(57)【要約】【課題】インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されていない場合に、確実に大気流路を塞ぎ、インクが漏れ出したり、インク中の溶媒が蒸発するのを防ぐ。【解決手段】インクを保持するインク収容部３２２、３２４と、インク収容部３２２、３２４と大気とを連通する大気流路３０、４０と、大気流路３０、４０中に設けられた弁機構を備え、弁機構は、インク収容部側と大気側とを区画する隔壁に設けられた連通孔２６を、インク収容部側から大気側に向かう方向に封止する大気弁部材７０を備え、大気弁部材７０には、大気側からインク収容部側に向かう外部からの力を受け大気流路３０、４０を開放する当接部７４を備えたインクカートリッジ１０であることを特徴とする。【選択図】　図７
2004090624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを保持するインク収容部と、
前記インク収容部と大気とを連通する大気流路と、
前記大気流路中に設けられた弁機構を備え、
前記弁機構は、前記インク収容部側と前記大気側とを区画する隔壁に設けられた連通孔を、前記インク収容部側から前記大気側に向かう方向に封止する大気弁部材を備え、
前記大気弁部材には、前記大気側から前記インク収容部側に向かう外部からの力を受け前記大気流路を開放する当接部
を備えたインクカートリッジ。
【請求項２】
前記大気流路は、前記大気に近い順に蛇行した通路、ならびに通気性および撥液性を有するフィルタを有し、
前記弁機構は、前記フィルタと前記インク収容部との間に設けられる請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記大気弁部材を前記インク収容部側から前記大気側に向かう方向に押圧する弾性力を有する押圧部材を備えた請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記大気弁部材の前記当接部と当接して前記大気流路を開放する軸揺動可能なハンマーを有す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５】
前記ハンマーは、当該インクカートリッジの記録装置への装着方向に対して垂直方向に軸揺動することを特徴とする請求項４に記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
当該インクカートリッジの記録装置への装着方向に対してほぼ平行な方向に移動する大気弁押圧部材を有し、前記当接部が前記大気弁押圧部材により押圧されることにより前記大気流路を開放す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７】
前記大気弁部材は、当該インクカートリッジの前記記録装置への装着方向に延びて、前記連通孔よりも前記大気側に突出する突出部を有し、前記突出部は前記大気弁押圧部材により押圧可能に形成されている請求項６に記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
前記大気弁押圧部材は、前記大気弁部材を、当該インクカートリッジの前記記録装置への装着方向に弾性的に付勢する弾性部材を有する請求項６に記載のインクカートリッジ。
【請求項９】
前記当接部がフィルムを介して前記ハンマーにより押圧される請求項４記載のインクカートリッジ。
【請求項１０】
前記大気弁押圧部材を収容した部屋の前記記録装置に押圧される側がフィルムにより封止されている請求項６記載のインクカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のインクカートリッジと、
前記インクカートリッジを覆う略袋状の外包装とを備え、
前記外包装の内部を減圧して前記インクカートリッジを密封したインクカートリッジ減圧包装品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口からインク滴を吐出して文字や画像などのデータを印刷する記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置のキャリッジ上に、着脱可能に装着され、インクを記録ヘッドへ供給するインクカートリッジに関する。特に、本発明は大気開放弁を有するインクカートリッジおよびそれを減圧状態でパッケージするインクカートリッジ減圧包装品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジは、インクを保持するインク室と、インク室と連通し、かつインク供給針が挿入されこれを介して記録ヘッドへインクを供給するインク供給口と、インク供給口からインクが排出されインク室内のインクの量が減少するに従って、インク室に大気を導入する大気流路を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大気流路を通じてインク室がインクカートリッジの外部と連通していることにより、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されていない場合であっても、インク室内のインクが大気流路を介して外部に漏れ出したり、インク中の溶媒が蒸発して、インクが増粘するなどの変質があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる、インクカートリッジおよびインクカートリッジ減圧包装品を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によるインクカートリッジは、インクを保持するインク収容部と、インク収容部と大気とを連通する大気流路と、大気流路中に設けられた弁機構を備え、弁機構は、インク収容部側と大気側とを区画する隔壁に設けられた連通孔を、インク収容部側から大気側に向かう方向に封止する大気弁部材を備え、大気弁部材には、大気側からインク収容部側に向かう外部からの力を受け大気流路を開放する当接部を備えたことを特徴とする。これにより、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されていない場合において、インクカートリッジの大気流路を確実に塞ぎ、インクがインクカートリッジの外部へ漏れ出したり、インク中の溶媒が蒸発することによるインクの増粘等のインク特性変化を防ぐことができる。
【０００６】
上記インクカートリッジにおいて、大気流路は、大気に近い順に蛇行した通路ならびに通気性および撥液性を有するフィルタを有し、弁機構は、フィルタとインク収容部との間に設けられてもよい。これにより、弁機構から大気流路の大気側へインクが流出した場合であっても、インクがさらに外部へ流出することをフィルタが防ぐことができる。
【０００７】
上記インクカートリッジは、大気弁部材をインク収容部側から大気側に向かう方向に押圧する弾性力を有する押圧部材を備えてもよい。これにより、インクカートリッジが記録装置に装着されていない場合に、インクカートリッジの大気流路をより確実に塞ぐことができる。
【０００８】
上記インクカートリッジは、大気弁部材の当接部と当接して大気流路を開放する軸揺動可能なハンマーを有してもよい。これにより、インクカートリッジが記録装置に装着された場合に、インクカートリッジの大気流路をハンマーで確実に開放することができる。
【０００９】
上記インクカートリッジにおいて、ハンマーは、インクカートリッジの記録装置への装着方向に対して垂直方向に軸揺動してもよい。これにより、インクカートリッジが記録装置に装着される場合に、ハンマーが軸揺動する距離を大きくすることができる。よって、インクカートリッジが記録装置に装着された場合に、ハンマーにより大気流路をより確実に開放することができる。
【００１０】
上記インクカートリッジは、インクカートリッジの記録装置への装着方向に対してほぼ平行な方向に移動する大気弁押圧部材を有し、当接部が大気弁押圧部材により押圧されることにより大気流路を開放してもよい。これにより、インクカートリッジの幅方向を広くすることなく、インクカートリッジが記録装置に装着される場合に大気弁押圧部材が移動する距離を大きくすることができる。よって、インクカートリッジが記録装置に装着されるのに伴い、大気弁押圧部材により大気流路を確実に開放することができる。
【００１１】
上記インクカートリッジにおいて、大気弁部材は、インクカートリッジの記録装置への装着方向に延びて、連通孔よりも大気側に突出する突出部を有し、突出部は大気弁押圧部材により押圧可能に形成されてもよい。これにより、インクカートリッジが記録装置に装着されるのに伴って、突出部が大気押圧部材により装着方向に押圧されて、大気流路をより確実に開放することができる。
【００１２】
上記インクカートリッジにおいて、押圧部材は、大気弁部材を、インクカートリッジの記録装置への装着方向に弾性的に付勢する弾性部材を有してもよい。これにより、インクカートリッジが記録装置に装着されていない場合に、インクカートリッジの大気流路をより確実に塞ぐことができる。
【００１３】
上記インクカートリッジにおいて、当接部がフィルムを介してハンマーにより押圧されてもよい。これにより、簡便な構成で、ハンマーにより当接部を押圧することができる。
【００１４】
上記インクカートリッジにおいて、大気弁押圧部材を収容した部屋の記録装置に押圧される側がフィルムにより封止されてもよい。これにより、簡便な構成で、大気弁押圧部材を収容した部屋の外部から大気弁押圧部材を押圧することができる。
【００１５】
インクカートリッジ減圧包装品は、上記インクカートリッジと、インクカートリッジを覆う略袋状の外包装とを備え、外包装の内部を減圧してインクカートリッジを密封した。よって、インクカートリッジが外包装に収容された場合に、外包装の内部の減圧に起因する負圧により、大気開放弁は大気流路を遮断する方向に力を受ける。よって、大気開放弁が負圧で開放することを防ぎ、大気開放弁を通じてインクがインクカートリッジから漏れ出すことを確実に防止することができる。
【００１６】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるインクカートリッジ１０の前面斜視図であり、図２は、図１のインクカートリッジ１０の背面斜視図である。本実施形態のインクカートリッジは、インクジェット記録装置のキャリッジ上に装着された状態では大気流路を通じてインク室（インク収容部）とインクカートリッジ１０の外部（大気）とが連通されており、これによりインクを記録ヘッドに供給可能に構成されている。一方、キャリッジ上に装着されていない状態では、大気流路は弁機構により遮断されてインクの漏れ出しやインク中の溶媒の蒸発を防止するように構成されている。さらに、本実施形態のインクカートリッジ１０は、減圧状態で包装されている場合に、より確実に大気流路を遮断する構造となっている。
【００１９】
本実施形態のインクカートリッジ１０は、図４に示すようにインクを収容するインク室を構成するように背面側が開口したインク室本体１５と、このインク室本体１５の開口を振動溶着や熱融着等により封止する蓋１３とを有している。インク室本体１５の前面壁には後述する大気流路を構成する溝が形成されていて、図１に示すフィルム１１をインク室本体１５の前面のほぼ全域に貼着することでその溝が封止されて、大気流路として機能するよう構成されている。他方、インク室本体１５の開口の一部をフィルムで封止した後、開口の全面を蓋１３により封止することで内部にインク室が画定され、単体のインク容器として機能する。
【００２０】
インクカートリッジ１０の底面にはインク室とインク流路を介して連通する中空のインク供給口１４が形成されている。インク供給口１４は工場出荷時には液密のフィルム２５が貼られてインク漏れが防止されているが、このフィルム２５はインクジェット記録装置に装着される際にインク供給針により破断される。なお、インク供給口１４内には、インクカートリッジ１０がインクジェット記録装置に装着されていない状態のときにはその流路を遮断する弁機構を設けてもよく、この構造を有するインクカートリッジ１０は、インクがまだ残存している状態であってもインクジェット記録装置から何回でも着脱することが可能である。
【００２１】
図１に見られるように、インクカートリッジ１０の前面から見て右側側面には回路基板２７が装着されている。この回路基板２７には、裏面に例えばＥＥＰＲＯＭなどの半導体記憶装置が備えられ、前面に複数の接点端子２８が配列されている。これら接点端子２８はインクカートリッジ１０がインクジェット記録装置に装着されているときに外部の制御装置の電極と接触する位置に配設されていて、随時半導体記憶装置からインクに関する情報、例えばインクの仕様や消費量に関するデータが読み書きされる。この特徴により、インクカートリッジ１０がインクジェット記録装置から取り外されてもインクに関する必要な情報はインクカートリッジ１０自体に保持され、再度インクジェット記録装置に装着されたときにその情報を読み出すことで適切な印字制御をおこなうことが可能となる。なお、回路基板２７はインクカートリッジ１０から着脱可能にしてもよく、また半導体記憶装置自体はインクカートリッジ１０の異なる場所に取り付けられ、接点端子２８とは結線等を介して接続するようにしてもよい。
【００２２】
また、インクカートリッジ１０には、その対向する２つの側面の中央部分からそれぞれ上方に延びるように可撓性の係止レバー１８と、把持用レバー１９とが形成されている。これらのレバー１８、１９は、インク室本体１５と一体に、例えばポリプロピレン（ＰＰ）を用いて形成されている。
【００２３】
更に、インクカートリッジ１０の前面側の、インク供給口１４の近傍かつ前面の幅方向中央側には、インク供給口１４へのインク供給針１１２の挿入方向に延びるスリット部１６が設けられている。図３を参照して後述するように、このスリット部１６は、インクカートリッジ１０がキャリッジ１１０に装着される際に、キャリッジ上のインク供給針１１２の近傍から直立するように設けられたガイド突起１１７と係合することで、インク供給口１４がインク供給針１１２に到達する前にインク供給口１４の開口面がインク供給針に対して正確に直交する向きとなるように規制される。それにより、インク供給針１１２は正確に位置合わせされてインク供給口１４に挿入される。
【００２４】
さらにまた、インクカートリッジ１０における前面の下方側の一端部には、インク室本体１５とは別部材からなる識別部材６０が設けられている。この識別部材６０はインクカートリッジ１０の種類に応じて、例えばインクの色毎に異なる形状をしており、後述するキャリッジ１１０上の識別突起１１８と、鍵と鍵穴が嵌合するように係合するよう設計されている。これによりインクカートリッジ１０のキャリッジ１１０の所定箇所以外への挿入、いわゆる誤挿入が防止される。この識別部材６０には後で詳細に説明するハンマー６２が一体的に成形されている。
【００２５】
図３は本発明のインクカートリッジ１０がインクジェット記録装置のキャリッジ１１０上に装着された状態を示す側面断面図である。図３（ａ）は装着途中の状態を、図３（ｂ）は完全に装着された状態を示す。キャリッジ１１０は、インクジェット記録装置のシャフト１１６上に、主走査方向に往復運動可能に載置される。このキャリッジ１１０には、それぞれ異なるインクが収容された複数のインクカートリッジ１０が装着できるように構成されている。具体的には例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの異なる色のインクが収容された４つの異なるインクカートリッジ１０が装着されるようになっていて、フルカラーの印刷が可能である。なお、異なるインクとは、色が異なるだけに限定されず、同色であっても品質や組成の異なるインクが収容された複数のインクカートリッジ１０がキャリッジ１１０に装着されてもよい。
【００２６】
このキャリッジ１１０にインクカートリッジ１０を装着するとき、インクカートリッジ１０の左右の側面から延びるレバー１８、１９を親指と人差し指でつまんで、キャリッジ１１０の上から直下に向かって押し込む。その際、インク室本体１５の一側面に形成されたスリット部１６が、キャリッジ１１０上のインク供給針１１２の近傍から直上に延びるガイド突起１１７と係合する。このスリット部１６とガイド突起１１７とにより、インクカートリッジ１０を誤って逆向きに装着できないようになっている。インクカートリッジ１０が完全に嵌合すると、係止レバー１８の一部に設けられた係合突起１８Ａが係合溝１２０と係合し、係止レバー１８をインク室本体１５側に倒さない限りキャリッジ１１０からは外れない構造となっている。またインクカートリッジ１０がキャリッジ１１０に装着されると、記録ヘッド１１９と連通するインク供給針１１２がインクカートリッジ１０の底面に形成されたインク供給口１４内に挿入され、インクカートリッジ１０のインク室と記録ヘッドとが連通する。この状態で、記録ヘッド１１９からインクを吐出する様に駆動されると、インクカートリッジ１０内のインクが記録ヘッド１１９へ供給される。なお、把持用レバー１９は、インクカートリッジ１０を安定して手で保持するために形成されるが、キャリッジ１１０に係合凹部を形成し、この係合凹部と係合する様に係合突起を形成しても良い。
【００２７】
インクカートリッジ１０は、インク室と大気とを連通させる大気流路を有している。この大気流路は、後述するように、インク室と連通するインク側通路３０と、大気と連通する大気側通路４０とに大きく分けられ、その両通路の間に大気開放弁（大気弁部材）７０が配設されている。
【００２８】
図４は、インクカートリッジ１０を前面側から見た分解斜視図である。図５（ａ）はインク室本体１５を前面から見て、フィルム１１、円形凹部３１０に嵌合される膜弁３０８とキャップ３０３、および、両者の間に介在するコイルバネ３０６を取り除いた平面図、図５（ｂ）は円形凹部３１０に嵌合される膜弁３０８とキャップ３０３および両者の間に介在するコイルバネ３０６を取り除いた斜視図、図５（ｃ）はインクカートリッジ１０を底面から見た平面図、図６（ａ）〜（ｃ）はその背面を示し、蓋１３を取り除いた平面図である。
【００２９】
図４および図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）ならびに図６（ａ）を参照しながら本発明の実施例であるインクカートリッジ１０の構造について説明する。
始めにインク通路について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）に示す通り、管状のインク供給口１４はその内壁に形成された孔３０１から溝３０２の一端に通じており、溝３０２の他端はキャップ３０３の表面に形成された溝３０４と連通する。キャップ３０３にはその中央に貫通孔３０５が形成されている。一方、エラストマー等の可撓性材料からなる膜弁３０８には中心孔３０９が形成されており、この中心孔３０９は円形凹部３１０の底面に形成された封止部である突部３１２と対抗するよう形成されており、この中心孔３０９と突部３１２とが接離することによりインク室側とインク供給口１４側との非連通、連通が制御される。より詳細には、記録ヘッド１１９からインクが排出されていない状態では、中心孔３０９と突部３１２とは当接してインク流路を遮断している。一方、記録ヘッド１１９からインクが排出されると、膜弁３０８を境にインク供給口１４側の圧力が減少し、所定の圧力まで下がったときにその圧力（負圧）によって膜弁３０８が変形し、中心孔３０９が突部３１２から離れ、インク室側とインク供給口１４側が連通してインク室のインクがインク供給口１４に供給される。上記円形凹部３１０の底面には２つの通孔３１４が形成されており、この通孔３１４はインクカートリッジ１０の背面側まで貫通している。
【００３０】
次にインクカートリッジ１０を、その背面側を示す図６（ａ）を用いて説明する。インクカートリッジ１０の背面側にはインクを収容するインク室が形成されている。このインク室は周壁３２０によってその内部に形成される第１のインク室３２２と、その外側の第２のインク室３２４とに区画されている。第１のインク室３２２を囲む周壁３２０及び周壁３２０と同じ高さで形成された第２円形壁３２８等には図示しないフィルムが貼りつけられ第１のインク室３２２が区画されている。
【００３１】
２つの通孔３１４は第１のインク室３２２側に設けられた、背の低い第１円形壁３２６と、背の高い第２円形壁３２８によって区画された凹部３３０と連通している。第１円形壁３２６の上縁は第２円形壁３２８の上縁よりも低く設定されており、板状のフィルタ等が形成可能に構成されている。第２円形壁３２８にはその一部に切り欠き部３３２が形成されており、凹部３３０は第２円形壁３２８の切り欠き部３３２を介して、表側へと通ずる通孔３３４と連通している。図５（ａ）に見られるように、通孔３３４は表側に形成された壁３３６により区画された涙状の凹部３３８、通孔３４０を介して再び背面側へと通じている。通孔３４０と連通する背面側の凹部にはフィルタ３４２が封入されている。更に通孔３４０は、フィルタ３４２から切り欠き部３４３、周壁３２０と周壁３２０と同じ高さに形成された隔壁３４７により形成された延長溝３４６を介して第１のインク室３２２へと通じている。
【００３２】
第１のインク室３２２の右下コーナー部分には、表面側へと通ずる通孔３５０が穿たれており、図５（ａ）に示す連通溝３５１を介して、図５（ｃ）に示すインクカートリッジ１０の底面に形成された通孔３５２へと通じている。この通孔３５２は凹部３５４を介して切り欠き３５６へと通じている。この切り欠き３５６は背面側に形成された第２のインク室３２４へと通じている。
なお、この凹部３５４は、図示しないフィルムにより封止されて大気流路の一部を構成する空間が形成される。
【００３３】
次に大気流路の構造について説明する。
図５（ａ）に見られるように、インク室本体１５の表面側にはその長さがインクの蒸発を抑制することが可能な程度の大きさと長さで形成された、蛇行した１本の溝を図４に示すフィルム１１で封止することにより形成された通路５２が形成され、この通路５２の一端は大気大気開口５４として開放されている。通路５２の他端３７０は、矩形の凹部３７２とつながっており、凹部３７２の底部にはインク室本体１５の背面側に貫通している通孔４８が形成されている。この凹部３７２には撥インク性と通気性がある材料からなるフィルタ５０（図４参照）が凹部３７２の中間に位置するように配置され、凹部３７２の一方を通路５２と連通する部屋に、また凹部３７２の他方を通孔４８と連通する部屋に区画している。このフィルタ５０によって、大気中の塵埃や水分が取り除かれるとともに、インク室側から流れ出してきたインクを外部に漏らさないようにしている。通孔４８から背面側へと通過した大気は、図６に示した周壁３７４によって区画された溝４７およびその溝４７の底部に形成された通孔４６を介して再び表面へと通じている。通孔４６は表面に設けられた溝４５に通じている。溝４５の他方の端部には、背面側に通じる通孔４４が形成されている。インク室本体１５の表面側一面にフィルム１１が貼りつけられるので、溝４５もこのフィルム１１により封止される。大気は通孔４６、溝４５および通孔４４により形成される一本の通気路を通過することになる。このようにして大気は通孔４４を介して再び裏側へと流れ込む。通孔４４は縦長の溝４３を介してその下部に穿たれた通孔４２へと通じ、再び表側に流れる。表側で通孔４２は溝４１を介して内外連通孔２６へと通じている。内外連通孔２６は裏側で凹部３６を介して通孔３５へと通じている。図５（ａ）に見られるように通孔３５は溝３４を介して通孔３３と連通し、図６（ａ）に示すようにこの通孔３３は上方向へ向かう溝３８０と連通しており、溝３８０は下方向へ向かう溝３８１を介して第２のインク室３２４の上方に連通している。
【００３４】
図４に戻って、インク室本体１５には、インク収容室と内外連通孔２６とを連通するインク側通路３０と、内外連通孔２６と大気とを連通する大気側通路４０とが形成されている。これら両流路が連通することで一本の大気流路が構成され、大気からインク収容室に大気を導入する構造となっている。本実施形態のインクカートリッジ１０には、この内外連通孔２６を封止または開放する弁機構が配置されている。
【００３５】
図４に示すように、弁機構を構成する大気開放弁７０は大径の基部７２と小径の突部７４とを一体に成形してなり、突部７４が、インクカートリッジ１０の背面側、すなわち図４の後ろ側から内外連通孔２６に挿入されている。突部７４は、大気開放弁７０が装着された状態のとき、突部７４の先端の一部が内外連通孔２６からインクカートリッジ１０の前面側に突出する長さを有している。
【００３６】
屈曲した板バネからなる押圧部材８０は大気開放弁７０をインクカートリッジ１０の背面側から押圧し、通常の状態では大気開放弁７０の基部７２の内外連通孔２６側は、押圧部材８０の弾性力により内外連通孔２６が形成された壁に当接して封止されている。なお、押圧部材８０は板バネに限られず、例えばコイルバネまたは樹脂弾性体であってもよい。押圧部材８０において板バネの一端８４、８２はインク室本体１５に固定され、他端８６は大気開放弁７０を押圧するように構成されている。これにより、通常の状態において外部とインク室の内部が連通されないので、インクカートリッジ１０をインクジェット記録装置に装着しない場合に、インクがインク室から漏れ出したり、インク室に保持されるインクの溶媒が蒸発したりすることを防ぐことができる。なお、押圧部材８０は、図７において概略的に示すように、インクカートリッジ１０の内壁の一部２２とフィルム８８との間の空間２１２に配設されており、この空間２１２は大気流路の一部を構成する。
【００３７】
識別部材６０は大気バルブ収容室２０の前面側に装着されており、図４に示すように基部６６と、基部６６から突出して大気バルブ収容室２０の一部と係合する係合部６７と、インクジェット記録装置のキャリッジ１１０の識別突起１１８と係合する溝部６４と、この溝部６４の端部に設けられ自己復元力を有するハンマー６２とから構成されている。識別部材６０が大気バルブ収容室２０に装着されると、ハンマー６２は、大気開放弁７０の突部７４に対向する位置に配される。つまり、突部７４が大気側からインク室側に向かう外部からの力を受け大気流路を開放する当接部を構成する。
【００３８】
ポリプロピレン等からなるフィルム６８は、大気開放弁７０の突部７４と識別部材６０のハンマー６２との間に位置し、内外連通孔２６の周囲をインクカートリッジ１０の前面側から気密的に封止し、通孔４２から内外連通孔２６までの大気流路を密閉した空間として形成している。
【００３９】
次に、図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照してインクの流れをその出口であるインク供給口１４からインク室に至るインク流路の道順を追って説明する。インクカートリッジ１０がキャリッジ１１０に装着されインクジェット記録装置が印字動作を始めると、インク供給口１４からインクが記録ヘッド１１９に供給される。インク供給口１４は、インク供給口１４に通ずる孔３０１、溝３０２、キャップ３０３の溝３０４、貫通孔３０５及び膜弁３０８の中心孔３０９を介して円形凹部３１０内と一本のインク通路を形成する。円形凹部３１０へは、２つの通孔３１４を介してインク室本体１５の裏面（図６参照）からインクが供給される。裏面において、インクは通孔３３４から供給され、切り欠き部３３２を通り、背の低い第１円形壁３２６の上縁を乗り越えて通孔３１４へ到達する。通孔３３４へのインクは、凹部３３８、裏面へ貫通する通孔３４０、通孔３４０に挿入されたフィルタ３４２、延長溝３４６を介して第１のインク室３２２から供給される。
【００４０】
第１のインク室３２２は第２のインク室３２４からインクが供給されるのであるが、その道筋は次の通りである。第１のインク室３２２の通孔３５０、通孔３５２、底面上の凹部３５４、切り欠き３５６を介して第２のインク室３２４へと通じている。
【００４１】
このように、インク室内のインクは、大気流路が第２のインク室３２４にのみ連通しているので、第２のインク室３２４内のインクから減少し、第２のインク室３２４のインクがすべて消費され空気と置換された後に第１のインク室３２２のインクが減少を始める。すなわち、重力方向下側に形成された第２のインク室３２４のインクは、切り欠き部３５６をその出口とし、その後インク室本体１５の表側と裏側を繰り返し通過しながら第１のインク室３２２へ流れ込み、膜弁３０８が配設された円形凹部３１０を通って最終的にインク供給口１４へと到達する。
【００４２】
図６（ｂ）は図６（ａ）に示したインクカートリッジ１０の第２インク室３２４のインクが減少途中にある状態、図６（ｃ）はさらにインクの消費が進んで第１インク室３２２内のインクが減少途中にある状態を示す図である。このように、第２インク室３２４のインクの液面が下がっても第１インク室３２２には大気が流入しないので液面が下がることはない。
【００４３】
また、図６（ｃ）の状態において、第１のインク室３２２のインクが第２のインク室３２４に逆流しないのは、第１のインク室３２２におけるインクの液面よりも上部の空間が大気と非連通な状態となっていることと、切り欠き３５６にインクによるメニスカスが形成されて、このメニスカスの力でインクが下方へ流れることを防止しているからである。
【００４４】
図７は、インクカートリッジ１０の動作を説明する大気バルブ収容室２０周辺の部分断面図である。なお、説明のために、インク室における第２のインク室３２４、インク側通路３０および大気側通路４０を簡略して示した。
【００４５】
図７に示すように、インクカートリッジ１０がインクジェット記録装置に装着されていない場合または装着の途中である場合に、識別部材６０のハンマー６２は、初期位置としてフィルム６８からわずかに離れて、または略接触して位置する。これにより、押圧部材８０の一端８６により押圧された大気開放弁７０は、その基部７２により内外連通孔２６を第２インク室３２４の側すなわち大気バルブ収容室２０の図中の左側から遮断する。
【００４６】
図８は、インクカートリッジ１０がインクジェット記録装置に装着された場合の動作を説明する大気バルブ収容室２０周辺の部分断面図である。インクカートリッジ１０がインクジェット記録装置に装着された場合に、インクジェット記録装置に設けられた前述した識別突起１１８の一部である係合片６９が識別部材６０の溝部６４に進入し、ハンマー６２をフィルム６８へ押し付ける。押し付けられたハンマー６２は、フィルム６８を弾性変形させると共に、このフィルム６８を介して、大気開放弁７０を押圧部材８０の押圧力に抗して図中左方向へ変位させる。これにより、内外連通孔２６の表裏が連通し、第２のインク室３２４の内部がこの内外連通孔２６を通じて外部と連通する。したがって、第２のインク室３２４の内部に空気を取り入れることができ、インク供給口１４からインク供給針１１２を通じてインクジェット記録装置にインクを供給することができる。
【００４７】
図９乃至１３は、本発明の第２の実施形態を説明するための図である。図９はインクカートリッジ５００の前面から見た分解斜視図、図１０は背面から見た分解斜視図、図１１は背面から見た平面図、図１２は前面から見た平面図、および図１３は図９乃至１２に示した大気開放弁周辺の拡大断面図である。
【００４８】
カートリッジ本体５２０の側面には複数の突起７１２が設けられている。一方記憶素子７１１が備えられた回路基板７１０が回路基板収容ユニット７００に装着されており、この回路基板収容ユニット７００の凹部７１３が突起７１２と係合することで、回路基板収容ユニット７００はカートリッジ本体５２０に対して固定されている。一方、インク供給口７１６の内部には、バネ４１４、封止部材４１２および弁体４１３からなる弁機構が配設されていて、インクカートリッジ５００がインクジェット記録装置のキャリッジ上に装着されていないときにはこの弁機構がインク供給口７１６の流路を遮断してインクが漏れないような構造となっている。また、工場出荷時にはインク供給口７１６の開口にはフィルム５０１が貼りつけられ、液密状に封止している。なお、係止レバー５８０は、インクカートリッジ５００をインクジェット記録装置に装着する際にユーザによって操作され、装着時にはキャリッジの一部と係合してインクカートリッジ５００がキャリッジから外れることを防止する。
【００４９】
大気流路の一部を形成する凹部７３０にはフィルタ７２８が貼りつけられている。フィルタ７２８の構造や材質は前述した第１の実施形態のフィルタ５０と同様である。また、この凹部７３０には、蛇行して迷路状に配置された流路の一端が接続され、流路の他端は大気に開放されるように形成されている。
【００５０】
一方、インク流路の一部を形成する円形凹部７３２には、キャップ５５０Ａ、膜弁５５０Ｂ，およびバネ５５０Ｃにより構成されるインク供給制御手段５５０が嵌合されている。
【００５１】
図１０に示すように、インクカートリッジ５００の背面側には後述する複数のインク室が画成されている。フィルタ７５０は図６（ａ）に示す第１の実施形態のフィルタ３４２と同じ機能を有しているので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
図１１および図１３に示すように、バルブ収容室６６９はフィルム７２２とカートリッジ本体５２０で形成されている。フィルム７２２はバルブ収容室６６９を封止し、その外側には外壁７２４が取り付けられていて、フィルム７２２を破断から保護している。バルブ収容室６６９の底面には大気連通部６２４が形成されている。このバルブ収容室６６９の内部には大気弁部材６５０がコイルバネ６５６とともに挿入されている。大気弁部材６５０は、ポリプロピレン等比較的硬い材料からなるコアとその周囲に配設された、例えばエラストマー等の比較的柔らかい材料からなる弾性体とからなり、一体的に形成されている。大気弁部材６５０はコイルバネ６５６の弾性力により、大気連通部６２４を封止する様に大気連通部６２４の周囲に弾圧されている。この大気連通部６２４からは、大気弁部材６５０の下端における小径部の先端が突出しており、バルブ収容室６６９の下部に配置された押圧部材収容室６５２内に収容された大気弁押圧部材６５４の一方の端部と当接可能に構成されている。この大気弁押圧部材６５４の他方の端部は、押圧部材収容室６５２の開放された底面の開口を封止するフィルム４８０により、押圧部材収容室６５２内に密閉されており、インクカートリッジ５００がインクジェット記録装置のキャリッジに装着されたときに、キャリッジの一部（突起）がフィルム４８０、大気弁押圧部材６５４を介して大気弁部材６５０を上方に押し上げて大気連通部６２４を開放するように構成されている。
【００５３】
上述のように、図４、図５に示した第１の実施形態においては、内外連通孔２６はインクカートリッジ１０の装着方向に対して垂直方向に貫通しており、その開閉は同方向に移動するハンマー６２によりなされていた。一方、図９乃至１３に示す第２の実施形態においては、大気連通部６２４はインクカートリッジ５００の装着方向に対してほぼ平行な方向に貫通されていて、大気弁部材６５０がインクカートリッジ５００の装着方向に移動することによりその大気連通部６２４が開閉するように構成されている。
【００５４】
カートリッジ本体５２０は、大気連通部６２４を境として、大気側と連通する押圧部材収容室６５２、この押圧部材収容室６５２と連通する大気流路６２２と、この大気流路６２２と凹部７３０を連通する通孔６１８、さらに凹部７３０と連通する蛇行した迷路状に配置された流路７３１とにより構成された大気側通路を備えている。流路７３１はフィルム７２０により封止されることで１本の通路となる。
【００５５】
一方、大気連通部６２４を境として、インク室側には、バルブ収容室６６９、このバルブ収容室６６９の壁に形成された通孔６３８、この通孔６３８と表面側に形成された溝６４０（図１２参照）を介して連通する連通孔６４２から構成されたインク室側通路を備えている。
【００５６】
この連通孔６４２は、インクカートリッジ５００の下部に形成された第１のインク室６７０と連通しており、この第１のインク室６７０は、インク供給流路を介して第２のインク室６９０と連通している。
第２のインク室６９０は、インク供給制御手段５５０を介してインク供給口７１６と連通する。
【００５７】
大気弁押圧部材６５４の摺動方向が、インクジェット記録装置へのインクカートリッジ５００の装着方向と平行であるので、インクカートリッジ５００の幅方向を広くすることなく、大気弁押圧部材６５４が摺動するストロークを大きくすることができる。
【００５８】
第１のインク室（大気側インク収容室）６７０は、カートリッジ本体５２０の垂直方向の略中央において略水平方向に延出する壁６７２より下方に設けられる。上述のように、大気側インク収容室６７０は、その上方において連通孔６４２と接続する。
【００５９】
第２のインク室（供給側インク収容室）６９０は、壁６７２よりも上方に設けられる。供給側インク収容室６９０は、通孔６７４を介して大気側インク収容室６７０と接続され、垂直方向に長い第１収容室６９２を有する。供給側インク収容室６９０はさらに、大気側インク収容室６７０よりも上方に配される第２収容室６９４を有する。第２収容室６９４は、その下方に配された通孔６７６を介して、第１収容室６９２と接続される。供給側インク収容室６９０はさらに、第２収容室６９４に周りを囲まれるように配されるインク供給流路６９６を有する。インク供給流路６９６は、その下方に配された通孔６７８を介して、第２収容室６９４と連通するとともに、通路６９８、フィルタ収容室６９９を介してインク供給制御手段５５０と連通している。インク供給制御手段５５０とインク供給口７１６とは、通孔７５０，溝７５１、通孔７５２、カートリッジ本体５２０の表面側に形成された溝７５３の順の流路で接続されている。
【００６０】
なお、図９から図１３に示した本発明の第２の実施形態におけるインクカートリッジ５００のインク消費の動作および大気の流入動作の詳細については本発明の主題ではないので割愛する。
【００６１】
図１４は、インクカートリッジ減圧包装品１５０の減圧包装の初期状態を示す斜視図である。インクカートリッジ減圧包装品１５０は、インクカートリッジ１０と、外包装１６０とを備える。インクカートリッジ１０は、すでに前述したので説明を省略する。なおここで、包装されるインクカートリッジ１０は、製造時にインクを充填させたものでもよく、使用後に再度インクをリフィルさせたものであってもよい。
【００６２】
外包装１６０は、インクカートリッジ１０を挿入する前の状態において、その一方には開放された開口１６２を、他方には封止された封止部１６４を含む略角柱の袋形状を有する。本実施形態において、外包装１６０は気密性のよい材料、例えばアルミ製である。この外包装１６０は、本実施形態においては開口１６２を上方にして保持される。
【００６３】
図１４において、インクカートリッジ１０はインク供給口１４が上向きとなるように図１と上下を逆にして配される。この状態で、外包装１６０の開口１６２から、インクカートリッジ１０が外包装１６０の内に挿入される。
【００６４】
その後、インクカートリッジ１０が挿入された外包装１６０の内が減圧される。本実施形態においては、インクカートリッジ１０が外包装１６０の内に挿入された状態で、これらが減圧装置内にセットされ、外包装１６０の開口１６２から空気が抜かれることにより減圧される。
【００６５】
図１５は、インクカートリッジ減圧包装品１５０の外包装１６０の開口１６２が封止された状態を示す斜視図である。インクカートリッジ１０が挿入された外包装１６０の内部が減圧された状態で、外包装１６０の開口１６２が封止される。本実施形態において、開口１６２は例えば熱圧着により封止される。
【００６６】
この封止後に、インクカートリッジ１０が挿入された外包装１６０が減圧装置から取り出されることにより、外包装１６０の内外に気圧差が生じる。よって、外包装１６０が収縮して、インクカートリッジ１０が外包装１６０の中に減圧密封される。
【００６７】
このように減圧包装されたインクカートリッジ１０は外包装１６０の内部が減圧されているため、大気側通路４０から大気開口５４を介して、空気がインクカートリッジ１０の外部に吸引される。すなわち、外部の減圧による負圧が大気側通路４０の中に働き、結果として、大気開放弁７０は大気側通路４０の方向、すなわち、図６（ａ）における右方向に力を受ける。
【００６８】
ここで仮に、減圧包装されたインクカートリッジが、大気開放弁７０が大気側通路４０の側（図７における右側）から内外連通孔２６に挿入されるとともに、押圧部材８０が大気開放弁７０を大気側通路４０の側から（図７における右方向から左方向へ）押圧することにより、大気流路が塞がれるインクカートリッジであったとする。この場合には、外包装１６０の内部の減圧に起因する負圧により、大気開放弁７０は内外連通孔２６を開放する方向に力を受ける。よってこの場合には、上記負圧によって大気開放弁７０が開放されてインクが漏れ出さないように、予め押圧部材８０の押圧力をその分大きくしておかなければならない。
【００６９】
一方、本実施形態のインクカートリッジ１０は、大気開放弁７０がインク側通路３０の側（図７における左側）から内外連通孔２６に挿入されるとともに、押圧部材８０が大気開放弁７０をインク側通路３０の側から（図７における左方向から右方向へ）押圧している。よって、本実施形態においては、外包装１６０の内部の減圧に起因する負圧により、大気開放弁７０は内外連通孔２６を遮断する方向に力を受ける。
【００７０】
したがって、本実施形態によれば、上記の場合と異なり、上記負圧によって大気開放弁７０が開放してインクが漏れ出さないように、予め押圧部材８０の押圧力をその分大きくしておく必要がない。特に、押圧部材８０が板バネ等のバネである場合でも、負圧による力を受けて大気開放弁７０を押圧する押圧力が弱まる方向へクリープが生じることを防ぐことができる。むしろ、減圧包装されている間は、大気開放弁７０はこの負圧による力を受けて、より確実に大気流路を塞ぐことができる。さらに、大気開放弁７０を押圧する押圧力を小さくできるため、板バネ等の押圧部材８０の機構を簡略化し、コストを削減することができる。したがって、インクカートリッジ１０がインクジェット記録装置に装着されていない場合に、確実に大気流路を塞ぎ、インクが漏れ出したり、インクが乾燥したりするのを防ぐことができる。
【００７１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７２】
たとえば、インク室内には必要に応じて多孔質材を封入し、インクを吸収させてインク室全体を負圧状態にする構造としてもよい。
【００７３】
上記説明から明らかなように、本発明によればインクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されていない場合に、確実に大気流路を塞ぎ、インクが漏れ出したり、インクが乾燥したりするのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるインクカートリッジの前面斜視図である。
【図２】図１のインクカートリッジの背面斜視図である。
【図３（ａ）】インクカートリッジが記録装置のキャリッジに装着される状態を示す斜視図である。
【図３（ｂ）】インクカートリッジが記録装置のキャリッジに装着される状態を示す斜視図である。
【図４】インクカートリッジの分解斜視図である。
【図５（ａ）】インク室の図３における表面を示す平面図である。
【図５（ｂ）】インク室の斜視図である。
【図５（ｃ）】インク室の下面図である。
【図６（ａ）】インク室の図３における裏面を示す平面図でありインクを抜いた状態を示す図である。
【図６（ｂ）】インク室の図３における裏面を示す平面図であり、第２インク室のインクが消費された状態を示す。
【図６（ｃ）】インク室の図３における裏面を示す平面図であり、第１インク室のインクが消費された状態を示す。
【図７】インクカートリッジの動作を説明する大気バルブ収容室周辺の部分断面図である。
【図８】インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着された場合の動作を説明する大気バルブ収容室周辺の部分断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかるインクカートリッジの分解前面斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかるインクカートリッジの分解背面斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかるインクカートリッジの裏面から見た平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態にかかるインクカートリッジを前面から見た平面図である。
【図１３】図９乃至１２に示した大気開放弁周辺の拡大断面図である。
【図１４】インクカートリッジ減圧包装品の減圧包装の初期状態を示す斜視図である。
【図１５】インクカートリッジ減圧包装品の外包装の開口が封止された状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…インクカートリッジ、１５…インク室本体、２０…大気バルブ収容室、３０…インク室側通路、４０…大気側通路、５０…フィルタ、６０…識別部、７０…大気開放弁、１５０…インクカートリッジ減圧包装品、１６０…外包装
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
2004090624.tif 000005
【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
2004090624.tif 000009
【図５（ｃ）】
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【図６（ａ）】
2004090624.tif 000011
【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
2004090624.tif 000013
【図７】
2004090624.tif 000014
【図８】
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【図９】
2004090624.tif 000016
【図１０】
2004090624.tif 000017
【図１１】
2004090624.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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