(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンクを備えた中央部構成要素と、
前記インクタンク内のインクを外部に供給する、インク供給針が挿着されるインク供給路を備えた下部構成要素と、を有し、
前記インク供給路の少なくとも一部に設けられ、前記インク供給針が挿着されたときに、破壊される保護フィルムと、
前記インク供給路に設けられ、前記インク供給針が挿入される孔を有すると共に、前記インク供給針が挿着されたときに、前記インク供給針の外周に密着する調芯リングと、
前記インク供給路近傍に、前記中央部構成要素に形成された前記インクタンクと大気とを連通させるエアーチャネルの開口を閉塞する部分と、前記インクタンクと大気とを連通させるエアーチャネルの閉塞を解除する孔とを有するバルブ部材を備え、
前記バルブ部材は、前記インク供給針の前記調芯リングへの挿入方向と垂直な方向に配置され、前記インク供給針が前記調芯リングに非挿入の状態では、前記エアーチャネルの開口を前記閉塞する部分により閉塞し、前記インク供給針が前記調芯リングに挿入されると、当該調芯リングの変形による挿入方向と垂直な方向の応力成分によって、前記孔の位置を前記エアーチャネルの開口の閉塞を解除する位置に移動するように前記調芯リングに押圧されて移動可能に構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ用インクカートリッジ。
【請求項２】
前記インク供給路の前記エアーチャネルに近接する部分が、当該供給路と平行であり、
前記調芯リングは、肉厚の形状をなし、
前記閉塞解除部材は、前記調芯リングと一体に連結された、前記リングの中心軸と平行な中心軸を持つリング形状をなし、
前記インク供給針が前記インク供給路に非挿入の状態では、前記エアーチャネルは前記閉塞解除部材のリング部材により閉塞しているが、前記インク供給針が前記インク供給路に挿入され、前記調芯リングが前記インク供給針の外周に密着すると、前記バルブ部材のリング中央部分が前記エアーチャネルの前記閉塞を解除する、ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ用インクカートリッジ。
【請求項３】
前記エアーチャネルの前記インクタンク内への開口部が、当該インクタンクの上部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ用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、キャリッジにセットすることのみより、インクタンクと大気とを連通させるることができる、プリントヘッド別体型のインクジェットプリンタ用インクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリントヘッド別体型のインクジェット用インクカートリッジは、インク供給路を介して、インクタンク内のインクを、キャリッジに搭載されたプリントヘッドに供給するように構成されている。
【０００３】
図６（Ａ）は、この種の、従来のインクカートリッジの構成を示す分解斜視図である。インクカートリッジ８０は、カートリッジ本体８１と蓋部材８２とを有して構成されている。
【０００４】
カートリッジ本体８１は、インクタンクＴを有している（図６（Ａ）ではスポンジ８３が収容されている）。カートリッジ本体８１の上部には、蓋部材８２が設けられており、その上部には後述するエアーチャネル９０と連通する連通孔８４が設けられている。インクカートリッジ８０の下部にはインク供給路８５が設けられその開口部分には、インクカートリッジが未使用の状態で、保護フィルム８６が設けられている。また、この保護フィルム８６の内部側には調芯リング８７が設けられている。
【０００５】
インクカートリッジ８０の製造課程では、蓋部材８２のインク充填用の孔８８からインクの充填が行われるがこの孔８８は、工場出荷時には、保護シール８９（たとえば、合成樹脂シートからなる）により封止されている。
【０００６】
また、図６（Ｂ）に示すように、蓋部材８２の上面には、前述した連通孔８４に連通する所定のパターンの溝（すなわち、エアーチャネル９０）が形成されている。このエアーチャネル９０の上面は、当該エアーチャネル９０の終端部分９１を残して前述した保護シール８９により被覆されている。また、終端部分９１は、インクカートリッジ８０が未使用の状態でインクタンクＴと大気とが連通しないように、気密シール９２（たとえば、合成樹脂シートからなる）により封止されている。
【０００７】
ユーザは、インクカートリッジ８０を、図示しないキャリッジに装填するときには、まず気密シール９２を剥がして、インクタンクＴ内と大気とを連通させる。キャリッジには、インクタンクＴ内のインクを、図示しないプリントヘッドに供給するための図示しないインク供給針が取り付けられており、インクカートリッジ８０がキャリッジに装填される課程で、保護フィルム８６はインク供給針の先端により破壊される。インクカートリッジ８０をキャリッジに装填し終わった状態では、調芯リング８７は、インクが漏れ出さないように、インク供給針の外周を密封する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ユーザがインクカートリッジ８０の使用に際して気密シール９２を剥がすとき、誤って保護シール８９を剥がしてしまうことがある。保護シール８９が剥がされると、インクカートリッジ８０内部のインクの蒸発量が過多となる等、インク物性の変化が大きくなり、プリント品質に影響を及ぼす。また、カラーのインクカートリッジの場合には、複数のインクタンクが設けられるが、各インクタンクごとに気密シール９２が設けられるため、ユーザにそれぞれの気密シールを剥がす作業を強いることになる。
【０００９】
本発明の目的は、キャリッジへのインクカートリッジの装填と同時に、インクタンクをエアーチャネルを介して大気に開放することができる、プリントヘッド別体型のインクジェットプリンタ用インクカートリッジを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述したように、インクカートリッジを、新たに使用する場合には、ユーザは、気密シールの除去およびインクカートリッジの装填といった２つの作業をしなければならない。本発明者は、インクカートリッジの装填の操作のみにより、インクタンクと大気との連通を図ることができれば、保護シールが不用意に剥がされることもなく、またユーザに気密シールを剥がす作業を強いることもない、との知見のもとに本発明をなすに至った。
【００１１】
本発明は、インクタンクと、インク供給路と、保護フィルムと、調芯リングとを備えてなるプリントヘッド別体型のインクカートリッジに適用される。インクカートリッジは、通常は、プリントヘッドが搭載されたキャリッジに装填されるが、必ずしもこれには限定されず、プリンタ内の定位置に設置され、可撓性の供給チューブを介してプリントヘッドにインクを供給するものであってもよい。
【００１２】
インク供給路は、インクタンク内のインクを外部（すなわち、プリントヘッド）に供給するものであり、当該インク供給路にはインク供給針が挿着される。
【００１３】
保護フィルムは、インクカートリッジの未使用時には、インクタンク内のインクが外部に漏れ出ないようにするためのもので、インク供給路の大気側の開口部等、インク供給路の少なくとも一部に設けられ、インク供給針が挿着されるときに、当該インク供給針の先端により破壊される。
【００１４】
調心リングは、インク供給路に設けられ、インク供給針が挿着されたときに、インク供給針の外周に密着し、インクタンク内のインクの外部への漏出を防止している。
【００１５】
本発明のインクカートリッジでは、上記構成に加えて、さらに、従来とは異なる、エアーチャネルとバルブ部材とが設けられている。
【００１７】
バルブ部材は、インク供給針が前記インク供給路に非挿入の状態では、エアーチャネルを閉塞しているが、インク供給路にインク供給針が挿入されると、当該挿入に応動して、挿入方向と垂直な方向の応力成分により移動して、エアーチャネルの閉塞を解除するように構成される。バルブ部材は、合成ゴム、プラスチック、金属等の材料により構成することができ、調芯リングと一体に構成することもできるし、調芯リングと別体に構成することもできる。バルブ部材は、インク供給路にインク供給針が挿入された際に、バルブ部材が調芯リングに近づくように構成することもできるし、バルブ部材が調芯リングから離れるように構成することもできるが、何れの場合でもバルブ部材は、エアーチャネルの閉塞を解除する。
【００１８】
本発明の好ましい一実施形態例では、インク供給路の前記エアーチャネルに近接する部分が、当該インク供給路と平行であり、調芯リングは肉厚の形状をなし、閉塞解除部材は、調芯リングと一体に連結形成された、当該調芯リングの中心軸と平行な中心軸を持つ形状をなすように構成される。そして、さらに調芯リングと、閉塞解除部材とは、インク供給針がインク供給路に非挿入の状態では、エアーチャネルは前記閉塞解除部材のリング部分により閉塞しているが、インク供給針が前記インク供給路に挿入されると、バルブ部材のリング中央部分が前記エアーチャネルの前記閉塞を解除するように構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図５により本発明のインクカートリッジの一実施例を説明する。
【００２０】
図１はインクカートリッジ１を下方から見た分解斜視図である。図１に示すように、本実施例のインクカートリッジ１は、中央部構成要素２，上部構成要素３および下部構成要素４を有している。
【００２１】
中央部構成要素２は容器状をなし、その内部空間はインクタンクＴとなっており、スポンジ５が収容されるとともにインクが充填されている。
【００２２】
中央部構成要素２は、その下面に下部構成要素４を取り付けるための取り付け面Ｓ１を有しており、当該取り付け面Ｓ１には、インク供給路の一部６ａが開口しており、当該開口には保護フィルム７が形成されている。当該取り付け面Ｓ１には、後述する下部構成要素４の突起１７ａ〜１７dと嵌合する穴８ａ〜８ｄが形成されるとともに、エアーチャネル９の一部９ａが開口している（この開口を符号１８ａで示す）。このエアーチャネル９ａは、中央部構成要素２の側面Ｓ２に形成した溝に、中央部構成要素２の内部を通って連続している。中央部構成要素２の側面Ｓ２に形成した溝は、図２に示すように、堰状の連続突起１０に囲まれることによりエアーチャネル９の一部９ｂを構成している。中央部構成要素２の側面Ｓ２の上部には、インクタンクＴ側に向けて、連通孔１１が形成されており、エアーチャネル９ｂは、当該連通孔１１に連続している。エアーチャネル９ｂは、各構成要素２〜４が組み立てられた状態で、保護シール１２（図１参照）により被覆される。
【００２３】
図１に示されるように、上部構成要素３は、インクカートリッジ１の蓋部材であり、インクタンクＴ内にスポンジ５を入れた後に、中央部構成要素２に取り付けられる。上部構成要素３には、インク注入用の孔１４が形成されており、インクを注入した後に保護シール１５により封止される。
【００２４】
また、図１に示されるように、下部構成要素４の上面には、中央部構成要素２の取り付け面Ｓ１に密着する、取り付け面Ｓ３が形成されている。下部構成要素４には、インク供給路の一部６ｂが形成されており、インク供給路６ｂの取り付け面Ｓ３側の開口は、前述したインク供給路６ａの開口と一致する。取り付け面Ｓ３には、図３に示すように、後述する調芯リングとバルブ部材が一体となった調芯・バルブ部材２０が取り付けられる溝１６を有するとともに、前記中央部構成要素２の取り付け面Ｓ１に形成された穴８ａ〜８ｄと嵌合する突起１７ａ〜１７ｄが形成されている。溝１６の中央部分には、バンクＢが形成されており、当該バンクＢの、インク供給路６ｂとは反対側には、図１にも示すような中央部構成要素２を上下に貫通するエアーチャネル９ｃが設けられている（エアーチャネル９ｃの取り付け面Ｓ３での開口を符号１８ａで示す）。下部構成要素４の下面側には、図１や図３に示すように、図示しないインク供給針との連結を行う連結部材１９が突出して形成されている。
【００２５】
調芯・バルブ部材２０は、図４（Ａ）の平面図、および（Ｂ）の断面図（（Ａ）におけるＦＦ線断面図）に示すように、リング形状（あるいはドーナツ形状）をなす調芯リング部２１と、同じくリング形状をなすバルブ部２２との一体構造物である。調芯リング部２１のバルブ部２２側（符号２１ａで示す）は、バルブ部２２とは反対側（符号２１ｂで示す）よりも肉厚に形成されている。また、バルブ部２２の調芯リング部２１側（符号２２ａで示す）は、当該符号２１ａで示す部分の厚みよりも肉薄に形成され、バルブ部２２の調芯リング部２１とは反対側（符号２２ｂで示す）は、符号２２ａで示す部分よりも肉厚に形成されている。また、調芯リング部２１の孔２３は、図示しないインク供給針の径よりも小さく形成され、バルブ部２２の孔２４は小さめに形成されている。
【００２６】
上記構成のインクカートリッジの作用を以下に説明する。図５（Ａ）は、組み立てられたインクカートリッジ１の、インク供給針が挿入される前の、中央部構成要素３と下部構成要素４との接合部分の様子、すなわち調芯・バルブ部材２０が下部構成要素の溝１６に取り付けられた状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、組み立てられたインクカートリッジ１の、インク供給針が挿入されたときの、中央部構成要素３と下部構成要素４との接合部分の様子を示す図である。
【００２７】
図５（Ａ）に示すように、調芯リング部２１の孔２３の中心は、インク供給路９ｂの中央線Ｌよりも、溝１６内に形成されたバンクＢとは反対側に偏っている。また、この状態では、エアーチャネル９ａの、中央部構成要素２の取り付け面Ｓ１の開口１８ａ、およびエアーチャネル９ｃの、下部構成要路４の取り付け面Ｓ３の開口１８ｂは、バルブ部２２の符号２２ｂで示す部分により閉塞されているので、インクタンクＴ（図１参照）と大気とが連通することはない。
【００２８】
一方、図５（Ｂ）に示すように、インク供給路９ｂにインク供給針１００が挿入されると、調芯・バルブ部材２０は変形する。このとき、調芯リング部２１の符号２１ａで示す部分は、バンクＢ側に押圧されるとともに、バルブ部２２全体を移動させる。これにより、取り付け面Ｓ１の開口１８ａ、および取り付け面Ｓ３の開口１８ｂの閉塞はバルブ部２２の符号２２ｂで示す部分により解除されるので、インクタンクＴ（図１参照）と大気とは、エアーチャネル９ｂ，９ａ、バルブ部２２の孔２４、エアーチャネル９ｃを介して連通する。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、キャリッジへのインクカートリッジの装填と同時に、インクタンクをエアーチャネルを介して大気に開放することができる。したがって、保護シールがユーザによって不用意に剥がされることもなく、またユーザに気密シールを剥がす作業を強いることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクカートリッジ１を下方から見た分解斜視図である。
【図２】中央部構成要素の側面に形成した溝の説明図である。
【図３】下部構成要素の取り付け面Ｓ３を示す図である。
【図４】調芯リングとバルブ部材が一体となった調芯・バルブ部材を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＦＦ線の断面図である。
【図５】（Ａ）はインクカートリッジの、インク供給針が挿入される前の中央部構成要素と下部構成要素の接合部分の様子を示す図、（Ｂ）はインクカートリッジの、インク供給針が挿入されたときの中央部構成要素と下部構成要素との接合部分の様子を示す図である。
【図６】（Ａ）は従来のインクカートリッジの構成を示す分解斜視図、（Ｂ）はインクカートリッジの蓋部材の平面図である。
【符号の説明】
１  インクカートリッジ
２  中央部構成要素
３  上部構成要素
４  下部構成要素
５  スポンジ
６ａ，６ｂ  インク供給路
７  保護フィルム
８ａ〜８ｄ  穴
９ａ，９ｂ，９ｃ  エアーチャネル
１０  連続突起
１１  連通孔
１２  保護シール
１４  インク注入用の孔
１５  保護シール
１６  溝
１７ａ〜１７ｄ  突起
１８ａ、１８ｂ  開口
１９  連結部材
２０  調芯・バルブ部材
Ｔ  インクタンク
Ｓ１，Ｓ３  取り付け面
１００  インク供給針
【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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