジについても対応することが可能で，単色インクカートリッジと同様の効果を得ることができる。
【００１３】
一方，単色の，或いは複数の色相のインクカートリッジにおいて，内部カバーと外部カバーとは超音波融着により結合されることが望ましい。こうして，内部カバーと外部カバーとを確実に結合させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本実施の形態にかかるインクカートリッジについて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
図１は，本実施の形態によるインクカートリッジの断面図を示したものであり，図２は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切開したインクカートリッジの上方からの平面図である。図面を参照すれば，インクカートリッジ１はインクを入れるインク貯蔵部１０と，インク貯蔵部１０の底面に対向する開かれた開口部を覆う内部カバー４０と，内部カバー４０から所定距離離隔され，インク貯蔵部１０及び内部カバー４０を密封する外部カバー７０とを備える。
【００１６】
前記インク貯蔵部１０は２つの第１隔壁１１により３つのインク貯蔵室１２に区画され，それぞれイエロー，マゼンタ及びシアンカラーインクを収容する。各インク貯蔵室１２は，第１隔壁１１に対して垂直に形成された第２隔壁１３に区画されて，第１チャンバ１４及び第２チャンバ１６に区分され，第２隔壁１３の下部には両チャンバ間のインク通路１８が形成されている。第１チャンバ１４にはインクが満たされており，第２チャンバ１６にはスポンジ２０及びインクが満たされている。第２チャンバ１６の下部にはヘッド２４にインクを供給するインク供給管２２が形成されている。
【００１７】
内部カバー４０には，内部カバー４０が覆う各インク貯蔵室１２に対応して，その第１チャンバ１４にインクを注入するインク注入口４２と，第２チャンバ１６に対応して通気孔４４とが形成されている。各インク貯蔵室１２上部の内部カバー４０と外部カバー７０間を仕切る外郭プレート４８により空気チャンバ４６が形成されている。
【００１８】
空気チャンバ４６の内部にはジグザグ状に形成されて，外部カバー７０及び内部カバー４０間を仕切るプレート４９によりジグザグ状空気通路４９ａが形成されている。空気チャンバ４６の底部に位置する通気孔４４周辺にはプレート４９がなく，一定空間のインク貯蔵空間５０が形成されている。外郭プレート４８の外部カバー寄りのインク注入口４２側の側面には空気が出入りできる孔４６ａが形成されている。
【００１９】
内部カバー４０のインク貯蔵部１０側の面にはリブ５２が形成されて，インク貯蔵部１０に内部カバー４０を結合する際に，第２チャンバ１６内に挿入されたスポンジ２０を圧縮する。また，内部カバー４０のインク貯蔵部１０側に通気孔４４を包囲して所定高さに，たとえば第１の円筒形状凸部をなす円筒形状凸部４５が形成されている。インク注入口４２は，外部カバー７０のインク貯蔵部１０側の面に，たとえば第２の円筒形状凸部をなす円筒形状凸部７２と，内部カバー４０の外部カバー７０側の面に，たとえば第３の円筒形状凸部をなす円筒形状凸部４２ａとにより，二重に結合されて密封される。
【００２０】
図３は図１が超音波融着される前の分離断面図であり，（ａ）は外部カバー，（ｂ）は内部カバー，（ｃ）はインク貯蔵部の断面図である。  図面を参照すれば，内部カバー４０には外部カバー７０と融着される表面に三角形状の融着ガイド６０が形成されており，インクカートリッジ製造時に融着ガイド６０がそれに対応する外部カバー７０の表面に溶けつつ接触部位を密封する。外部カバー７０の円筒形状凸部７２は内部カバー４０のインク注入口４２を覆う円筒形状凸部４２ａの中へ組み込まれてインクを注入した後のインク注入口４２を密封する。
【００２１】
次に，前記構造のインクカートリッジの作用を図面を参照して詳細に説明する。インクカートリッジ製造時に，まずインク貯蔵部１０に内部カバー４０を超音波融着した後，各カラー別に第１チャンバ１４のインク注入口４２を通じてインクが注入される。各インク貯蔵室１２にインクが満たされれば，内部カバー４０上に外部カバー７０を融着する。製造されたインクカートリッジ１をプリンタに使用する時，第２チャンバ１６下部のインク供給管２２を通じてヘッド２４にインクが供給される。これにより，第２チャンバ１６内のインクが消費されてスポンジ２０の孔穴からインクが使われる。
【００２２】
インク使用につれて第２チャンバ１６に負圧がかかり，空気チャンバ４６の孔４６ａに空気が流入し，この時流入する空気は空気通路４９ａを通り過ぎ，ホコリ及び異質物が濾された後で通気孔４４に入り，圧力を上げることによりインク吐出に支障となる過負圧を防止する。また，スポンジ２０の毛細管力により第２チャンバ１６内にはインク通路１８を通じて第１チャンバ１４のインクが流入する。
【００２３】
前記構造のインクカートリッジ１はさかさまに置かれる場合，インク注入口４２が密封されているので，インク注入口４２を通じてはインクが漏れない。また，内部カバー４０のインク貯蔵部１０側に，通気孔４４を包囲する所定高さの，円筒形状凸部４５が形成されており，第２チャンバ１６内のインクが漏れて円筒形状凸部４５の高さ以上のインクがある場合にだけ，通気孔４４を通じて漏れることもある。しかし，それらのほとんどはインク貯蔵空間５０とプレート４９間の空気通路４９ａに溜まり，根本的に従来技術のように空気通路を塞がない。
【００２４】
インクカートリッジ１を正常な設置に戻すことにより，インク貯蔵室１２から漏れたインク貯蔵空間５０と空気通路４９ａとに位置するインクは通気孔４４を通じ第２チャンバ１６に戻り，一部インクが空気チャンバ４６の底部に存在しても，空気通路としての役割を果たす。
【００２５】
以上，添付図面を参照しながら本実施形態にかかるインクカートリッジの好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２６】
実施の形態では，３色カラーインクカートリッジを例に挙げて説明したが，前記構造のインクカートリッジは，単色インクカートリッジにも適用される。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，インクカートリッジにおいて，内部カバーと，所定距離離れた外部カバーと，内部カバーと外部カバーとの間にジグザグ状の空気通路が形成された構造にすることにより，使用中の過熱や振動，或いは取扱不注意のためにインク貯蔵室内のインクが逆流することを防ぎ，逆流時にも内部カバーと外部カバーの間のインク貯蔵空間にインクが保存されるので空気通路が塞がることが防止される。また，インク貯蔵室に流入する空気がジグザグ状の空気通路を通過する時には，ホコリなどが濾されて除去される。さらにまた，インク注入口は内部カバーと外部カバーとにより密閉されるため，密封のために別途に部品を使用せず，材料費が節減されて，製造工程が単純化するメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態によるインクカートリッジの断面図である。
【図２】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ‘線に沿って切開したインクカートリッジの平面図である。
【図３】図１の分離断面図であり，（ａ）は外部カバー，（ｂ）は内部カバー，（ｃ）はインク貯蔵部の断面図である。
【図４】従来のインクカートリッジ蓋部の平面図である。
【符号の説明】
１    インクカートリッジ
１０    インク貯蔵部
１２    インク貯蔵室
１４    第１チャンバ
１６    第２チャンバ
１８    インク通路
２０    スポンジ
２２    インク供給管
２４    ヘッド
４０    内部カバー
４２    インク注入口
４２ａ  円筒形状凸部
４４    通気孔
４５    円筒形状凸部
４８    外郭プレート
４９    プレート
４９ａ  空気通路
５０    インク貯蔵空間
５２    リブ
７０    外部カバー
７２    円筒形状凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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