JP2003175619A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク供給口と大気連通路の開口端とをケー
スの一方の面に配設することで、出荷時に、１つのシー
ル材で容易にこれらを封止することができ、さらには、
インクを効率良く使用することができると共に、容易に
インクカートリッジの組み付けが行えるようにする。 【解決手段】 インクカートリッジ１は、少なくとも１
つの面を開放したケース２と、仕切壁７ａ等によって区
画形成され、ケース２の開放面側に開放しインクを収容
する第１の室９、第２の室１０、およびケース２の開放
面側に開放するとともに開放面側とは反対側近傍におい
て第１の室９内に一端を連通し他端をケース２外の大気
と連通する大気連通路１１と、少なくとも第１の室９及
び第２の室１０の開放面を覆う上蓋部材３と、上蓋部材
３に形成された、第２の室に連通して記録ヘッド７２に
インクを供給するためのインク供給口１７とを備えてい
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
トリッジに関するものである。

【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が、インクカ
ートリッジから供給されるインク液中に気泡が混入して
いると、記録ヘッドのノズルからのインク噴射に悪影響
を及ぼすことが知られている。

【０００３】インクカートリッジには、記録ヘッドにイ
ンクを供給するインク供給口や、インクの消費による減
少に対応して空気が流入するように大気と連通する大気
連通孔を有する。そこで、インクカートリッジの製造工
程でインクを充填した後は、これらの開口はいずれも封
止部材により封止状態とされる。また、出荷時に、未使
用状態でのインク漏れやケース内への空気侵入防止のた
め、インクを収容したインクカートリッジを包装袋内に
減圧状態で密閉収容する（いわゆる真空パック）ことが
行われている（例えば、特開平７−１３２６１１号公報
参照）。そして、ユーザでの使用時に、包装袋からイン
クカートリッジを取り出し、封止部材を剥がして、大気
連通孔を開口するとともに、インク供給口を記録ヘッド
に連通させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にイン
クカートリッジにおいては、インク供給口と大気連通口
とは互いに離れていた方が良いと考えられ、インク供給
口がケース下面に配設され、大気連通口がケース上面に
配設されており、製造ラインでのインク充填時に、イン
ク供給口をインク充填口として兼用し、大気連通口をケ
ース内を減圧するための減圧口として使用し、ケース内
を減圧することで、インク供給口からインクを充填して
いた。この場合、インク充填のために、製造ラインでの
充填装置や減圧装置はケースに対して両側から近付く必
要があり、また、インク充填後に、インク供給口と大気
連通口とを封止するためのシールテープは、ケースの上
面から下面まで引き回す必要があり（例えば、特開平９
−７０９８２号公報参照）、長いテープが必要になるば
かりか、シールテープをローラ機構を用いて貼るような
場合、ケースに対して一方向から作業することができな
いので、ケースを回転させなければならず、作業性に劣
っていた。

【０００５】さらには、ケース内のインク室に充填され
たインクが、隅々まで効率良く使用されることが要請さ
れる。また、使用時のシールテープ剥がしを容易とする
ために、インク室および大気連通路をケースの１つの面
に形成した場合に、上記インクの効率的使用を図りつ
つ、容易にインクカートリッジの組み付けが行える構成
の実現が望まれていた。

【０００６】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、インク供給口と大気連通路の開
口端とをケースの一方の面に配設することで、出荷時
に、１つのシール材で容易にこれらを封止することがで
き、さらには、インクを効率良く使用することができる
と共に、容易にインクカートリッジの組み付けが行える
インクカートリッジ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、
少なくとも１つの面を開放したケースと、前記ケース内
に仕切壁によって区画形成され、前記ケースの開放面側
に開放しインクを収容するインク室、およびケースの開
放面側に開放するとともに開放面側とは反対側近傍にお
いて前記インク室内に一端を連通し他端を前記ケース外
の大気と連通する大気連通路と、少なくとも前記インク
室の開放面を覆う蓋部材と、前記蓋部材に形成された、
前記インク室に連通して記録ヘッドにインクを供給する
ためのインク供給口とを備えたことを特徴とするインク
カートリッジにある。

【０００８】この構成によれば、インクはインク室から
インク供給口を通って記録ヘッドに供給され、大気は大
気連通路を経てインク供給口と遠い側からインク室に導
入されるので、インク室のインクを効率良く使用するこ
とができる。また、インク室および大気連通路をケース
の１つの面に開放した状態に形成し、蓋部材をケースの
開放面に装着することにより、インク室を閉鎖するとと
もに、インク供給口をインク室に連通させるので、この
部分の構成は簡単で、容易に組み付けることができる。
さらに、インク供給口と大気連通路の開口端が１つの面
内に並ぶので、出荷時に、１つのシール材により容易に
インク供給口と大気連通路を覆うことができ、ひいて
は、この１つのシールを剥がすだけで使用に供すること
ができ使い勝ってが良い。なお、この構成は、インク室
を後述するように第１の室と第２の室とで構成すること
が好ましいが、１つの室だけで構成するものであっても
差し支えない。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載のインク
カートリッジにおいて、前記蓋部材は、前記インク室と
前記大気連通路の開放面を覆うものであって、その大気
連通路と前記ケース外の大気とを連通する大気連通孔を
有する。この構成によれば、蓋部材でケースの開放面を
覆うだけで、インク供給口と大気連通孔を１つの面内に
並んで配置させることができ、上記作用効果が得られ
る。

【００１０】請求項３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、対向す
る２つの面を開放したケースと、前記ケース内に仕切壁
によって区画形成され、それぞれケースの両開放面側に
開放しインクを収容するインク室、および該インク室を
前記ケース外の大気と連通する大気連通路と、前記イン
ク室と大気連通路を連通する通路を残して、前記ケース
の一方の面を覆って装着される第１の蓋部材と、前記ケ
ースの他方の面に、少なくとも前記インク室を覆って装
着される第２の蓋部材と、前記第２の蓋部材に形成され
た、前記インク室に連通して記録ヘッドにインクを供給
するためのインク供給口とを備えたことを特徴とするイ
ンクカートリッジにある。

【００１１】この構成によれば、ケースの対向する２つ
の面を開放しているので、インク室および大気連通路の
形成が容易であり、またケースは、インクの物性が変わ
らないように洗浄しておく必要があるが、対向する２つ
の面を開放しておくと、洗浄や乾燥が容易である。そし
て、両開放端を第１、第２の蓋部材で覆うことで、組立
が容易であるとともに、上記請求項１の発明と同等の作
用効果が得られる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項３記載のインク
カートリッジにおいて、前記インク室は、さらに仕切壁
によって仕切られた、インクを吸収した多孔質材を収容
した第１の室と、該多孔質材を収容していない第２の室
を有し、前記第１の室と第２の室のいずれか一方を前記
第１の蓋部材によって覆い、他方を第２の蓋部材によっ
て覆っている。この構成によれば、第１の室に多孔質材
を収容し、第１の室、第２の室をそれぞれ蓋部材によっ
て覆うので、２つの室を形成するためのケースの構成を
簡単にすることができ、かつ容易に組み付けることがで
きる。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４記載のインク
カートリッジにおいて、前記第１の室は前記大気連通路
と連通するとともに、この大気連通路と反対側で前記第
２の室と連通し、前記第２の室は前記インク供給口と連
通している。この構成によれば、記録動作中は、第１の
室の多孔質材の吸収力により第２の室を経てインク供給
口から適正な圧力でもって記録ヘッドに供給される。イ
ンク供給口から第２の室のインクが流出すると、第１の
室の多孔質材から第２の室にインクが補給されるととも
に、大気連通路から第１の室に大気が導入される。この
結果、第１の室のインクが消費された後に、第２の室の
インクが消費され、全体のインクが有効に利用される。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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（図３において左右の壁）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，７ｃ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２ｃ，２ｄ間を橋渡す方向に延びて
いる。

【００１７】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。

【００１８】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，７ｂ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の垂直部分と１１
ａと水平部分１１ｂとは、仕切壁７ｂに設けた連通口３
０を介して連通している。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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
口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。

【００２２】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。図６に示すように、連通孔１５とイ
ンク供給口１７とは平面からみて相互にずれて位置して
おり、第２の室１０には、連通孔１５とインク供給口１
７とを結ぶ最短路上に、リブ状の障壁３１が形成されて
いる。この障壁３１はケース２の仕切壁７から一体に突
設させ、下蓋部材４の内壁面と接合させることで形成す
ることが好ましいが、下蓋部材４から一体に突設させる
ようにしても差し支えない。底部仕切壁７の下面７ｄ
（図３）は、連通孔１５の下端から第２の室１０の垂直
部分に向かって上昇するように傾斜面となっている。上
記障壁３１の一方の端は、連通孔１５の側部に位置し、
他端は第２の室１０の垂直部分に近いところまで延びて
いる。これにより、記録ヘッド７２からのインク噴出に
より生じた負圧により第２の室１０からインクを引き込
む時に、第１の室９から連通孔１５を出たインク流は矢
印３２のように障壁３１を迂回して、第２の室１０の垂
直部分１０ａを通って再び第２の室１０の水平部分１０
ｂに入ってインク供給口１７に至る。

【００２３】図４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１３を兼ねる
従来のもののように、インク供給口１７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，
２２，２３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。

【００２４】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。

【００２５】図１０に示すように大気連通路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が形成されている。その仕切壁２９は、
大気連通路１１の上下方向に高低差をもって延びてお
り、その高い部分には貫通穴２８が形成され、その貫通
穴２８の上端面よりも低い位置にインク溜２９ａとなる
凹部が形成されている。仕切壁２９は、ケース２を樹脂
成形する際、上下に分離する金型の分離部分で成形で
き、特別な加工を必要としない。

【００２６】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も、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第１の室９から通路１６
をとおって漏れたインクが、インク溜２９ａに溜まる。
また、インク溜２９ａ内のインクが、インクカートリッ
ジを傾ける等によって貫通穴２８に入ることがあって
も、その下方のインク溜め４ａに溜まる。したがって、
大気連通路１１や大気連通孔１８を塞いでしまったり、
インクが外部に漏れたりすることはない。

【００２７】図６，図１９に示すように、ケース２に
は、第２の室１０および大気連通路１１の水平部分１０
ｂ，１１ｂに隣接して空間３３が形成されている。空間
３３は、仕切壁７ａ，７ｂ間に橋渡した仕切壁７ｃによ
って区画され、下面を下蓋部材４で覆われて、第２の室
１０や第１の室９、大気連通路１１とは連通しておら
ず、下蓋部材４に設けた開孔３４によりケース外部と連
通している。インクを充填したインクカートリッジ１
は、出荷に際して、図１９に示すように、包装袋８１内
に減圧状態で密閉収容した状態とされる。包装袋８１
は、筒状部材の内部にインクカートリッジ１を収納し
て、内部を負圧吸引するとともに両開口端を溶着８２し
たものである。包装袋８１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。図１
９で示したインクカートリッジ１の断面は、図９のＣ−
Ｃ線断面に相当する。開孔３４は第２のシ−ル材２３で
は覆われない。上記空間３３は、包装袋８１内を減圧状
態としたときに、空間３３内も同様に減圧状態とし、そ
の容積により密閉包装袋８１内を長期間にわたり減圧状
態に維持するように作用するものである。これにより、
未使用状態でケース内のインクへの空気侵入を防止す
る。

【００２８】図１１，図１２，図１３は通路１６部分の
構成を詳細に示すものである。図１１に示す構成は、問
題点を説明するための参考として作成したものである。
この図において、通路１６ｂは、上蓋部材３を貫通して
形成され、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の上面は図示しないがシール材
２２により覆われる。このような場合、仕切壁６と側壁
２ｃ，２ｄ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１６ｂ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７２へのインク供給ができなくなる不具合があ
る。

【００２９】図１２に示すように、上記不具合を解消す
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の内面をつたって通路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。

【００３０】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。

【００３１】図１３は、通路部分をさらに改良した構成
を示すもので、図１２では減圧口１４は、壁２７を貫通
していたが、壁２７の外周と仕切壁６の間に壁２７に接
することなく設けられている。つまり、減圧口１４の内
面が、多孔質材８に直接接触することなく、空間をおい
ているから、多孔質材８内のインクが減圧口１４の内面
をつたって漏出することが、一層防止される。

【００３２】また、インクジェットプリンタのキャリッ
ジ５２には、インク残量検出センサ６０が設けられてい
る。すなわち、インクカートリッジ１の未使用状態で
は、第１の室９内の多孔質材８と第２の室１０内に空間
を残すことなくインクが充満されているが、記録動作に
よりインクが消費されて、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１の室９から空気が第２の室１０に侵入し、第２
の室１０の上方に空隙部分が生じてインク液面が下がっ
てくる。インク残量検出センサ６０は、この第２の室１
０の内側壁面でのインクの有無による光の反射の変化か
らインク残量の有無を検出する。

【００３３】前記インク残量センサ６０は、図１に示す
ように、発光素子６１がケース２の第２の室１０に臨む
側壁２ａの所定の高さ位置に設定された検出部位αに光
を出射し、その検出部位αにおける側壁内面からの反射
光を受光素子６２（図５）が受光することができるよう
に、発光素子６１および受光素子６２が、検出部位αを
挟んで第２の室１０の水平方向に所定の間隔を開けて配
設されている。この目的のために、ケース２は、少なく
とも検出部位α部分が透光性を確保するために透明また
は半透明であればよい。

【００３４】また、前記検出部位αは、図５に示すよう
に、インクカートリッジ１の第２室１０内において、側
壁２ａの内面とそれに隣接する側壁２ｄの内面とが交差
することによって形成される上下方向に延びる稜線部分
（コーナ部分）に設定されている。このように、検出部
位αを第２の室１０の稜線部分（コーナ部分）に設定し
ておくと、後述するように、第２の室１０内のインクの
液面の高さがレベルｈ１からレベルｈ２まで急激に下が
った場合に、図１４に示すように、側壁２ａ内面に付着
していたインクＬが側壁２ａの中央部においてはレベル
ｈ１付近に保持されたとしても、側壁２ａ内面のコーナ
部付近に付着していたインクＬは、コーナ部分のもつ毛
細管作用によって、インク液面の高さと同じレベルｈ２
近傍まで即座に移動するので、検出部位αにおける第２
の室１０内のインクの有無を精度よく検出することがで
きる。このように、液面が急激に下がるのは、キャリッ
ジの走査移動に伴ってインク液面ｈ２がｈ１まで揺れた
り、記録ヘッド７２の噴射機能回復のために、公知の吸
引手段を記録ヘッド７２に接続して多量のインクを吸引
することで、インク液面が急激に下がった場合である。

【００３５】また、側壁２ａ内面から第２の室１０内に
突出して第２の室１０の高さ方向に延びるリブを設け、
このリブと側壁２ａ内面とによって形成される稜線部分
に検出部位αを設定することも可能であるが、上述した
ように、通常のインクカートリッジにおいて存在するコ
ーナ部分に検出部位αを設定しておくことにより、イン
クカートリッジ１の構造を複雑にすることなく、インク
残量センサ６０による検出精度を高めることができる。

【００３６】また、上述したように、第１の室９のイン
クをほぼ消費した後、インクの液面変動が最後に現れる
第２の室１０のインク残量をインク残量センサ６０によ
って検出することで、インクカートリッジ１を交換すべ
き時点のインク残量を極力小さくすることができ、イン
クカートリッジ１を交換する際に発生するインクの無駄
を最小限に止めることができる。

【００３７】また、図１５に示すように検出部位αが設
定されている第２の室１０に臨む側壁２ａの内面には、
発光素子６１および受光素子６２と検出部位αとを含む
平面と直交する方向、即ち、インクカートリッジ１の上
下方向に延びる微細な凹凸条６３が多数形成されてお
り、検出部位αが設定されている側壁２ａの外面には、
発光素子６１および受光素子６２と検出部位αとを含む
平面と平行方向、すなわち、インクカートリッジ１の前
後方向に延びる微細な凹凸条６４が多数形成されてい
る。

【００３８】第２の室１０の検出部位αの高さまでイン
クが存在する状態では、発光素子６１から出射された光
は、側壁２ａとインクとの屈折率からインク内に進み
（矢印Ｂ）、受光素子６２側にはほとんど進まない。そ
して、検出部位αにおいてインクがない状態では、光は
側壁２ａの内面で反射し受光素子６２に向かって進む。
この際、ケース本体１１の側壁２ａの内面に上下方向に
延びる微細な凹凸条６３が多数形成されていると、図１
５に実線で示すように、発光素子６１から出射された光
が、ケース本体１１の側壁２ａの内面で反射する際、こ
の凹凸条６３によってほぼ水平方向（発光素子６１およ
び受光素子６２と検出部位αとを含む平面と平行な方
向）に散乱し、センサ６０の発光素子６１および受光素
子６２と前記ケース２の検出部位αとを含む平面内で広
がりながら受光素子６２側に進んでいく。側壁２ａの内
面に凹凸条６３が形成されていない場合の反射光を同図
に二点鎖線で示す。したがって図１６に実線および二点
鎖線で示すように、センサ６０と検出部位αとの間の距
離が微妙に変化した場合でも、受光素子６２が反射光を
確実に受光することができる。つまり、インクジェット
プリンタの製造段階でセンサ６０のキャリッジ５２に対
する取付位置がばらついていたり、ユーザによるインク
カートリッジ１の交換の際にインクカートリッジ１の装
着位置が微妙にずれた場合でも、確実にインク残量の検
出を行うことができる。なお、図では、説明の便宜上、
光が発光素子６１から平行状態に出射される状態で図示
したが、広がるように出射されるものでも、同様の効果
を達成することができる。

【００３９】また、上述したように、側壁２ａの外面
に、前後方向に延びる微細な凹凸条６４が多数形成され
ていると、図１７に示すように、ケース２の側壁２ａの
外面で反射する光が、その凹凸条６４によって上下方向
に散乱し、側壁２ａの外面での反射光がセンサ６０の発
光素子６１および受光素子６２と検出部位αとを含む平
面の外側に広がりながら受光素子６２側に進んでいくの
で、受光素子６２がインク残量の検出に寄与しない側壁
２ａの外面での反射光を受光しにくくなる。したがっ
て、受光素子６２が受光する反射光のうち、インク残量
の検出に寄与する側壁２ａの内面での反射光成分の比率
が高くなり、インク残量の検出精度が向上する。仮に、
側壁２ａの内面の凹凸条が水平方向に延びるものである
場合、光が上下方向に散乱するため、図１６に示すよう
に、センサ６０と検出部位αとの距離が変化したとき
に、受光素子６２が反射光を受光できる許容位置が、上
記実施形態に比して著しく制限される。

【００４０】以上のように構成されたケース２は、金型
によって成形されるが、使用される金型は、検出部位α
が設定されている側壁２ａの内面に対応する金型面が、
発光素子６１および受光素子６２と検出部位αとを含む
平面に直交する方向に磨かれているとともに、検出部位
αが設定されている側壁２ａの外面に対応する金型面
が、発光素子６１および受光素子６２と検出部位αとを
含む平面に対して平行方向に磨かれており、金型面にこ
のような磨きをかけることによって、それぞれの金型面
に所定方向に延びる微細な凹凸条が多数形成される。し
たがって、このような金型を用いることにより、上述し
たように、検出部位αが設定されている側壁２ａの内面
と外面にそれぞれ所定方向に延びる多数の凹凸条６３，
６４が形成されたインクカートリッジ１を簡単に製造す
ることができる。

【００４１】なお、この実施の形態では、発光素子６１
と受光素子６２とを水平方向に配置しているが、これに
限定されるものではなく、発光素子６１および受光素子
６２をインクカートリッジ１の上下方向に配置すること
も可能である。但し、その場合、側壁２ａの内外面にそ
れぞれ形成される凹凸条６３、６４の向きを逆にしなけ
ればならない。

【００４２】次に、インクカートリッジ１の製造方法を
説明すると、まず、ケース２を樹脂成形し、そのケース
２を洗浄し、乾燥する。このとき、ケース２は上下両端
面が開放されているから、上下に分離する金型で容易に
成形することができる。ケースはインクの物性が変わら
ないように、よく洗浄しておく必要があるが、このケー
スの形状では、洗浄液が内部に届きやすく、容易に洗浄
することができる。また、乾燥も、洗浄液を残すことな
く行うことができる。

【００４３】そして、図４に示すように、ケース２の上
側開放端から第１の室９に多孔質材８を挿入し、この多
孔質材８を上蓋部材３で押圧することで圧縮状態にして
収容する。上蓋部材３はケース２の上端開口部周縁およ
び仕切壁５，６の上端に熱溶着される。また、下蓋部材
４はケース２の下端開口周縁および仕切壁７ａ，７ｂ，
７ｃの下端に熱溶着して固定される。下蓋部材４のイン
ク供給口１７と大気連通孔１８部分には、これらを覆う
ようにシール材２３を剥離可能に貼付する。このよう
に、ケース２の上下がほぼ開放状に形成され、これに上
下から蓋部材３，４を装着することで、上記のような各
種の室を形成することができ、これらの組み付けは容易
である。また、インク供給口１７と大気連通孔１８がカ
ートリッジの一面に並んでいるから、それらを覆うシー
ル材２３を、従来のようにカートリッジの外周に沿って
引き回す必要がなく、容易に貼付することができる。

【００４４】さらに、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と、図１８に示すように、下蓋部
材４のインク供給口１７と大気連通孔１８を前述のよう
にシールした状態で、上蓋部材３のインク充填口１３に
インク充填装置１０１を、減圧口１４に減圧装置１０２
を密着させ、各装置を動作させることにより行う。イン
ク充填口１３と減圧口１４とがカートリッジの一面に並
んでいるから、各装置はともにインクカートリッジ１の
一方側から近付けばよい。第１の室９内の空気は、イン
ク充填に先立って、減圧口１４から吸引される。それに
よって、第１および第２の室９，１０は減圧され、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１０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することができる。また、上
記のように、ケース２の側部は二重の壁構造となって補
強されているから、減圧の際にケース２が変形すること
が少なく、この意味でも両室９，１０に効率良くインク
を充填することができる。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。

【００４５】上記工程で充填されるインクは、インク中
に溶存する気泡や空気を極力除去したもの（いわゆる脱
気したインク）が使用される。これは、気泡や空気が記
録ヘッド７２に侵入してインクの噴射不良を生じるのを
回避するためである。また前述のようにインクカートリ
ッジ１を包装袋８で減圧密封するのは、脱気したインク
に気泡や空気が再び溶け込むのを防止するためである。

【００４６】インク充填後、インク充填口１３と減圧口
１４にシール材２１，２２が貼付される。シール材２
１，２２は、一本のシール材を貼付した後、それぞれ必
要な部分のみ残すようにすればよい。このように、製造
段階で、充填装置１０１と減圧装置１０２をケース２に
対して一方から近付け、また、ケース２に対して一方か
らシールすればよいので、作業性が良い。

【００４７】こうして製造されたインクカートリッジ１
は、前述のように、包装袋８１内に減圧状態で密閉収容
した状態で出荷される。

【００４８】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。

【００４９】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７２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１０の上部から空隙が生じ、インク液面が下がっ
てくる。

【００５０】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。また、
第２の室１０は、インク充填路として当初からフルに充
填されているから、ここのインクの充填不足から残量検
出において誤検出することがない。さらにシール材２３
を剥がす作業も、カートリッジの一面のみであるから容
易である。

【００５１】また、上記のように、連通孔１５とインク
供給口１７との間に障壁３１があることによって、記録
ヘッド７２がインクを吸引する圧力により、インクが第
１の室９から連通孔１５を通って第２の室１０に引き込
まれる際、そのインク中に気泡が混入していたり、ある
いは上記のように第１の室９のインクが消費されて空気
が第２の室１０に引き込まれるようになったとき、その
気泡、空気が記録ヘッド７２に流入するのを阻止するこ
とができる。つまり、図６に矢印３２で示すように、イ
ンク流が障壁３１を迂回するとき、第２の室１０の垂直
部分１０ａに対応するところで、気泡や空気は、浮力に
よりその垂直部分１０ａの上方へ逃げ、インク供給口１
７には達しない。第２の室の水平部分１０ｂの天井面す
なわち底部仕切壁７の下面７ｄが、連通孔１５の下端か
ら第２の室１０の垂直部分１０ａに向かって上昇するよ
うに傾斜していることで、気泡や空気は底部仕切壁７の
下面にとどまることなく、垂直部分１０ａの上方へ流れ
る。したがって、記録ヘッド７２に気泡や空気が侵入し
てインク噴出不良になることを防止することができる。

【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】インクカートリッジの分解断面図。

【図５】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図６】インクカートリッジの下蓋部材を除いたケース
の下面図。

【図７】インクカートリッジの上蓋部材のシール貼付前
の上面図。

【図８】インクカートリッジの上蓋部材のシール貼付後
の上面図。

【図９】インクカートリッジの下面図。

【図１０】図４のＡ−Ａ線断面図。

【図１１】第１の室と大気連通路との間の通路１６ｂ部
分の構成を拡大して示す斜視図。

【図１２】図１１の通路部分を改良した構成を拡大して
示す斜視図。

【図１３】図１１の通路部分をさらに改良した構成を拡
大して示す斜視図。

【図１４】インクカートリッジの側面図。

【図１５】インク残量検出部位における光の反射状態を
概念的に示す水平断面図。

【図１６】インク残量検出部位における光の反射状態を
概念的に示す水平断面図。

【図１７】インク残量検出部位における光の反射状態を
概念的に示す垂直断面図。

【図１８】インクカートリッジのインク充填作業を示す
説明図。

【図１９】インクカートリッジを包装袋に収容した状態
の断面図。

【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 ５，６，７…仕切壁 ８…多孔質材 ９ 第１の室 １０…第２の室 １１…大気連通路 １３…インク充填口 １４…減圧口 １５…連通孔 １６…通路 １７…インク供給口 １８…大気連通孔 ２１，２２…第１のシール材 ２３…第２のシール材 ２９ａ，４ａ…インク溜め ３１…障壁 ３３…空間 ６０…インク残量検出センサ ８１…包装袋

フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平10−94774 (32)優先日 平成10年４月７日(1998．4．7) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−94775 (32)優先日 平成10年４月７日(1998．4．7) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−94776 (32)優先日 平成10年４月７日(1998．4．7) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−94777 (32)優先日 平成10年４月７日(1998．4．7) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−94778 (32)優先日 平成10年４月７日(1998．4．7) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−146993 (32)優先日 平成10年５月28日(1998．5．28) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平10−166920 (32)優先日 平成10年６月15日(1998．6．15) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

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、 少なくとも１つの面を開放したケースと、 前記ケース内に仕切壁によって区画形成され、前記ケー
   スの開放面側に開放しインクを収容するインク室、およ
   びケースの開放面側に開放するとともに開放面側とは反
   対側近傍において前記インク室内に一端を連通し他端を
   前記ケース外の大気と連通する大気連通路と、 少なくとも前記インク室の開放面を覆う蓋部材と、 前記蓋部材に形成された、前記インク室に連通して記録
   ヘッドにインクを供給するためのインク供給口とを備え
   た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記載のインクカートリッジにお
   いて、 前記蓋部材は、前記インク室と前記大気連通路の開放面
   を覆うものであって、前記大気連通路と前記ケース外の
   大気とを連通する大気連通孔を有することを特徴とする
   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、 対向する２つの面を開放したケースと、 前記ケース内に仕切壁によって区画形成され、それぞれ
   ケースの両開放面側に開放しインクを収容するインク
   室、および該インク室を前記ケース外の大気と連通する
   大気連通路と、 前記インク室と大気連通路を連通する通路を残して、前
   記ケースの一方の面を覆って装着される第１の蓋部材
   と、 前記ケースの他方の面に、少なくとも前記インク室を覆
   って装着される第２の蓋部材と、 前記第２の蓋部材に形成された、前記インク室に連通し
   て記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口と
   を備え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記載のインクカートリッジにお
   いて、 前記インク室は、さらに仕切壁によって仕切られた、イ
   ンクを吸収した多孔質材を収容した第１の室と、該多孔
   質材を収容していない第２の室を有し、 前記第１の室と第２の室のいずれか一方を前記第１の蓋
   部材によって覆い、 他方を第２の蓋部材によって覆っていることを特徴とす
   るインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のインクカートリッジにお
   いて、 前記第１の室は前記大気連通路と連通するとともに、こ
   の大気連通路と反対側で前記第２の室と連通し、 前記第２の室は前記インク供給口と連通していることを
   特徴とするインクカートリッジ。