JP2002192739A - インクカートリッジおよびこれを用いたインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクパック内におけるインクの脱気度およ
びクリーン度を保証することができるインクカートリッ
ジおよびインクジェット式記録装置を提供すること。 【解決手段】 記録ヘッドにインク経路を介して接続す
るインク導入管に着脱可能なインク導出管（栓体）５０
と、この栓体５０に接続されインクを内封するインクパ
ックとを備えたインクカートリッジであって、栓体５０
内にインク導入管の着脱によって開閉する第一弁体を配
設するとともに、この第一弁体のインク供給側に位置す
る第二弁体６３を配設し、この第二弁体６３は、栓体５
０の管路を常時閉塞し、かつインクパックの加圧による
インクの流動によって開放する逆止弁からなる構成とさ
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、記録ヘッドにイン
クを供給するように構成されたインクカートリッジおよ
びこれを用いたインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、一般にキ
ャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するイ
ンクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドの移動
方向と直交する方向に記録用紙を相対的に移動させる紙
送り手段とを備えている。このようなインクジェット式
記録装置において、記録用紙に対する印刷は、印刷デー
タに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させること
により行われる。そして、キャリッジ上に例えばブラッ
ク，イエロー，シアンおよびマゼンタの各インクの吐出
可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキ
スト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えるこ
とにより、フルカラー印刷を可能としている。

【０００３】そのため、記録ヘッドに各インクを供給す
るインクカートリッジが記録装置内に配設されている。
通常のインクジェット式記録装置にあっては、前記ブラ
ック，イエロー，シアンおよびマゼンタのインクが貯留
された各インクカートリッジがキャリッジ上に載置さ
れ、キャリッジと共に移動する。一方、例えばオフィス
向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置におい
ては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量の
インクカートリッジがキャリッジ外に配置されている。

【０００４】また、例えば装置本体側に配置されたカー
トリッジホルダにインクカートリッジとしてのメインタ
ンクを装填させる形式の記録装置が提供されている。そ
して、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタ
ンクが配置され、各メインタンクから各サブタンクに対
してインク補給チューブ（インク経路）を介してそれぞ
れインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記
録ヘッドに対してインクを供給するように構成されてい
る。

【０００５】ところで、昨今においては、キャリッジ走
査距離の長い大型の記録装置であって、より大きな紙面
に対して印刷を行うことが可能な記録装置の需要が高ま
っている。このような記録装置においては、スループッ
トを向上させるために、印刷を実行しながら、各メイン
タンクから各サブタンクに対して逐次インクを補給し、
各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを
安定して供給するような機能が求められる。

【０００６】このような機能を充足させるための手段と
しては、例えばメインタンクにおけるインクパックを空
気で加圧することにより、メインタンクからサブタンク
に対してインク流を発生させて、サブタンクに対してイ
ンクの補給を可能にする構成が好適に採用される。加え
て、キャリッジ上に搭載された各サブタンクにおいて
は、記録ヘッドにおけるインクの消費に応じて、メイン
タンクからのインクの受け入れ量が調整できるような構
成を採用することにより、各サブタンクにおいては常に
ほぼ一定量のインクを貯留することが可能となる。

【０００７】従来、この種のインクジェット式記録装置
には、図１３（ａ）および（ｂ）に示すような栓体を有
し、カートリッジホルダ（インク導入管）に対して着脱
（挿抜）可能なインクカートリッジを備えたものが採用
されている。このインクカートリッジの栓体につき、図
１３（ａ）および（ｂ）を用いて概略説明すると、同図
において、符号５０で示す栓体は、インクパック（図示
せず）のインク導出管として構成され、記録装置用ヘッ
ド（図示せず）にインク経路（図示せず）を介して接続
するインク導入管５７に着脱可能に取り付けられる。

【０００８】この栓体５０のインク出口内には、円環状
のゴムパッキン５０ａが嵌め込まれている。また、栓体
５０内には、軸線方向に沿って移動し、前記ゴムパッキ
ン５０ａの開口部をコイル状ばね部材５０ｃの付勢力に
よって閉塞し得る弁体５０ｂが配置されている。なお、
前記インク導入管５７の先端部には、前記インク導出管
５０の装着状態において、前記インクパックからインク
を前記インク経路に導出し得るような開口５７ａが設け
られている。

【０００９】このような構成により、栓体５０が図１３
（ａ）に示すようにインク導入管５７から離脱している
場合には、ゴムパッキン５０ａの開口部が弁体５０ｂに
よって閉塞されているため、インクパックからのインク
が栓体５０，インク導入管５７およびインク経路を介し
て記録装置用ヘッドに供給されることはない。一方、栓
体５０が図１３（ｂ）に示すようにインク導入管５７に
装着されている場合には、ゴムパッキン５０ａの開口部
がインク導入管５７の押圧による弁体５０ｂの移動によ
って開放されているため、インクパックからインクが栓
体５０，インク導入管５７およびインク経路を介して記
録装置用ヘッドに供給可能な状態とされる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような記
録装置においては、弁体５０ｂがインク導入管５７の栓
体５０への差し込みによる押圧によって開放するもので
あるため、次に示すような問題を抱えている。すなわ
ち、栓体５０とインク導入管５７とを装着する前の状態
において、ユーザが栓体５０内にスクリュードライバ等
の棒状体を差し込んで弁体５０ｂを開放させた場合に
は、外気がインクパック内に流入する。このような状態
となったインクカートリッジを記録装置に装着した場
合、流入した空気が記録ヘッドへ送られ吐出不良となっ
てしまう問題となる。また、印刷時にメインタンクとサ
ブタンクとを接続するインク流路中に配置されるインク
補給バルブが故障した場合には、メインタンク外に流出
したインクがインクパック内に再度流入（逆流）する。
このため、メインタンクのインクパック内におけるイン
クの脱気度およびクリーン度を保証することができない
という問題もある。

【００１１】本発明は、このような技術的な課題を解決
するためになされたものであり、インクパック内に対す
る空気の流入およびインクの逆流を阻止することがで
き、もってインクパック内におけるインクの脱気度およ
びクリーン度を保証することができるインクカートリッ
ジおよびこれを用いたインクジェット式記録装置を提供
することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ためになされた本発明に係るインクカートリッジは、記
録装置用ヘッドにインク経路を介して接続するインク導
入管に挿抜可能なインク導出管と、このインク導出管に
接続されインクを内封するインクパックとを備えたイン
クカートリッジであって、前記インク導出管内に前記イ
ンク導入管の着脱によって開閉する第一弁体を配設する
とともに、この第一弁体のインク供給側に位置する第二
弁体を配設し、前記第二弁体は、前記インク導出管の管
路を常時閉塞し、かつ前記記録装置用ヘッドへのインク
供給時のインクの流動によって開放する逆止弁からなる
ことを特徴とする。

【００１３】このように構成されているため、インク導
入管とインク導出管の装着状態においてインクがインク
パック外に流動すると、この流動力を閉弁状態の第二弁
体が受けて開弁状態となり、インク導出管とインク導入
管とが連通する。一方、インク導出管内に外気および逆
流インクが流動すると、この流動力を閉弁状態の第二弁
体が受けて閉弁状態を維持し、インク導出管とインク導
入管とが連通することはない。したがって、インクパッ
クに対する外気の流入およびインクの逆流を阻止するこ
とができ、インクパック内におけるインクの脱気度およ
びクリーン度を保証することができる。

【００１４】この場合、前記第二弁体が、薄片からなる
ことが望ましい。このように構成されているため、閉弁
時に第二弁体の一方端面がインク導入管の管路を閉塞す
る。さらに、前記第二弁体が、前記管路の軸線方向に移
動可能な弁体である構成とされる。このように構成され
ているため、第二弁体が管路の軸線方向に移動して閉弁
状態から開弁状態となり、また開弁状態から閉弁状態と
なる。また、前記第二弁体が、弾性変形可能な素材によ
って形成されている構成も採用し得る。このように構成
されているため、第二弁体をインク導出管に固定し、逆
止弁として機能させることができる。

【００１５】また、前記第二弁体が、球体からなる構成
も採用し得る。このように構成されているため、閉弁時
に第二弁体の球面がインク導入管の管路を閉塞する。こ
の場合、前記第二弁体の比重が、インクの比重と同一で
あることが望ましい。このように構成されているため、
インクの流動によって第二弁体の移動が円滑に行われ、
逆止弁としての機能が十分に発揮される。

【００１６】また、前記第一弁体と前記第二弁体との間
に、ストッパが配置されていることが望ましい。このよ
うに構成されているため、第二弁体がストッパと閉弁位
置との間を管路の軸線に沿って移動する。さらに、前記
第二弁体の側方に、移動規制片が配置されていることが
望ましい。このように構成されているため、移動規制片
によって管路の軸線方向と直角な方向への第二弁体の移
動が規制される。

【００１７】また、前記第二弁体に対応する弁座が、イ
ンク被供給側に突出して形成されていることが望まし
い。このように構成されているため、第二弁体の縁部に
インクパック側に突出するようなばりが発生している
と、この発生ばりを閉弁状態において弁体周囲の空間部
に位置付けることができる。そして、前記インク導出管
にインク被供給側に開口する凹部が形成され、この凹部
内に前記移動規制片の先端部が配置されている構成とさ
れる。このように構成されているため、凹部の形成面と
移動規制片の先端部間への第二弁体の入り込みを阻止す
ることができる。

【００１８】一方、本発明に係るインクジェット式記録
装置は、印刷領域と非印刷領域との間を往復可能なヘッ
ド装着用のキャリッジを備えたインクジェット式記録装
置において、前記したインクカートリッジを用いたこと
を特徴とする。このように構成されているため、インク
パックへの外気および逆流インクの流動を阻止すること
ができ、インクパック内におけるインクの脱気度および
クリーン度を保証することができるインクジェット式記
録装置が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクカート
リッジおよびこれを用いたインクジェット式記録装置に
つき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１
は、インクジェット式記録装置の基本構成を平面図で示
したものである。図中符号１で示すキャリッジは、キャ
リッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３
を介し、ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手
方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往
復移動されるように構成されている。そして、図１には
示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向
する面には、インクジェット式の記録ヘッド６が搭載さ
れている。

【００２０】また、前記キャリッジ１には、前記記録ヘ
ッド６にインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄ
が搭載されている。これらサブタンク７ａ〜７ｄは、そ
の内部において各インクを一時的に貯留するために、ブ
ラック，イエロー，マゼンタおよびシアンの各インクに
対応して４個具備されている。そして、これら各サブタ
ンク７ａ〜７ｄには、装置本体に配置されたカートリッ
ジホルダ８に装填されたインクカートリッジとしてのメ
インタンク９ａ〜９ｄから、可撓性材料からなるインク
補給チューブ１０，１０，…をそれぞれ介して各インク
が供給されるように構成されている。

【００２１】なお、前記したインクカートリッジとして
の各メインタンク９ａ〜９ｄは、その外郭形状が偏平状
に形成されている。そして、前記カートリッジホルダ８
において、偏平状の面がそれぞれ鉛直面に対向するよう
に、いわゆる縦置き状態で装着されている。

【００２２】一方、前記キャリッジ１の移動経路上にお
ける非印字領域（ホームポジション）には、前記記録ヘ
ッド６のノズル形成面を封止することができるキャッピ
ング手段１１が配置されている。さらに、このキャッピ
ング手段１１の上面には、前記記録ヘッド６のノズル形
成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成された
キャップ部材１１ａが配置されている。そして、前記キ
ャリッジ１がホームポジションに移動したときに、前記
キャップ部材１１ａによって記録ヘッドのノズル形成面
を封止することができるように構成されている。

【００２３】このキャップ部材１１ａは、記録装置の休
止期間中において前記記録ヘッド６のノズル形成面を封
止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能す
る。また、キャップ部材１１ａには、図には示されてい
ないが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチュー
ブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を前記記録
ヘッド６に作用させて、この記録ヘッド６からインクを
吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構
成されている。そして、前記キャッピング手段１１の印
字領域側に隣接してゴムなどの弾性素材によるワイピン
グ部材１２が配置され、必要に応じて記録ヘッド６のノ
ズル形成面を払拭して清掃することができるように構成
されている。

【００２４】図２は、図１に示した記録装置に搭載され
たインク供給システムの構成を模式的に示したものであ
り、このインク供給システムについてそれぞれ相当する
各部を同一符号で示した図１と共に説明する。図１およ
び図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示す。こ
の空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、圧力調
整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前
記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表
して符号９で示す。）にそれぞれ供給されるように構成
されている。

【００２５】なお、前記圧力調整弁２２は、空気加圧ポ
ンプ２１によって加圧された空気圧が所定以上に達した
時に、開弁状態として各メインタンク９ａ〜９ｄに加わ
る空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。

【００２６】また、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポ
ンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧
ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわ
ち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所
定の圧力に達したことを検出した場合には、空気加圧ポ
ンプ２１の駆動を停止させる。また、圧力検出器２３に
よって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出
した場合には、空気加圧ポンプ２１を駆動させる。した
がって、この繰り返しによって前記した各メインタンク
９ａ〜９ｄに加わる空気圧は所定の範囲に維持される。

【００２７】前記メインタンク９（インクカートリッ
ジ）の外郭ケース内には、図２に示すように、インクを
封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４
が収納されている。そして、メインタンク９とインクパ
ック２４とで形成される空間が圧力室２５を構成してお
り、この圧力室２５内に前記圧力調整弁２２，圧力検出
器２３を介した空気加圧ポンプ２１からの加圧空気が供
給されるように構成されている。

【００２８】この構成により、前記各メインタンク９ａ
〜９ｄ内に収納された各インクパック２４は、それぞれ
加圧空気による圧力を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄ
から各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力による
インク流が発生するようになされる。なお、前記各メイ
ンタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、各イ
ンク補給バルブ２６，２６，…および各インク補給チュ
ーブ１０，１０，…を介して、キャリッジ１に搭載され
た各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符
号７で示す。）に供給される。

【００２９】図２に示すように、サブタンク７には内部
にフロート部材３１が配置されており、そのフロート部
材３１には永久磁石３２が取り付けられている。そし
て、ホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３
ｂが、基板３４に実装されてサブタンク７の側壁に添接
されている。これにより、フロート部材３１の浮上位置
にしたがった永久磁石３２による磁力線量に応じて、ホ
ール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力を発生するイ
ンク量検出手段を構成している。

【００３０】したがって、例えばサブタンク７内のイン
ク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納され
たフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに
伴い永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。このた
め、永久磁石３２の移動によるホール素子３３ａ，３３
ｂの電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感
知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得
られた電気的出力によってインク補給バルブ２６が開弁
される。

【００３１】これにより、前記メインタンク９内で加圧
されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサ
ブタンク７内に個別に送出される。そして、当該サブタ
ンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合に
は、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に
基づいてインク補給バルブ２６が閉弁される。このよう
な繰り返しにより、メインタンク９からサブタンク７に
対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サ
ブタンク７内には常にほぼ一定の範囲のインクが貯留さ
れる。

【００３２】そして、前記各サブタンク７からはバルブ
３５およびチューブ３６を介して前記記録ヘッド６に対
してインクが供給されるように構成されている。このた
め、前記記録ヘッド６のアクチェータ（図示せず）に供
給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル
形成面に形成されたノズル開口６ａよりインク滴が吐出
されるように作用する。

【００３３】図３は、以上のように構成されたインクジ
ェット式記録装置に用いられるインクカートリッジ（前
記したメインタンク９）の全体構成を示す斜視図であ
る。図３に示すように、前記インクパック２４の外郭ケ
ースは、第一ケース４１および第二ケース４２により構
成されている。

【００３４】このうち第二ケース４２は、第一ケース側
に開放されて偏平状の函型形状になされており、その内
部に例えばブラックインクを封入した状態の前記インク
パック２４（図２参照）を収納し得るように構成されて
いる。また、この第二ケース４２の開放部は、前記イン
クパック２４を収納した状態において、フィルム部材
（図示せず）によって密閉されている。さらに、前記第
二ケース４２の角部には、それぞれが互いに直交する二
面部が開放された切り欠き４２ａおよびこの切り欠き４
２ａ内に位置する載置部４２ｂが設けられている。な
お、前記フィルム部材は、前記第二ケース４２の開放部
を構成する側壁上端面に融着されることによって固定さ
れている。

【００３５】前記第一ケース４１は、第二ケース側に開
放されて同じく扁平状の函型形状になされており、前記
第二ケース４２（フィルム部材の融着面側）に装着され
ている。また、前記インクパック２４は、ガスバリア性
を確保するために、中間層としてのアルミ箔を二枚の可
撓性フィルム（例えば、内側および外側をそれぞれポリ
エチレンフィルムとナイロンフィルムとする）で挟み込
み、これを袋状にして形成されている。

【００３６】このようなインクカートリッジとしての前
記メインタンク９においては、図３に示すように、前記
カートリッジケース（インクパック２４の外郭ケース）
の一面部に、記録装置へ装填する場合に利用される位置
決め手段としての一対の開口孔５１が形成されている。
これら両開口孔５１は、栓体５０の両側に配置されてい
る。なお、これら両開口孔５１は、前記下ケース４２を
例えば射出成形する場合に同時に形成される。

【００３７】また、前記カートリッジケースの長手方向
端縁におけるほぼ中央部（両開口孔５１のほぼ中間位
置）には、前記インクパック２４に接続する前記栓体５
０が配置されている。前記カートリッジケースにおける
各開口孔５１の外側には、加圧空気導入口５２と回路基
板（ＩＣ基板）５３がそれぞれ配置されている。

【００３８】前記加圧空気導入口５２は、前記第二ケー
ス４２を成形する場合において中空状に同時成形され、
前記インクカートリッジ９内に加圧空気を導入し得るよ
うに構成されている。前記回路基板５３は、インクに関
する情報データ、例えば色種，顔料／染料系インクの種
別，インク残量，シリアル番号，有効期限および対象機
種等のデータを書き込み可能に保存した記憶素子（図示
せず）を有し、前記下ケース４２の載置部４２ｂ上に取
り付けられている。

【００３９】また、この回路基板５３は、前記メインタ
ンク９を記録装置側の前記カートリッジホルダ８に装着
した状態において、カートリッジホルダ８側に配置され
た端子機構５９に接続される。そして、前記した情報デ
ータの授受が、記録装置に内蔵されているデータ識別素
子（ＣＰＵ）と前記端子機構５９を介して前記回路基板
５３との間でなされるように構成されている。なお、前
記したインク残量に関する情報データについては、前記
インクカートリッジ９を前記カートリッジホルダ８から
引き抜いた（カートリッジ・ホルダ間の接続を解除し
た）場合に、前記記憶素子において書き込まれる。

【００４０】図４は、前記カートリッジホルダ８側に配
置された接続機構５５を示す斜視図である。図４に示す
ように、前記接続機構５５（カートリッジホルダ８）に
は、円柱状に形成された一対の位置決めピン５６が配置
されている。そして、これら両位置決めピン５６は、前
記各開口孔５１に着脱自在に嵌合するように構成されて
いる。また、前記カートリッジホルダ８の長手方向ほぼ
中央部には、前記栓体５０内に挿抜可能なインク導入管
５７が取り付けられている。このインク導入管５７は、
前記サブタンク７に前記インク補給チューブ１０を介し
て接続されている。

【００４１】このような構成において、インクカートリ
ッジ９をカートリッジホルダ８（接続機構５５）に接続
するには、メインタンク側の両開口孔５１に対し、記録
装置側に配置された二つの位置決めピン５６を差し込
み、インク導出管（栓体）５０とインク導入管５７とを
連通させることにより行われる。この場合、インク導入
管５７が栓体５０内に差し込まれると、インクカートリ
ッジ９から記録装置側のサブタンク７にインクを導入し
得る態勢とされる。また、前記加圧空気導入口５２がカ
ートリッジホルダ８側に配置された加圧空気送出口５８
に接続され、メインタンク９側に加圧空気を送出し得る
態勢にされる。

【００４２】次に、前記メインタンク９の栓体５０内に
配置された弁構造につき、図５乃至図７を用いて説明す
る。図５（ａ）および（ｂ）は本発明の第一実施形態に
係るインクカートリッジにおける栓体の全体を示す局部
断面図である。図６（ａ）および（ｂ）はインクカート
リッジにおける栓体の第一管体と第二管体を示す斜視
図、図７（ａ）および（ｂ）は同じくインクカートリッ
ジにおける栓体の第一管体と第二管体を示す平面図であ
る。図５乃至図７において、前記栓体５０は、第一管体
６１および第二管体６２を有し、前記カートリッジホル
ダ８のインク導入管５７に着脱可能に構成されている。

【００４３】この栓体５０のインク被供給側には第一弁
体としての前記弁体５０ｂ（図１３に図示）が配置さ
れ、またインク供給側（インクパック側）には第二弁体
としての弁体６３（後述）が配置されている。なお、前
記弁体５０ｂは、前記したように、前記栓体５０が前記
インク導入管５７に挿入されることによって開弁状態と
なり、かつ前記インク導入管５７から引き抜かれること
によって閉弁状態となる開閉弁によって構成されてい
る。

【００４４】図６（ａ）および図７（ａ）に示す前記第
一管体６１内には、前記インク導入管５７に接続可能な
流入路６１ａおよびこの流入路６１ａを横切るようなス
トッパ６４が設けられている。前記流入路６１ａの路壁
には、円周方向に等間隔をもって並列し、かつ前記弁体
６３の側方（流入路６１ａの軸線方向と直角な方向）へ
の移動を規制する二つのストッパ面６１ｂが形成されて
いる。また、前記第一管体６１のインク供給側端面に
は、前記流入路６１ａ外に位置し、かつ円周方向に等間
隔をもって並列する一対の位置決め用凸部６１ｃが一体
に設けられている。

【００４５】前記ストッパ６４は、インク供給口６４ａ
を有する平面十字状の薄片からなり、前記弁体６３のイ
ンク被供給側（弁体５０ｂのインク供給側）に配置され
ている。このストッパ６４には、前記ストッパ面６１ｂ
と円周方向に所定の間隔をもって並列し、かつインク供
給側に突出する一対の移動規制片６５が一体に設けられ
ている。

【００４６】図６（ｂ）および図７（ｂ）に示す前記第
二管体６２は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、
そのインク被供給側端部を前記流入路６１ａ内に圧入し
て前記第一管体６１に固定されている。この第二管体６
２内には、前記流入路６１ａに連通可能な流出路６２ａ
およびこの流出路６２ａのインク被供給側開口周縁に延
在する弁座（弁座環）６２ｂが設けられている。前記流
出路６２ａは、前記インクパック２４に接続されてい
る。前記弁座６２ｂは、前記第二管体６２のインク被供
給側端面よりインク被供給側に突出して形成されてい
る。そして、図８（ａ）に示すように、前記弁体６３の
縁部にインク被供給側に突出するようなばり６３ａが発
生している場合に、この発生ばり６３ａを閉弁状態にお
いて弁座６２ｂ周囲の空間部に位置付けるように構成さ
れている。

【００４７】また、前記第二管体６２には、インク被供
給側端面に開口し、かつ前記両移動規制片６５の先端部
がそれぞれ臨む二つの凹部６２ｃが設けられている。そ
して、図８（ｂ）に示すように、前記第二管体６２のイ
ンク被供給側端面６２Ａと前記移動規制片６５の先端面
６５Ａ間への弁体６３の入り込みを阻止するように構成
されている。前記第二管体６２のインク供給側端部に
は、前記両位置決め用凸部６１ｃの先端部がそれぞれ挿
通する二つの挿通孔６６ａを有し、かつ前記第一管体６
１のインク供給側端面に対接するフランジ６６が一体に
設けられている。なお、前記両管体６１，６２は、第二
管体６２のインク被供給側端部を第一管体６１の流入路
６１ａ内に圧入した後、フランジ６６の挿通孔６６ａに
挿通する位置決め用凸部６１ｃの挿通端部をかしめるこ
とにより抜け止めされる。

【００４８】前記弁体６３は、前記インク導出管５７の
管路を常時閉塞し、かつ前記インクパック２４の加圧に
よるインクの流動によって開放する逆止弁によって構成
されている。また、この弁体６３は、前記流出路６２ａ
内における前記第二管体６２（インク被供給側端面）と
前記ストッパ６４との間に往復可能に配設されている。
そして、全体が前記弁座６２ｂに着座可能なステンレス
等の金属材料あるいはポリプロピレン，ポリエチレン等
の合成樹脂材料からなる平面円形状の薄板によって形成
されている。

【００４９】以上の構成により、加圧空気ポンプ２１の
加圧によってインクパック２４内のインクがインクパッ
ク２４外に流出してインク被供給側に流動すると、この
流動力を閉弁状態の弁体６３が弁座６２ｂから離間する
方向に受けてインク被供給側に移動し、図９（ａ）およ
び（ｂ）に示すように開弁状態となる。このため、第一
管体６１と第二管体６２（栓体５０とインク導入管５
７）とが連通し、インクパック２４からのインクが図９
（ｂ）に矢印で示すように流出路６２ａおよび流入路６
１ａ内を流動してインク導入管５７に供給される。

【００５０】一方、ユーザが栓体５０内にスクリュード
ライバ等の棒状体を差し込んで弁体５０ｂを開放させた
場合、また印刷時にインク補給バルブ２６が故障した場
合には、弁体６３によって栓体５０の流出路６２ａが閉
塞されたままである。すなわち、図１０（ｂ）に示すよ
うに栓体５０外の空気および逆流インクがインクパック
側に向かって流入路６１ａ内を流動すると、この流動力
を閉弁状態の弁体６３が弁座６２ｂに着座する方向に受
けて閉弁状態を維持する。このため、図１０（ａ）およ
び（ｂ）に示すように第一管体６１と第二管体６２（栓
体５０とインク導入管５７）とが連通せず、逆流インク
あるいは外気がインクパック２４内に流入することはな
い。

【００５１】したがって、本実施形態においては、イン
クパック２４に対する外気の流入およびインクの逆流を
阻止することができ、インクパック２４内におけるイン
クの脱気度およびクリーン度を保証することができる。
なお、前記弁体６３は、インクの流動によって流入路６
１ａ内を移動するに際し、ストッパ６４によって流入路
６１ａにおけるインク被供給側への移動が規制される。
また、移動規制片６５およびストッパ面６１ｂによって
流入路６１ａにおける径方向（軸線方向と直角な方向）
への移動が規制される。これにより、弁体６３が流入路
６１ａ内を軸線に沿って移動し、流入路６１ａ内の軸線
方向二位置間における弁体６３の円滑動作が行われる。

【００５２】次に、前記栓体内に配置された弁構造（第
二実施形態）につき、図１１（ａ）および（ｂ）を用い
て説明する。図１１（ａ）および（ｂ）は、本発明の第
二実施形態に係るインクカートリッジの開弁状態と閉弁
状態を示す断面図で、同図において図５乃至図１０と同
一または同等の部材については同一の符号を付し、詳細
な説明は省略する。同図において、前記栓体５０は、前
記第一管体６１および第二管体７２を有し、前記カート
リッジホルダ８のインク導入管５７に着脱可能に構成さ
れている。

【００５３】この栓体５０のインク被供給側には、第一
弁体としての前記弁体５０ｂ（図１３に図示）が配置さ
れ、またインク供給側（インクパック側）には第二弁体
としての弁体７３（後述）が配置されている。なお、前
記弁体５０ｂは、前記したように、前記栓体５０が前記
インク導入管５７に挿入されることによって開弁状態と
なり、かつ前記インク導入管５７から引き抜かれること
によって閉弁状態となる開閉弁によって構成されてい
る。

【００５４】前記第二管体７２は、そのインク被供給側
端部を前記流入路６１ａ内に圧入して前記第一管体６１
に固定されている。この第二管体７２内には、前記流入
路６１ａに連通可能な流出路７２ａおよびこの流出路７
２ａのインク被供給側開口周縁に延在する弁座７２ｂが
設けられている。前記流出路７２ａは、前記インクパッ
ク２４に接続されている。前記弁座７２ｂは、前記第二
管体７２のインク被供給側端面と同一の面上に配置され
ている。前記第二管体７２のインク供給側端部には、前
記両位置決め用凸部６１ｃの先端部がそれぞれ挿通する
二つの挿通孔７６ａを有し、かつ前記第一管体６１のイ
ンク供給側端面に対接するフランジ７６が一体に設けら
れている。なお、前記両管体６１，７２は、第二管体７
２のインク被供給側端部を第一管体６１の流入路６１ａ
内に圧入した後、フランジ７６の挿通孔７６ａに挿通す
る位置決め用凸部６１ｃの挿通端部をかしめることによ
り抜け止めされる。

【００５５】前記弁体７３は、前記インク導出管５７の
管路を常時閉塞し、かつ前記インクパック２４の加圧に
よるインクの流動によって開放する逆止弁によって構成
されている。また、弁体７３は、前記弁座７２ｂに着座
可能な弁体部７３ａを有し、前記第二管体７２のインク
被供給側端面（弁座７２ｂの外側）にスポット溶接等に
よって固定されている。そして、全体がポリプロピレ
ン，ポリエチレン等の合成樹脂材料からなる弾性変形可
能な平面円形状の薄片（薄膜）によって形成されてい
る。

【００５６】以上の構成により、加圧空気ポンプ２１の
加圧によってインクパック２４内のインクがインクパッ
ク２４外に流出してインク被供給側に流動すると、この
流動力を閉弁状態の弁体７３が弁座７２ｂから離間する
方向に受けてインク被供給側に移動し、図１１（ａ）に
示すように開弁状態となる。このため、第一管体６１と
第二管体７２（栓体５０とインク導入管５７）とが連通
し、インクパック２４からのインクが図１１（ａ）に矢
印で示すように流出路７２ａおよび流入路６１ａを流動
してインク導入管５７に供給される。

【００５７】一方、ユーザが栓体５０内にスクリュード
ライバ等の棒状体を差し込んで弁体５０ｂを開放させた
場合、また印刷時にインク補給バルブ２６が故障した場
合には、弁体７３によって栓体５０の流出路７２ａが閉
塞されたままである。すなわち、図１１（ｂ）に矢印で
示すように栓体５０外の空気および逆流インクがインク
パック側に向かって流動すると、この流動力を閉弁状態
の弁体６３が弁座７２ｂに着座する方向に受けて閉弁状
態を維持する。このため、図１１（ｂ）に示すように第
一管体６１と第二管体７２（栓体５０とインク導入管５
７）とが連通せず、逆流インクあるいは外気がインクパ
ック２４内に流入することはない。したがって、本実施
形態においては、第一実施形態と同様に、インクパック
２４に対する外気の流入およびインクの逆流を阻止する
ことができ、インクパック２４内におけるインクの脱気
度およびクリーン度を保証することができる。

【００５８】次に、前記栓体内に配置された弁構造（第
三実施形態）につき、図１２（ａ）および（ｂ）を用い
て説明する。図１２（ａ）および（ｂ）は、本発明の第
三実施形態に係るインクカートリッジの開弁状態と閉弁
状態を示す断面図で、同図において図５乃至図１０と同
一または同等の部材については同一の符号を付し、詳細
な説明は省略する。同図において、前記栓体５０は、前
記第一管体６１および第二管体８２を有し、前記カート
リッジホルダ８のインク導入管５７に着脱可能に構成さ
れている。

【００５９】この栓体５０のインク被供給側には第一弁
体としての前記弁体５０ｂ（図１３に図示）が配置さ
れ、またインク供給側（インクパック側）には第二弁体
としての弁体８３（後述）が配置されている。なお、前
記弁体５０ｂは、前記したように、前記栓体５０が前記
インク導入管５７に挿入されることによって開弁状態と
なり、かつ前記インク導入管５７から引き抜かれること
によって閉弁状態となる開閉弁によって構成されてい
る。

【００６０】前記第二管体８２は、そのインク被供給側
端部を前記流入路６１ａ内に圧入して前記第一管体６１
に固定されている。この第二管体８２内には、前記流入
路６１ａに連通可能な流出路８２ａおよびこの流出路８
２ａのインク被供給側開口部内で円周方向に延在する弁
座８２ｂが設けられている。前記流出路８２ａは、前記
インクパック２４に接続されている。前記弁座６２ｂ
は、前記流出路８２ａのインク被供給側開口部がインク
供給側からインク被供給側に向かって広がるような傾斜
面で形成されている。

【００６１】また、前記第二管体８２には、インク被供
給側端面に開口し、かつ前記両移動規制片６５の先端部
がそれぞれ臨む二つの凹部８２ｃが設けられている。前
記第二管体８２のインク供給側端部には、前記両位置決
め用凸部６１ｃの先端部がそれぞれ挿通する二つの挿通
孔８６ａを有し、かつ前記第一管体６１のインク供給側
端面に対接するフランジ８６が一体に設けられている。
なお、前記両管体６１，８２は、第二管体８２のインク
被供給側端部を第一管体６１の流入路６１ａ内に圧入し
た後、フランジ８６の挿通孔８６ａに挿通する位置決め
用凸部６１ｃの挿通端部をかしめることにより抜け止め
される。

【００６２】前記弁体８３は、前記インク導出管５７の
管路を常時閉塞し、かつ前記インクパック２４の加圧に
よるインクの流動によって開放する逆止弁によって構成
されている。そして、弁体８３は、前記第二管体８２と
前記ストッパ６４との間に往復かつ自転可能に配設さ
れ、全体が前記弁座８２ｂに着座可能なステンレス等の
金属材料あるいはポリプロピレン，ポリエチレン等の合
成樹脂材料からなる球体によって形成されている。な
お、前記弁体８３は、その移動がインクの流動によって
円滑に行われ、かつ逆止弁としての機能が十分に発揮さ
れるために、インクパック２４内のインクの比重と同一
の比重（１．０６×１０^-3ｇ／ｍｍ³ 程度）をもつ材料
によって形成されていることが望ましい。

【００６３】以上の構成により、加圧空気ポンプ２１の
加圧によってインクパック２４内のインクがインクパッ
ク２４外に流出してインク被供給側に流動すると、この
流動力を閉弁状態の弁体８３が弁座８２ｂから離間する
方向に受けてインク被供給側に移動し、図１２（ａ）に
示すように開弁状態となる。このため、第一管体６１と
第二管体８２（栓体５０とインク導入管５７）とが連通
し、インクパック２４からのインクが図１２（ａ）に矢
印で示すように流出路８２ａおよび流入路６１ａを流動
してインク導入管５７に供給される。

【００６４】一方、ユーザが栓体５０内にスクリュード
ライバ等の棒状体を差し込んで弁体５０ｂを開放させた
場合、また印刷時にインク補給バルブ２６が故障した場
合には、弁体８３によって栓体５０の流出路８２ａが閉
塞されたままである。すなわち、図１２（ｂ）に矢印で
示すように栓体５０外の空気および逆流インクがインク
パック側に向かって流動すると、この流動力を閉弁状態
の弁体８３が弁座８２ｂに着座する方向に受けて閉弁状
態を維持する。このため、図１２（ｂ）に示すように第
一管体６１と第二管体８２（栓体５０とインク導入管５
７）とが連通せず、逆流インクあるいは外気がインクパ
ック２４内に流入することはない。

【００６５】したがって、本実施形態において、インク
パック２４に対する外気の流入およびインクの逆流を阻
止することができ、インクパック２４内におけるインク
の脱気度およびクリーン度を保証し得ることは、第一実
施形態および第二実施形態と同様である。なお、前記弁
体８３は、インクの流動によって流入路６１ａ内を移動
するに際し、ストッパ６４によって流入路６１ａにおけ
るインク被供給側への移動が規制される。また、移動規
制片６５およびストッパ面６１ｂによって流入路６１ａ
における径方向（軸線方向と直角な方向）への移動が規
制される。これにより、弁体８３が流入路６１ａ内を軸
線に沿って移動し、流入路６１ａ内の軸線方向二位置間
における弁体８３の円滑動作が行われる。

【００６６】なお、これまで述べた第一，第二および第
三実施形態では、インクを供給する手段として、いずれ
も加圧空気ポンプ２１の加圧によってインクパック２４
内のインクを押し出す手段（方法）について述べたが、
その他のインク供給手段として次に示すようなものでも
よい。例えば、サブタンク７内を減圧ポンプ（図示せ
ず）で減圧して吸引する手段や、サブタンクを用いない
構成ではキャッピング手段１１を減圧ポンプ（図示せ
ず）で減圧して吸引する手段でもよい。要するに、イン
クを供給する手段は、インクパック２４とサブタンク７
との間あるいはインクパック２４と記録ヘッド６との間
に圧力差を発生させるものであれば、いかなるものでも
よい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンクパックに対する外気の流入およびインクの逆流を阻
止することができるため、インク供給時に記録装置用ヘ
ッドへ空気を送ることがなく、またインクパック内にお
けるインクの脱気度およびクリーン度を保証することが
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式記録装置の一例
を示す平面図である。

【図２】図１に示す記録装置におけるインクカートリッ
ジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示す模式
図である。

【図３】インクカートリッジの外観構成を示す斜視図で
ある。

【図４】カートリッジホルダに配置された接続機構を示
す斜視図である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第一実施形態
に係るインクカートリッジの要部を示す断面図である。

【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第一実施形態
に係るインクカートリッジの第一管体と第二管体を示す
斜視図である。

【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第一実施形態
に係るインクカートリッジの第一管体と第二管体を示す
平面図である。

【図８】（ａ）および（ｂ）は第二弁体にばりが発生し
ている場合と第二管体と移動規制片間への第二弁体の入
り込みが阻止される場合について説明するために示す断
面図である。

【図９】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第一実施形態
に係るインクカートリッジの開弁状態を拡大して示す断
面図である。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第一実施形
態に係るインクカートリッジの閉弁状態を拡大して示す
断面図である。

【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第二実施形
態に係るインクカートリッジの開弁状態と閉弁状態を示
す断面図である。

【図１２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第三実施形
態に係るインクカートリッジの開弁状態と閉弁状態を示
す断面図である。

【図１３】（ａ）および（ｂ）は、従来におけるインク
カートリッジの栓体とインク導入管の離脱状態と装着状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ６ 記録ヘッド ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ） サブタンク ８ カートリッジホルダ ９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ） メインタンク（インク
カートリッジ） １０ インク補給チューブ ２１ 空気加圧ポンプ ２２ 圧力調整弁 ２３ 圧力検出器 ２４ インクパック ２５ 圧力室 ２６ インク補給バルブ ４１ 第一ケース ４２ 第二ケース ５０ 栓体（インク導出管） ５１ 開口孔 ５２ 加圧空気導入口 ５３ 回路基板 ５５ 接続機構 ５６ 位置決めピン ５７ インク導入管 ６１ 第一管体 ６１ａ 流入路 ６１ｂ ストッパ面 ６１ｃ 位置決め用凸部 ６２ 第二管体 ６２ａ 流出路 ６２ｂ 弁座 ６２ｃ 凹部 ６３ 弁体 ６４ ストッパ ６４ａ インク供給口 ６５ 移動規制片 ６６ フランジ ６６ａ 挿通孔

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録装置用ヘッドにインク経路を介して
   接続するインク導入管に着脱可能なインク導出管と、 このインク導出管に接続され、インクを内封するインク
   パックとを備えたインクカートリッジであって、 前記インク導出管内に、前記インク導入管の着脱によっ
   て開閉する第一弁体を配設するとともに、 この第一弁体のインク供給側に位置する第二弁体を配設
   し、 この第二弁体は、前記インク導出管の管路を常時閉塞
   し、かつ前記記録装置用ヘッドへのインク供給時のイン
   クの流動によって開放する逆止弁からなることを特徴と
   するインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記第二弁体が、薄板からなることを特
   徴とする請求項１に記載されたインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記第二弁体が、前記管路の軸線方向に
   移動可能な弁体であることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載されたインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記第二弁体が、弾性変形可能な素材に
   よって形成されていることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載されたインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記第二弁体が、球体からなることを特
   徴とする請求項３に記載されたインクカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記第二弁体の比重が、インクの比重と
   同一であることを特徴とする請求項５に記載されたイン
   クカートリッジ。
7. 【請求項７】 前記第一弁体と前記第二弁体との間に、
   ストッパが配置されていることを特徴とする請求項３，
   請求項５または請求項６に記載されたインクカートリッ
   ジ。
8. 【請求項８】 前記第二弁体の側方に、移動規制片が配
   置されていることを特徴とする請求項３または請求項５
   乃至請求項７のいずれかに記載されたインクカートリッ
   ジ。
9. 【請求項９】 前記第二弁体に対応する弁座が、インク
   被供給側に突出して形成されていることを特徴とする請
   求項３，請求項７および請求項８のいずれかに記載され
   たインクカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記インク導出管にインク被供給側に
    開口する凹部が形成され、この凹部内に前記移動規制片
    の先端部が配置されていることを特徴とする請求項８ま
    たは請求項９に記載されたインクカートリッジ。
11. 【請求項１１】 印刷領域と非印刷領域との間を往復可
    能なヘッド装着用のキャリッジを備えたインクジェット
    式記録装置において、 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載されたインク
    カートリッジを用いたことを特徴とするインクジェット
    式記録装置。