JP2005153285A

JP2005153285A - インクカートリッジ

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Publication number: JP2005153285A
Application number: JP2003394324A
Authority: JP
Inventors: Toyoki Sasaki; 豊紀佐々木; Shingo Hattori; 信吾服部; Toshihiro Kanbe; 智弘神戸
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: JP4423940B2

Abstract

【課題】インクカートリッジのインク室にインクを確実に封入し、このインクを、インクジェット記録装置側に安全装置を特に施さなくても安全に供給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】インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着すると、記録装置側から突出したインク抽出管１２及び外気導入管１３が対応する各誘導路４０に挿入され、それぞれ各弁部材３２を弁座部４６ａから押し上げ、さらに弁部材３２上の破断部７２がインク室１６の薄膜部材３１、５１を破断する。その結果、インク室１６内のインクが、破断された薄膜部材３１を通り、弁部材３２と弁座部４６ａとの間からインク抽出管１２へ供給され、また、外気導入管１３からインク室１６の上部に外気が供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクカートリッジに関し、特に、インクジェット記録装置から突出して設けられた中空状のインク抽出部材を介して記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジに関するものである。

インクカートリッジのインクジェット記録装置への装着は、インクカートリッジをインクジェット記録装置側に押し込んで行われる。インクカートリッジには、そのインクカートリッジの内部と外部との連通を封止するゴム栓が取り付けられている。インクジェット記録装置には、先端が尖形に形成された中空針が突出して設けられ、インクカートリッジをインクジェット記録装置側に押し込んで装着すると、中空針がゴム栓を突き刺すことによりインクカートリッジ内と中空針とが連通し、インクジェット記録装置側にインクを供給可能となる。よって、先端尖形に形成された中空針は、ユーザー側にその先端を突起して配設されるため、その先端にユーザーが触れることに対する安全性の確保が必要となる。

特開平３−１９７０５２号公報（特許文献１）には、中空針を保護する保護装置が備えられたインクジェット記録装置が開示されている。保護装置は、中空針がインクカートリッジの挿入側に露出することを防止するために中空針とインクカートリッジの挿入側との間に板状の保護板が配設されている。インクカートリッジが装着される際、遮蔽位置にある保護板のロックが外れて中空針が露出する。さらに、インクカートリッジを差し込むことにより中空針がゴム栓を突き刺し装着される。また、インクカートリッジを脱着すると、保護板がねじりコイルバネにより遮蔽位置に起こされ、ロック部材によってその位置に保持される。よって、中空針がユーザー側から触れないようにされる。
特開平３−１９７０５２号公報（第２図等）

しかしながら、上述のように、保護装置を備えるインクジェット記録装置では、保護板とロック部材、ねじりコイルバネなどを必要とするので、その各部品を取り付けるスペースを確保する必要がありインクジェット記録装置が大規模化すると共に、部品点数が増えるため製作コストが高くなるという問題点があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、インクカートリッジのインク室にインクを確実に封入し、このインクを、インクジェット記録装置側に安全装置を特に施さなくても安全に供給することができるインクカートリッジを提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載のインクカートリッジは、記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に着脱自在に構成され、そのインクジェット記録装置から突出して設けられた中空状の抽出部材を介して前記記録ヘッドと連通するものであり、インクを貯留するインク室を形成するケースと、そのケースの外部側に開口を有して設けられ、前記抽出部材が侵入可能に構成されると共に前記インク室と連通する連通室と、その連通室と前記インク室との連通を遮断する薄膜状に形成された薄膜部材と、前記連通室に配置され、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、前記抽出部材に押されて前記薄膜部材側に移動し、その薄膜部材を破断する破断部材とを備えている。

請求項２記載のインクカートリッジは、請求項１記載のインクカートリッジにおいて、前記薄膜部材は、前記インク室と前記連通室とを仕切る壁として前記ケースと一体に形成されている。

請求項３記載のインクカートリッジは、請求項１又は２に記載のインクカートリッジにおいて、前記破断部材は、前記薄膜部材側に向けて尖形に形成されている。

請求項４記載のインクカートリッジは、請求項３記載のインクカートリッジにおいて、前記破断部材の外周壁には、その破断部材が前記薄膜部材を破断して前記インク室側に突出したとき、その破断部材と前記薄膜部材との間にインク流路を形成する溝が形成されている。

請求項５記載のインクカートリッジは、請求項４記載のインクカートリッジにおいて、前記溝は複数形成され、その複数の溝は、前記破断部材の外周壁に略均等に形成されている。

請求項６記載のインクカートリッジは、請求項３から５のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記破断部材の外周壁は、その破断部材の前記薄膜部材側となる先端から前記開口側に、その破断部材の移動方向に対して第１の角度を有して傾斜する第１傾斜部と、その第１傾斜部から前記開口側に、前記破断部材の移動方向に対して前記第１の角度より鋭角な第２の角度を有して傾斜する第２傾斜部とを備えており、その破断部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着された状態で、前記第２傾斜部と薄膜部材とが当接する位置まで前記抽出部材により押されるものである。

請求項７記載のインクカートリッジは、請求項１から６のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記連通室には、前記破断部材よりも前記開口側に配置された弁部材であって、その弁部材よりも前記薄膜部材側のインク流路を前記抽出部材に選択的に連通及び遮断する弁部材をさらに備えており、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない前記弁部材及び前記破断部材が前記抽出部材に押されて移動し、前記薄膜部材側のインク流路を前記抽出部材に連通させるとともに前記薄膜部材を破断するものである。

請求項８記載のインクカートリッジは、請求項７記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材と前記破断部材は、一体に形成されている。

請求項９記載のインクカートリッジは、請求項１から８のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記インクジェット記録装置は、そのインクジェット記録装置側から突出して設けられ、前記インク室内に外気を導入する外気導入部材を備えており、前記ケースの外部側に開口して設けられ、前記外気導入部材が侵入可能に構成されると共に前記インク室と連通する外気連通室と、その外気連通室と前記インク室との連通を遮断する薄膜状に形成された第２の薄膜部材と、前記外気連通室に配置され、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、前記外気導入部材に押されて前記第２の薄膜部材側に移動し、その薄膜部材を破断する第２の破断部材とを備えている。

請求項１０記載のインクカートリッジは、請求項９記載のインクカートリッジにおいて、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、前記第２の破断部材によって前記第２の薄膜部材が破断された後、前記破断部材によって前記薄膜部材が破断される。

請求項１１記載のインクカートリッジは、請求項９又は１０に記載のインクカートリッジにおいて、前記外気連通室には、前記第２の破断部材よりも前記開口側に配置された第２の弁部材であって、その弁部材よりも前記第２の薄膜部材側の空間を前記外気導入部材に選択的に連通及び遮断する第２の弁部材をさらに備えており、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない前記第２の弁部材及び前記第２の破断部材が前記外気導入部材に押されて移動し、前記空間を前記外気導入部材に連通させるとともに前記第２の薄膜部材を破断するものである。

請求項１２記載のインクカートリッジは、請求項１１記載のインクカートリッジにおいて、前記第２の弁部材と前記第２の破断部材は、一体に形成されている。

請求項１３記載のインクカートリッジは、請求項７記載のインクカートリッジにおいて、前記連通室に前記抽出部材が侵入したときその抽出部材の外周に密着する筒状部、その抽出部材と対向する前記弁部材の部分を前記筒状部内に露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周から前記インク室側に立ち上がりかつ前記筒状部と反対側の前記弁部材の部分に当接するように内側に張り出し前記弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作した支持部材を、前記連通室内に配置するものである。

請求項１４記載のインクカートリッジは、請求項１１記載のインクカートリッジにおいて、前記外気連通室に前記外気導入部材が侵入したときその外気導入部材の外周に密着する筒状部、その外気導入部材と対向する前記第２の弁部材の部分を前記筒状部内に露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記第２の弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周から前記インク室側に立ち上がりかつ前記筒状部と反対側の前記第２の弁部材の部分に当接するように内側に張り出し前記第２の弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作した支持部材を、前記外気連通室内に配置するものである。

請求項１記載のインクカートリッジによれば、インクを貯留するインク室を形成するケースの外部側に開口を有する連通室が形成され、その連通室とインク室との連通は薄膜状に形成された薄膜部材により遮断されている。連通室内には破断部材が配置され、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されたとき、破断部材は、インクジェット記録装置に突出して設けられた抽出部材に押されて薄膜部材側に移動し、その薄膜部材を破断してインク室と連通室との間を連通させる。よって、ケースに形成される連通室内に破断部材が配置されているので、抽出部材を先端尖形にする必要がない。従って、インクジェット記録装置から突出して設けられた抽出部材によりユーザーが怪我をすることがなく安全性が向上すると共に、インクジェット記録装置側に抽出部材を保護する保護装置を備える必要がないので、生産コストを低減することができるという効果がある。

請求項２記載のインクカートリッジによれば、請求項１記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、薄膜部材は、インク室と連通室とを仕切る壁としてケースと一体に形成されているので、ケースを成形することにより薄膜部材も形成される。よって、インクカートリッジ製作後に薄膜部材を貼着するなどの作業工程を省略できるので、作業効率を向上することができるという効果がある。

請求項３記載のインクカートリッジによれば、請求項１又は２に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、破断部材は、薄膜部材側に向けて尖形に形成されているので、抽出部材により薄膜部材側に押された場合に、その薄膜部材を確実に破断することができるという効果がある。

請求項４記載のインクカートリッジによれば、請求項３記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、破断部材の外周壁には、その破断部材と薄膜部材との間にインク流路を形成する溝が形成されているので、破断部材が薄膜部材を破断してインク室側に突出した場合に、インク室と連通室とを結ぶインク流路がその溝によって確実に形成されるという効果がある。

請求項５記載のインクカートリッジによれば、請求項４記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、溝は複数形成され、その複数の溝は、破断部材の外周壁に略均等に形成されているので、インク室と連通室とを結ぶインク流路をより多く形成することができる。よって、抽出部材に安定してインクを供給することができるという効果がある。

請求項６記載のインクカートリッジによれば、請求項３から５のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、破断部材の外周壁は、第１傾斜部と第２傾斜部との２つの傾斜部を備え、第２傾斜部は、第１傾斜部の第１の角度より破断部材の移動方向に対して鋭角な角度を有している。インクカートリッジのインクジェット記録装置への装着が開始されると、抽出部材により破断部材が薄膜部材側に押され、第１傾斜部の第１の角度により尖形に形成された先端部によって薄膜部材がその先端部形状に倣って破断し、薄膜部材の破断面と第１傾斜部とが当接する。さらにインクカートリッジの装着が進むと、第２傾斜部と薄膜部材とが当接する位置まで破断部材が押され、薄膜部材の破断面を押し広げつつ破断する。よって、インク室と連通室とを結ぶインク流路をより広げることができ、インクを安定して供給することができる。また、インクカートリッジを脱着する際、破断部材が薄膜部材から離れなくなり移動不能となることを防止することができるという効果がある。

請求項７記載のインクカートリッジによれば、請求項１から６のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、連通室には、破断部材よりも開口側に、インク流路を抽出部材によって選択的に連通及び遮断する弁部材が配置されているので、破断部材により薄膜部材が破断されインク室と連通室との間が連通した後は、弁部材によってインク流路の連通及び遮断が選択できる。よって、インクカートリッジを脱着する際にインクが漏れることを防止できるという効果がある。

請求項８記載のインクカートリッジによれば、請求項７記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材と破断部材は、一体に形成されているので、部品点数を減らすことができ、生産コストを低減することができるという効果がある。

請求項９記載のインクカートリッジによれば、請求項１から８のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、インクジェット記録装置は、インク室に外気を導入する外気導入部材を備えている。インクカートリッジには、インクを貯留するインク室を形成するケースの外部側に開口を有する外気連通室が形成され、その外気連通室とインク室との連通は薄膜状に形成された第２の薄膜部材により遮断されている。外気連通室内には第２の破断部材が配置され、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されたとき、第２の破断部材は、外気導入部材に押されて第２の薄膜部材側に移動し、その第２の薄膜部材を破断してインク室と外気連通室との間を連通させる。よって、外気導入部材も先端尖形にする必要がないので、インクジェット記録装置から突出して設けられた外気導入部材によりユーザーが怪我をすることがなく安全性が向上するという効果がある。

請求項１０記載のインクカートリッジによれば、請求項９記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、第２の破断部材によって第２の薄膜部材が破断された後、破断部材によって薄膜部材が破断される。よって、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着される場合には、先に外気導入部材側の第２の薄膜部材が破断され外気が導入可能となった状態で、第１の薄膜部材が破断されるので、インクの記録ヘッドへの供給をスムースに行うことができるという効果がある。

請求項１１記載のインクカートリッジによれば、請求項９又は１０に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、外気連通室には、第２の破断部材よりも開口側に、インク流路を外気導入部材によって選択的に連通及び遮断する第２の弁部材が配置されているので、第２の破断部材により第２の薄膜部材が破断されインク室と外気連通室との間が連通した後は、第２の弁部材によってインク流路の連通及び遮断が選択できる。よって、インクカートリッジを脱着する際にインクが漏れることを防止できるという効果がある。

請求項１２記載のインクカートリッジによれば、請求項１１記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、第２の弁部材と第２の破断部材は、一体に形成されているので、部品点数を減らすことができ、製作コストを低減することができるという効果がある。

請求項１３記載のインクカートリッジによれば、請求項７記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、連通室内には、連通室に抽出部材が侵入したときその抽出部材の外周に密着する筒状部、その抽出部材と対向する弁部材の部分を筒状部内に露出させる開口を有しかつその開口の外周において弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周からインク室側に立ち上がりかつ筒状部と反対側の弁部材の部分に当接するように内側に張り出し弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作した支持部材が配置されている。よって、弁部材は、付勢部によりインク室側から弁座部方向に付勢されるので、インクカートリッジを脱着した状態で、連通室からインクが漏れ出すことを確実に防止することができるという効果がある。

請求項１４記載のインクカートリッジによれば、請求項１１記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、外気連通室には、外気連通室に外気導入部材が侵入したときその外気導入部材の外周に密着する筒状部、その外気導入部材と対向する第２の弁部材の部分を筒状部内に露出させる開口を有しかつその開口の外周において第２の弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周からインク室側に立ち上がりかつ筒状部と反対側の第２の弁部材の部分に当接するように内側に張り出し第２の弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作した支持部材が配置されている。よって、第２の弁部材は、付勢部によりインク室側から弁座部方向に付勢されるので、インクカートリッジを脱着した状態で、外気連通室からインクが漏れ出すことを確実に防止することができるという効果がある。

また、請求項１３及び１４のインクカートリッジによれば、筒状部と付勢部と弁座部とは、ゴム状の弾性材料によって一体に構成されている。よって、インクカートリッジの廃棄の際に、例えば、焼却により廃棄を行う場合にはそのまま焼却することができ、金属製の圧縮バネを使用した場合に比べて、インクカートリッジを分解し金属製の圧縮バネを取り出す作業が必要ないので、作業効率が向上し廃棄コストを低減できるという効果がある。

さらに、弁部材を保持した状態の支持部材を連通室に配設することでインク室と外部との間の連通と遮断を行うことができる。よって、弁部材が配置された領域にその弁部材を付勢する付勢手段を取り付ける煩雑な作業工程が必要なくなるので、インクカートリッジの製作コストを低減できるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例におけるインクカートリッジ１と、そのインクカートリッジ１を装着するインクジェット記録装置２とを示した概略図である。

インクカートリッジ１は、インクを吐出する記録ヘッド７を備えたインクジェット記録装置２に着脱可能に構成され、記録ヘッド７に供給するインクを貯留するためのものである。

インクカートリッジ１は、上面を開放した中空箱状の本体ケース１ａと、その本体ケース１ａの開放上面を密閉する蓋１ｂとを備え、記録ヘッド７に供給するインクは本体ケース１ａの内部に形成されるインク室１６（図２参照）に貯留されている。尚、インクジェット記録装置２には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填された複数個のインクカートリッジが装着される。

インクジェット記録装置２は、インクカートリッジ１を着脱可能に装着する装着部３と、インクカートリッジ１からインク供給チューブ４を介して供給されるインクを貯留するタンク５と、そのタンク５に貯留されたインクを記録用紙６に向けて吐出する記録ヘッド７と、タンク５と記録ヘッド７とが搭載され直線方向に往復動作するキャリッジ８と、そのキャリッジ８が往復移動するガイドとなるキャリッジ軸９と、記録用紙６を搬送する搬送機構１０と、パージ装置１１とを備えている。

装着部３は、ベース部３ａと、そのベース部３ａの両側から立設するガイド部３ｂとから成り、ガイド部３ｂに挟まれたベース部３ａからは、インクカートリッジ１内に貯留されたインクを抽出する中空状のインク抽出管１２と、インクカートリッジ１内に外気を導入する中空状の外気導入管１３とが突出して配設されている。

このインク抽出管１２の一端側には、インク供給チューブ４が連結され、インク抽出管１２は、インク供給チューブ４を介してタンク５と連通されている。外気導入管１３の一端側には、外気導入チューブ１５が連結され、外気導入管１３は、外気導入チューブ１５を介して外気と連通されている。

インクカートリッジ１は装着部３に対して垂直方向（矢印Ｘ方向）から装着される。この際、インク抽出管１２と外気導入管１３とは、インクカートリッジ１の内部に備えられた各弁部材３２，５２（図２参照）に当接し、その各弁部材３２，５２をインク室１６側に押し上げ、インク室１６の内部と連通する。

記録ヘッド７には、記録用紙６と対向する面に複数のノズル孔が備えられ、圧電素子からなるアクチュエータを駆動することによって、ノズル孔からタンク５に貯留されたインクが記録用紙６に向けて吐出される。尚、実際に記録動作をする場合には、記録ヘッド７を搭載したキャリッジ８が往復移動しながら、記録用紙６に記録が行われる。

また、記録ヘッド７は、装着部３よりも上方に配置されており、ノズル孔内のインクは、装着部３に装着されたインクカートリッジ１とノズル孔との水頭差により負の圧力（背圧）が与えられている。

パージ装置１１は、記録範囲外であって記録ヘッド７に対向するように配置されており、記録ヘッド７のノズル孔形成面を覆うパージキャップ１１ａと、パージキャップ１１ａと連通する廃インクチューブ１１ｂと、廃インクチューブ１１ｂを介してノズル孔からインクを吸引するポンプ１１ｃとを備えている。

パージ処理を実行する場合には、キャリッジ８をパージ処理実行位置に移動させ、記録ヘッド７のノズル孔形成面をパージキャップ１１ａで覆う。この状態でポンプ１１ｃを駆動して、記録ヘッド７の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを吸引する。吸引された不良インクは、廃インクチューブ１１ｂを介して図示しない廃インクタンクに貯められる。なお、記録動作やパージ処理は、インクジェット記録装置２に搭載された中央演算装置であるＣＰＵ（図示せず）の下で制御される。

次に、図２及び図３を参照して、インクカートリッジ１のインクジェット記録装置２へのジョイント部分（図１のＡ部分）の構成について説明する。図２は、インクジェット記録装置２に装着する前の状態を示すジョイント部分の断面図である。図３は、弁部材３１を拡大して示す斜視図である。

インクカートリッジ１の本体ケース１ａは、筒状外周壁の内部を上下に区画する仕切壁１ｃをその筒状外周壁と一体に形成し、上部の区画をインク室１６とし、また仕切壁１ｃの下側に、下方へ開放した２つの連通室３０，５０を有している。インクカートリッジ１を装着部３に装着したとき、一方の連通室３０にはインク抽出管１２が、他方の連通室５０には外気導入管１３がそれぞれ挿入される。

一方の連通室３０の天井部にあたる仕切壁１ｃには、インク室１６と連通室３０とを連通する連通孔２１が形成され、仕切壁１ｃから連通孔２１を囲んで垂下した筒状壁２２の下端に、連通孔２１を閉塞する薄膜部材３１が、本体ケース１ａと一体に樹脂材料により形成されている。また、他方の連通室５０の天井部にあたる仕切壁１ｃにも、インク室１６と連通室５０とを連通する連通孔２３が形成され、仕切壁１ｃから連通孔２３を囲んで垂下した筒状壁２４の下端に、連通孔２３を閉塞する薄膜部材５１が、本体ケース１ａと一体に樹脂材料により形成されている。これにより、インク室１６内のインクは、後述するように薄膜部材３１，５１が破断されるまでは、本体ケース１ａと蓋１ｂとにより確実に封入されている。外気導入管１３側の薄膜部材５１は、インク抽出管１２側の薄膜部材３１よりも後述する破断部７２との間隔が小さくなるように、筒状壁２４の仕切壁１ｃからの垂下量が筒状壁２２の垂下量よりも大きく形成されている。

また、連通孔２３から筒部材２５がインク室１６内に突出して設けられ、外気導入管１３から導入された外気を筒部材２５を経てインク室１６の上部に導くようにしている。

本体ケース１ａに形成された連通室３０には弁装置２３が固着され、連通室５０には弁装置２４が固着されている。以下に、弁装置２３について説明する。

弁装置２３は、ゴム状の弾性部材で一体に製作された支持部材４６と、樹脂材料で構成された弁部材３２とを備えている。支持部材４６は、ほぼ円筒形の外形をなし、その軸線方向の中間部に弁座部４６ａ、その弁座部４６ａよりもインク室１６側に付勢部４６ｂ、付勢部４６ｂとは反対側へ弁座部４６ａから延びる円筒部３５、その円筒部３５の外周に間隔を置いて平行に延びる外周壁３３とを一体に成形して構成される。弁部材３２は、付勢部４６ｂによって弁座部４６ａに当接する方向に付勢されてその付勢部４６ｂ内に収容されている。

外周壁３３は、本体ケース１ａ外部側となる端部に半径方向外方に突起した位置決部３３ａを有し、その位置決部３３ａよりインク室１６側となる部分が位置決部３３ａの外径よりも小さな外径となるよう構成されている。また、連通室３０は、位置決部３３ａを収納するために外側へ径が大きくなる段状面４４を有している。

なお、図２の弁装置２３と連通室３０との固着部を拡大して示した拡大図に示したように、段状面４４の位置決部３３と対向する面に突起４３が形成され、ケース本体１ａの連通室３０の開口部周囲には、保持壁４２が外側に突起して連接されている。この保持壁４２は、弁装置２３を連通室３０に挿入した後に、位置決部３３ａを突起４３に押圧して変形させながら保持壁４２を熱により屈曲して、弁装置２３を連通室３０内に固着するものである。これにより、弁装置２３の外周壁と連通室３０の内壁との間に形成される空間からインクが流出することを防止している。

弁座部４６ａはその中央に前記軸線方向に貫通した開口４１を有する。円筒部３５は、インクカートリッジ１が装着部３に装着されたとき、インク抽出管１２が挿入される誘導路４０を有し、その誘導路４０を開口４１と連通した状態で弁座部４６ａから一体に連接されている。弁座部４６ａに当接した弁部材３２は、開口４１、誘導路４０を通して外部に露出し、挿入されたインク抽出管１２と対向することができる。誘導路４０は、挿入されたインク抽出管１２と密着するようにその内径をインク抽出管１２の外径よりも小さく形成され、開口４１は、誘導路４０の内径よりも大きくかつインク抽出管１２の外径よりも大きく形成されている。誘導路４０のインク抽出管１２の挿入側端部は、外方に向け拡大するテーパ形に形成されている。

円筒部３５と外周壁３３との間は、環状の溝３４によって隔てられ、外周壁３３に対して円筒部３５が誘導路４０の中心軸線方向と直交する面内で弾性変形可能とされている。これにより、誘導路４０へインク抽出管１２の挿入にともない円筒部３５が拡径（図５の矢印Ｙ方向）しやすくし、誘導路４０とインク抽出管１２との密着性を良くしてインク漏れを防止することができる。また、誘導路４０に対してインク抽出管１２が傾斜あるいはずれて挿入されても、円筒部３５の変形により、誘導路４０へインク抽出管１２の挿入を可能にしている。さらに誘導路４０へインク抽出管１２の挿入にともない、誘導路４０の内壁部が弁部材３２側に若干押されながら弾性変形するが、その変形は径の大きい開口４１内の空間で吸収され、弁部材３２を押すことがない。

また、円筒部３５は、外周壁３３の下端すなわちインク抽出管１２の挿入側端部に達しない長さに形成され、弁装置２３単体で机上等に置いたとき、円筒部３５に残留しているインクが置いた面を汚すことがないようにしている。

付勢部４６ｂは、弁座部４６ａの外周からインク室１６側に円筒状に立ち上がった側壁部３６と、その側壁部３６と連接し弁部材３２のインク室１６側に当接するように内側に張り出した張出部３７とにより形成され、張出部３７の中央に開口３７ａを有している。付勢部４６ｂは、弁部材３２を弁座部４６ａに当接させる方向に、側壁部３６と張出部３７との弾性力により弁部材３２を付勢し、常態では弁部材３２を弁座部４６ａに密着させている。また、インク抽出管１２が誘導路４０に侵入して弁部材３２をインク室１６側に押し上げることで、側壁部３６が伸び張出部３７が傾斜して弁部材３２と弁座部４６ａとの間にインク流路のための隙間が形成される。

側壁部３６の半径方向（前記軸線方向と直交方向）の肉厚ｔ１（図５（ａ）参照）は、弁座部４６ａのインク抽出管１２の誘導路４０への侵入方向における肉厚ｔ２（図５（ａ）参照）に比して薄く且つ外周壁３３の半径方向の肉厚に比して薄く形成されている。そのため、インク抽出管１２により弁部材３２を押し上げると、弁座部４６ａ及び外周壁３３に比べて付勢部４６ｂが大きく弾性変形して、弁部材３２と弁座部４６ａとの間に隙間を形成する。

次に、図３を参照して弁部材３２について説明する。

弁部材３２は、支持部材４６の弁座部４６ａと当接する底部７０と、その底部７０の外周よりインク室１６側に円筒状に延びる弁側壁部７１と、底部７０の略中心部に弁側壁部７１よりもインク室１６側に突出し、そのインク室１６側の先端が尖形に形成された破断部７２とを備えている。

底部７０は、その弁座部４６ａと対向する端面に、弁側壁部７１より中心側でかつ誘導路４０より外側となる位置に、弁座部４６ａ側に突起し環状に形成された突起部材３９（図２参照）を有している。弁部材３２が支持部材４６内に収納された状態で、弁側壁部７１は、付勢部４６ｂの張出部３７の下面に密着しかつ押圧され、その押圧により、突起部材３９は、弁座部４６ａを弾性変形させてその弁座部４６ａの上面に密着する。

底部７０は、突起部３９よりも外周で弁側壁部７１よりも内周側に、弁部材３２のインク室１６側と弁座部４６ａ側とを連通する連通路３８が複数貫通形成されている。なお、本実施例では、８個の連通路３８が形成されているが、その数は特に限定されるものでなく、何個形成するものとしても良い。

破断部７２は、底部７０の略中心部に配設され略十字形状に組み合わされた４つの板部材７３ａ〜７３ｄからなり、隣接する板部材間に軸線方向と平行に延びる溝７７を備えている。その各板部材７３ａ〜７３ｄは、先端７６より底部７０方向に、その同方向に延びる中心軸線に対して第１の角度（例えば、本実施例では略「４５度」とする）を有して傾斜する第１傾斜部７７ａと、その第１傾斜部７７ａに連接されその第１傾斜部７７ａから底部７０方向に、第１の角度よりも鋭角となる第２の角度（例えば、本実施例では、略「１０度」とする）を有する第２傾斜部とを備えている。破断部７２は、張出部３７の開口３７ａをとおって突出し、先端７６と薄膜部材３１との間に隙間をあけて薄膜部材３１と対向配置される。

次に、図４を参照して、インク抽出管１２及び外気導入管１３について説明する。図４は、インク抽出管１２の弁部材３２側となる先端部近傍の形状を示した斜視図である。なお、インク抽出管１２と外気導入管１３とは同形状、同一寸法に構成されているので、インク抽出管１２について説明し外気導入管１３についてはその説明を省略する。

インク抽出管１２の弁部材３２側となる先端端部は開口されており、弁部材３２との当接面は、略平面に形成された端面８０ａ〜８０ｄにより構成されている。また、インク抽出管１２は、インク抽出管１２の弁部材３２との当接面から装着部３側に、そのインク抽出管１２の外周壁を欠切した溝状の連通口８１ａ〜８１ｄが形成されている。この連通口８１ａ〜８１ｄは、インク抽出管１２の外周壁において略均等となるよう形成されている。なお、本実施例では、連通口８１ａ〜８１ｄを４つ形成するものとしたが、その数は何個で形成するものとしても良い。

インク抽出管１２は、端面８０ａ〜８０ｄが略平面に形成されているため、弁部材３２と当接したときその弁部材３２の当接面を略均等に押圧することができるので、弁部材３２が傾いたりすることがなく、インクの流路を常に一定に保つことができる。また、連通口８１ａ〜８１ｄは、インク抽出管１２の弁部材３２との当接面を含んで欠切されているので、インク抽出管１２が弁部材３２と当接した状態であっても、確実にインクの流路を形成することができる。

さらに、インク抽出管１２の先端が略平面に形成されているので、装着部３から突出して設けられた状態であっても、従来のように、先端が尖形に形成されていないので、ユーザーがインク抽出管１２に触れて怪我をすることがない。

外気導入側の連通室５０に配置される弁装置２４は、上記インク供給側の弁装置２３と全く同じ部品が共通に使用され、同様に固着され、各部が外気導入管１３に対してインク抽出管１２と同様の寸法関係にあるので、詳細な説明を省略する。

ここで、図５を参照して、インクカートリッジ１がインクジェット記録装置２に装着される場合の弁装置２３の動作を説明する。

インクカートリッジ１が装着部３に装着されると、インク抽出管１２は、誘導路４０内に侵入し（図５（ａ））、誘導路４０内に、インクの流出を阻止する状態で密着する。インク抽出管１２と弁部材３２とが当接して弁部材３２がインク室１６側に押されると（図５（ｂ））、付勢部４６ｂの弾性に抗して弁部材３２が弁座部６４ａから離れて押し上げられる。さらに、弁部材３２が押し上げられると、破断部７２の先端７６が薄膜部材３１に当接してその薄膜部材３１を破断する。その結果、インク室１６内のインクは、連通室３０に供給され、弁装置２３の上端の開口３７ａに入り、弁部材３８の連通路３８から、弁部材３８の下面と弁座部４６ａの上面との間をとおり、連通口８１ａ〜８１ｄがインク抽出管１２内に入り（インクの流路Ｂ）、記録ヘッド７に供給される。なお、薄膜部材３１を破断部７２により破断する動作についてはさらに詳細に後述する。

一方、上記インク抽出管１２の侵入と同時に、外気導入管１３も連通室５０側の弁装置２４に侵入し、同装置内の弁部材３２を押し上げる。外気導入管１３側の薄膜部材５１は、インク抽出管１２側の薄膜部材３１よりも破断部７２の先端７６との間隔が小さいから、インク抽出管１２側の薄膜部材３１よりも早く破断される。一般にインクカートリッジ１は中のインクを脱気状態に維持するために減圧状態で包装袋内に包装され、インク室１６内も減圧状態にある。上記のように、外気導入管１３側の薄膜部材５１を早く破断することで、外気を筒部材２５をとおしてインク室１６上部に導入した後、インク抽出管１２側の薄膜部材３１を破断して、インク抽出管１２へのインク供給を確実にしている。仮に、インク抽出管１２側の薄膜部材３１を早く破断すると、インク抽出管１２へのインク流路に空気が侵入してインクの円滑な供給を阻害してしまう。

装着したインクカートリッジ１をインクジェット記録装置２から脱着すべく、インクカートリッジ１を装着部３から引き上げると、インク抽出管１２および外気導入管１３が対応する各弁部材３２と離れると共に、付勢部４６の付勢作用によって各弁部材３２は、弁座部４６ａに密着した状態に戻る。このとき、弁部材３２の弁座部４６ａと対向する面には環状の突起部材３９が設けられているので、確実にインク室１６が密閉され、インク漏れが防止される。また、インク抽出管１２側の弁座部４６ａの開口４１近傍に残留しているインクは、その上部が弁部材３２によって閉塞されて大気圧が作用していないことと、誘導路４０が小径（直径約２ｍｍ）であることで、その位置でメニスカスを形成して保持され、外部に垂れてくることはない。

次に、図６を参照して、破断部７２により薄膜部材３１を破断する様子を説明する。なお、外気導入管１３による薄膜部材５１の破断の様子は、インク抽出管１２による薄膜部材３１の破断と同様であるため、その説明は省略する。

図６（ａ−１）は、破断部７２が弁部材３２と共にインク室１６側に押し上げられて、先端７６が薄膜部材３１と当接した状態を示している。この状態では、薄膜部材３１はまだ破断されていない（図６（ａ−２）の状態）。

図６（ｂ−１）は、破断部７２がさらに押し上げられて第１傾斜部７４ａ〜７４ｄにより薄膜部材３１が破断された状態を示している。薄膜部材３１は、破断部７２の第１傾斜部７４ａ〜７４ｄと接触しており、破断部７２の平面形状にほぼ倣って密着しているので、この状態では溝７７が閉塞されインクの流路が殆ど形成されていない（図６（ｂ−２））。

図６（ｃ−１）は、インクカートリッジ１がインクジェット記録装置２に装着完了した状態であり、薄膜部材３１は、破断部７２の第２傾斜部７５ａ〜７５ｄにより押し広げられて破断されている。そのため、各板部材７３ａ〜７３ｄ間の溝７７が開放されインク室１６とインク抽出管１２とを結ぶインクの流路Ｃが形成される。また、このインク流路Ｃは、破断部７２の外周において略均等に４つ形成されるので、インクをインク抽出管１２側に略均等に供給可能となる。

なお、第１傾斜部７４ａ〜７４ｄから第２傾斜部７５ａ〜７５ｄに変わって薄膜部材３１を押し広げると、薄膜部材３１の破断された部分の湾曲角度が変わり、破断された部分が各板部材７３ａ〜７３ｄ間の溝７７から離れ、上記のようにインクの流路が形成される。また、薄膜部材３１と各板部材７３ａ〜７３ｄとの密着性が低くなるため、インクカートリッジ１を脱着した場合には、付勢部４６ｂの付勢により破断部７２と薄膜部材３１とが確実に離される。

以上、説明したように、上記インクカートリッジによれば、薄膜部材３１を破断する先端が尖形に形成された破断部７２を有する弁部材３２が支持部材４６に保持されており、その支持部材４６は連通室３０内に固着されている。そのため、インクカートリッジ１をインクジェット記録装置２に装着すると、インク抽出管１２により弁部材３２がインク室１６側に押し上げられて弁開状態にされると共に薄膜部材３１が破断され、インク室１６とインク抽出管１２とを結ぶインクの流路Ｂ，Ｃが形成される。よって、インク抽出管１２を先端尖形に形成する必要がなく、ユーザーがインク抽出管１２により怪我などをすることを防止でき、安全性を向上させることができる。さらに、外気導入管１３側の弁部材５２及び支持部材４６も同形状に形成されているので、さらに安全性を向上させることができる。

また、インク抽出管１２を先端尖形に形成する必要がないので、そのインク抽出管１２が露出することを防止する保護装置などを新たに配置しなくてすみ、インクジェット記録装置が大規模化することを防止できると共に、部品点数が増えないので生産コストが増加することを防止できる。

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施例では、弁装置２３，２４の外形を連通室３０，５０の内形より若干小さくし、押圧部材４２により押圧して固着するものとしたが、弁装置２３，２４の外形を連通室３０，５０の内形より若干大きく形成し、弁装置２３，２４を連通室に押し込み嵌合して固着するものとしても良い。

また、上記実施例では、インク抽出管１２及び外気導入管１３は、そのインク室１６側となる先端を含んで欠切して連通口８１ａ〜８１ｄを形成するものとしたが、インク抽出管１２及び外気導入管１３の側壁に内部と外部とを連通する連通口を穿設するものとしても良い。

また、上記実施例では、弁部材３２は、先端が尖形に形成された破断部７２と、底部７０及び弁側壁部７１とを一体に形成するものとしたが、薄膜部材を破断する破断部とインク室１６側と本体ケース１ａ外部側との間を連通及び遮断する弁とを別々に構成するものとしても良い。

本発明のインクカートリッジと、そのインクカートリッジを装着するインクジェット記録装置とを示した概略図である。インクジェット記録装置に装着する前の状態を示すジョイント部分の断面図である。弁部材を拡大して示す斜視図である。インク抽出管及び外気導入管の弁部材側となる先端部近傍の形状を示した斜視図である。インク抽出管が支持部材に侵入した状態変化を示した状態図でり、図５（ａ）は、インク抽出管が誘導路内に侵入し弁部材と当接する前の状態を示しており、図５（ｂ）は、インク抽出管が弁部材と当接しインク室側に押している状態を示している。弁部材によって薄膜部材が破断させる状態変化を示した状態図であり、図６（ａ−１）、図６（ｂ−１）、図６（ｃ−１）は、弁部材と薄膜部材の位置関係の側面視を示した図であり、図６（ａ−２）、図６（ｂ−２）、図６（ｃ−２）は、薄膜部材の破断状態を示した図である。

符号の説明

１インクカートリッジ
２インクジェット記録装置
７記録ヘッド
１２インク抽出管（抽出部材）
１３外気導入管（外気導入部材）
１６インク室
２３，２４弁装置
３０連通室
３１，５１薄膜部材
３２，５２弁部材（弁装置の一部）
３３，５３位置決部
３４，５４溝
３８，５８連通路
３９，５９突出部材
４０，６０誘導路
４４，６４段状面
４６，６６支持部材（弁装置の一部）
４６ａ，６６ａ弁座部
４６ｂ，６６ｂ付勢部
５０連通室（外気連通室）
７４ａ〜７４ｄ第１傾斜部
７５ａ〜７５ｄ第２傾斜部
８１ａ〜８１ｄ欠切溝

Claims

記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に着脱自在に構成され、そのインクジェット記録装置から突出して設けられた中空状の抽出部材を介して前記記録ヘッドと連通するインクカートリッジにおいて、
インクを貯留するインク室を形成するケースと、
そのケースの外部側に開口を有して設けられ、前記抽出部材が侵入可能に構成されると共に前記インク室と連通する連通室と、
その連通室と前記インク室との連通を遮断する薄膜状に形成された薄膜部材と、
前記連通室に配置され、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、前記抽出部材に押されて前記薄膜部材側に移動し、その薄膜部材を破断する破断部材とを備えていることを特徴とするインクカートリッジ。
前記薄膜部材は、前記インク室と前記連通室とを仕切る壁として前記ケースと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
前記破断部材は、前記薄膜部材側に向けて尖形に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクカートリッジ。
前記破断部材の外周壁には、その破断部材が前記薄膜部材を破断して前記インク室側に突出したとき、その破断部材と前記薄膜部材との間にインク流路を形成する溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクカートリッジ。
前記溝は複数形成され、その複数の溝は、前記破断部材の外周壁に略均等に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクカートリッジ。
前記破断部材の外周壁は、その破断部材の前記薄膜部材側となる先端から前記開口側に、その破断部材の移動方向に対して第１の角度を有して傾斜する第１傾斜部と、その第１傾斜部から前記開口側に、前記破断部材の移動方向に対して前記第１の角度より鋭角な第２の角度を有して傾斜する第２傾斜部とを備え、
その破断部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着された状態で、前記第２傾斜部と薄膜部材とが当接する位置まで前記抽出部材により押されることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のインクカートリッジ。
前記連通室には、前記破断部材よりも前記開口側に配置された弁部材であって、その弁部材よりも前記薄膜部材側のインク流路を前記抽出部材に選択的に連通及び遮断する弁部材をさらに備え、
インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない前記弁部材及び前記破断部材が前記抽出部材に押されて移動し、前記薄膜部材側のインク流路を前記抽出部材に連通させるとともに前記薄膜部材を破断することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクカートリッジ。
前記弁部材と前記破断部材は、一体に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のインクカートリッジ。
前記インクジェット記録装置は、そのインクジェット記録装置側から突出して設けられ、前記インク室内に外気を導入する外気導入部材を備え、
前記ケースの外部側に開口して設けられ、前記外気導入部材が侵入可能に構成されると共に前記インク室と連通する外気連通室と、
その外気連通室と前記インク室との連通を遮断する薄膜状に形成された第２の薄膜部材と、
前記外気連通室に配置され、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、前記外気導入部材に押されて前記第２の薄膜部材側に移動し、その薄膜部材を破断する第２の破断部材とを備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のインクカートリッジ。
インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着したとき、前記第２の破断部材によって前記第２の薄膜部材が破断された後、前記破断部材によって前記薄膜部材が破断されることを特徴とする請求項９に記載のインクカートリッジ。
前記外気連通室には、前記第２の破断部材よりも前記開口側に配置された第２の弁部材であって、その弁部材よりも前記第２の薄膜部材側の空間を前記外気導入部材に選択的に連通及び遮断する第２の弁部材をさらに備え、
インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない前記第２の弁部材及び前記第２の破断部材が前記外気導入部材に押されて移動し、前記空間を前記外気導入部材に連通させるとともに前記第２の薄膜部材を破断することを特徴とする請求項９または１０に記載のインクカートリッジ。
前記第２の弁部材と前記第２の破断部材は、一体に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のインクカートリッジ。
前記連通室に前記抽出部材が侵入したときその抽出部材の外周に密着する筒状部、その抽出部材と対向する前記弁部材の部分を前記筒状部内に露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周から前記インク室側に立ち上がりかつ前記筒状部と反対側の前記弁部材の部分に当接するように内側に張り出し前記弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作した支持部材を、前記連通室内に配置したことを特徴とする請求項７に記載のインクカートリッジ。
前記外気連通室に前記外気導入部材が侵入したときその外気導入部材の外周に密着する筒状部、その外気導入部材と対向する前記第２の弁部材の部分を前記筒状部内に露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記第２の弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周から前記インク室側に立ち上がりかつ前記筒状部と反対側の前記第２の弁部材の部分に当接するように内側に張り出し前記第２の弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作した支持部材を、前記外気連通室内に配置したことを特徴とする請求項１１に記載のインクカートリッジ。