JP2003145799A - インクカートリッジおよびそのインク注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク使用時にインクタンク室からインクエ
ンド室にインクを円滑に供給することができるととも
に、印字上の安定性を確保することができるインクカー
トリッジを提供すること。 【解決手段】 記録装置用のヘッドに着脱可能に接続さ
れるインクカートリッジ１において、このインクカート
リッジ１は、ヘッド−カートリッジ接続状態において大
気中に開放するインクタンク室１１と、このインクタン
ク室１１に連通し、かつヘッドに至るインクエンド室
（上部第１インク収容室１６等）を有する容器本体２を
備え、この容器本体２に、インクタンク室１１に連通す
る第一開口部８５および前記インクエンド室に連通する
第二開口部８６を設けた構成とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録装置用のヘッ
ドにインクを供給するためのインクカートリッジおよび
そのインク注入方法に関する。

【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。

【０００３】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
記録ヘッドからインク滴を吐出させることにより行われ
る。

【０００４】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を吐出可能
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。

【０００５】このため、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装置本体内に配設されている。

【０００６】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。

【０００７】最近の記録装置においては、記録速度の向
上を図る目的から、キャリッジの移動を高速で行うよう
になってきている。

【０００８】このような記録装置においては、キャリッ
ジの加減速に伴うインク供給チューブの伸張・屈曲によ
ってその内部インクに圧力変動が生じてしまい、記録ヘ
ッドからのインク滴の吐出を不安定にする。

【０００９】このため、大気側に開放される下方インク
収容室（インクタンク室）と、この下方インク収容室に
インク流路を介して接続するヘッド接続用の上方インク
収容室（インクエンド室）とを備え、この上方インク収
容室とヘッド供給口とを結ぶ経路途中に差圧弁を配置し
てなるインクカートリッジが提案されている。

【００１０】これによれば、負圧発生手段によってヘッ
ド側に負圧が発生し、これに伴い差圧弁が開放して記録
ヘッドにインクを供給するため、前記した圧力変動によ
るインクへの悪影響が少なくなり、記録ヘッドへのイン
クの供給を最適な水頭差で行うことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したイ
ンクカートリッジにおいては、インク注入用の開口部が
単一の開口部であるため、インクタンク室およびインク
エンド室の各室に要求されるインク注入条件でインクの
注入を行うことができなかった。

【００１２】即ち、インクエンド室は大気が存在しない
ことおよび適正インク量であることが要求される。一
方、インクタンク室には適正インク量であることが要求
される。

【００１３】したがって、異なる条件で別々の部屋にイ
ンクを注入する必要がある。

【００１４】特に、インクエンド室に対してインクタン
ク室に要求されるインク注入（大気注入）条件でインク
をカートリッジ内に注入すると、インクタンク室のみな
らずインクエンド室にも空気が混入してしまう。この結
果、インク使用時にヘッドに供給されるインク中に気泡
が混入してしまい、印字上の安定性を確保することがで
きないという課題があった。

【００１５】本発明は、このような技術的課題を解決す
るためになされたもので、インク使用時にヘッドに供給
されるインク中への気泡の混入を防止することができ、
もって印字上の安定性を確保することができるインクカ
ートリッジおよびそのインク注入方法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【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、大
気に連通可能なインクタンク室と、このインクタンク室
に連通するインクエンド室と、このインクエンド室と連
通してインクを外部に排出するインク供給口とを備え、
前記インクタンク室に連通する第一開口部および前記イ
ンクエンド室に連通する第二開口部を設けたことを特徴
とする。

【００１７】このように構成されているため、インクタ
ンク室とインクエンド室に異なる条件によりインクを充
填することができる。

【００１８】ここで、インクタンク室内の大気を排出す
るための大気連通口を設けるとともに、前記インクエン
ド室を減圧吸引するための吸引口を設けることが望まし
い。

【００１９】このように構成されているため、インクタ
ンク室に対しては第一開口部から大気注入条件でインク
の注入を行うことができ、一方インクエンド室に対して
は第二開口部から減圧注入条件でインクの注入を行うこ
とができる。言い換えればインクタンク室に対するイン
クの注入が大気連通口から大気を排出しながら行われ、
インクエンド室に対するインクの注入が吸引口から吸引
しながら行われる。

【００２０】また、前記吸引口が、前記ヘッドにインク
を供給するためのインク供給口であることが望ましい。

【００２１】このように構成されているため、記録装置
用のヘッドにインクを供給するためのインク供給口を、
インク注入時にインクエンド室を吸引するための吸引口
として使用することができる。

【００２２】また、上記構成において前記インクエンド
室とインク供給口間に差圧弁が配置されていることを特
徴とする。

【００２３】この構成により、インク供給口から排出さ
れるインク流れを制御する差圧弁を開いた状態でインク
をインク供給口まで充填することが可能になる。

【００２４】また、前記インクタンク室とインクエンド
室は流路により接続され、この流路のインクタンク室側
連通口と対向する位置に前記第二開口部が形成されてい
ることを特徴とする。

【００２５】この様に構成されているため、インクタン
ク室とインクエンド室を接続する流路にもインクを効率
的に充填することができる。

【００２６】また、前記大気連通口を第二開口部近傍に
形成されていることを特徴とする。

【００２７】この様に構成されているため、第二開口部
をインク注入後に封止するときに同時に封止することが
できる。

【００２８】本発明のインクカートリッジは、大気に連
通可能なインクタンク室と、このインクタンク室に連通
する差圧弁収容室と、差圧弁収容室と連通するインクを
外部に排出するインク供給口とを備え、前記インクタン
ク室に連通する第一開口部および前記差圧弁収容室に連
通する第二開口部を設けたことを特徴とする。

【００２９】この様に構成されているため、インクタン
ク室に対しては第一開口部から大気注入条件でインクの
注入を行うことができ、一方差圧弁収容室に対しては第
二開口部から減圧注入条件でインクの注入を行うことが
できる。

【００３０】したがって、差圧弁収容室に気泡の取り込
み等なくインクを効率よく充填することができる。

【００３１】また、前記差圧弁収容室には、インク供給
口から吸引されながら第二開口部からインクが充填され
ることを特徴とする。

【００３２】この様に構成されているため、複雑な流路
構成である差圧弁収容室にも気泡の取り込みを防止して
インクを充填することができる。

【００３３】一方、本発明に係るインクカートリッジの
インク注入方法は、大気に連通可能なインクタンク室
と、このインクタンク室に連通するインクエンド室と、
このインクエンド室と連通してインクを外部に排出する
インク供給口とを備えたインクカートリッジのインク充
填方法において、前記インクタンク室に所定のインク注
入条件でインクを注入するとともに、前記インクエンド
室に前記インクタンク室へのインク注入条件と異なるイ
ンク注入条件でインクを注入することを特徴とする。

【００３４】このような方法であるため、インクタンク
室およびインクエンド室の各室に要求されるインク注入
条件でインクの注入を行うことができるインクカートリ
ッジを得ることができる。

【００３５】ここで、前記インクエンド室にインクを注
入するにあたり、前記インクエンド室を減圧吸引するこ
とが望ましい。

【００３６】このような方法によると、インクエンド室
に気泡の取り込み等の問題を防止してインクを効率よく
充填することができる。またこれにより印字上の安定性
が確保されるインクカートリッジを得ることができる。

【００３７】また、前記インクエンド室を前記インクカ
ートリッジのインク供給口から吸引することが望まし
い。

【００３８】このような方法により、インク供給口に至
る流路まで効率よくインクを充填することができる。

【００３９】さらに、前記インクタンク室にインクを注
入するにあたり、前記インクタンク室に大気を注入する
ことが望ましい。

【００４０】このような方法によると、インクタンク室
に対しては大気注入条件でインクの注入を行うことがで
きるインクカートリッジを得ることができる。

【００４１】また、前記インクエンド室をインク供給口
から吸引して減圧吸引し、インクエンド室とインク供給
口の間に配置された差圧弁を開いた状態でインクを充填
することを特徴とする。

【００４２】これにより、差圧弁により区画された流路
を連通してインク供給口までインクを効率よく充填する
ことができる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用されたインク
カートリッジおよびそのインク注入方法につき、図に示
す実施の形態に基づいて説明する。

【００４４】先ず、インクカートリッジにつき、図１〜
図１１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に
係るインクカートリッジの全体を分解して示す斜視図で
ある。図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に
係るインクカートリッジの外観を示す斜視図である。図
３および図４は、本発明の実施形態に係るインクカート
リッジの内部構造を斜め上方と斜め下方から見た斜視図
である。図５および図６は、本発明の実施形態に係るイ
ンクカートリッジの内部構造を示す正面図と背面図であ
る。図７および図８は、本発明の実施形態に係るインク
カートリッジの負圧発生手段収容室とバルブ収容室を拡
大して示す断面図である。図９は、本発明の実施形態に
係るインクカートリッジのカートリッジホルダに対する
接続状態を示す正面図である。図１０（ａ）および
（ｂ）は、本実施形態に係るインクカートリッジのイン
ク注入流路を説明するために、その内部構造を模式化し
て示す断面図とインク注入孔を示す下面図である。

【００４５】図２（ａ）および（ｂ）に示すインクカー
トリッジ１は、一方側に開口する平面ほぼ矩形状の容器
本体（下ケース）２と、この容器本体２の開口部を封止
する蓋体（上ケース）３とを有し、その内部がインク流
路系および空気流路系（共に後述）から大略構成されて
いる。

【００４６】前記容器本体２の下方部には、記録ヘッド
１１２のインク供給針７２（共に図９に図示）に接続可
能なインク供給口４およびこのインク供給口４の側方に
並列する第一開口部（開放孔）８５，第二開口部８６
（共に図４および図５に図示）が設けられている。前記
インク供給口４は後述するインクエンド室（差圧弁収容
室）に連通され、前記第一開口部８５はインク収容室
（インクタンク室）１１に連通されている。

【００４７】前記インク供給口４内には、図１に示すよ
うに、ゴム等からなる略円柱状のシール部材２００が装
着されている。このシール部材２００の中央部には、軸
線方向に開口する貫通孔２００ａが設けられている。ま
た、前記インク供給口４内には、前記インク供給針７２
の挿抜によって前記貫通孔２００ａを開閉するスプリン
グ受け（弁体）２０１が配設され、さらにこのスプリン
グ受け２０１を前記シール部材２００に付勢する圧縮コ
イルスプリング２０２が弾装されている。

【００４８】前記第二開口部８６は、図１０（ａ）およ
び（ｂ）に示すように、大気連通口８６ａを介してイン
ク収容室１１に連通され、またインク注入口８６ｂを介
してインクエンド室（上部第１インク収容室１６，上部
第２インク収容室１７等）に連通されている。

【００４９】前記容器本体２の上方側部にはカートリッ
ジホルダに着脱可能な係止部材５，６が一体に設けられ
ている。そして、図２（ａ）に示すように一方の係止部
材５の下方部には回路基板（ＩＣ基板）７が配設され、
他方の係止部材６の下方部には同図（ａ）および（ｂ）
に示すようにバルブ収容室８が配設されている。

【００５０】なお、前記回路基板７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を有してい
る。

【００５１】前記バルブ収容室８は、図８に示すよう
に、カートリッジ挿入側（下側）に開口する内部空間を
有し、その内部空間中を前記インクカートリッジ１に適
合する記録装置側の識別片７３（図９に図示）およびバ
ルブ作動杆７０が進退する。そして前記内部空間の上部
には、前記バルブ作動杆７０の進退によって回動する識
別用のブロック８７の操作アーム６６が収容されてい
る。また前記内部空間の下部には、記録装置に対する適
否を判断するための識別用凸部６８が設けられている。
そして、この識別用凸部６８は、記録装置側のインク供
給針７２（図９に図示）をインク供給口４に連通させる
以前（後述する大気開放弁が開弁する以前）において、
カートリッジホルダ７１（図９に図示）のバルブ作用杆
７０による判定を可能にする位置に配置されている。

【００５２】また、バルブ収容室８（大気開放室５０
１）の室壁８ａには、図８に示すように、大気開放弁６
０１の開閉動作によって開閉する大気導通孔としての貫
通孔６０が設けられている。この貫通孔６０の一方開口
部側には前記操作アーム６６が配置されており、他方開
口部側には前記大気開放弁６０１が配置されている。前
記操作アーム６６は、加圧フィルム（伸縮性フィルム）
６１を押圧する操作部６６ｂを有し、前記バルブ作動杆
７０の進路に斜め上方に突出して配置され、かつ回動支
点６６ａを介して前記容器本体２に固定されている。

【００５３】前記加圧フィルム６１は、前記貫通孔６０
を閉塞するように前記室壁８ａに取り付けられており、
全体がゴム等の弾性シール部材によって形成されてい
る。そして、この加圧フィルム６１と前記貫通孔６０の
開口周縁との間に形成された内部空間は、インクタンク
室１１に連通する貫通孔６７（共に図５に図示）に開口
されている。

【００５４】前記大気開放弁６０１は、図８に示すよう
に、前記貫通孔６０を開閉する弁体６５およびこの弁体
６５を前記貫通孔６０の開口周縁に常時付勢する弾性部
材（板ばね）６２を有している。このうち弾性部材６２
の上方端部には貫通孔６２ｂが設けられ、この貫通孔６
２ｂに突起６４が挿入され、前記突起６４によって移動
規制（案内）される。一方、その下端部は前記容器本体
２上に突起６３を介して固定されている。

【００５５】なお、図１において、符号８８は前記容器
本体２の上面部に前記ブロック８７に対応して貼付され
る識別用のラベル、８９は前記インク供給口４（貫通孔
２００ａ）を封止するためのフィルム、９０は前記第一
開口部８５，第二開口部８６を封止するためのフィルム
である。また、９１はインク充填済みのインクカートリ
ッジ１を包むための減圧パックである。

【００５６】次に、前記した容器本体２内の「インク流
路系」と「空気流路系」につき、図１〜図１０を用いて
説明する。

【００５７】「インク流路系」前記インクカートリッジ
１には、図１に示すように、前記容器本体２の正面側に
内フィルム（遮気性フィルム）５６，５０２を介して前
記蓋体３を接合することにより、また前記容器本体２の
背面側に外フィルム（遮気性フィルム）５７を介して保
護ラベル８３を接合することにより内部空間が形成され
ている。この内部空間は、図３〜図５に示すように、前
記記録ヘッド１１２（図９に図示）に対するインク供給
口側が若干下方となるように延在する仕切壁１０によっ
て上下に分割形成されている。この内部空間の下部領域
は、前記記録ヘッド１１２の接続状態において大気中に
開放するインク収容室１１とされている。

【００５８】前記インク収容室１１には、各高さ位置が
互いに異なる二つの中間壁３００，３０１が配設されて
いる。一方の中間壁３００は、前記インク収容室１１の
片側側面部と所定の間隔をもって配置されている。他方
の中間壁３０１は、前記インク収容室１１の底面部に対
向し、前記中間壁３００のインク供給口側に配置されて
いる。この中間壁３０１は、インク注入方向（上下）に
並列する二つの空間部１１ａ，１１ｂに前記インクタン
ク室１１を隔成している。また、この中間壁３０１に
は、前記第一開口部８５の軸線と同一の軸線をもつ貫通
孔３０１ａが設けられている。

【００５９】一方、前記内部空間の上部領域は、前記仕
切壁１０を底面部とする枠部１４によって区画されてい
る。前記枠部１４の内部空間は、前記記録ヘッド１１２
に接続するインクエンド室（一部）を構成し、このイン
クエンド室の正面側が連通口１５ａを有する垂直壁１５
によって左右に分割形成されている。この分割形成され
た内部空間の一方側領域は上部第１インク収容室１６と
され、また他方側領域は上部第２インク収容室１７とさ
れている。

【００６０】前記上部第１インク収容室１６には、前記
インク収容室１１に連通する連通流路１８が接続されて
いる。この連通流路１８は、上下位置に連通口１８ａ，
１８ｂを有している。そして、この連通流路１８は、前
記容器本体２の背面に開口して上下方向に延在する凹部
１８ｃ（図６に図示）およびこの凹部１８ｃの開口を閉
塞して封止する遮気性フィルム（外フィルム５７）によ
って形成されている。また、この連通流路１８の上流側
には、前記インク収容室１１内に連通する上下二つの連
通口１９ａ，１９ｂを有する隔壁１９が設けられてい
る。一方の連通口１９ａは、前記インク収容室１１内の
下方領域に開口する位置に配置されている。他方の連通
口１９ｂは、前記インク収容室１１内の上方領域に開口
する位置に配置されている。

【００６１】一方、上部第２インク収容室１７には、横
長の仕切壁２２および環状の仕切壁２４によって、図７
に示す差圧弁５２（膜弁）を収容する差圧弁収容室３３
（図６に図示）と、同じく図７に示すフィルタ５５（不
織布フィルタ）を収容するフィルタ室３４（図５に図
示）とが形成されている。前記仕切壁２５には、前記フ
ィルタ５５を通過したインクを前記フィルタ室３４から
前記差圧弁収容室３３に導く貫通孔２５ａが設けられて
いる。

【００６２】前記仕切壁２４の下部には前記仕切壁１０
との間に連通口２６ａを有する仕切壁２６が、またその
側方には前記枠部１４との間に連通口２７ａを有する仕
切壁２７が設けられている。そして、前記仕切壁２７と
前記枠部１４との間には、前記連通口２７ａに連通し、
かつ上下方向に延在する連通路２８が設けられている。
この連通路２８の上方部には、前記フィルタ室３４に前
記連通口２４ａおよび領域３１を介して連通する貫通孔
２９が連設されている。

【００６３】前記貫通孔２９は、前記仕切壁２７に連続
する仕切壁（環状壁）３０によって形成されている。

【００６４】前記領域３１は、前記仕切壁２２，２４，
３０および仕切壁３０ａ（図６に図示）によって形成さ
れている。この領域３１は、前記容器本体２の一方端部
（前記貫通孔２９に連通する部分）が深く、他方端部
（前記フィルタ室３４に連通する部分）が浅く形成され
ている。

【００６５】前記差圧弁収容室３３には、図７に示すよ
うに、エラストマー等の弾性変形可能な差圧弁としての
膜弁５２が収容されている。この膜弁５２は、貫通孔５
２ｃを有し、圧縮コイルスプリング５０によってフィル
タ室側に付勢され、かつその外周縁が環状の厚肉部５２
ａを介して容器本体２に超音波溶着によって固定されて
いる。前記圧縮コイルスプリング５０は、一方端部が前
記膜弁５２のスプリング受け５２ｂに、他方端部が前記
差圧弁収容室３３内のスプリング受け２０３に支持され
ている。この圧縮コイルスプリング５０と前記膜弁５２
の位置精度は、この差圧弁で差圧を制御する場合に重要
な要素であり、図７に示すように、曲がりや位置ずれ等
がなく、圧縮コイルスプリング５０で膜弁５２の凸部を
配置する必要がある。

【００６６】なお、図中符号５４は、前記膜弁５２の厚
肉部５２ａに一体に成形された枠部を示す。

【００６７】前記フィルタ室３４には、図７に示すよう
に、インクを通過させ、かつ塵埃等を捕捉する前記フィ
ルタ５５が配置されている。このフィルタ室３４の開口
部は前記内フィルム５６によって、また前記差圧弁収容
室３３の開口部は前記外フィルム５７によって封止され
ている。そして、インク供給口４内の圧力が低下する
と、膜弁５２が圧縮コイルスプリング５０の付勢力に抗
して弁座部２５ｂから離れる（貫通孔５２ｃが開口す
る）ため、フィルタ５５を通過したインクは貫通孔５２
ｃを通過し、凹部３５によって形成された流路を経てイ
ンク供給口４に流れ込むように構成されている。また、
インク供給口４内のインク圧力が所定の値に上昇する
と、膜弁５２が圧縮コイルスプリング５０の付勢力によ
って弁座部２５ｂに着座し、インクの流通を遮断するよ
うに構成されている。このような動作を繰り返すことに
より、一定の負圧を維持しながらインクがインク供給口
４に供給される。

【００６８】「空気流路系」前記容器本体２の背面部に
は、図６に示すように、流路抵抗を高くする蛇行溝３６
および大気中に開口する幅広な凹溝３７（斜線部）が、
さらには前記インク収容室１１（図５に図示）に至る平
面ほぼ矩形状の凹部３８（空間部）が設けられている。
前記凹部３８内には枠部３９およびリブ４０が設けら
れ、これらに通気性フィルム８４を張設して大気通気室
が形成されている。また、前記凹部３８の底面部（壁
部）には貫通孔４１が設けられ、前記上部第１インク収
容室１６の仕切壁４２（図５に図示）によって区画され
た細長い領域４３に連通されている。この領域４３は貫
通孔４４を有し、仕切壁６０３によって区画された連通
溝４５およびこの連通溝４５に開口する貫通孔４６を介
して大気開放室５０１（図８に図示）に連通されてい
る。この大気開放室５０１の開口部は、図１に示す前記
内フィルム（遮気性フィルム）５０２によって封止され
ている。

【００６９】以上の構成により、図９に示すようにカー
トリッジホルダ７１にインクカートリッジ１が装着され
ると、カートリッジホルダ７１のバルブ作動杆７０が図
８に示す操作アーム６６に当接して凸部６６ｂ（加圧フ
ィルム６１）を弁体側に移動させる。これにより、弁体
６５が貫通孔６０の開口周縁から離間し、図５に示すイ
ンク収容室１１が貫通孔６７，貫通孔６０，貫通孔４
６，溝４５，貫通孔４４，領域４３および貫通孔４１等
を介して図６に示す凹部３８（大気中）に開放する。ま
た、インク供給口４内の弁体２０１がインク供給針７２
の挿入によって開弁する。

【００７０】そして、インク供給口４内の弁体２０１が
開弁し、記録ヘッド１１２によってインクが消費される
と、インク供給口４の圧力が規定値以下に低下するた
め、図７に示す差圧弁収容室３３内の膜弁５２が開弁し
（インク供給口４の圧力が規定値以上に上昇すると、膜
弁５２が閉弁する）、差圧弁収容室３３内のインクがイ
ンク供給口４を介して記録ヘッド１１２に流れ込む。

【００７１】さらに、記録ヘッド１１２でのインクの消
費が進行すると、インク収容室１１のインクが図４に示
す連通流路１８を介して上部第１インク収容室１６に流
れ込む。

【００７２】一方、インク消費に伴い、大気と連通した
貫通孔６７（図５に図示）から空気が流入し、インク収
容室１１のインク液面が下がる。さらに、インクが消費
され、インク液面が連通口１９ａに達すると、上部第１
インク収容室１６内にインク収容室１１（インク供給時
に貫通孔６７を介して大気中に開放）からのインクが連
通流路１８を経由して空気と共に流れ込む。そして、気
泡が浮力によって上昇するため、インクだけが垂直壁１
５下部の連通口１５ａを経て負圧発生手段収容室１７に
流れ込み、この上部第２インク収容室１７から仕切壁２
６の連通口２６ａを通過して連通路２８を上昇し、連通
路２８から領域３１および連通口２４ａを介してフィル
タ室３４の上部に流れ込む。

【００７３】この後、フィルタ室３４内のインクが図７
に示すフィルタ５５を通過して貫通孔２５ａから差圧弁
収容室３３に流れ込み、さらに弁座部２５ｂから離間す
る膜弁５２の貫通孔５２ｃを通過してから、図６に示す
凹部３５内を下降してインク供給口４に流れ込む。

【００７４】このようにして、インクカートリッジ１か
ら記録ヘッド１１２にインクが供給される。

【００７５】なお、異種のインクカートリッジ１がカー
トリッジホルダ７１に装着される場合には、インク供給
口４がインク供給針７２に到達する以前に、識別用凸部
６８（図７に示す）がカートリッジホルダ７１の識別片
７３（図９に図示）に当接し、バルブ作用杆７０の進入
が阻止される。したがって、異種インクカートリッジの
装着による不具合の発生を防止することができる。ま
た、この状態では、バルブ作動杆７０が操作アーム６６
にも到達しないため、弁体６５が閉弁状態を維持して、
放置によるインク収容室１１内のインク溶媒の蒸発が防
止される。

【００７６】一方、インクカートリッジ１がカートリッ
ジホルダ７１の装着位置から引き抜かれた場合には、操
作アーム６６が作動杆７０による支持を失って弾性復帰
し、これに伴い弁体６５が弾性復帰して貫通孔６０を閉
塞するため、凹部３８とインク収容室１１との連通が遮
断される。

【００７７】次に、本実施形態に係るインクカートリッ
ジ１のインク注入方法につき、図５，図１０および図１
１に基づいて説明する。なお、図１１は、本発明の実施
形態に係るインクカートリッジの注入方法を説明するた
めに示す概略図である。

【００７８】本実施形態におけるインクカートリッジの
インク注入方法は、インクタンク室１１とインクエンド
室とに異なるインク充填条件でインクを充填できる点に
特徴がある。

【００７９】すなわち、インクタンク室１１内には大気
が充填された状態でインクを充填でき、かつインクエン
ド室内には大気が存在しないようにインクを充填できる
点に特徴がある。

【００８０】そのため、図１１に示すようなインク注入
機１００が用いられる。このインク注入機１００には、
インクタンク室１１にインクを注入するためのノズル１
００ｂおよびインクエンド室（上部第１インク収容室１
６，上部第２インク収容室１７等）にインクを注入する
ためのノズル１００ｃと、さらにはインクエンド室１１
内の空気を排出するために減圧吸引（真空吸引）を行う
ためのノズル１００ａを備えている。そして、ノズル１
００ａはインク供給口４に、ノズル１００ｂは第一開口
部８５に、ノズル１００ｃは第二開口部８６に接続され
る。

【００８１】ここで、前記ノズル１００ｂは図３〜５お
よび図１１に示す中間壁３０１の貫通孔３０１ａよりも
カートリッジ内部に挿入配置されることが好ましい。こ
のように、ノズル１００ｂが第一開口部８５，貫通孔３
０１ａを挿通し、貫通孔３０１ａより奥に（カートリッ
ジ内の奥部）にインク注入位置を配置することにより、
インク注入時のインクの泡立ち発生を防止することがで
きる。すなわち、インク注入当初はノズル１００ｂのイ
ンク注入口とインク液面との高低差が少ないため、泡立
ちが少ない。また、インクの注入が進行するにしたが
い、インク液面が上昇すると、ノズル１００ｂのインク
注入口は注入されたインク中に没入し、空気の巻き込み
が生じないため、泡立ちが発生しない。仮に、インク注
入時にインクの泡立ちが生じても、中間壁３０１によっ
てその上昇が妨げられ、中間壁３０１と第一開口部８５
との間にインクの泡立ちが生じることはない。

【００８２】そのため、インク注入後にインクカートリ
ッジ１の上下を反転（図５に示す状態）になすと、イン
クの泡立ちはインクカートリッジ１の上部に移動する。

【００８３】その結果、泡立ちのないインクを連通口１
９ａ，１９ｂを介して連通流路１８に供給でき、最終的
にインク供給口４に供給することができる。

【００８４】また、図１０に矢印（実線）で示すように
第一開口部８５からインクをインクタンク室１１に供給
する際、同図に矢印（一点鎖線）で示すように大気連通
口８６ａからインクタンク室１１内の大気を逃がすこと
により、ノズル１００ｂからのインク供給を可能として
いる。すなわち、インクタンク室１１は貫通孔６７を介
して大気開放弁６０１に連通しているが、インクカート
リッジ１がカートリッジホルダ７１に装着されていない
状態にあっては、大気開放弁６０１は閉じている。この
ため、インク注入時におけるインクタンク１１内の大気
（空気）を逃がすために前記大気連通口８６ａが設けら
れている。

【００８５】この大気連通口８６ａは、インク注入口８
６ｂと共に第二開口部８６に臨んで開口している。その
ため、第二開口部８６をインク注入後にフィルム９０に
よって封止されることにより、大気連通口８６ａおよび
インク注入口８６ｂを密閉することができる。

【００８６】次に、ノズル１００ｃによるインクエンド
室へのインク注入について、図１１に基づいて説明す
る。

【００８７】ノズル１００ｃが接続される第二開口部８
６のインク注入口８６ｂとインク供給口４との間には差
圧弁５２が配置されている。そのため、インク供給口４
側の圧力が低くなければ、インク供給口４までインクを
充填することができない。

【００８８】また、インクエンド室には空気の混入を防
止する必要がある。そのため、ノズル１００ｃからイン
クを供給すると同時にインク供給口４側からノズル１０
０ａによって真空吸引がなされるように構成されてい
る。

【００８９】さらに、第二開口部８６のインク注入口８
６ｂに近接して連通口１８ａが設けられているため、ノ
ズル１００ｃから供給されたインクは連通口１８ａ，連
通流路１８，上部第１インク収容室１６，負圧発生手段
収容室１７を介してインク供給口４まで空気（大気）の
混入していないインクが充填される。

【００９０】次に、本実施形態におけるインク注入動作
について、図１１に基づいて説明する。なお、インクカ
ートリッジとしては、フィルム８９によってインク供給
口４を、またフィルム９０によって第一開口部８５，第
二開口部８６を封止（密閉）する前の前記インクカート
リッジ１が用意される。

【００９１】同図に示すように、インク注入機１００の
各ノズル１００ａ〜１００ｃをインク供給口４，第一開
口部８５，第二開口部８６（インク注入口８６ｂ）に接
続した後、第一開口部８５からインク収容室１１にイン
クを注入するとともに、インク注入口８６ｂからインク
エンド室（上部第１インク収容室１６，上部第２インク
収容室１７等）にインクを注入することにより行う。こ
の際、インク収容室１１へのインク注入は、大気連通口
８６ａ（図１０に図示）からインク収容室１１内の大気
を排出しながら行う。

【００９２】そして、インク収容室１１の容積の約５０
％のインクが充填された時点でインクノズル１００ｂに
よるインクの注入を終了する。また、インクエンド室へ
のインク注入は、インク供給口４を介して真空吸引（真
空度１００％）しながら行う。この場合、気泡残り，空
気の混入を防止するために、インクをインクエンド室の
容積のほぼ１００％のインクを注入することが望まし
い。なお、過剰に注入されたインクはインク供給口４か
ら排出されてもよい。

【００９３】ノズル１００ａ，１００ｂ，１００ｃによ
るインク注入後、第一開口部８５および第二開口部８６
とインク供給口４とを密閉することによりインクの注入
動作は終了する。

【００９４】このように、本実施形態においては、イン
クタンク室およびインクエンド室の各室に要求されるイ
ンク注入条件でインクの注入を行うことができるため、
インク使用時にヘッドに供給されるインク中への気泡の
混入を防止することができ、印字上の安定性を確保する
ことができる。

【００９５】なお、本実施形態においては、インク収容
室１１の大気充填率を５０％とする場合について説明し
たが、本発明はこれに限定されず、注入インク量に応じ
て適宜変更することが可能である。

【００９６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るインクカートリッジおよびそのインク注入方法によ
ると、インクタンク室からインクエンド室にインクを円
滑に供給することができるとともに、印字上の安定性を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
全体を分解して示す斜視図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係
るインクカートリッジの外観を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
内部構造を斜め上方から見た斜視図である。

【図４】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
内部構造を斜め下方から見た斜視図である。

【図５】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
内部構造を示す正面図である。

【図６】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
内部構造を示す背面図である。

【図７】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
負圧発生手段収容室を拡大して示す断面図である。

【図８】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
バルブ収容室を拡大して示す断面図である。

【図９】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの
カートリッジホルダに対する接続状態を示す正面図であ
る。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係るイ
ンクカートリッジのインク注入流路を説明するために、
その内部構造を模式化して示す断面図とインク注入口を
示す下面図である。

【図１１】本発明の実施形態に係るインクカートリッジ
の注入方法を説明するために示す概略図である。

【符号の説明】

１ インクカートリッ
ジ ２ 容器本体 ３ 蓋体 ４ インク供給口 ８ バルブ収容室 １１ インク収容室 １５ 垂直壁 １５ａ 連通口 １６ バッファ室 １７ 負圧発生手段収容
室 １８ 連通流路 １８ａ，１８ｂ 連通口 １８ｃ 凹部 １９ 隔壁 １９ａ，１９ｂ 連通口 ２５ 仕切壁 ２５ａ 貫通孔 ２５ｂ 弁座部 ２６ 仕切壁 ２６ａ 連通口 ２８ 連通路 ２９ 貫通孔 ３１ 領域 ３３ 差圧弁収容室 ３４ フィルタ室 ３５，３８ 凹部 ５２ 膜弁 ５１ 貫通孔 ５５ フィルタ ５６ 内フィルム ５７ 外フィルム ８５ 第一開口部 ８６ 第二開口部 ８６ａ 大気連通口 ８６ｂ インク注入口 １００ インク注入機 １００ａ〜１００ｃ ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 尚志 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 品田 聡 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 塚原 道也 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA15 KB27 KC02 KC06 KC09 KC13 KC15 KC16 KC27 KD08

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気に連通可能なインクタンク室と、こ
   のインクタンク室に連通するインクエンド室と、このイ
   ンクエンド室と連通してインクを外部に排出するインク
   供給口とを備え、前記インクタンク室に連通する第一開
   口部および前記インクエンド室に連通する第二開口部を
   設けたことを特徴とするインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記インクタンク室内の大気を排出する
   ための大気連通口を設けるとともに、前記インクエンド
   室を減圧吸引するための吸引口を設けたことを特徴とす
   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】 前記吸引口が、前記インク供給口である
   ことを特徴とする請求項２に記載されたインクカートリ
   ッジ。
4. 【請求項４】 前記インクタンク室とインクエンド室は
   流路により接続され、この流路のインクタンク室側連通
   口と対向する位置に前記第二開口部が形成されているこ
   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。
5. 【請求項５】 前記大気連通口が第二開口部近傍に形成
   されていることを特徴とする請求項２に記載されたイン
   クカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記インクエンド室とインク供給口間に
   差圧弁が配置されている請求項３に記載されたインクカ
   ートリッジ。
7. 【請求項７】 大気に連通可能なインクタンク室と、こ
   のインクタンク室に連通する差圧弁収容室と、差圧弁収
   容室と連通するインクを外部に排出するインク供給口と
   を備え、前記インクタンク室に連通する第一開口部およ
   び前記差圧弁収容室に連通する第二開口部を設けたこと
   を特徴とするインクカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記差圧弁収容室には、インク供給口か
   ら吸引されながら第二開口部からインクが充填されるこ
   とを特徴とする請求項７に記載されたインクカートリッ
   ジ。
9. 【請求項９】 大気に連通可能なインクタンク室と、こ
   のインクタンク室に連通するインクエンド室と、このイ
   ンクエンド室と連通してインクを外部に排出するインク
   供給口とを備えたインクカートリッジのインク充填方法
   において、 前記インクタンク室に所定のインク注入条件でインクを
   注入するとともに、前記インクエンド室に前記インクタ
   ンク室へのインク注入条件と異なるインク注入条件でイ
   ンクを注入することを特徴とするインクカートリッジの
   インク注入方法。
10. 【請求項１０】 前記インクエンド室にインクを注入す
    るにあたり、前記インクエンド室を減圧吸引することを
    特徴とする請求項９に記載されたインクカートリッジの
    インク注入方法。
11. 【請求項１１】 前記インクエンド室を前記インクカー
    トリッジのインク供給口から減圧吸引することを特徴と
    する請求項１０に記載されたインクカートリッジのイン
    ク注入方法。
12. 【請求項１２】 前記インクタンク室にインクを注入す
    るにあたり、前記インクタンク室内の大気を排出するこ
    とを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記
    載されたインクカートリッジのインク注入方法。
13. 【請求項１３】 前記インクエンド室を前記インク供給
    口から減圧吸引してインクエンド室とインク供給口の間
    に配置された差圧弁を開いた状態でインクを充填するこ
    とを特徴とする請求項９に記載されたインクカートリッ
    ジのインク注入方法。