(57)【要約】【課題】インクカートリッジを真空パックしたときに、インク溜め内の気泡や溶存酸素を真空パック内の負圧によって除去できる構成を提供する。【解決手段】本発明のインクカートリッジは、カートリッジハウジング４ｂと、栓部材６と、保護フィルム１８を備える。カートリッジハウジング４ｂは、インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路５ａを介して連通する開口７ａとを有する。栓部材６は、前記開口７ａに嵌合されるとともに、中空針８を貫通可能とされている。保護フィルム１８は、前記開口７ａ及び前記栓部材６を覆うように設けられる。連絡路２７は、前記開口７ａと前記保護フィルム１８の外部とを連通するように、カートリッジハウジング４ｂに凹溝状に形成されている。【選択図】      図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路を介して連通する開口とを有するカートリッジハウジングと、
前記開口に嵌合される、中空針を貫通可能な栓部材と、
前記開口及び前記栓部材を覆うように設けられた保護フィルムと、
前記開口と前記保護フィルムの外部とを連通する連絡路と、
を備えることを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項２】
インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路を介して連通する開口とを有するカートリッジハウジングと、
前記開口に嵌合され、中空針を貫通可能であって、前記中空針が貫通する領域を含む領域に凹部が形成された栓部材と、
前記凹部を覆うように設けられた保護フィルムと、
前記凹部と前記保護フィルムの外部とを連通する連絡路と、
を備えることを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項３】
請求項１に記載のインクカートリッジにおいて、
前記連絡路は、前記カートリッジハウジング上に、前記開口に接続して凹溝状に形成されていることを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項４】
請求項２に記載のインクカートリッジにおいて、
前記連絡路は、前記栓部材上に、前記凹部に接続して凹溝状に形成されていることを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載のインクカートリッジにおいて、
前記カートリッジハウジングを包装する袋体を更に備え、
その内部がその外部よりも減圧状態にあることを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載のインクカートリッジにおいて、
前記カートリッジハウジングに溝が設けられており、
前記保護フィルムの端部が該溝に挿入されていることを特徴とする、インクカートリッジ。
【請求項７】
請求項１または請求項３に記載のインクカートリッジにおいて、
前記保護フィルムは、少なくとも前記カートリッジハウジング側の面が、該カートリッジハウジングと同じ素材により形成されていることを特徴とする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、装置にセットして使用するインクカートリッジの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクを使用する装置に取り付けることで当該装置にインクを供給するためのインクカートリッジが公知とされている。
インクを使用する装置の一例として、インクジェット記録装置が挙げられる。このインクジェット記録装置はノズルを有するインクジェットヘッドを備え、当該ノズルからインクの微小液滴を噴射することで所望の画像を形成する構成となっている。この構成では、インクカートリッジはインク溜めを有し、インク溜め内のインクを装置の前記インクジェットヘッドに供給することになる。
このインクカートリッジを使用する構成は、インクが切れた場合に、新規に購入したインクカートリッジに交換する簡単な作業でインクを補充できる利点があり、広く一般に普及している。
【０００３】
インクカートリッジの構成として、例えば、特許文献１にインクタンクとして開示されるものがある。
このインクタンク（１）は、インク取り出し口（３）の外縁（３ａ）にシール材（６）を介してフィルム（栓部材に相当；４）を取り付け、当該フィルム（４）は更にインク取り出し口（開口に相当；３）に接着する構成となっている。更に、第２のフィルム（保護フィルムに相当；２０）をインク取り出し口（３）に貼ることで、前記フィルム（４）が不用意に剥がれないように保護する構成も開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２５７５９７号公報（特に、段落番号００１７、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインクカートリッジにおいては、インク溜めの内部に気泡が発生すると、この気泡がインクとともにインクジェットヘッドに送られて、印字の際のドット抜けの原因となってしまう。
【０００６】
この点、ノズルからインクを強制的に吸引することで気泡混じりのインクを廃棄できるパージ機構を備えたインクジェット記録装置も広く知られているが、このパージ機構によっても、インクカートリッジ内のインク溜め内の気泡を吸引して廃棄するのは、極めて困難である。即ち、パージ機構の吸引ポンプは、インクジェットヘッド内部の狭い流路や細いチューブの内部では強いインク流を発生させ得るが、前述のインク溜めは、相当の容量のインクを溜めておくという目的上の理由から狭い流路として構成することができないので、気泡を押し流せるような強いインク流を発生させることができないのである。
【０００７】
従って、インク溜め内のインクに気泡が発生することは極力回避できることが望まれるが、上述の気泡の発生原因としては、インク溜め内のインクに溶けている溶存酸素や、前記インク取り出し口（３）の内部に存在する空気等が主な原因と考えられる。
しかし、前記特許文献１の構成では、インクタンク（１）の製造過程においていったんフィルム（４）（２０）をシール材（６）およびインク取り出し口（３）に取り付けると、フィルム（４）（２０）が当該インク取り出し口（３）を完全に封止する形となるので、その後は、上述のような溶存酸素や、インク取り出し口（３）の内部の空気は、もはやインクタンク（１）からインク取り出し口（３）を介して外に排出されなくなってしまう。
従って、この場合にインク溜め内の気泡の発生を防止するには、インク溜め内のインクの溶存酸素量をできるだけ少なくし、かつ、インク取り出し口（３）の内部から空気を完全に除去した状態で、フィルム（４）（２０）をインク取り出し口（３）に取り付ける必要があるが、これは極めて困難であって、製造コストの上昇原因となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１の発明は、インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路を介して連通する開口とを有するカートリッジハウジングと、前記開口に嵌合される、中空針を貫通可能な栓部材と、前記開口及び前記栓部材を覆うように設けられた保護フィルムと、前記開口と前記保護フィルムの外部とを連通する連絡路と、を備える、インクカートリッジである。
【００１０】
請求項２においては、インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路を介して連通する開口とを有するカートリッジハウジングと、前記開口に嵌合され、中空針を貫通可能であって、前記中空針が貫通する領域を含む領域に凹部が形成された栓部材と、前記凹部を覆うように設けられた保護フィルムと、前記凹部と前記保護フィルムの外部とを連通する連絡路と、を備えるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記連絡路は、前記カートリッジハウジング上に、前記開口に接続して凹溝状に形成されているものである。
【００１２】
請求項４においては、前記連絡路は、前記栓部材上に、前記凹部に接続して凹溝状に形成されているものである。
【００１３】
請求項５においては、前記カートリッジハウジングを包装する袋体を更に備え、その内部がその外部よりも減圧状態にあるものである。
【００１４】
請求項６においては、前記カートリッジハウジングに溝が設けられており、前記保護フィルムの端部が該溝に挿入されているものである。
【００１５】
請求項７においては、前記保護フィルムは、少なくとも前記カートリッジハウジング側の面が、該カートリッジハウジングと同じ素材により形成されているものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、インクジェット記録装置としての複合機を、全体側面図である図１を参照しつつ説明する。
図１は本発明を適用した複合機の全体的な構成を示した側面図である。
【００１７】
〔装置の全体構成〕
図１に示すインクジェット記録装置は、インクジェット記録方式のプリンタにスキャナ機能とファクス機能とを備えた、いわゆる複合機タイプの記録装置とされている。
即ち、この複合機３０は、単一の筐体に、フラットベッドタイプのスキャナ部２０と、当該スキャナ部２０の直下に位置するインクジェットプリンタ部１０と、を備えている。
【００１８】
前記スキャナ部２０は、略直方体のフラットベッド読取部２１を、複合機３０の上面側に備えた構成となっている。この読取部２１においては、原稿ガラス２２上に置かれた原稿を密着型イメージセンサ２５で走査することで、画像データをスキャンできるようになっている。
【００１９】
前記インクジェットプリンタ部１０は、複合機３０の背面側（図１における左側）に給紙トレイ１１を斜めに設けた構成とされる。この給紙トレイ１１上にセットされた用紙（画像記録媒体）は、給紙トレイ１１に設けられたピックアップローラ１２の駆動によって一枚ずつ繰り送られて、前記スキャナ部２０の下方に備えられたプリントエンジン１３に搬送される。
このプリントエンジン１３の詳細は図示しないが、用紙を接触させながら搬送するプラテンローラや、搬送される用紙に四色のインクの微小液滴を噴射するための後述のインクジェットヘッド等を備えた構成とされている。
【００２０】
前記用紙は、このプリントエンジン１３内に形成される搬送経路に沿って搬送されるとともに、その一側の面に前述のインクジェットヘッドからのインクの微小液滴が噴射されることによって、所望のカラー画像が形成される。複合機３０の正面側（図１における右側）には排紙トレイ１５が設けられており、画像形成後の用紙はこの排紙トレイ１５上に排出される構成となっている。
【００２１】
インクジェットプリンタ部１０のインクカートリッジ装着部１４は，複合機３０の正面側で、かつ前記排紙トレイ１５の下方の位置に構成される。
該カートリッジ装着部１４の上側を覆うように水平かつ板状の第一のカバー１４ａが設置され、また、カートリッジ装着部１４の正面側を覆う第二のカバー１４ｂが、第一のカバー１４ａにヒンジ１６を介して枢支される。従って、第二のカバー１４ｂを上方に回動して開くことで、カバー１４ａ・１４ｂ内部のインクカートリッジ装着部１４にインクカートリッジ１をセットできる構成となっている。なお、図１に示すのは、既にインクカートリッジ１が装着された状態である。
【００２２】
インクカートリッジ装着部１４は、四色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のインクカートリッジ１を並べて装着できるように構成している（ただし、説明の便宜上、図面では一つのみ示されている）。
インクカートリッジ装着部１４においては中空針８が装置正面側に向けて突出されており、インクカートリッジ１を装着部１４にセットすることで、該インクカートリッジ１内のインク溜めから中空針８を介してインクを吸入し、前記インクジェットヘッドに供給可能な状態となる。この構成の詳細は後述する。
【００２３】
次に、前記インクカートリッジ装着部１４と前記インクジェットヘッドとの接続構成の概略を、図２を参照して説明する。
図２はインクカートリッジと記録ヘッドとの接続構成、及びパージ機構を示した概略図である。
【００２４】
この図２に示すように、装着部１４に設けられている前記中空針８は、複合機３０内に配設されたチューブ４１を介して、記録ヘッドユニット４２に接続される。インクカートリッジ１の内部にはインク溜め２が形成されており、このインク溜め２から中空針８を介して吸い出されたインクは、前記チューブ４１を経由して、記録ヘッドユニット４２の上部に設けられたエアトラップ４３に送られる。このエアトラップ４３は、チューブ４１内に発生した気泡をその浮力によって上方に滞留させることで、下流側のインクジェットヘッド４５に到達しないようにトラップするためのものである。なお、滞留された気泡の塊が符号４４で示される。
【００２５】
記録ヘッドユニット４２は前記インクジェットヘッド４５を有し、このインクジェットヘッド４５にインク噴射のための複数のノズル４６を開口させている。インクジェットヘッド４５の内部には複数の圧力室４７が形成されて前記各ノズル４６に連通されるとともに、圧電素子からなるアクチュエータ５６によって前記圧力室４７の容積を変化させてインクに噴射エネルギーを付与し、ノズル４６から噴射させる構成となっている。圧力室４７には共通インク室４８が連通され、この共通インク室４８にインク供給口４９を介して、前記エアトラップ４３からのインクを供給可能となっている。なお、符号５５は、インク内の不純物を濾過するためのフィルタである。
【００２６】
インクジェットヘッド４５に近接して備えられるパージ機構６０は、インクジェットヘッド４５のノズル４６を覆うためのパージキャップ６１と、インク吸引のためのパージポンプ６３と、前記パージキャップ６１とパージポンプ６３の吸入口とを接続するチューブ６２と、前記パージポンプ６３の吐出口側に設置される廃液吸収部材６４とを備えている。なお、廃液吸収部材６４は図１に示すように、複合機３０内部の、プリントエンジン１３の直下方の位置に配置されている。
【００２７】
この構成で、印刷時においては前記パージキャップ６１はインクジェットヘッド４５から離間した位置にあるが、パージ作業を行う際には図２に示すように、パージキャップ６１はインクジェットヘッド４５のノズル４６を覆うように、当該インクジェットヘッド４５に対して密着する。この状態でパージキャップ６１に接続させたパージポンプ６３を駆動すると、前記圧力室４７や共通インク室４８やエアトラップ４３やチューブ４１の部分に強い吸引流が生起されて、インク内部に混入した気泡や不純物はインクとともに前記ノズル４６から吸い出される。なお、吸い出された気泡や不純物混じりのインクは、チューブ６２から廃液吸収部材６４に染み込ませることで廃棄される。
この結果、インクジェットヘッド４５内部の流路や前記チューブ４１内の気泡や不純物を取り除くことができ、印字品質の低下を防止できる構成となっている。
【００２８】
〔インクカートリッジの構成〕
次に、前記カートリッジ装着部１４に装着されるインクカートリッジの具体的構成を説明する。
図３はインクカートリッジの具体的な構成を示した平面図一部断面図である。図４（ａ）はゴム栓の一部断面斜視図、図４（ｂ）はカートリッジハウジングの二つの開口の周囲部分の構成を示す斜視図である。
図５は、開口に設置された逆止弁の詳細を示す、図３の円で囲った部分の拡大図である。
【００２９】
図３に示すように、インクカートリッジ１は、下側半部４ｂと上側半部４ｔとを一体的に接合した構成の、カートリッジハウジング４を備える。このカートリッジハウジング４は合成樹脂（本実施形態では、ポリプロピレン）で形成されており、インクを収容可能なインク溜め２と、カートリッジハウジング４の外面に設けられた二つの開口７ａ・７ｂと、開口７ａ・７ｂとインク溜め２とを繋ぐ連通路５ａ・５ｂと、を有している。
【００３０】
〔インク溜め〕
まず、インク溜め２の構成を説明する。
図２に示すように、カートリッジハウジング４の前記下側半部４ｂの上面には、凹曲面状の収容凹部２ａが形成される。また、該収容凹部２ａ全体の上面を覆うように、可撓性のフィルム２ｂが設置される。そして、フィルム２ｂと収容凹部２ａとは、その周縁部同士を超音波または熱によって互いに接着させてあり、該フィルム２ｂと収容凹部２ａとによってインク溜め２を形成している。
【００３１】
〔開口〕
次に、開口７ａ・７ｂの構成を説明する。
図３あるいは図４（ｂ）に示すように、該カートリッジハウジング４の下側半部４ｂには、二つの円柱状の開口、即ち第一開口７ａおよび第二開口７ｂを形成している。この二つの開口７ａ・７ｂはカートリッジハウジング４の長手方向一側の端面に、互いに近接させながら並べて形成されている。
第一開口７ａは前記インク溜め２からインクを吸引してインクジェットヘッド４５に供給するためのものであり、第二開口７ｂはインクカートリッジ１の製造時に前記インク溜め２にインクを注入するためのものである。第一開口７ａは第二開口７ｂより若干大きく形成されている。
【００３２】
カートリッジハウジング４の下側半部４ｂには、前記開口７ａ・７ｂのそれぞれを前記インク溜め２に接続するための、第一連通路５ａおよび第二連通路５ｂが設けられている。
【００３３】
〔ゴム栓〕
次に、前記開口７ａ・７ｂに嵌合される、栓部材としてのゴム栓６の構成を説明する。
このゴム栓６の素材は、弾性部材、具体的にはシリコンゴムとされる。また、ゴム栓６は図４（ａ）等に示すように、第一開口７ａに対応する第一栓部材６ａと、第二開口７ｂに対応する第二栓部材６ｂとが、薄板状の接続部６ｃを介して相互に接続された形状の、一体物として構成されている。第一栓部材６ａ・第二栓部材６ｂはいずれも、円筒状とされた筒状部６ｘと、この筒状部６ｘ内を軸線方向に閉塞する閉塞壁６ｙと、を有している。また、第一栓部材６ａの開口挿入方向と反対側の面には、少量の深さとされた円状の凹部６ｐが形成されている。
【００３４】
なお図４（ｂ）に示すように、カートリッジハウジング４の前記開口７ａ・７ｂが形成されている一端面においては、二つの開口７ａ・７ｂ同士を繋ぐように適宜深さの溝１９が形成されており、一方で、前記接続部６ｃは、その一面が、前記第一栓部材６ａおよび第二栓部材６ｂの一端面（開口挿入方向と反対側の面）と同一平面をなすよう形成している。
従って、ゴム栓６の二つの栓部材６ａ・６ｂを開口７ａ・７ｂに完全に嵌合した際には、それに伴って接続部６ｃが前記溝１９部分に収納されるので、開口７ａ・７ｂの形成されているカートリッジハウジング４の面に無用の凸部分が形成されない構成となっている。従って、インクカートリッジ１の外観をすっきりした印象とでき、また、後述の保護フィルム１８を貼設することも容易である。
【００３５】
また、図４（ｂ）に示すように、カートリッジハウジング４の前記開口７ａ・７ｂが形成されている一端面においては、当該開口７ａ・７ｂを挟んで二箇所に、狭い溝９・９が形成されている。これは後記の保護フィルム１８の端部を挿入するための溝であって、詳しくは後述する。
更には図４（ｂ）に示すように、第一開口７ａと一側の前記溝９とを繋ぐように、細い凹溝状の連絡路２７が凹設されている。この構成の詳細も後述する。
【００３６】
前記筒状部６ｘの外径は、対応する前記開口７ａ・７ｂの内径よりも大きく形成している。従って、ゴム栓６を開口７ａ・７ｂへ嵌合させるときには筒状部６ｘが径方向に適宜圧縮されながら嵌合される形となるので、拡径方向の復元力によって、筒状部６ｘの外周面と開口７ａ・７ｂの内周面との密着性が確保され、そのシール効果によってインクの外部への漏れが防止される構成としている。
また、上記構成とすることにより、嵌合されているゴム栓６を抜脱しようとする際には大きな抵抗が発生することとなるから、ゴム栓６を引き抜くような力が加わったとしても容易には抜けないようになっている。
【００３７】
なお、筒状部６ｘの外周面は、その軸線方向一側（開口７ａ・７ｂを向く側）をややテーパ状に細くして、筒状部６ｘを前記開口７ａ・７ｂへ嵌合させる作業が容易となるように配慮されている。
【００３８】
第一栓部材６ａの筒状部６ｘにおいては、その内周面と外周面の軸線が一致する形状とされている。一方、第二栓部材６ｂの筒状部６ｘにおいては、その内周面が外周面に対して偏心した位置に設けられているために、径方向での厚肉部分と薄肉部分が形成されている。
そして、第二栓部材６ｂの筒状部６ｘの前記厚肉部分の下面には、円錐状の突起６ｚが、当該第二栓部材６ｂから突出して形成されている。この突起６ｚは第二栓部材６ｂの一部として前記第二連通路５ｂと対応する位置に形成されており、ゴム栓６を開口７ａ・７ｂに嵌合させたときに、前記第二連通路５ｂが第二開口７ｂ底部に接続する部分に密着して、当該接続部分を封止できるようになっている。
【００３９】
〔逆止弁〕
次に、第一開口７ａの底部に配置される、逆止弁３を説明する。この逆止弁３は、インクカートリッジ１外部の気泡や不純物がインク溜め２内へ侵入するのを防止すべく設けられたものであって、インク溜め２側から前記第一開口７ａ（第一栓部材６ａ）側へのインクの流れを許容するが、第一開口７ａ（第一栓部材６ａ）からインク溜め２へ向かうインク流は阻止するように構成されている。
【００４０】
この逆止弁３は拡大図である図５に示すように、弁支持部材３ａ，弁体３ｂ，カバー３ｃの三者を一体に組み立てたアッセンブリ（逆止弁組３ｘ）の状態で、第一開口７ａの底部から第一連通路５ａに跨る位置に設けられている。
【００４１】
弁支持部材３ａは合成樹脂で形成されており、円形の底板３ａ１と、この底板３ａ１の周縁で垂直に立ち上がる円筒状の側壁３ａ２とを有する、鍋形の如き断面「コ」字状の形状とされる。底板３ａ１の上面（弁支持部材３ａの内底面）には弁座３ａ３が平坦な面状に形成されており、その中心部には支持孔３ａ４が形成されるとともに、支持孔３ａ４の周囲には複数の流通孔３ａ５が穿設されている。
【００４２】
弁体３ｂは逆止弁３の主要部をなすものであり、シリコンゴムを素材として形成されている。弁体３ｂは傘部３ｂ１と茎部３ｂ２とを有する略キノコ形状に形成されており、その茎部３ｂ２が前記支持孔３ａ４に挿通されることで、弁体３ｂが支持孔３ａ４の軸線方向に変位可能となっている。この結果、前記の軸線方向の移動と傘部３ｂ１の弾性変形とにより、弁体３ｂは、その傘部３ｂ１が弁支持部材３ａの弁座３ａ３に密着して流通孔３ａ５を閉鎖する状態（閉じ状態）と、傘部３ｂ１が弁座３ａ３から離間して流通孔３ａ５を開放する状態（開き状態）の、二つの状態をとることができる。
【００４３】
カバー３ｃは、弁体３ｂの傘部３ｂ１の一側（前記弁座３ａ３と反対側）を覆うようにして、弁支持部材３ａの側壁３ａ２に嵌合されることで固定される。カバー３ｃには連絡孔３ｃ１が形成されて、インク溜め２側から第一連通路５ａを経由して流れてきたインクを、カートリッジハウジング４外側に向けて流すことができるようになっている。なお、弁体３ｂの変位のストロークを確保するために、カバー３ｃの内面と前記弁座３ａ３との間には、適宜の間隔が確保されている。
更にはカバー３ｃの外面の中央部には、後述するフィルタ１７に接触するように、受け面３ｃ２が形成されている。当該受け面３ｃ２の周囲には前記フィルタ１７に面するようにリング溝３ｃ３が形成され、このリング溝３ｃ３が前記連絡孔３ｃ１に接続する構成とされている。
【００４４】
〔インクカートリッジの製造工程〕
次に、上記インクカートリッジ１の製造工程を、特に前記二つの開口７ａ・７ｂの周辺部分の組付けを中心に説明する。
図６は逆止弁組を第一開口へ取り付ける工程の様子を示す図である。
図７はフィルタとゴム栓を組み付ける様子を示す図、図８はインク充填作業の様子を示す図、図９は第二栓部材を第二開口へ完全に押し込み、第二連通路を封止する様子を示す図である。
図１０は保護フィルムをカートリッジハウジングに取り付ける様子を示す図である。図１１は保護フィルムをカートリッジハウジングに熱で溶着させて固定する様子を示す図である。
【００４５】
本実施形態のインクカートリッジ１は、逆止弁３の部分を最初に組み立てて逆止弁組３ｘとしてから、当該逆止弁組３ｘをカートリッジハウジング４の第一開口７ａに図７のようにして組み付ける製造工程が採用されている。
なお、逆止弁組３ｘは、前記弁支持部材３ａの内部に弁体３ｂの傘部３ｂ１が入るように、その茎部３ｂ２を前記底板３ａ１の支持孔３ａ４に挿通した上で、当該弁支持部材３ａの開放側をカバー３ｃで閉鎖することで組み立てられる。
【００４６】
逆止弁３が第一開口７ａに配置された後は、図７に示すように、フィルタ１７を第一開口７ａ内に挿入して、前記逆止弁組３ｘのカバー３ｃに接するようにして配置する。このフィルタ１７は、インク溜め２から前記インクジェットヘッド４５に供給されるインク内の異物を除去するためのものである。
【００４７】
次いで図７に示すように、前述のゴム栓６の第一栓部材６ａおよび第二栓部材６ｂを、対応する第一開口７ａおよび第二開口７ｂに嵌合させる。
尚、このときは図８のように、第一栓部材６ａは第一開口７ａの内部に完全に押し込んで嵌合させる一方、第二栓部材６ｂは完全には第二開口７ｂの内部へ押し込まないようにして、若干浮かせた状態とする。即ち、第二栓部材６ｂは、その筒状部６ｘの外周面と第二開口７ｂ内壁とは密着させ、かつ、突起６ｚが前記第二連通路５ｂから離れている位置に、第二開口７ｂに対し嵌合させている。
これは、前記突起６ｚが第二連通路５ｂを封止してしまうと、以下で説明するインク充填作業において、当該第二連通路５ｂを介して前記インク溜め２にインクを充填できなくなるからである。
【００４８】
そして図８に示すように、当該カートリッジ１に対するインクの充填作業が行われる。インク充填作業は専用のインク充填器５０を用いて行われ、このインク充填器５０は、前述の第一開口７ａに挿し込まれる中空の空気吸引針５１と、前述の第二開口７ｂに挿し込まれる中空のインク充填針５２と、を並べて設けた構成となっている。
空気吸引針５１には真空ポンプが接続される一方、インク充填針５２には充填用の大きいインクタンクが接続され、この中には、予め脱気処理を施されたインクが注入されている。
【００４９】
図８に示されるのは、インク充填器５０にカートリッジ１を装着した様子である。このときは、空気吸引針５１は第一栓部材６ａの閉塞壁６ｙを、インク充填針５２は第二栓部材６ｂの閉塞壁６ｙを、それぞれ貫通するように、二本の針５１・５２や開口７ａ・７ｂの位置、更には栓部材６ａ・６ｂの形状が定められている。
【００５０】
この図８の状態で真空ポンプを駆動すると、インク溜め２内部に溜まっている空気は、第一連通路５ａから、負圧で自然に開かれる前記逆止弁３を通過して第一開口７ａに至り、最終的には空気吸引針５１を介して吸引されて廃棄される（真空引き）。インク溜め２の内部が減圧された状態において、インクは、充填用インクタンクからインク充填針５２および第二連通路５ｂを通過し、インク溜め２内部に充填される。インクの充填は、フィルム２ｂが図２のように膨らむまで、充填量を計測しながら行われる。
【００５１】
従って、インク溜め２や連通路５ａ・５ｂや開口７ａ・７ｂの内部には空気が殆ど残留することなく、インクが充たされる。その後は、カートリッジ１をインク充填器５０から取り外して、前記ゴム栓６から二本の針５１・５２を抜脱する。
なお、ゴム栓６はシリコンゴムで形成されているので、二本の針５１・５２を貫通させることで形成された孔は、当該針５１・５２の抜脱後に、自然に封止されるようになっている。従って、ゴム栓６の新しいものへの交換や、孔の封止のための特別な作業も不要となって、製造工数が低減される。
【００５２】
本実施形態のインク充填作業は、二本の針５１・５２をゴム栓６に同時に突き刺して、空気の吸引とインクの注入を同時並行的に行わせるものとしているが、空気の吸引を先に行う構成でも構わない。
具体的には、最初に空気吸引針５１のみを第一栓部材６ａに貫通させて、この状態で真空ポンプを駆動し、内部のインク溜め２を真空に近い程度まで十分に減圧させる。そして、第一栓部材６ａから空気吸引針５１を抜いた後に、第二栓部材６ｂにインク充填針５２を貫通させ、インク溜め２内の負圧による吸引力によってインクを充填させる構成とするのである。
なお、このときは、空気吸引針５１の貫通によって第一栓部材６ａに形成された孔は自然に封止されるので、第一開口７ａから空気が流入することは防止される。また、第一栓部材６ａの空気吸引針５１の貫通跡の孔から万一空気が流入したとしても、その空気がインク溜め２側へ流れることは、前記逆止弁３によって阻止されることになる。
【００５３】
次は図９に示すように、ゴム栓６の第二栓部材６ｂを第二開口７ｂに完全に押し込み、前述の第二連通路５ｂが第二開口７ｂ底部に形成する開口を、前述の突起６ｚによって封止させる。
【００５４】
続いて図１０に示すように、薄板の両端を同じ側に折り曲げて「コ」字状とした保護フィルム１８が、ゴム栓６が嵌合された状態の二つの開口７ａ・７ｂを覆うようにして、カートリッジハウジング４に固着される。この保護フィルム１８の断面構造は図示しないが、前記カートリッジハウジング４と同じ素材であるポリプロピレンの層と、ポリプロピレンよりも耐熱性の高いポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）の層と、が一体的に積層された二層構造とされている。
【００５５】
そして、このポリプロピレンの層を内面側に向けた状態でカートリッジハウジング４に取り付け、図１１のように外側からヒータを当てることによって、ポリプロピレンの層をカートリッジハウジング４に溶着させて固定するようになっている。
こうすることで、カートリッジの取扱い中にゴム栓６が開口７ａ・７ｂから意図に反して抜けることを確実に防止することができる。
【００５６】
本実施形態では上述のとおり、保護フィルム１８の内面側がポリプロピレンで形成されているので、図１１のようにヒータで加熱したときには、同様にポリプロピレンで形成されているカートリッジハウジング４に対し馴染みよく溶けて接着する。従って、接着強度が向上され、ゴム栓６の意図に反する抜脱を一層確実に防止することができる。
ただし、上記保護フィルム１８の内面側の素材はカートリッジハウジング４の素材と同一のものに限定することなく、熱圧着が可能な素材であれば、他の素材を用いることも可能である。また、保護フィルム１８をカートリッジハウジング４に接着剤などを用いて固着する場合は、より多様な種類の素材を用いることができる。
【００５７】
カートリッジハウジング４には、前記二つの開口７ａ・７ｂを挟んで二箇所に、狭い溝９・９が形成されている。そして、前記保護フィルム１８がカートリッジハウジング４に固着される際は、この狭い溝９・９に、「コ」字状の保護フィルム１８の折り曲げられた両端がそれぞれ入るようになっている。
この構成はいわば、保護フィルム１８の端部がカートリッジハウジング４の内部に入り込む構成である。従って、カートリッジ１の取扱い中に保護フィルム１８はその端部が外部に露出することがなく、外力等が加わっても端部から剥がれてしまうことを確実に防止することができる。
【００５８】
なお、図４（ｂ）や図１１に示すように、カートリッジハウジング４の前記開口７ａ・７ｂを形成している側の一端面は、保護フィルム１８を取り付ける部分が、その他の部分よりも適宜の高さｇだけ突出する構成となっている。また、カートリッジハウジング４において保護フィルム１８を取り付ける箇所は、前記ゴム栓６が位置する部分、及び後述する連絡路２７の部分を除いて、平坦な平面状に形成されている。
従って、平坦な加熱面を有するヒータを当てた場合に、カートリッジハウジング４の保護フィルム１８を取り付ける部分のみを十分に加熱でき、接着を確実とすることができる。また、保護フィルム１８取付部分以外の部分は前記高さｇの分だけ加熱面から離れて位置するので、不必要に溶けてカートリッジ１の外観を損なうことがない。
【００５９】
なお、熱により溶着する構成としては、前述のヒータ（加熱溶融装置）のほか、超音波を用いた溶融装置を用いることもできる。
【００６０】
次にインクカートリッジ１は、間をおかずに、図１２に示すように真空パックされる。
本実施形態の真空パックは具体的には、二枚のパウチフィルムの縁部同士を互いに熱溶着して、カートリッジハウジング４を包装する袋体１００を構成する。そして、当該袋体１００の内部をポンプで吸引減圧しながら袋体１００の開放部分を熱圧着で密封することで行われる。
【００６１】
この真空パック用のパウチフィルムの構成は様々なものが考えられるが、一例を挙げれば、前記熱圧着のために最も内側に形成されるポリプロピレン層と、その外側に位置する基材としてのポリエステル層と、該ポリエステル層に付設されるガスバリア層としてのアルミ箔層と、フィルムの強度向上のためのナイロン層と、の多重積層構造が考えられる。
【００６２】
こうして真空パックが行われるので、外側の空気が袋体１００の内部に入ることが防止され、インク溜め２内部のインクの脱気状態が維持される。具体的には、空気がカートリッジハウジング４のインク溜め２内部に入り込んで気泡となることが確実に防止される。
【００６３】
また本実施形態では、カートリッジハウジング４の第一開口７ａと溝９との間の部分に凹溝状の連絡路２７が形成されており（図４（ｂ）等を参照）、この連絡路２７は、一端を前記第一開口７ａの内壁に、他端を溝９の側壁に、それぞれ接続させている。溝９の側壁には保護フィルム１８は溶着されないので（図１１に示すように、溝９に入っている保護フィルム１８の両端部にはヒータは当てられない）、連絡路２７の前記他端は、保護フィルム１８の脇を経由して、当該保護フィルム１８の外部に連通することになる。
【００６４】
従って、前述のインク吸引作業（図８）で吸引し切れずにインク溜め２や第一開口７ａ内部に残った気泡や、脱気処理をし切れずにインク溜め２内部に溶存している酸素などは、カートリッジハウジング４の外部（袋体１００の内部）の負圧に伴って、ゴム栓６を透過し、連絡路２７を経由して、ハウジング４の外部に抜けることとなる。
【００６５】
ここで、気泡や酸素がゴム栓６を透過するのは、当該ゴム栓６がシリコンゴム製であり、ガス透過性が高いことによる。一方で、前記カートリッジハウジング４や保護フィルム１８はポリプロピレンあるいはＰＥＴ製とされ、これはガスを容易には透過させない材料である。
従って気泡や溶存酸素は、保護フィルム１８を直接透過して外部に抜けることはできないが、前述の連絡路２７を経由することで、保護フィルム１８の外部に抜けることが可能になっている。この結果、インク溜め２や第一開口７ａ内の気泡や溶存酸素を、真空パック時の袋体１００内の負圧を利用して、インクカートリッジ１の外部に排出することができるのである。
また、連絡路２７がない場合、袋体１００内とインクカートリッジ１内との圧力差により、保護フィルム１８に剥離方向の力が作用するが、連絡路２７によりこの圧力差を解消することができる。
【００６６】
以上で本実施形態のインクカートリッジ１の製造は完了し、この真空パックされた状態で、交換用のインクカートリッジとして販売される。ユーザはこのインクカートリッジ１を購入して、袋体１００から取り出して使用することになる。
【００６７】
〔インクカートリッジと装置との接続部分の構成〕
次に、以上のようにして形成されたインクカートリッジ１が前記複合機３０のカートリッジ装着部１４に取り付けられた様子を、図２の概略図、および図１２を参照して説明する。
図１２はインクカートリッジを装置のカートリッジ装着部に取り付けた様子を示す図である。
【００６８】
図１２に示すように、前記袋体１００の中から取り出したインクカートリッジ１をカートリッジ装着部１４に取り付けた際には、当該装着部１４に設けられる中空針８は、前記保護フィルム１８を貫通し、更に、前記第一栓部材６ａの前記凹部６ｐが設けられている部分を貫通する。そして中空針８の先端は、前記フィルタ１７と、第一栓部材６ａの閉塞壁６ｙの内面との間に位置する。
【００６９】
この構成で、インク溜め２内のインクは、連通路５ａを経由し、逆止弁３を通過して、中空針８の先端の開口からその内部に入り、チューブ４１（図２）を通過して記録ヘッドユニット４２に供給される。インク溜め２や第一開口７ａ内部のインクからは、前述のとおり真空パック時に気泡や溶存酸素が取り除かれているので、気泡のない良好なインクがインクジェットヘッド４５に供給されて、ドット抜け等の印字不良が回避されて印字品質を向上させることができる。
【００７０】
複合機３０の印字動作に伴ってインク溜め２内部のインクは消費され、徐々にその量を減じていく。インク溜め２内部のインクが無くなると、使用済みのインクカートリッジ１はカートリッジ装着部１４から取り外すことになるが、この際には、前記中空針８が刺さっている第一栓部材６ａを引き抜く形となる。
【００７１】
ここで、第一栓部材６ａには前記凹部６ｐが形成されていることから、この凹部６ｐは、前述の保護フィルム１８内面との間に、インクを溜めることが可能な空間を形成することになる。従って、中空針８の外面や先端に付着しているインクは、保護フィルム１８に中空針８によって形成された貫通孔１８ｈの内壁によってワイプされるような形となって、前記凹部６ｐ内に溜めて保持される（図１５の符号Ｄ）。
この結果、中空針８の外面や先端にインクが符号Ｄ’のように付着して乾燥して不純物となり、次の新しいインクカートリッジ１を装着したときに当該不純物がインクと共にインクジェットヘッド４５に供給され、ノズル４６の詰まりを引き起こす事態を回避することができる。
【００７２】
前記第一栓部材６ａに形成される凹部６ｐの形状は、本実施形態のように円形とするほか、三角形、四角形等、他の様々な形状を採用できる。要は、栓部材６ａの前記中空針８が貫通する領域を含む領域に当該凹部６ｐが形成されていれば十分である。
また、凹部６ｐの深さは、基本的には保護フィルム１８との間にインクを溜めておくことが可能な深さであれば問題はないが、本実施形態のように深さが浅いものとして形成されている方が望ましい。凹部６ｐを狭い空間として形成することにより、中空針８の引抜き時に中空針８外面等のインクを毛細管力によって凹部６ｐ内部に引き込む作用が営まれ、より有効に中空針８表面のインクを除去できるからである。
なお、中空針８の表面に付着するインクの量は少量であり、また、一般のインクジェット記録装置においては、同一のインクカートリッジ１を装置に対して何回も抜差しを行うことは考えられず、通常は、インクが切れたときの１回のみである。従って、凹部６ｐの容積が小さくても、あまり問題とならない。
【００７３】
〔変形例〕
次に、変形例を説明する。
図１６は、第一変形例のインクカートリッジにおいて連絡路の構成を示す斜視図である。図１７は、第二変形例のインクカートリッジにおいて連絡路の構成を示す斜視図である。
【００７４】
〔第一変形例〕
図１６に示すのは第一変形例であって、前記ゴム栓６の第一栓部材６ａの開口挿入側と反対側の面（前記凹部６ｐを形成している面）には、その外縁と前記凹部６ｐとを繋ぐように、凹溝状の連絡路２８が形成される。
そして、前記凹部６ｐを覆うように、円板状の保護フィルム１８’が第一栓部材６ａに取り付けられる。この保護フィルム１８’は適宜の合成樹脂製とされており、ゴム系の接着剤で第一栓部材６ａに接着される。
【００７５】
この第一変形例の保護フィルム１８’は、前記実施形態の保護フィルム１８のようなゴム栓６の抜け防止の効果は奏しないが、前記実施形態と同様に凹部６ｐの底面との間に空間を形成するので、カートリッジ交換時に中空針８表面に付いたインクを当該空間に吸い取ることができ、インクへの不純物混入防止という効果を奏することができる。
【００７６】
更には、前記連絡路２８が形成されているので、凹部６ｐを覆うように前記保護フィルム１８’が貼設されても、凹部６ｐ内の空間は連絡路２８を通じて外部に連通されている。従って、この変形例のインクカートリッジを袋体１００で真空パックした場合には、袋体１００内部の負圧によって、凹部６ｐ内の空気が、連絡路２８を通じて保護フィルム１８’の外部に排出される。この結果、カートリッジ１の第一栓部材６ａに中空針８を刺して使用する際に、凹部６ｐ内部の空気が中空針８を通じてインクジェットヘッド４５に供給されてトラブルの原因となることを防止することができる。
【００７７】
〔第二変形例〕
図１７に示すのは第二変形例であって、第一変形例と同様に、前記ゴム栓６の第一栓部材６ａに凹溝状の連絡路２８を形成する一方、カートリッジハウジング４にも、前述の実施形態と同様に凹溝状の連絡路２７を形成している。
前記第一栓部材６ａの連絡路２８は、当該第一栓部材６ａを第一開口７ａに嵌合したときに、カートリッジハウジング４側の連絡路２７に接続する位置に形成されている。
【００７８】
この第二変形例の構成では、凹部６ｐを覆うように前記「コ」字状の保護フィルム１８が貼設されても、凹部６ｐ内の空間は、連絡路２８・前記連絡路２７を通じて、外部に連通する。従って、この変形例のインクカートリッジを袋体１００で真空パックした場合には、袋体１００の負圧によって、凹部６ｐ内の空気が、連絡路２８・連絡路２７を通じてカートリッジ外部に排出される。従って、カートリッジ１を使用する際に、凹部６ｐ内部の空気が中空針８を通じてインクジェットヘッド４５に供給されてしまうことを防止することができる。
【００７９】
以上に本発明の実施形態及びその変形例を示したが、本発明の技術的範囲は上記に限定されるものではない。
【００８０】
例えば、前記連絡路２７・２８は、上記ではカートリッジハウジング４あるいはゴム栓６に凹溝状に形成する構成を示したが、保護フィルム１８の外部と接続する経路であれば十分であって、例えば貫通孔状などの様々な形状を採用できる。ただし、凹溝状とする方が、保護フィルム１８の貼設面に単に凹溝を形成するだけで容易に連絡路２７・２８を形成できるメリットがある。
また、前記連絡路２７・２８の配置や本数等も、上記実施形態および変形例に示したものに限定されず、様々なレイアウトを採用できる。
【００８１】
また上記の説明では、前記ゴム栓６は第一栓部材６ａと第二栓部材６ｂとを接続した一体物に構成されているが、両栓部材６ａ・６ｂを互いに分離した別部材の構成とすることもできる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下のような効果を奏する。
【００８３】
即ち、請求項１に示すように、インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路を介して連通する開口とを有するカートリッジハウジングと、前記開口に嵌合される、中空針を貫通可能な栓部材と、前記開口及び前記栓部材を覆うように設けられた保護フィルムと、前記開口と前記保護フィルムの外部とを連通する連絡路と、を備えるので、
保護フィルムによって、インクカートリッジの取扱い中に栓部材が開口から抜けることを確実に防止できる。
また、製造後のインクカートリッジを出荷するときなどに全体を真空パックすることがあるが、このときの負圧によって、インク溜め内のインクの溶存酸素や、前記開口の内部の空気を、前記連絡路を通じて保護フィルムの外部に逃がすことができる。この結果、インクカートリッジのインクに気泡が発生することを防止できる。
【００８４】
請求項２に示すように、インクを収容するためのインク溜めと、該インク溜めに連通路を介して連通する開口とを有するカートリッジハウジングと、前記開口に嵌合され、中空針を貫通可能であって、前記中空針が貫通する領域を含む領域に凹部が形成された栓部材と、前記凹部を覆うように設けられた保護フィルムと、前記凹部と前記保護フィルムの外部とを連通する連絡路と、を備えるので、
中空針を栓部材から抜く際に、中空針の表面や先端に付着しているインクを、凹部と保護フィルムとの間の空間に溜めて保持できる。従って、中空針の先端や表面にインクが付着したまま乾燥し、不純物となることを防止することができる。
【００８５】
請求項３に示すように、前記連絡路は、前記カートリッジハウジング上に、前記開口に接続して凹溝状に形成されているので、
連絡路を簡単に形成することができる。
【００８６】
請求項４に示すように、前記連絡路は、前記栓部材上に、前記凹部に接続して凹溝状に形成されているので、
連絡路を簡単に形成することができる。
【００８７】
請求項５に示すように、前記カートリッジハウジングを包装する袋体を更に備え、その内部がその外部よりも減圧状態にあるので、
インクの脱気状態を保持することができる。
【００８８】
請求項６に示すように、前記カートリッジハウジングに溝が設けられており、前記保護フィルムの端部が該溝に挿入されているので、
保護フィルムからカートリッジハウジングから剥がれることを防止できるから、栓部材の抜け防止が一層確実になって、確実にインクの漏れを防止することができる。
【００８９】
請求項７に示すように、前記保護フィルムは、少なくとも前記カートリッジハウジング側の面が、該カートリッジハウジングと同じ素材により形成されているので、
保護フィルムは、加熱によりカートリッジハウジングに対し馴染みよく溶けて接着し一体化する。従って、栓部材の抜け防止が一層確実になって、確実にインクの漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した複合機の全体的な構成を示した側面図。
【図２】インクカートリッジと記録ヘッドとの接続構成、及びパージ機構を示した概略図。
【図３】インクカートリッジの具体的な構成を示した平面図一部断面図。
【図４】（ａ）はゴム栓の一部断面斜視図、（ｂ）はカートリッジハウジングの二つの開口の周囲部分の構成を示す斜視図。
【図５】開口に設置された逆止弁の詳細を示す、図３の円で囲った部分の拡大図。
【図６】逆止弁組を第一開口へ取り付ける工程の様子を示す図。
【図７】フィルタとゴム栓を組み付ける様子を示す図。
【図８】インク充填作業の様子を示す図。
【図９】第二栓部材を第二開口へ完全に押し込み、第二連通路を封止する様子を示す図。
【図１０】保護フィルムをカートリッジハウジングに取り付ける様子を示す図。
【図１１】保護フィルムをカートリッジハウジングに熱で溶着させて固定する様子を示す図。
【図１２】インクカートリッジを真空パックした状態を示す一部断面図。
【図１３】真空パックされた内部において、インク溜めや開口内の気泡や溶存酸素がインクカートリッジ外部に抜ける様子を示す図。
【図１４】印字動作時にインクがインクカートリッジから記録ヘッドへ供給される様子を示す図。
【図１５】インクカートリッジを交換のために抜き取る様子を示す図。
【図１６】第一変形例のインクカートリッジにおいて連絡路の構成を示す斜視図。
【図１７】第二変形例のインクカートリッジにおいて連絡路の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１  インクカートリッジ
２  インク溜め
４  カートリッジハウジング
５ａ  第一連通路（連通路）
６ａ  第一栓部材（栓部材）
６ｐ  凹部
７ａ  第一開口
８  中空針
９  溝
１８  保護フィルム
２７・２８  連絡路
【図１】
2004243604.tif 000003
【図２】
2004243604.tif 000004
【図３】
2004243604.tif 000005
【図４】
2004243604.tif 000006
【図５】
2004243604.tif 000007
【図６】
2004243604.tif 000008
【図７】
2004243604.tif 000009
【図８】
2004243604.tif 000010
【図９】
2004243604.tif 000011
【図１０】
2004243604.tif 000012
【図１１】
2004243604.tif 000013
【図１２】
2004243604.tif 000014
【図１３】
2004243604.tif 000015
【図１４】
2004243604.tif 000016
【図１５】
2004243604.tif 000017
【図１６】
2004243604.tif 000018
【図１７】
2004243604.tif 000019