(57)【要約】【課題】キャップを有するカートリッジでは、キャップの保管に手間がかかる。【解決手段】液体を収容する収容部を内包するケース５７と、ケース５７に設けられ、前記収容部内の前記液体を外部装置に供給する供給口５５と、供給口５５をケース５７の外側から塞ぐキャップ９１と、を有し、ケース５７とキャップ９１とが、ヒンジ部９３を介して互いに一体につながっており、キャップ９１が、ヒンジ部９３を支点として回動可能に構成されている、ことを特徴とするカートリッジ。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する収容部を内包するケースと、
前記ケースに設けられ、前記収容部内の前記液体を外部装置に供給する供給口と、
前記供給口を前記ケースの外側から塞ぐキャップと、を有し、
前記ケースと前記キャップとが、ヒンジ部を介して互いに一体につながっており、
前記キャップが、前記ヒンジ部を支点として回動可能に構成されている、
ことを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記ケースに、前記キャップを前記供給口から外した状態に留めるストッパーが設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記ケースに、前記供給口から外した前記キャップを収納する収納部が設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記収納部は、前記ケースに設けられた凹部によって構成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動性を有する液状の物質である液体を収容するカートリッジにおいて、例えば、液体の一例であるインクをインクジェットプリンターに供給するためのカートリッジが知られている。このようなカートリッジでは、従来、カートリッジ内に収容するインクをインクジェットプリンターに供給する供給口をキャップで封止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャップが施されたカートリッジでは、カートリッジからキャップを外してからカートリッジがインクジェットプリンターに装着される。このようなカートリッジにおいて、インクが残存しているカートリッジをインクジェットプリンターから取り外した状態で保管することを想定する場合には、カートリッジをインクジェットプリンターに装着している間に、キャップを紛失しないように保管する必要があり、保管に手間がかかるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。
【０００６】
［適用例１］液体を収容する収容部を内包するケースと、前記ケースに設けられ、前記収容部内の前記液体を外部装置に供給する供給口と、前記供給口を前記ケースの外側から塞ぐキャップと、を有し、前記ケースと前記キャップとが、ヒンジ部を介して互いに一体につながっており、前記キャップが、前記ヒンジ部を支点として回動可能に構成されている、ことを特徴とするカートリッジ。
【０００７】
この適用例のカートリッジでは、キャップとケースとがヒンジ部を介して互いに一体につながっているので、キャップが紛失することを避けることができる。これにより、キャップをカートリッジとは別個に保管する手間を軽減することができる。なお、このカートリッジでは、キャップがヒンジ部を支点として回動可能に構成されているので、供給口をキャップで塞いだり、供給口からキャップを外したりすることができる。
【０００８】
［適用例２］上記のカートリッジであって、前記ケースに、前記キャップを前記供給口から外した状態に留めるストッパーが設けられている、ことを特徴とするカートリッジ。
【０００９】
この適用例では、ストッパーによりキャップを供給口から外した状態に留めることができる。
【００１０】
［適用例３］上記のカートリッジであって、前記ケースに、前記供給口から外した前記キャップを収納する収納部が設けられている、ことを特徴とするカートリッジ。
【００１１】
この適用例では、ケースの収納部にキャップを収納することができるので、キャップが邪魔になることを避けやすい。
【００１２】
［適用例４］上記のカートリッジであって、前記収納部は、前記ケースに設けられた凹部によって構成されている、ことを特徴とするカートリッジ。
【００１３】
この適用例では、ケースに設けられた凹部によって収納部が構成されているので、ケースからキャップが突出する量を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における液体噴射システムの構成を示す斜視図。
【図２】本実施形態におけるカートリッジの構成を示す外観斜視図。
【図３】本実施形態におけるカートリッジの構成を示す分解斜視図。
【図４】本実施形態におけるカートリッジの構成を示す断面図。
【図５】本実施形態におけるカートリッジを示す斜視図。
【図６】本実施形態におけるカートリッジを示す斜視図。
【図７】本実施形態におけるカートリッジを示す斜視図。
【図８】本実施形態におけるカートリッジを示す斜視図。
【図９】本実施形態におけるキャップとケースとヒンジ部との一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
液体噴射システムを例に、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面において、それぞれの構成を認識可能な程度の大きさにするために、構成や部材の縮尺が異なっていることがある。
【００１６】
［液体噴射システムの構成］
液体噴射システム１は、図１に示すように、プリンター５と、液体としてのインクを収容する液体収容容器の一例であるカートリッジ７と、を有している。なお、図１には、相互に直交する座標軸であるＸＹＺ軸が付されている。これ以降に示す図についても必要に応じてＸＹＺ軸が付されている。図１では、プリンター５は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とによって規定される水平な平面に配置されている。Ｚ軸方向は、水平な平面に直交する方向であり、Ｚ軸負方向が鉛直下方向となる。
【００１７】
プリンター５は、副走査送り機構と、主走査送り機構と、ヘッド駆動機構を有している。副走査送り機構は、図示しない紙送りモーターを動力とする紙送りローラー１１を用いて印刷用紙Ｐを副走査方向に搬送する。主走査送り機構は、キャリッジモーター１３の動力を用いて、駆動ベルト１５に接続されたキャリッジ１７を主走査方向に往復動させる。プリンター５の主走査方向はＹ軸方向であり、副走査方向はＸ軸方向である。ヘッド駆動機構は、キャリッジ１７に備えられた印刷ヘッド１９を駆動して液体としてのインクの吐出及びドット形成を実行する。プリンター５は、さらに、上述した各機構を制御するための制御部２１を備えている。印刷ヘッド１９は、フレキシブルケーブル２３を介して制御部２１に接続されている。
【００１８】
キャリッジ１７は、ホルダー２５と、印刷ヘッド１９とを備えている。ホルダー２５は、複数のカートリッジ７を装着可能に構成されており、印刷ヘッド１９の上側に配置されている。本実施形態では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４種類のカートリッジ７が、ホルダー２５に１つずつ装着される。４つのカートリッジ７は、それぞれ、ホルダー２５に対して着脱可能に構成されている。なお、カートリッジ７の種類は、上記の４種類に限定されず、他の任意の種類も採用され得る。また、ホルダー２５に装着可能なカートリッジ７の個数は、４つに限定されず、１つ以上の任意の個数が採用され得る。印刷ヘッド１９は、インクを吐出することによりインクを噴射する液体噴射部として機能する。
【００１９】
［カートリッジの外観構成］
カートリッジ７は、図２に示すように、第１壁４１と、第２壁４３と、第３壁４５と、第４壁４７と、第５壁４９と、第６壁５１とを有する。第１壁４１〜第６壁５１のそれぞれの表面は、カートリッジ７の外壁を構成する。また、第１壁４１〜第６壁５１のそれぞれの裏面は、カートリッジ７の内壁を構成する。第１壁４１と第２壁４３とは互いに対向する。第３壁４５と第４壁４７とは互いに対向する。第５壁４９と第６壁５１とは互いに対向する。これらの外壁のうち、第５壁４９と第６壁５１の表面は、面積が最も大きい最大外壁である。本実施形態では、最大外壁である第５壁４９または第６壁５１に対して垂直な方向が、Ｙ軸方向である。
【００２０】
第５壁４９には、外部とカートリッジ７内部とが連通され、カートリッジ７の外側からカートリッジ７の内部へ空気を取り込むための大気連通孔５３が形成されている。また、第２壁４３にはカートリッジ７内部の液体収容部に収容されたインクをプリンター５へ供給する供給口５５が設けられている。カートリッジ７がプリンター５に装着される際には、供給口５５がプリンター５に設けられた供給管（図示せず）に接続される。プリンター５には、カートリッジ７の供給口５５から供給管を介してインクが供給される。プリンター５の供給管に供給されたインクは、図示しないチューブを介して印刷ヘッド１９に供給される。
【００２１】
［カートリッジの詳細構成］
カートリッジ７は、図３に示すように、ケース５７と、蓋部材５９とを備える。ケース５７と蓋部材５９とによりカートリッジ７の外壁が構成される。また、カートリッジ７は、弁体６１と、コイルばね６３と、受圧板６５と、シート部材（フィルム部材）６７と、を備える。ケース５７及び蓋部材５９は、それぞれ、例えば、ナイロンやポリプロピレン等の合成樹脂により形成されている。また、シート部材６７は、合成樹脂（例えば、ナイロンや、ポリプロピレン等）により形成され、可撓性を有する。
【００２２】
ケース５７は、内壁７１を有しており、内壁７１によって凹形状が形成される。また、ケース５７の一側面は開口している。ケース５７の一側面の開口を覆うようにシート部材６７がケース５７に接合されている。これにより、インクを収容するための液体収容部７３が形成される。すなわち、液体収容部７３は、カートリッジ７の内部空間を区画する内壁７１と可撓性のシート部材６７とで形成されている。そして、これにより、液体収容部７３の容積を変化させることができる。シート部材６７は、液体収容部７３の容積の変化に追従し易いよう、あらかじめ内壁７１の凹形状に沿って押し伸ばされた状態でケース５７に接合されている。シート部材６７には、通気孔７５が形成されている。
【００２３】
カートリッジ７の状態において、通気孔７５は、弁体６１によって塞がれている。蓋部材５９に、大気連通孔５３が設けられているので、シート部材６７と蓋部材５９との間の空間は、カートリッジ７の外側と連通している。このため、シート部材６７と蓋部材５９との間の空間には、大気が介在している。そして、液体収容部７３内のインクが減少すると、弁体６１が開状態となり、通気孔７５が開放される。このため、カートリッジ７の外側の大気が大気連通孔５３及び通気孔７５を通って液体収容部７３に流通し得る。そして、大気が液体収容部７３に流入することによって、液体収容部７３の圧力低下が軽減されると、弁体６１が閉状態となる。これにより、通気孔７５が弁体６１によって塞がれる。このような動作により、液体収容部７３の圧力が、印刷ヘッド１９にインクを供給するのに適した適切な圧力範囲に維持される。
【００２４】
コイルばね６３は、図３に簡略化して示すように、円錐台形状に巻かれている。コイルばね６３は、液体収容部７３内に配置されている。コイルばね６３は、ケース５７の内壁７１のうちカートリッジ７の第６壁５１の裏面によって形成された内壁７７と、受圧板６５との間に設けられる。受圧板６５は、コイルばね６３のシート部材６７側に設けられ、液体収容部７３内に配置される。コイルばね６３の下底部分は、第６壁５１の裏面によって形成された内壁７７と当接する。コイルばね６３の上底部分は、受圧板６５のシート部材６７側の面とは反対側の面に当接する。また、コイルばね６３の上底部分は、受圧板６５の略中央部分に当接する。なお、受圧板６５は、ポリプロピレン等の合成樹脂や、ステンレスなどの金属により形成される。
【００２５】
コイルばね６３は、受圧板６５をシート部材６７側に向かって付勢する。言い換えると、コイルばね６３は、Ｙ軸負方向に受圧板６５を付勢する。すなわち、コイルばね６３は、液体収容部７３の容積を拡大する方向に受圧板６５を付勢する。コイルばね６３は、Ｙ軸方向に沿った方向である方向Ａｄ（図３）に沿って伸縮（移動）する。ここで、図４に示すように、Ｙ軸方向に見た場合、コイルばね６３の中心軸Ｓｃと、受圧板６５の重心Ｇａとが重なるようにコイルばね６３は、受圧板６５に当接している。すなわち、カートリッジ７をコイルばね６３の伸縮方向（Ｙ軸方向）に垂直な面（Ｘ軸とＺ軸に平行な面）に垂直投影したときに、中心軸Ｓｃと重心Ｇａとが互いに重なる。
【００２６】
蓋部材５９は、シート部材６７の受圧板６５側とは反対側に設けられている。蓋部材５９は、シート部材６７を覆うようにケース５７に取り付けられている。これにより、シート部材６７が外部から保護される。
【００２７】
供給口５５は、図４に示すように、第２壁４３から外側に向かって開口している。図３及び図４に示すように、供給口５５内の液体収容部７３から外部に向けてインクが流通する流路内には、フォームやフィルターなどのメニスカス形成部材７９が配置されている。メニスカス形成部材７９は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂により形成されている。カートリッジ７がプリンター５に装着された状態において、メニスカス形成部材７９は、プリンター５に設けられた供給管に接触し、インクをプリンター５側へ流通させる。
【００２８】
図３及び図４に示すように、カートリッジ７は、プリズム８１を備える。プリズム８１は、液体収容部７３内に突出しており、光学的にインクが存在するか否かを検出するための液体検出部として機能する。プリズム８１は、例えばポリプロピレン等の合成樹脂により形成された光透過性を有する部材である。プリズム８１を構成する部材は、適度な光透過性を持っていれば、透明でなくても良い。液体収容部７３内にインクが存在するか否かは、例えば次のように検出される。プリンター５に、発光素子と受光素子を備えた光学センサーが設けられている。発光素子から、プリズム８１に向けて光が射出される。インクがプリズム８１の周辺に存在する場合は、光はプリズム８１を透過して、液体収容部７３内へ向う。一方、インクがプリズム８１の周辺に存在しない場合は、発光素子から射出された光はプリズム８１の２つの反射面によって反射され、受光素子に到達する。受光素子に光が到達したかどうかに基づいて、液体収容部７３内にインクが存在するか否かをプリンター５が判定する。なお、インクの存否は、制御部２１において判定される。
【００２９】
本実施形態では、カートリッジ７は、図５に示すように、キャップ９１を有している。キャップ９１は、供給口５５を外側から塞いでいる。供給口５５をキャップ９１で塞ぐことによって、供給口５５からインクが漏れたり、供給口５５からインクの液体成分が蒸発したりすることを低く抑えることができる。なお、作業者は、カートリッジ７をプリンター５に装着するときに、キャップ９１を供給口５５から外してからカートリッジ７をプリンター５に装着する。つまり、カートリッジ７は、キャップ９１が供給口５５から外された状態で、プリンター５に装着される。
【００３０】
キャップ９１は、図６に示すように、ヒンジ部９３を介してケース５７に一体に構成されている。つまり、ケース５７とキャップ９１とは、ヒンジ部９３を介して互いに一体に構成されている。ヒンジ部９３は、キャップ９１の外縁の一部と、供給口５５の縁の一部とを連結している。キャップ９１は、ケース５７に対して、ヒンジ部９３を支点として回動可能に構成されている。このため、キャップ９１を供給口５５から外しても、キャップ９１は、ケース５７から脱落しない。
【００３１】
図７に示すように、キャップ９１には、ヒンジ部９３に対峙する部位に、繋止爪９５が設けられている。繋止爪９５を供給口５５の縁に引っ掛けることによって、供給口５５をキャップ９１で塞いだ状態に保持することができる。つまり、繋止爪９５を供給口５５の縁に引っ掛けることによって、キャップ９１の姿勢が保持される。ケース５７には、第６壁５１に凹部９７が設けられている。凹部９７は、第６壁５１から第６壁５１の裏面側（図３に示す内壁７７側）に向かって凹となる向きに設けられている。
【００３２】
凹部９７は、図８に示すように、キャップ９１を開き切った状態（全開の状態）において、キャップ９１に重なる領域を包含している。また、凹部９７は、キャップ９１の厚みを包含する深さを有している。このため、キャップ９１を全開状態にすると、キャップ９１は、凹部９７内に収まる。本実施形態では、キャップ９１を凹部９７内に収納した状態で、キャップ９１の姿勢を保持する突起９９が設けられている。キャップ９１を凹部９７内に収納すると、キャップ９１が突起９９によって固定され、全開状態が保持される。
【００３３】
本実施形態では、突起９９によるキャップ９１の保持を解除してからキャップ９１を回動させることによって、再び供給口５５をキャップ９１で塞ぐことができる。さらに、供給口５５からキャップ９１を再び外しても、キャップ９１は、ケース５７から脱落しない。そして、再び、キャップ９１を凹部９７内に収納することによって、全開状態を保持することができる。つまり、本実施形態では、供給口５５をキャップ９１で塞いだ状態（以下、閉状態と呼ぶ）と、全開状態とを反復して実施することができる。キャップ９１とケース５７とが一体になっているので、閉状態と全開状態とを反復実施する過程で、キャップ９１は、ケース５７から脱落しない。
【００３４】
なお、キャップ９１とヒンジ部９３とケース５７とは、例えば、キャップ９１とヒンジ部９３とケース５７とを一体成形することによって形成され得る。また、キャップ９１、ヒンジ部９３、及びケース５７の構成としては、例えば、互いに別体で構成されるキャップ９１とケース５７とを、ヒンジ部９３を介して連結した構成（以下、連結構成と呼ぶ）も採用され得る。連結構成は、例えば、軸材で構成されたヒンジ部９３を、キャップ９１及びケース５７の双方に設けられた軸受に嵌合させることによって構成され得る。
【００３５】
また、連結構成としては、例えば、図９に示すように、軸状のヒンジ部９３とキャップ９１とを一体成形し、ケース５７に設けられた軸受部１０１にヒンジ部９３を嵌合させる構成も採用され得る。さらに、連結構成としては、例えば、軸受部１０１をキャップ９１側に設け、軸状のヒンジ部９３をケース５７側に設けた構成も採用され得る。
【００３６】
本実施形態では、キャップ９１とケース５７とがヒンジ部９３を介して互いに一体につながっている。このため、インクが残存しているカートリッジ７をプリンター５から取り外した状態で保管する場合に、キャップ９１を探す手間を軽減することができる。インクが残存しているカートリッジ７をプリンター５から取り外した状態で保管することを想定する場合、カートリッジ７をプリンター５に装着している間に、キャップ９１を紛失しないように保管する必要がある。これに対して、本実施形態では、キャップ９１とケース５７とが一体につながっているので、キャップ９１が紛失することを避けることができる。これにより、キャップ９１をカートリッジ７とは別個に保管する手間を軽減することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、ケース５７にストッパーとしての突起９９が設けられているので、キャップ９１を供給口５５から外した状態に留めることができる。
また、本実施形態では、ケース５７に凹部９７が設けられているので、凹部９７にキャップ９１を収納することができる。これにより、キャップ９１が邪魔になることを避けやすい。また、キャップ９１を凹部９７内に収めることができるので、キャップ９１を供給口５５から外した状態でのカートリッジ７における小型化が図られる。このため、プリンター５に装着するために必要な空間を削減することができるので、プリンター５の小型化が図られる。
【００３８】
本発明は、インクジェットプリンター及びそのインクカートリッジに限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の印刷装置及びそのカートリッジにも適用することができる。例えば、以下のような各種の印刷装置及びそのカートリッジに適用可能である。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置。（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射する印刷装置。（３）有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイや、面発光ディスプレイ（Field Emission Display、ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材を噴射する印刷装置。（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する印刷装置。（５）精密ピペットとしての試料印刷装置。（６）潤滑油の印刷装置。（７）樹脂液の印刷装置。（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する印刷装置。（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する印刷装置。（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する印刷装置。（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える印刷装置。
【００３９】
なお、「液滴」とは、印刷装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、「液体」とは、印刷装置が噴射させることができるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。上記のような「液体」を、「液状体」とも表現することができる。液体や液状体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。
【符号の説明】
【００４０】
１…液体噴射システム、５…プリンター、７…カートリッジ、４１…第１壁、４３…第２壁、４５…第３壁、４７…第４壁、４９…第５壁、５１…第６壁、５５…供給口、５７…ケース、９１…キャップ、９３…ヒンジ部、９５…繋止爪、９７…凹部、９９…突起、１０１…軸受部。
【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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