(57)【要約】【課題】  安定した負圧をインク収容室内に発生させることのできるインクカートリッジを提供する。【解決手段】  箱状に形成された容器本体１に、インクを収容するインク収容室２と、インク収容室２内のインクを外部に供給するインク供給部３と、インク収容室２を大気と連通させて内部圧力を調整する圧力調整部４とを備え、圧力調整部４は容器本体１の表面に設けられる大気連通孔２０と、大気連通孔２０からインク収容室２の周縁部に沿って空気を導く空気導入管２１と、空気導入管２１及びインク収容室２とそれぞれ連通する圧力調整室２３とからなり、圧力調整室２３は内部に空気導入管２１側とインク収容室２側とを隔てる可動膜２５を備え、可動膜２５は空気導入管２１側とインク収容室２側とを連通させる通気部２５ａを有し、通気部２５ａは弾性体２６により空気導入管２１側に付勢されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱状に形成された容器本体に、インクを収容するインク収容室と、該インク収容室内のインクを外部に供給するインク供給部と、上記インク収容室を大気と連通させて内部圧力を調整する圧力調整部とを備えたインクカートリッジにおいて、
上記インク収容室は仕切板を介して分割された上部インク収容室と下部インク収容室とを有し、上記仕切板は傾斜状に形成されてその最下部に上記インク供給部の入口が形成され、
上記圧力調整部は上記容器本体の上表面に設けられる大気連通孔と、該大気連通孔から上記インク収容室の周縁部に沿って空気を導く空気導入管と、該空気導入管及び上記下部インク収容室とそれぞれ連通する圧力調整室とからなり、
上記圧力調整室は内部に上記空気導入管側とインク収容室側とを隔てる可動膜を備え、該可動膜は上記空気導入管側とインク収容室側とを連通させる通気部を有し、該通気部は弾性体により上記空気導入管側に付勢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２】
上記圧力調整室は上記空気導入管側にカバー体を備え、該カバー体は上記容器本体の表面を構成すると共に、上記空気導入管と圧力調整室とを連通させる空気連通部を有していることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
上記仕切板は上記容器本体の一方の側面の中間位置から他方の側面の下端近傍に至る下り傾斜状に形成されて上記下部インク収容室を略三角形状としたことを特徴とする請求項１または２記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
上記空気導入管は上記インク収容室の上部周縁部の全長に渡って設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリンタにインクを供給するインクカートリッジに関し、特にインク収容室の圧力調整を行うことのできるインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からインクジェットプリンタの記録ヘッドにインクを供給するために、プリンタ本体にインクカートリッジを取付ける構造としたインクジェットプリンタが知られている。このインクカートリッジは、少なくともインクを収容するインク収容室とインクの出口となるインク供給口とを備えている。
【０００３】
インクは液体であり、インク収容室とインク供給口とは連通しているので、そのままではインクカートリッジをプリンタ本体に取付けていない状態において、インクがインクカートリッジから漏洩する。それを防ぐために、インク収容室内を微小な負圧状態とし、インクの使用に伴って発生する差圧に応じて作動する可動膜を設けて、インクを供給するインクカートリッジが知られている。この場合、インクの使用に応じて大気連通孔を介して空気をインク収容室内に導くように構成する。このような構造を有したインクカートリッジとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】再表００／００３８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のインクカートリッジにおいては、以下に述べる問題点を有していた。
従来のインクカートリッジでは、インク供給部に可動膜を設けてインクの供給を調整していたため、空気が適切にインク収容室内に導かれないことがあり、そのためインク収容室内の負圧が変動することがあった。すなわち、インク収容室内の負圧が不安定なものであった。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、安定した負圧をインク収容室内に発生させることのできるインクカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るインクカートリッジは、箱状に形成された容器本体に、インクを収容するインク収容室と、該インク収容室内のインクを外部に供給するインク供給部と、上記インク収容室を大気と連通させて内部圧力を調整する圧力調整部とを備えたインクカートリッジにおいて、
上記インク収容室は仕切板を介して分割された上部インク収容室と下部インク収容室とを有し、上記仕切板は傾斜状に形成されてその最下部に上記インク供給部の入口が形成され、
上記圧力調整部は上記容器本体の上表面に設けられる大気連通孔と、該大気連通孔から上記インク収容室の周縁部に沿って空気を導く空気導入管と、該空気導入管及び上記下部インク収容室とそれぞれ連通する圧力調整室とからなり、
上記圧力調整室は内部に上記空気導入管側とインク収容室側とを隔てる可動膜を備え、該可動膜は上記空気導入管側とインク収容室側とを連通させる通気部を有し、該通気部は弾性体により上記空気導入管側に付勢されていることを特徴として構成されている。
【０００７】
また、本発明に係るインクカートリッジは、上記圧力調整室は上記空気導入管側にカバー体を備え、該カバー体は上記容器本体の表面を構成すると共に、上記空気導入管と圧力調整室とを連通させる空気連通部を有していることを特徴として構成されている。
【０００８】
さらに、本発明に係るインクカートリッジは、上記仕切板は上記容器本体の一方の側面の中間位置から他方の側面の下端近傍に至る下り傾斜状に形成されて上記下部インク収容室を略三角形状としたことを特徴として構成されている。
【０００９】
さらにまた、本発明に係るインクカートリッジは、上記空気導入管は上記インク収容室の上部周縁部の全長に渡って設けられていることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るインクカートリッジによれば、容器本体の圧力調整部は大気連通孔と連通する圧力調整室を備え、この圧力調整室は内部に空気導入管側とインク収容室側とを隔てる可動膜を備え、可動膜は空気導入管側とインク収容室側とを連通させる通気部を有し、通気部は弾性体により空気導入管側に付勢されていることにより、インク収容室内の圧力変動に応じて空気が大気から確実に導かれるので、安定した負圧をインク収容室内に発生させることができる。また、上部インク収容室と下部インク収容室とを隔てる仕切板は、傾斜状に形成されてその最下部にインク供給部の入口が形成されていることにより、インクの残量が少なくなった際にも安定してインク供給部にインクを供給することができる。
【００１１】
また、本発明に係るインクカートリッジによれば、圧力調整室は空気導入管側にカバー体を備え、カバー体は容器本体の表面を構成すると共に、空気導入管と圧力調整室とを連通させる空気連通部を有していることにより、容器本体内部に配置される圧力調整室を容易に製造、組立することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るインクカートリッジによれば、仕切板は容器本体の一方の側面の中間位置から他方の側面の下端近傍に至る下り傾斜状に形成されて下部インク収容室を略三角形状としたことにより、仕切板の最下端部は下部インク収容室の下端部近傍となるので、インク供給部の入口がインク収容室の最下部に形成されることになって、インク収容室内のインクをほぼ全て使用することができる。
【００１３】
さらにまた、本発明に係るインクカートリッジによれば、空気導入管はインク収容室の上部周縁部の全長に渡って設けられていることにより、大気連通孔から圧力調整室までの距離を長くすることができ、空気の圧力変動による圧力調整室内の圧力変動を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるインクカートリッジの正面図であり、図２は、インクカートリッジの内部構造を示す正面図である。なお、図２では図１に現れる容器本体１の外側に設けられた把手体４０や係合部５は省略している。
【００１５】
これら各図に示すように、本実施形態におけるインクカートリッジは、箱状に形成された容器本体１に、インクを収容するインク収容室２と、インク収容室２内のインクを外部に供給するインク供給部３とを形成してなるものである。また、容器本体１には、インク収容室２を大気と連通させてその内部圧力を調整する圧力調整部４を備えている。さらに、容器本体１の一側面にはインクカートリッジを手で持ち、または吊り掛けるための把手体３０を備えている。
【００１６】
まず、インクカートリッジの外形状について説明する。容器本体１は、上述のように薄厚の箱状に形成されており、図１に示すように一側面にはインクジェットプリンタ本体のホルダに係合される係合部５を備えている。また、係合部５を備えた面と対向する側面に差込部６が突出しており、この差込部６に把手体４０が差し込まれ、固定される。
【００１７】
把手体４０は、容器本体１の一側面上端部に取付けるものであって、ループ状に形成される本体部４１と、本体部４１の下端から下方に延出する垂下片４３とから構成されている。一方、容器本体１の一側面上端部には差込部６が形成されており、その内部は中空状とされている。
【００１８】
把手体４０は、容器本体１の差込部６に対して、上方から差込むことで取付固定される。このように把手体４０を着脱自在としたことにより、インクカートリッジを吊り掛け、またはホルダに対して固定する場合に、必要に応じて容器本体１に対して取付けることができる。
【００１９】
また、垂下片４２は、本体部４１の下端から下方に向かって容器本体１に近づく傾斜状に形成されると共に、その下端が容器本体１に近接した位置に配置されるように形成される。これによって、本体部４１によってインクカートリッジを吊り掛けた場合に、輸送等における衝撃によっても把手体４０が外れにくいようにすることができる。
【００２０】
さらに、垂下片４２の下端部外側には、インクカートリッジをインクジェットプリンタ本体のホルダに取付ける際に、ホルダと係合し固定される突起４２ａを形成している。本体部４１はループ状に形成されていることによって弾性を有しているので、本体部４１から連続する垂下片４２も容器本体１と近づく方向または遠ざかる方向に弾性変位することができる。この弾性変位によって、インクカートリッジをホルダに対して確実に固定する。
【００２１】
次に、インクカートリッジの内部構造について説明する。図２に示すように、容器本体１内部には、インクを収容するインク収容室２と、このインク収容室２から外部にインクを供給するインク供給部３と、インク収容室２に対しインクの使用に応じて大気から空気を取り込んで供給する圧力調整部４とがそれぞれ形成されている。
【００２２】
インク収容室２は、容器本体１内部の大半の領域を占めるように形成されており、上部インク収容室１０と下部インク収容室１１の２つの部屋からなっている。これら２つの部屋は、仕切板１３によって隔てられている。この仕切板１３は、傾斜状に形成されており、したがって上部インク収容室１０は略台形状に、下部インク収容室１１は略三角形状の断面形状を有している。また、下部インク収容室１１の最下部から上部インク収容室１０にインクを吸い上げる吸上管１２が形成されている。
【００２３】
インク供給部３は、上部インク収容室１０の最下部からインクを吸い上げるインク吸上管３０と、インク吸上管３０と連続状であって容器本体１外部に連通したインク供給管３１と、インク供給管３１と連続状であって容器本体１から突出したインク供給孔３４とからなっている。
【００２４】
インク収容室２の仕切板１３が傾斜状に形成されているので、インク吸上管３０の入口が配置される上部インク収容室１０の最下部は、インク収容室２の最下部近傍に位置することになる。インク供給部３は、インク吸上管３０により上部インク収容室１０の最下部からインクを吸い上げて、インク供給管３１を介して容器本体１外部にインクを供給する。
【００２５】
圧力調整部４は、大気と連通する大気連通孔２０と、この大気連通孔２０から取り込んだ空気をインク収容室２の周縁部に沿って導く空気導入管２１と、この空気導入管２１と連通し、圧力変動に応じて開閉する弁の機能を有した圧力調整室２３とから構成されている。
【００２６】
大気連通孔２０は、容器本体１の上面における長手方向端部近傍に形成されている。また、空気導入管２１は、インク収容室２の上面から側面にかけての周縁部に略Ｌ字状に形成されており、大気連通孔２０と反対側の端部には、圧力調整室２３と連通する空気導入孔２２が形成されている。このように大気連通孔２０から空気導入孔２２までの間に距離を持たせることにより、圧力変動を緩和することができる。
【００２７】
図３には、図１のＡ−Ａ断面図を示す。この図に示すように圧力調整室２３は、容器本体１の側面からインク収容室２内に突出する円柱状の空間として形成されている。容器本体１の側面側には空気導入孔２２から空気を圧力調整室２３内に導く空気連通部２４ａが形成され、容器本体１の側面と対向する圧力調整室２３の底面には、下部インク収容室１１と連通するインク連通孔２７が形成されている。
【００２８】
また、圧力調整室２３内には可動膜２５が設けられて、圧力調整室２３を空気導入管２１側とインク収容室２側に分割し、隔てている。可動膜２５は軟質の樹脂材からなると共に、略円盤状に形成され、容易に変形可能とされている。また、その中心部には通気部２５ａが形成され、厚さ方向に貫通する通気孔２５ｂが設けられている。
【００２９】
圧力調整室２３には、容器本体１の内外方向中間位置に、円周方向全周に渡る段部２３ａが形成されている。可動膜２５は、その周縁部がこの段部２３ａに係合することで、圧力調整室２３に取付けられる。また、圧力調整室２３の底面には円柱状の突出部２３ｂが形成されており、この突出部２３ｂに対して弾性体たるバネ２６が取付けられる。バネ２６の一端は圧力調整室２３の底面に当接すると共に、他端は可動膜２５の通気部２５ａに当接し、可動膜２５を空気導入管２１側に付勢している。
【００３０】
また、圧力調整室２３において容器本体１表面を構成するカバー体２４が、圧力調整室２３を略覆うように設けられる。図４には、インクカートリッジの圧力調整室２３における分解斜視図を示す。この図に示すようにカバー体２４は、可動膜２５と同様に略円盤状に形成され、その表面には空気導入管２１と圧力調整室２３を連通させるための空気連通部２４ａを有している。
【００３１】
図３に示すように、バネ２６によって付勢された可動膜２５の通気部２５ａは、カバー体２４に圧接されるので、通気孔２５ｂは遮断された状態となり、圧力調整室２３において空気導入管２１側とインク収容室２側は遮断される。この状態で、圧力調整室２３の可動膜２５よりも空気導入管２１側は、大気連通孔２０と連通した状態であるので、大気圧と同じ圧力の空気が満たされている。一方、圧力調整室２３の可動膜２５よりもインク収容室２側は、インク収容室２と連通した状態であるので、大気圧に対して負圧状態のインクが満たされている。
【００３２】
したがって、可動膜２５を挟んで両側の圧力は異なり、空気導入管２１側の方が圧力の高い状態となっている。しかし、上述のように可動膜２５はバネ２６によって空気導入管２１側に付勢されており、インクが使用されていない状態での圧力差では、可動膜２５の通気部２５ａはカバー体２４に圧接した状態が保たれる。
【００３３】
インクが使用されると、それに伴ってインク収容室２内のインクの圧力は低下する。したがって、圧力調整室２３内における空気導入管２１側とインク収容室２側の圧力差が大きくなる。この圧力差がバネ２６の付勢力に対抗するほど大きくなると、可動膜２５は中央部を中心にインク収容室２側に撓む。すなわち、可動膜２５の連通部２４ａがカバー体２４から離れ、圧力調整室２３の空気導入管２１側とインク収容室２側とが連通した状態となる。
【００３４】
可動膜２５の連通部２４ａが開くと、圧力の高い空気導入管２１側から圧力の低いインク収容室２側に空気が送り込まれる。空気が送り込まれると、インク収容室２内の圧力は上昇し、圧力調整室２３内の圧力差は減少する。すると、可動膜２５は撓んだ状態から復元し、やがて連通部２４ａがカバー体２４に当接して、元の状態に戻る。
【００３５】
可動膜２５は、インク収容室２内のインクの使用に伴って開閉動作を繰り返し、インク収容室２内の圧力を一定に保つように調整する。このように可動膜２５は、インク収容室２内の圧力低下に伴って空気を供給する弁としての機能を有することにより、空気を確実にインク収容室２内に供給することができ、インク収容室２の負圧を安定させることができる。
【００３６】
下部インク収容室１１は、図２に示すように圧力調整室２３とインク連通孔２７を介して連通しているので、インクが使用されるとまず下部インク収容室１１に空気が供給される。下部インク収容室１１のインクが全て使用されると、吸上管３０を介して上部インク収容室１０にも空気が供給される。すなわち、上部インク収容室１０の液面がインクの使用に伴って低下する。
【００３７】
さらにインクが使用されると、インクの液面は仕切板１３の位置に達する。仕切板１３は傾斜状に形成され、インク吸上管３０の入口は仕切板１３の最下部に配置されているので、インクが残り少なくなっても液面を安定的に確保し、インクの供給を行うことができる。
【００３８】
図５には、図４とは別の角度から見たインクカートリッジの分解斜視図を示す。この図に示すように、インク供給部３のインク供給口３４には、供給弁３３が設けられている。供給弁３３にはバネ３２と、このバネ３２によって開口側に付勢された可動部３３ａとが内蔵されており、通常は可動部３３ａが供給弁３３を閉じた状態としている。インクカートリッジをプリンタ本体のホルダに取付けることで、バネ３２の付勢力に抗して可動部３３ａが容器本体１内部側に押し込まれ、インク収容室２と連通される。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこの実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態におけるインクカートリッジの正面図である。
【図２】インクカートリッジの内部構造を示す正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】インクカートリッジの分解斜視図である。
【図５】別の角度から見たインクカートリッジの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    容器本体
２    インク収容室
３    インク供給部
４    圧力調整部
１０    上部インク収容室
１１    下部インク収容室
１２    吸上管
１３    仕切板
２０    大気連通孔
２１    空気導入管
２２    空気導入孔
２３    圧力調整室
２４    カバー体
２４ａ  空気連通部
２５    可動膜
２５ａ  通気部
２５ｂ  通気孔
２６    バネ
２７    インク連通孔
３０    インク吸上管
３１    インク供給管
４０    把手部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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