(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材が結合されるインクカートリッジであって、
インク供給孔を有するカートリッジケースと、
該カートリッジケースのインク供給孔を密閉し前記接続部材が貫通可能である密閉部材と、
前記カートリッジケース内において前記インク供給孔との間に間隔を開けて配設されるとともに、前記密閉部材を貫通した前記接続部材が結合されるものであって、内部に前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク容器とを備え、
前記インク供給孔とインク容器との間の部分は、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持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】
前記インク供給孔とインク容器との間の部分には、前記密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材が充填されているところの請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記インク容器は、対向する２つの側面部を有し変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックと、該インクパックの前記両側面部を互いに離れる方向に付勢する弾性部材を備えるところの請求項１又は２記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、インクを貯留するインクカートリッジと、該インクカートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジ装着部と、該カートリッジ装着部に設けられ前記インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際に、前記インクカートリッジに結合され前記インクカートリッジ内のインクを記録ヘッドに導く中空針状の接続部材とを備えるインクジェット記録装置において、
前記インクカートリッジが、請求項１〜３のいずれかに記載のインクカートリッジであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材が結合されるインクカートリッジ及びそれを用いたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録ヘッドのノズル孔を通じてインク液滴を飛翔させて記録紙等の記録媒体に記録させるインクジェット記録装置において、記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジを交換可能としたものが知られている。
【０００３】
また、そのようなインクカートリッジとして、記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材がインク供給部に結合されるものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかるインクカートリッジの交換は、一般に記録ヘッド内にインクが充填された状態で行われるようになっており、かかるインクカートリッジの交換の際のインク導入は、通路内に残留したインクが泡立ったり、新しいインクが残留インクと衝突したりするために、記録ヘッド内が空でインクがない状態で初期導入される場合に比べて、インクが泡立ちやすく、記録ヘッド及び記録ヘッドに至るインク通路内に残留する気泡の数が多くなるという課題がある。
【０００５】
また、インクカートリッジの交換の際に、インクカートリッジを取り外した後、空にするためのパージ処理を実行してから、新しいカートリッジを装着することも考えられるが、そのようにすると、非常に手間と時間を要し、面倒であるという課題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、インクカートリッジを接続部材を介して記録ヘッドに結合する際、記録ヘッド内のインクを吸引した後に、インクを記録ヘッドに供給することができるインクカートリッジ及びそれを用いたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材が結合されるインクカートリッジであって、インク供給孔を有するカートリッジケースと、該カートリッジケースのインク供給孔を密閉し前記接続部材が貫通可能である密閉部材と、前記カートリッジケース内において前記インク供給孔との間に間隔を開けて配設されるとともに、前記密閉部材を貫通した前記接続部材が結合されるものであって、内部に前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク容器とを備え、前記インク供給孔とインク容器との間の部分は、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、カートリッジケース内においてインク供給孔（密閉部材）との間に間隔を開けてインク容器が配設され、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されていることから、中空針状の接続部材が密閉部材を貫通して挿入されると、密閉部材を突き破った瞬間に、前記インク供給孔とインク容器との間において、記録ヘッド内のインクが接続部材を通じて吸引され、それから、前記接続部材がインク容器に結合される。
【０００９】
よって、新しいインクカートリッジを装着する動作中に、いわゆる回復装置を用いることなく、記録ヘッド内のインクが接続部材を通じて吸引され、空にされた状態で、接続部材を介して記録ヘッドがインクカートリッジ内のインク容器に結合される。また、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されていることから、インク容器内のインクの脱気状態が長期間に亘って良好に維持される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１のインクカートリッジにおいて、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、前記密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材が充填されている。
【００１１】
請求項２の発明によれば、前述した如く、中空針状の接続部材が密閉部材を貫通してインク供給孔に挿入されると、密閉部材を突き破った瞬間に、カートリッジの内部が減圧状態に維持されていることから、接続部材を通じてインクが吸引され、それから、接続部材がインク容器に結合されるが、前記インク供給孔とインク容器との間の部分は、密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材が充填されているので、接続部材を通じて吸引されたインクはインク吸収材に吸収される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２のインクカートリッジにおいて、前記インク容器が、対向する２つの側面部を有し変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックと、該インクパックの前記両側面部を互いに離れる方向に付勢する弾性部材を備える。
【００１３】
請求項３の発明によれば、変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックの両側面部が、弾性部材によって、互いに離れる方向に付勢され、それによって、インクパック内のインクが負圧状態にされ、接続部材が挿通された際に、その挿通部分を通じてインクが漏れ出るのが回避され、またその後においても、記録ヘッドのノズルに負圧が作用し、ノズルからインクが漏れ出るのが回避される。
【００１４】
請求項４の発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、インクを貯留するインクカートリッジと、該インクカートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジ装着部と、該カートリッジ装着部に設けられ前記インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際に、前記インクカートリッジに結合され前記インクカートリッジ内のインクを記録ヘッドに導く中空針状の接続部材とを備えるインクジェット記録装置において、前記インクカートリッジとして、請求項１〜３のいずれかに記載のインクカートリッジが用いられているものである。
【００１５】
請求項４の発明によれば、カートリッジ装着部に装着されるインクカートリッジとして請求項１〜３のいずれかに記載のインクカートリッジが用いられていることから、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際に、中空針状の接続部材が密閉部材を貫通して挿入され、密閉部材を突き破った瞬間に、接続部材を通じて記録ヘッド内のインクが吸引され、それから、接続部材がインクカートリッジに結合される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００１７】
本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図１において、インクジェット記録装置１は、記録媒体（図示せず）にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド２を備え、該記録ヘッド２には、インクを貯留するインクカートリッジ３からインクが供給されるようになっている。前記記録ヘッド２は、記録媒体の幅方向に往復移動可能に設けられたキャリッジ（図示せず）上に搭載され、該キャリッジ上に前記インクカートリッジ３が着脱可能に装着されるカートリッジ装着部４が設けられている。
【００１８】
前記カートリッジ装着部４は縦壁部４ａを有し、該縦壁部４ａに中空針状の接続部材６が設けられ、該接続部材６の周囲には、形状復元性を有するゴム等の弾性材料により形成される保護部材１１が設けられている。前記接続部材６は、前記インクカートリッジ３がカートリッジ装着部４に着脱可能に装着される際には、保護部材１１を貫通して前記インクカートリッジ３に結合されるもので、その結合により、前記インクカートリッジ３内のインクを、インク供給管５を通じて、記録ヘッド２に導くようになっている。
【００１９】
より詳細には、前記接続部材６は、図２に示すように、基端部側がカートリッジ装着部４の壁部４ａに筒状部材１２を介して取付固定されており、前記保護部材１１は、接続部材６の周囲に設けられ蛇腹状に変形可能である筒状の変形部１１ａと、該変形部１１ａの一端部に連設され接続部材６の先端部が貫通可能である半球形状の先端保護部１１ｂと、前記変形部１１ａの他端部に連設され接続部材６の基端部付近（具体的には筒状部材１２の鍔部１２ａ）に係止される係止部１１ｃとを有する。また、前記先端保護部１１ｂが変形部１１ａよりも肉厚が厚く形成され、弾性強度が高められ、それによってインクカートリッジ３との結合が解除されるごとに、先端保護部１１ｂが、接続部材６が貫通した部分を自己の弾性により縮小し密閉する。よって、接続部材６の貫通による繰り返し使用が可能である。
【００２０】
また、前記インクカートリッジ３は、図３に示すように、インク供給孔２１ａを有するカートリッジケース２１を備え、該カートリッジケース２１のインク供給孔２１ａが例えばゴム材料からなる密閉部材２２にて密閉シールされている。前記密閉部材２２は、取付具２６にてカートリッジケース２１の内面側に取付固定されており、前記中空針状の接続部材６を突き刺さすことで、貫通可能となるようにされている。
【００２１】
前記カートリッジケース２１内には、インク供給孔２１ａに対し間隔を開けて、内部にインクを貯留するインク容器２４が配設されており、該インク容器２４内のインクが、前記接続部材６との結合により、記録ヘッド２に供給されることになる。
【００２２】
前記インク供給孔２１ａとインク容器２４との間の部分２３は、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されている。よって、インク容器２４の周囲空間は減圧状態に維持され、インク容器２４内のインクの脱気状態が長期間に亘って良好に維持されることになる。
【００２３】
また、前記部分２３は、密閉部材２２と隣接する位置に、インクを吸収可能である多孔質材製のインク吸収材２５が充填され、該インク吸収材２５の一部が密閉部材２２の内面側に接触している。なお、前記インク吸収材２５が配設される部位とインク容器２４が配設される部位とは仕切壁２１ｂにて区画されている。
【００２４】
前記インク容器２４は、図４に示すように、対向する２つの側面部（一方の側面部３１ａのみ図示）を有し内部にインクが収納されている変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパック３１と、該インクパック３１の前記両側面部の外側表面のほぼ全体に亘って設けられ前記両側面部を互いに離れる方向に付勢する弾性部材としての板状のバネ部材３２とを備え、バネ部材３２による付勢でインクパック３１内のインクが負圧状態で収納されるようになっている。よって、前記インク供給孔２１ａとインク容器２４との間の部分２３が大気圧に戻っても（接続部材６が密閉部材２２を突き破った後、徐々に大気圧に戻る）、接続部材６を介して記録ヘッド２へインクを供給する状態において、記録ヘッド２のノズルに負圧が作用し、そのノズルよりインクが漏れ出るおそれがない。
【００２５】
また、前記インクパック３１は、可撓性のシート状材料を一端部で折り返して周辺部３１ｂを熱融着して袋状に形成され、その一端部を除くコの字状の周辺部３１ｂは、他の部分に比べて変形しにくくなっている。また、バネ部材３２の作用でインクパック３１の両側面部３１ａが互いに離れる方向に付勢されることによって、前記一端部は、両側面部とほぼ直角に緊張状態に保持され、接続部材６を突き刺しやすくなっている。
【００２６】
また、板状のバネ部材３２は、インクパック３１の両側面部の外側表面にそれぞれ固着される２つの取付部（一方の取付部３２Ａのみ図示）を備え、前記両取付部が、インクパック３１の端部を越えるＵ字形の連結部３２Ｂにて連結されている。
【００２７】
前記バネ部材３２の取付部は、中央に位置する連結部３２Ｂとの連結部分から複数回屈曲又は湾曲して外側に延びている板バネ状とされていることから、中央部分よりも周辺部分が小さい力で、間隔が離れる方向に付勢されるようになっている。具体的には、左右対称に形成され、左右の各部分が、一端部が連結部３２Ｂに連結されたコの字形状の第１の部分３２ａと、該第１の部分３２ａに並設され一端部が第１の部分３２ａの他端部に連結されているコの字形状の第２の部分３２ｂとを有し、それによってバネ部材３２の付勢力が、結合された接続部材６の先端部より離れた部位の方が、近い部位即ち中央の部位よりも小さくなるように設定されている。
【００２８】
上記のように構成すれば、前記接続部材６のインクカートリッジ３への非結合時、即ちインクカートリッジ３がカートリッジ装着部４に装着されておらず接続部材６と結合されていない時には、図５（ａ）に示すように、前記保護部材１１が中空針状の接続部材６の周囲全体を覆う第１の状態をとる。この状態では、接続部材６が保護部材１１内に位置しているので、保護部材１１によって、接続部材６が使用者の指等に直接触れるのが回避され、接続部材６の乾燥及びゴミの付着が防止される。
【００２９】
また、インクカートリッジ３の交換等のための、接続部材６が新しいインクカートリッジ３と結合する時には、まず、保護部材１１は、前記インクカートリッジ３（密閉部材２２）との係合により、図５（ｂ）に示すように、変形部１１ａが蛇腹状に徐々に変形して、前記接続部材６が先端保護部１１ｂを貫通するようにし、接続部材６を露出させる第２の状態をとる。
【００３０】
このとき、中空針状の接続部材６を密閉部材２２に突き刺して、それを貫通させるが、接続部材６が密閉部材２２を突き破った瞬間に、インクカートリッジ３の内部が減圧状態に維持されていることから、記録ヘッド２内のインクが接続部材６を通じて吸引され、それから、図５（ｃ）に示すように、接続部材６がインクパック３１の前記一端部を突き刺し、その内部のインクと結合される。
【００３１】
よって、新しいインクカートリッジ３を装着する動作中に、記録ヘッド２内のインクが接続部材６を通じて吸引され、空にされた状態で、接続部材６を介して記録ヘッド２がインクカートリッジ３内のインク容器２４に結合される。即ち、接続部材６をインクカートリッジ３に接続することで、いわゆる回復装置を用いることなく、パージ処理と同様の処理が施され、カートリッジ交換後も良好な印字性能が確保される。
【００３２】
それに加えて、前記インク供給孔２１ａとインク容器２４との間の部分２３は、密閉部材２２と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材２５が充填されているので、接続部材６内より吸引されたインクはインク吸収材２５に吸収され、インクカートリッジ３内において飛散することがない。
【００３３】
なお、接続部材６がインクパック３１の一端部を突き刺した後、新しいインクを記録ヘッド２に供給するためには、公知のパージ装置を使用して記録ヘッドのノズル側から負圧によりインクパック内のインクを吸引して導く。又はインクパック３１に圧力を加えてインクを記録ヘッドへ向け押し出すなどする。この際、記録ヘッド２内のインクは空になっているから、従来のようにインクが泡立って導入されることが抑えられ、良好な状態で記録することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００３５】
請求項１の発明は、上記のように、カートリッジケース内においてインク供給孔（密閉部材）との間に間隔を開けてインク容器を配設し、前記インク供給孔とインク容器との間の部分を、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持しているので、中空針状の接続部材を、密閉部材を貫通して挿入すると、密閉部材を突き破った瞬間に、前記接続部材を通じて記録ヘッド内のインクを吸引し、それから、接続部材がインク容器に結合することができる。つまり、新しいインクカートリッジを装着する動作中に、いわゆる回復装置を用いることなく、記録ヘッド内のインクを接続部材を通じて吸引し、空にした状態で、接続部材を介して記録ヘッドをインクカートリッジ内のインク容器に結合することができる。したがって、従来のようにインクが泡立って導入されることが抑えられ、カートリッジ交換後においても良好な記録性能を維持することができる。
【００３６】
また、前記インク供給孔とインク容器との間の部分を、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持しているので、インク容器内のインクの脱気状態を長期間に亘って良好に維持するのに有利である。
【００３７】
請求項２の発明は、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能なインク吸収材を充填しているので、中空針状の接続部材が密閉部材を突き破った瞬間に、接続部材内より吸引されるインクをインク吸収材によって吸収することができ、インクカートリッジ内でインクが飛散するのを防止できる。
【００３８】
請求項３の発明は、変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックの両側面部を、弾性部材によって、互いに離れる方向に付勢しているので、インクパック内のインクを負圧状態にして、接続部材が挿通された際に、その挿通部分を通じてインクが漏れ出たり、記録中に記録ヘッドのノズルよりインクが漏れ出るのをなくすことができる。
【００３９】
請求項４の発明は、カートリッジ装着部に装着されるインクカートリッジとして請求項１〜３のいずれかのインクカートリッジを用いているので、新しいインクカートリッジをカートリッジ装着部に装着する際、いわゆる回復装置を用いることなく、記録ヘッド内のインクを接続部材を通じて吸引し、空にした状態で、接続部材を介して記録ヘッドをインクカートリッジ内のインク容器に結合することができる。よって、記録ヘッドに至るインク通路内に残留する気泡を少なくして、カートリッジ交換後において、良好な印字性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】  本発明に係る接続部材の取付構造の説明図である。
【図３】  本発明に係るインクカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【図４】  本発明に係るインク容器の斜視図である。
【図５】  （ａ）〜（ｃ）は本発明に係るインクカートリッジの装着の手順の説明図である。
【符号の説明】
１  インクジェット記録装置
２  記録ヘッド
３  インクカートリッジ
４  カートリッジ装着部
６  接続部材
２１  カートリッジケース
２１ａ  インク供給孔
２２  密閉部材
２３  部分
２４  インク容器
２５  インク吸収材
３１  インクパック
３１ａ  側面部
３２  バネ部材
【図１】
0003952550.tif 000002
【図２】
0003952550.tif 000003
【図３】
0003952550.tif 000004
【図４】
0003952550.tif 000005
【図５】
0003952550.tif 000006