JP2000225714A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクカートリッジを転倒等させしても、イ
ンクが大気連通孔から外部に漏出大気連通孔を閉塞する
ことのないようにする。 【解決手段】 大気連通路と連通した通路１６内の底面
に、減圧口１４を囲む環状の溝９２が形成され、また減
圧口１４と貫通口１６ａとの間に、複数の凸部９３が通
路１６内の底面から突出して形成され、それらの凸部９
３の間、および凸部９３と通路１６の側面との間に、複
数の狭路９４が形成されている。インクカートリッジを
転倒させたとき、壁２７が多孔質材８を圧縮する等して
壁２７近傍ににじみ出たインクが、減圧口１４から出た
としても、インクカートリッジを正常位置に戻したと
き、インクは上側の溝９２に受けられる。さらに、貫通
口１６に向かって流れようとするインクは複数の狭路９
４のいくつかのものに、表面張力または毛細管現象によ
って保持され、残りの狭路９４によって大気連通状態は
確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にお
ける記録ヘッドに供給するインクを収容するインクカー
トリッジに関し、特にその内部を大気に連通するための
構成にかかわるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット方式のプリンタ等
の画像形成装置は、キャリッジ上に搭載された記録ヘッ
ドのノズルからインク滴を噴出させ、記録媒体上に画像
を記録するものであり、インク滴の噴出は、記録ヘッド
に配設された電気機械変換素子または電気熱変換素子等
のアクチュエータを駆動して圧力波を発生させることに
より行われる。インクは、記録ヘッドに交換自在に搭載
されるインクカートリッジから供給される。インクの消
費による減少に対応してインクカートリッジ内に空気が
流入するように大気と連通する大気連通孔が設けられて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のインクカート
リッジにおいては、転倒等させると大気連通孔からイン
クが外部に漏出することがある。仮に漏出しなくても大
気連通孔を塞いでしまうと、インクの消費による減少に
対応して空気が流入しなくなり、記録ヘッドへのインク
供給に支障をきたすことになる。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、インクが外部に漏出したり、大
気連通孔を閉塞することのないようにするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するために請求項１の発明は、記録ヘッドに供
給するインクを収容するインクカートリッジにおいて、
該カートリッジを構成するケース内に、前記インクを吸
収した多孔質材が収納される部屋を形成し、前記部屋を
覆い、該部屋とは反対側の面に前記通路を備える蓋部材
を前記ケースに装着し、該蓋部材には前記通路の一端と
前記部屋を連通するための開口を形成し、前記通路の他
端を前記ケース外に連通する大気連通孔に連通し、前記
通路は、前記開口と大気連通孔との間に、インクを保持
可能な複数の狭路を有することを特徴とするインクカー
トリッジにある。

【０００６】この構成によれば、インクカートリッジを
転倒等させたとき、多孔質材内のインクが開口から通路
へ漏れ、大気連通孔に向かって流れようとしても、イン
クは複数の狭路のうちのいくつかのものに、表面張力ま
たは毛細管現象によって保持される。したがって、イン
クが外部に漏出することが極力おさえられる。複数の狭
路のいくつかのものがインクを保持したとしても、残り
の狭路によって大気連通状態は確保され、記録ヘッドへ
のインク供給を正常に維持することができる。

【０００７】上記構成において好ましくは、前記狭路
は、前記通路の底面から突出した複数の凸部間に形成
し、該凸部間において前記狭路の一部を狭くすること
で、インクを表面張力または毛細管現象によって一層保
持しやすい。このためには、複数の凸部９３は、例えば
平面からみて菱形、三角形等の形状が好ましい。

【０００８】また請求項３に発明は、記録ヘッドに供給
するインクを収容するインクカートリッジにおいて、該
カートリッジを構成するケース内に、前記インクを吸収
した多孔質材が収納される部屋を形成し、前記部屋を覆
い、該部屋とは反対側の面に前記通路を備える蓋部材を
前記ケースに装着し、該蓋部材には前記通路の一端と前
記部屋を連通するための開口を形成し、前記通路の他端
を前記ケース外の大気に連通し、前記蓋部材の前記通路
内の面には、前記開口を囲む溝を形成したことを特徴と
するインクカートリッジにある。

【０００９】この構成によれば、インクカートリッジを
転倒等させたとき、多孔質材内のインクが開口から通路
へ漏れたとしても、インクカートリッジを正常位置に戻
したとき、インクは開口を囲む溝に受けられる。したが
って、インクが外部に漏出することが極力おさえられ、
大気連通状態は確保され、記録ヘッドへのインク供給を
正常に維持することができる。

【００１０】請求項３の構成において好ましくは、さら
に請求項１に記載の狭路を設けることで、インクが外部
に漏出することが一層おさえられる。

【００１１】また、上記各構成のいずれかにおいて好ま
しくは、前記通路は、前記蓋部材に溝状に形成し、前記
部屋とは反対側の開放面をシ−ル部材により覆うこと
で、上記溝または狭路もしくはその双方を持った通路を
蓋部材に容易に形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面を参照して説明する。

【００１３】図１は本実施形態によるインクカートリッ
ジを記録ヘッドに接続した状態を示すもので、記録媒体
に沿って走査移動されるキャリッジ５２に、記録ヘッド
７２を支持したヘッドホルダ５０が搭載され、そのヘッ
ドホルダ５０にインクカートリッジ１が着脱可能に装着
される。インクカートリッジ１は、その下面に設けたイ
ンク供給口１７をヘッドホルダ５０側のジョイント部材
７４に嵌合し、マニホールド部材７３をとおして記録ヘ
ッド７２の多数のインク噴出チャンネルにインクを分配
する。記録ヘッド７２は、公知のように圧電素子あるい
は発熱素子からなるアクチュエータを駆動することによ
って、各インク噴出チャンネルからインクを噴出するも
のである。

【００１４】本実施の形態によるインクカートリッジ１
は、透明もしくは半透明な樹脂材料により矩形状につく
られたケース２と、上下の蓋部材３，４とから成る。ケ
ース２は、対向する一対の第１の側壁２ａ，２ｂと、そ
の一対の側壁間を連結する一対の第２の側壁２ｃ，２ｄ
とからなり、上下両端面を開放した矩形の筒状をなして
いる。上下の蓋部材３，４は、ケース２の上下両開放面
を覆うように熱溶着されている。さらに、ケース２は、
第１の側壁２ａ，２ｂとほぼ平行に延びる仕切壁５，
６、その両仕切壁下端と接続し底部開放面とほぼ平行に
延びる底部仕切壁７、およびその底部仕切壁７から底部
開放面に向け垂直に延びる仕切壁７ａ，７ｂによって内
部が区画形成されている。仕切壁５，６、底部仕切壁
７、および仕切壁７ａ，７ｂは、第２の側壁間を橋渡す
方向に延びている。

【００１５】仕切壁５，６、底部仕切壁７および第２の
側壁２ｃ，２ｄに囲まれたところには、上面をケース２
の上端において開放した第１の室９が形成され、インク
を吸収したポリウレタンフォーム等の多孔質材８を収容
している。第１の側壁の一方２ａ、仕切壁５および第２
の側壁２ｃ，２ｄに囲まれたところには、第２の室１０
が形成され、第１の側壁の他方２ｂ、仕切壁６および第
２の側壁２ｃ，２ｄに囲まれたところには、大気連通路
１１が形成されている。第２の室１０と大気連通路１１
は、それぞれ上端をケース２の上面において開放し、か
つ下端を底部仕切壁７の下面に沿って曲げ、その下端を
ケース２の下面において開放している。

【００１６】上蓋部材３は、第１の室９，第２の室１０
および大気連通路１１の上端をそれぞれ覆って、側壁２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび仕切壁５，６の上端に熱溶
着によって固着され、各室９，１０および通路１１を独
立させている。下蓋部材４は、第２の室１０および大気
連通路１１の下端をそれぞれ覆って、側壁２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄおよび仕切壁７ａの下端に熱溶着によって固
着され、第２の室１０および通路１１を独立させてい
る。その結果、第２の室１０および大気連通路１１は、
側壁２ａ，２ｂに沿う垂直部分１０ａ，１１ａと、第１
の室９の下側に位置する水平部分１０ｂ，１１ｂとから
ほぼＬ字形をなす。なお、大気連通路１１の垂直部分１
１ａと水平部分１１ｂとは、仕切壁７ｂに設けた連通口
３０を介して連通している。

【００１７】底部仕切壁７には、第１の室９と第２の室
１０を接続する連通孔１５が形成されている。第１の室
９と第２の室１０とにはそれぞれインクが収容され、両
室でインク室を形成している。第２の室１０は、後述す
るようにインク充填時の通路となるとともに、第１の室
９から記録ヘッド７２へインクを供給する際の中継室と
なる。第１の室９は第２の室１０に比して十分に大きく
形成されている。大気連通路１１は、第１の室９のイン
クが消費された際に第１の室９に大気を補給するもので
ある。第２の室１０と大気連通路１１との間は、底部仕
切壁７の下面の仕切壁７ａによって分離されている。上
記のように、ケース２の両側部に、仕切壁５，６が側壁
２ａ，２Ｂとほぼ平行に設けられ、側部をほぼ二重壁構
造として、ケース強度を増大している。また、このよう
な形状のケース２は、上下に分離する金型によって容易
に樹脂成形することができる。

【００１８】上蓋部材３には、第２の室１０の上端開放
面に対応してインク充填口１３が形成され、また、第１
の室９の上端開放面に対向して、インク充填時にケース
内を減圧するための減圧口１４が形成されている。第２
の室１０と第１の室９とを相互に連通する上記連通孔１
５は、インク充填口１３、減圧口１４が配設されている
側から遠い端すなわち同側とは反対側に配置され、後述
するようにインクの充填効率を上げ、かつインクの消費
効率を上げるようにしている。

【００１９】また、第１の室９と大気連通路１１とは、
上蓋部材３に、仕切壁６の上端を跨ぐようにして形成さ
れた通路１６により連通されている。つまり、通路１６
は、上蓋部材１３の上面に凹状に形成され、その一端は
減圧口１４を介して第１の室９に連通され、他端は貫通
口１６ａを介して大気連通路１１に連通されている。上
蓋部材１３は、第１の室９内に突出し多孔質材８の上面
に当接する壁２７を有している。つまり、上蓋部材３
は、第１の室９と対応する部分において、厚く形成さ
れ、インク吸収材８を少し圧縮している。壁２７は、後
述するように第１の室９の内面と間隔をあけ、かつ減圧
孔１４はその壁２７の外周よりも第１の室９の内側に位
置している。

【００２０】下蓋部材４には、第２の室１０の下端開放
面に対応して、第２の室１０のインクを記録ヘッドに供
給するためのインク供給口１７が形成され、大気連通路
１１の下端開放面に対応して、大気連通孔１８がそれぞ
れ形成されている。

【００２１】図５に示すように、インク充填口１３と減
圧口１４は、インク充填後に、上蓋部材３の外面に熱溶
着等により貼付された第１のシール材２１，２２にて閉
塞される。シール材２２は通路１６を確保してその上面
を覆っている。インク供給口１７と大気連通孔１８は、
熱溶着等により剥離可能に貼付される第２のシール材２
３にて閉塞される。インク充填口１３とインク供給口１
７とが別であるから、第２のシール材２３は、インクの
充填前にあらかじめインク供給口１７に貼付される。こ
のため、インク供給口１７がインク充填口を兼ねる従来
のもののように、インク供給口のまわりが充填時のイン
クで濡れているということがないから、インク供給口が
変形しない程度の弱い熱溶着であっても、十分なシール
効果を得ることができる。シール材２１，２２は、剥離
する必要がないから上蓋部材３に多少変形が生じる程度
に強固に熱溶着してもよい。各シール材２１，２２，２
３は、空気不透過性の樹脂または金属箔あるいはそれら
の積層材料でつくられる。

【００２２】インク供給口１７の第２の室１０側の面に
は、ステンレス製の網状のフィルタ２４が取り付けられ
る。このフィルタ２４は、第２の室１０内のインクが表
面張力により自然状態では漏出しない程度の目の大きさ
をもっている。

【００２３】図６は通路１６部分の構成を詳細に示すも
のである。上蓋部材３において、壁２７の多孔質材８と
接触する下面よりも上方に、減圧口１４を囲む環状の溝
９１が下向きに形成されている。つまり、減圧口１４の
周囲から筒状壁９５が壁２７よりも低く垂下し、筒状壁
９５と壁２７との間に環状の溝９１が形成されている。
該溝９１の下向き開放面は、多孔質材８に接触していな
い。また、通路１６内の底面において、減圧口１４を囲
む環状の溝９２が上向きに形成されている。減圧口１４
と貫通口１６ａとの間に、複数の凸部９３が通路１６内
の底面から突出して形成され、それらの凸部９３の間、
および凸部９３と通路１６の側面との間に、複数の狭路
９４が形成されている。

【００２４】インクカートリッジを転倒させたとき、壁
２７が多孔質材８を圧縮する等して壁２７近傍ににじみ
出たインクが、減圧口１４から出ようとしても、まず下
側の溝９１に受けられる（そのインクをＦで示す）。万
が一減圧口１４から一部のインクが出たとしても、イン
クカートリッジを正常位置に戻したとき、インクは上側
の溝９２に受けられる。さらに、貫通口１６に向かって
流れようとするインクは複数の狭路９４のいくつかのも
のに、表面張力または毛細管現象によって保持される
（このインクをＧで示す）。これによって、インクが外
部に漏出することが極力おさえられる。複数の狭路９４
のいくつかのものがインクを保持したとしても、残りの
狭路９４によって大気連通状態は確保され、記録ヘッド
へのインク供給を正常に維持することができる。狭路９
４は、図６のようにその長手方向の一部が特に狭くなっ
ている形状であることによって、インクを表面張力また
は毛細管現象によって保持しやすい。このため、複数の
凸部９３は、平面からみて菱形、三角形等、狭路９４の
一部を狭くする形状が好ましい。

【００２５】大気連通路１１の垂直部分１１ａの途中に
は、その大気連通路１１を上下に仕切る仕切壁２９が形
成され、その仕切壁２９には、貫通穴２８が形成されて
いる。また、下蓋部材４の大気連通孔１８の周壁１８ａ
を筒状に上方に突設することによって、その周囲にイン
ク溜４ａを形成している。これにより、インクカートリ
ッジが転倒する等して上記溝９１，９２および狭路９４
によってもインクの漏出を阻止できなかったとしても、
インク溜め４ａに溜めることができる。

【００２６】仮に、図７に示すように、第１の室９と大
気連通路１１とを相互に連通させている通路１６ｂが、
上蓋部材３ａを貫通して形成されていると、仕切壁６と
側壁のなすエッジ（稜線）Ｅ１、および仕切壁６と上蓋
部材３のなすエッジＥ２に、毛細管現象によりインクが
集まり易い。しかも上記エッジＥ１，Ｅ２は、通路１６
ｂの内面と仕切壁６とのなすエッジＥ３と連続している
から、上記エッジＥ１，Ｅ２に集まったインクは、矢印
Ｒで示すように毛細管現象によりエッジＥ３に流れ、さ
らに大気連通路１１内のエッジＥ４に沿って流れ出る。
第１の室９から大気連通路１１の方にインクが浸入する
と、ケースが透明または半透明である場合は、見苦しい
ものとなり、さらには、ケース外部に漏出したり、大気
連通路１１を塞いでしまい、第１の室９から記録ヘッド
１１へのインク供給ができなくなる不具合がある。な
お、通路１６ｂの上面は図示しないがシール材２２によ
り覆われる。

【００２７】この不具合を解消するために、上蓋部材３
から第１の室９側に張り出す上記の壁２７の外周は、第
１の室９の内面と間隔Ｋをおいている。減圧口１４は、
円筒形、丸みをもった矩形等であって、内面にエッジを
持たない形状をなし、壁２７の仕切壁６から離れた端部
に位置している。この構成により、仕切壁６の第１の室
９側の内側エッジが、通路１６および大気連通路１１
に、２平面のなす内側エッジだけで繋がっていない。つ
まり、壁２７の下面、壁２７の外周、および減圧口１４
の内面は、２平面のなす内側エッジを持たない形状であ
り、仕切壁６の第１の室９側の内側エッジはこれらの面
部を介して大気連通路１１に繋がっていることになる。
したがって、壁２７が多孔質材８を圧縮する等してにじ
み出たインクや、第１の室９側の内側エッジに集まった
インクが、毛細管現象により通路１６や大気連通路１１
側へ流出することが防止される。また、多孔質材８に接
する減圧口１４の内面にも、内側エッジがなく、しかも
上蓋部材３の厚肉部に減圧口１４が位置し減圧口１４の
高さが十分にあるから、多孔質材８内のインクが、減圧
口１４の内側をつたって通路１６に侵入することも防止
される。仮に、壁２７の外周と仕切壁６との間の隙間が
小さく、その隙間を、インクが毛細管現象により上昇す
ることがあっても、仕切壁６の上端は蓋部材３に溶着さ
れているから、インクが大気連通路１１に侵入すること
はない。

【００２８】なお、減圧口１４を内面にエッジのある形
状とした場合、通路１６の内面を、半円筒形または丸み
をもった矩形等、エッジのない断面形状としても、同様
の効果が得られる。

【００２９】図８は、インクカートリッジ１内へのイン
ク充填作業を説明するもので、下蓋部材４のインク供給
口１７と大気連通孔１８をシール材２３で閉塞した状態
で、上蓋部材３のインク充填口１３にインク充填装置１
０１を、減圧口１４に減圧装置１０２を密着させ、各装
置１０１，１０２を動作させる。これにより、第１の室
９内の空気は、インク充填に先立って、減圧口１４から
吸引され、第１および第２の室９，１０が減圧される。
インクは、インク充填口１３から第２の室１０を通っ
て、連通孔１５から第１の室９内の多孔質材８に充填さ
れる。このとき、第２の室１０はインク充填路となり、
インクは第２の室１０に一端から入り、それと最も離れ
た連通孔１５を通り、第１の室９に入った後、その連通
孔１５と最も離れた減圧口１４に至るので、第２の室１
０自体にもインクはフルに充填されるとともに、第１の
両室９にも効率良くインクを充填される。インク充填
後、インク充填口１３と減圧口１４にシール材２１，２
２が貼付される。なお、大気連通路１１内も第１の室９
と同時に減圧され、シール材を貼付後も減圧状態に維持
される。

【００３０】ユーザでのインクカートリッジ１の使用時
には、ユーザは、インクカートリッジ１のインク供給口
１７と大気連通孔１８に貼付されているシール材２３を
剥がし、インク供給口１７を記録ヘッド７２のマニホー
ルド７３にジョイント部材７４を介して結合させる。そ
して、公知のように、記録ヘッド７２に吸引手段が接続
され、インクカートリッジ１から記録ヘッド７２にイン
クが充填される。

【００３１】記録動作中は、第１の室９内の多孔質材８
の吸収力、すなわち毛細管現象により、第２の室１０か
ら記録ヘッドに供給するインクに対し負の圧力を作用さ
せている。記録ヘッド７２のアクチュエータは、インク
噴出動作をすることで、噴出方向に負圧を発生させ、イ
ンクカートリッジ１からインクを吸引する。インク供給
口１７から第２の室１０内のインクが流出すると、第１
の室９内の多孔質材８から第２の室１０内にインクが補
給され、第１の室９内のインクの消費にともない、大気
連通孔１８から大気連通路１１を経て第１の室９に大気
が導入される。第２の室１０の上端はシール材２１によ
って封止されているので、第２の室１０にインクがフル
充填されている状態では、第２の室１０のインクに大気
圧が働かないから、第１の室９内のインクがほぼ消費さ
れた後に、第２の室１０内のインクが消費されるように
なる。つまり、第１の室９内のインクがなくなると、記
録ヘッド７２がインクを吸引する圧力により、第２の室
１０のインクが消費されるとともに、第１の室９から空
気が第２の室１０に侵入し、第２の室１０の垂直部分１
０の上部から空隙が生じ、インク液面が下がってくる。

【００３２】このように、第１の室９において連通孔１
５とは遠い側から大気が導入されるから、第１の室９の
インクは有効に利用されるとともに、第２の室１０のイ
ンクも含めて全体のインクが有効に利用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態によるインクカートリ
ッジを記録ヘッドに搭載した状態の断面図。

【図２】 インクカートリッジの外観図。

【図３】 インクカートリッジの断面図。

【図４】 図１のＢ−Ｂ断面図。

【図５】 インクカートリッジの分解断面図。

【図６】 第１の室と大気連通路との間の通路１６部分
を拡大して示す斜視図。

【図７】 図６の通路部分の参考図。

【図８】 インクカートリッジのインク充填作業を示す
説明図。

【符号の説明】

１…インクカートリッジ ２…ケース ３…上蓋部材 ４…下蓋部材 ８…多孔質材 ９ 第１の室 １０…第２の室 １１…大気連通路 １４…減圧口 １６…通路 １８…大気連通孔 ２１，２２…第１のシール材 ２３…第２のシール材 ９２…溝 ９３…凸部 ９４…狭路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドに供給するインクを収容する
   インクカートリッジにおいて、 該カートリッジを構成するケース内に、前記インクを吸
   収した多孔質材が収納される部屋を形成し、 前記部屋を覆い、該部屋とは反対側の面に前記通路を備
   える蓋部材を前記ケースに装着し、 該蓋部材には前記通路の一端と前記部屋を連通するため
   の開口を形成し、前記通路の他端を前記ケース外に連通
   する大気連通孔に連通し、 前記通路は、前記開口と大気連通孔との間に、インクを
   保持可能な複数の狭路を有することを特徴とするインク
   カートリッジ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記狭路は、前記通
   路の底面から突出した複数の凸部間に形成し、該凸部間
   において前記狭路の一部を狭くしたことを特徴とするイ
   ンクカートリッジ。
3. 【請求項３】 記録ヘッドに供給するインクを収容する
   インクカートリッジにおいて、 該カートリッジを構成するケース内に、前記インクを吸
   収した多孔質材が収納される部屋を形成し、 前記部屋を覆い、該部屋とは反対側の面に前記通路を備
   える蓋部材を前記ケースに装着し、 該蓋部材には前記通路の一端と前記部屋を連通するため
   の開口を形成し、前記通路の他端を前記ケース外の大気
   に連通し、 前記蓋部材の前記通路内の面には、前記開口を囲む溝を
   形成したことを特徴とするインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記通路は、さらに
   前記開口と大気連通孔との間に、インクを保持可能な複
   数の狭路を有することを特徴とするインクカートリッ
   ジ。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかにおいて、前
   記通路は、前記蓋部材に溝状に形成され、前記部屋とは
   反対側の開放面をシ−ル部材により覆われていることを
   特徴とするインクカートリッジ。