JP2007062188A - 液体カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】使用時に大気連通孔を確実に開封させるとともに、開封後も再度大気連通孔を封止することができる液体カートリッジを提供する。
【解決手段】液体を吐出する液体吐出装置２１に用いられる液体ｉの供給源となる液体カートリッジ１において、液体吐出装置２１の装着部３２に着脱自在に装着され、内部に液体ｉが充填されたカートリッジ本体２と、カートリッジ本体２の外面２ｂに設けられ、カートリッジ本体２の内部と外部とを連通させる連通孔５と、連通孔５の上に配設されて連通孔５を閉塞し、液体カートリッジ１の使用時に除かれる弾性部材８と、弾性部材８を挟持するようにカートリッジ本体２に装着されることで弾性部材８を連通孔５側に押圧し、装着部３２にカートリッジ本体２が装着されるときにはカートリッジ本体２より取り外される押圧部材１２とを備える。
【選択図】図１３

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に着脱自在に装着され、液体吐出装置に供給するための液体が充填されたカートリッジ本体を備える液体カートリッジに関する。

液体を吐出する装置として、対象物となる記録紙に対してインク吐出ヘッドより記録液となるインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット型のプリンタ装置がある。このインクジェット型のプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。

インク吐出ヘッドよりインクを吐出するインクジェット記録方式は、例えばディフレクション方式、キャビティ方式、サーモスタッド方式、サーマルインクジェット方式、スリットジェット方式、スパークジェット方式等があり、これらに代表される種種の作動原理により、インクを微小な液滴にしてインク吐出ヘッドの吐出口、いわゆるノズルより吐出させて記録紙に着弾させ、画像や文字等の記録を行う。

そして、このインクジェット型のプリンタ装置では、インクを充填させた図１６に示すインクカートリッジ１０１を装着し、インク吐出ヘッドにインクを供給させることでノズルよりインクを吐出させて記録を行う。このため、このインクジェット型のプリンタ装置では、例えばインクカートリッジ１０１内のインクがなくなった場合、新しいインクカートリッジ１０１に交換することで容易にインク吐出ヘッドに対してインクの供給を行うことができる（特許文献１を参照）。

ところで、このようなインクカートリッジ１０１においては、内部に充填されたインクに加わる圧力を略一定に保つために、大気とカートリッジ内部とを連通させる大気連通孔１０２が設けられている。そして、インクカートリッジ１０１においては、プリンタ装置に装着される前、すなわち、未使用時に大気連通孔１０２からインクが漏れ出ることを防ぐため、大気連通孔１０２を閉塞する閉塞フィルム１０３が貼り付けられている。

そして、インクカートリッジ１０１がプリンタ装置に装着されるときには、閉塞フィルム１０３が使用者によって剥離されることで使用可能な状態になる。

また、インクカートリッジ１０１は、プリンタ装置に装着されることにより内部に充填されたインクをプリンタ装置のインク吐出ヘッドに供給するインク供給口となる供給部１０４が設けられている。そしてインクカートリッジ１０１は、輸送時や未使用時等において、この供給部１０４を保護するための保護キャップ１０５が取り付けられている。この保護キャップ１０５は、インクカートリッジ１０１に取り付けられることにより、供給部１０４よりもキャップ本体が外部に突出することにより供給部１０４を保護する。また、保護キャップ１０５は、インクカートリッジ１０１がプリンタ装置に装着される際、使用者によって取り外される。すなわち、インクカートリッジ１０１は、プリンタ装置に装着される際に保護キャップ１０５が取り外されてからでないとプリンタ装置の装着部に装着することができないようになっている。したがって、インクカートリッジ１０１は、保護キャップ１０５が取り外されることなくプリンタ装置に装着される事態は起こり得ない。

しかし、インクカートリッジ１０１は、上述した閉塞フィルム１０３がフィルム上のシール部材であることから、使用者が保護キャップ１０５を取り外したときに閉塞フィルム１０３を剥がし忘れて、大気連通孔１０２が閉塞フィルム１０３によって閉塞されたままプリンタ装置に装着されてしまうことがある。

また、かかる閉塞フィルム１０３の剥がし忘れを防ぐべく、図１７に示すように、保護キャップ１０５をインクカートリッジ１０１に閉塞フィルム１０３と重なるように取り付けるとともに、保護キャップ１０５に形成した切欠部より閉塞フィルム１０３の先端部を引き出し、当該先端部を引き上げることにより保護キャップ１０５を取り外すように設計することで、閉塞フィルム１０３の先端部の引き上げ動作によって保護キャップ１０５の取り外しと大気連通孔１０２の開封を同時に行う構成も考えられる。

しかし、使用者によっては、閉塞フィルム１０３の先端部を引き上げることなく、直接保護キャップ１０５を把持して取り外す場合がある。また、閉塞フィルム１０３の先端部を引き上げる際、大気連通孔１０２の上部まで引き剥がすことなく保護キャップ１０５が取り外された場合、大気連通孔１０２が開封されることなく、保護キャップ１０５のみがインクカートリッジ１０１より取り外されてしまう。

このように、大気連通孔が閉塞された状態でインクカートリッジ１０１がプリンタ装置に装着されてしまうと、インクカートリッジ１０１からプリンタ装置にインクを供給することを適切に行うことが困難となり、例えばインク吐出ヘッド内に気泡等が混入してノズルよりインクが吐出されないインク不吐出等が起こり、画質が劣化するおそれがある。

また、閉塞フィルム１０３は、インクカートリッジ１０１に溶着されているため、いったん大気連通孔１０２を開封してしまうと、再度封止することができない。したがって、事情によりインクカートリッジ１０１の使用を中止したり、メーカーのサービスセンター等に回送する場合などにおいて、内部に充填されたインクが大気連通孔１０２から漏れ出てしまうおそれがある。

特開２００３−３４１０８７号公報

そこで、本発明は、使用時に大気連通孔を確実に開封させるとともに、開封後も再度大気連通孔を封止することができる液体カートリッジを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明にかかる液体カートリッジは、液体を吐出する液体吐出装置に用いられる上記液体の供給源となる液体カートリッジにおいて、上記液体吐出装置の装着部に着脱自在に装着され、内部に上記液体が充填されたカートリッジ本体と、上記カートリッジ本体の外面に設けられ、上記カートリッジ本体の内部と外部とを連通させる連通孔と、上記連通孔の上に配設されて該連通孔を閉塞し、上記液体カートリッジの使用時に除かれる弾性部材と、上記弾性部材を挟持するように上記カートリッジ本体に装着されることで上記弾性部材を上記連通孔側に押圧し、上記装着部に上記カートリッジ本体が装着されるときには上記カートリッジ本体より取り外される押圧部材とを備えていることを特徴とする。

このような本発明にかかる液体カートリッジによれば、押圧部材によって弾性部材がカートリッジ本体の外面に押圧されることにより、連通孔が密閉されるため、液体カートリッジの不使用時にカートリッジ本体から液体が漏れ出ることを防止することができる。また、液体カートリッジを使用する際にカートリッジ本体から弾性部材を取り去った場合でも、再度、押圧部材をカートリッジ本体に装着することによって弾性部材をカートリッジ本体に押圧することができ、連通孔を密封することができる。したがって、本発明にかかる液体カートリッジは、連通孔の開封、密閉を繰り返し行うことができる。

以下、本発明が適用されたインクカートリッジについて、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用されたインクカートリッジ１は、図１〜図３に示すように、対象物となる記録紙に対してインクを吐出して画像や文字を印刷するインク吐出装置、いわゆるインクジェットプリンタ装置２１に対してインクｉを供給するものである。なお、ここでのインクジェットプリンタ装置２１は、記録紙の印刷幅に合わせてインク吐出口を設けた、いわゆるライン型のプリンタ装置である。

先ず、本発明が適用されたインクカートリッジ１が装着されるインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置と記す。）２１について説明する。

このインクジェットプリンタ装置２１は、インクを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２２と、このヘッドカートリッジ２２を装着するプリンタ本体２３とを備えている。

インクジェットプリンタ装置２１は、ヘッドカートリッジ２２がプリンタ本体２３に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２２に対してインク供給源となるインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが着脱可能である。なお、このプリンタ装置２１では、イエローのインクカートリッジ１ｙ、マゼンタのインクカートリッジ１ｍ、シアンのインクカートリッジ１ｃ、ブラックのインクカートリッジ１ｋが使用可能となっており、また、プリンタ本体２３に対して着脱可能なヘッドカートリッジ２２とヘッドカートリッジ２２に対して着脱可能なインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋを消耗品とし、交換可能となっている。

このようなプリンタ装置２１は、記録紙を積層して収納するトレイ２４をプリンタ本体２３の前面底面側に設けられたトレイ装着口に装着することにより、トレイ２４に収納されている記録紙Ｐをプリンタ本体２３内に給紙できる。トレイ２４は、プリンタ本体２３の前面のトレイ装着口に装着されると、装置内の給排紙機構により記録紙Ｐが給紙ローラに圧接され、この給紙ローラの回転駆動されることによって、図１中矢印Ａ方向に示すように給紙口２５よりプリンタ本体２３の背面側に給紙する。

そして、プリンタ本体２３の背面側に送られた記録紙Ｐは、反転ローラにより走行方向が反転され、往路の上側をプリンタ本体２３の背面側から前面側に送られる。プリンタ本体２３の背面側から前面側に送られる記録紙Ｐは、プリンタ本体２３の前面に設けられた排紙口２６より排紙されるまでに、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力さた文字データや画像データに応じた文字や画像が印刷される。

記録紙Ｐに印刷を行うヘッドカートリッジ２２は、図１中矢印Ｂに示すように、プリンタ本体２３の上面側から装着部２７に装着され、復路を走行する記録紙Ｐに対してインクｉを吐出し印刷を行う。具体的に、ヘッドカートリッジ２２は、導電性の液体であるインクｉを、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等といった記録媒体上にインク液滴を吹き付けることで印刷を行う。

そして、ヘッドカートリッジ２２は、図２及び図３に示すように、インクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが着脱自在に装着されるカートリッジ本体３１を有し、このカートリッジ本体３１には、インクｉが充填された容器であるインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが装着される凹部であるカートリッジ装着部３２が設けられている。なお、以下では、場合によって便宜上インクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋを単にインクカートリッジ１と記すこともある。

ヘッドカートリッジ２２に着脱可能なインクカートリッジ１は、図３及び図４に示すように、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるカートリッジ本体２を有し、このカートリッジ本体２は、長手方向を使用する記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、内部に貯留するインク容量を最大限に増やす構成となっている。

具体的に、インクカートリッジ１を構成するカートリッジ本体２には、インクｉを収容するインク収容部３と、インク収容部３からヘッドカートリッジ２２のカートリッジ本体３１にインクｉを供給するインク供給部４と、外部よりインク収容部３内に空気を取り込む大気連通孔５と、大気連通孔５より取り込まれた空気をインク収容部３内に導入する空気導入路６と、大気連通孔５と空気導入路６との間でインクｉを一時的に貯留するインク貯留部７と、インクカートリッジ１の不使用時に大気連通孔５上に配設され大気連通孔５を閉塞することによりインク漏れを防ぐ弾性部材８と、インク収容部３内のインクｉの残量を検出するための残量検出部９と、インクカートリッジ１を識別するための複数の突起部１０を有する係合凸部１１と、カートリッジ本体２に装着されることにより弾性部材８を大気連通孔５側に押圧する押圧部材１２とを備える。

インク収容部３は、気密性の高い材料によりインクｉを収容するための空間を形成している。インク収容部３は、略矩形に形成され、長手方向の寸法が使用する記録紙の幅方向、すなわち記録紙の送り方向に対して直交する方向の寸法と略同じ寸法となるように形成されている。そして、このインク収容部３は、インクｉと接する内面が外面より表面粗度が小さくなるように形成され、内部のクリーニングを行うときに、塵埃等の微小な異物が内面に残存しないようにしている。

インク供給部４は、インク収容部３の下側略中央部に設けられており、ヘッドカートリッジ２２に対する接続部となる。このインク供給部４は、インク収容部３と連通した略凸形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２２の接続部３５に嵌合されることにより、インクカートリッジ１のカートリッジ本体２とヘッドカートリッジ２２のカートリッジ本体３１を接続する。

なお、インク収容部３の底面は、インク供給部４が設けられた中央部が最も深くなるように形成され、収容しているインクｉが少なくなったときにも、インクｉがインク供給部４に集中するようにしている。

また、インク供給部４の先端部に設けられているインク供給口４ａは、インクカートリッジ１をヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２に装着する際、このカートリッジ装着部３２に設けられた接続部３５が円滑に嵌合するように、先端部に向かって直線状又は湾曲しながら拡径するように形成されている。

具体的にインク供給部４には、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、カートリッジ本体２の底面２ａにインクｉを供給するインク供給口４ａが設けられ、この底面２ａに、インク供給口４ａを開閉する弁４ｂと、弁４ｂをインク供給口４ａが閉塞する方向に付勢するコイルバネ４ｃと、弁４ｂを開閉する開閉ピン４ｄとが設けられている。このインク供給部４は、インクカートリッジ１がヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２に装着されていないときにインク供給口４ａからインクｉが漏れ出ることを防止する逆止弁である。

ヘッドカートリッジ２２の接続部３５に接続されるインクｉを供給するインク供給口４ａは、インクカートリッジ１がヘッドカートリッジ２２のカートリッジ本体３１に装着される前、図５（Ａ）に示すように、弁４ｂが付勢部材であるコイルバネ４ｃの付勢力によりインク供給口４ａを閉じる方向に付勢され閉塞されている。そして、インクカートリッジ１がカートリッジ本体３１に装着されると、図５（Ｂ）に示すように、開閉ピン４ｄがヘッドカートリッジ２２を構成するカートリッジ本体３１の接続部３５の上部により押し上げられて、押し上げられた開閉ピン４ｄは、コイルバネ４ｃの付勢力に抗して弁４ｂを押し上げてインク供給口４ａを開放する。これにより、インクカートリッジ１のインク供給部４は、ヘッドカートリッジ２２の接続部３５に接続され、インク収容部３とヘッドカートリッジ２２とを連通し、ヘッドカートリッジ２２へのインクｉの供給が可能な状態となる。

また、インクカートリッジ１をヘッドカートリッジ２２側の接続部３５から引き抜くとき、すなわちインクカートリッジ１をヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２より取り外すとき、弁４ｂの開閉ピン４ｄによる押し上げ状態が解除され、弁４ｂは、コイルバネ４ｃの付勢方向に移動し、インク供給口４ａを閉塞する。これにより、インクカートリッジ１をカートリッジ本体３１に装着する直前にインク供給部４の先端部が下方を向いている状態であってもインク収容部３内のインクｉが漏れることを防止することができる。

また、インクカートリッジ１をカートリッジ本体３１から引き抜いたときには、直ちに弁４ｂがインク供給口４ａを閉塞するので、インク供給部４の先端からインクｉが漏れることを防止することができる。なお、インク供給部４においては、以上で説明した逆止弁構造の他に、従来公知の逆止弁が設けられていてもよい。

大気連通孔５は、図３に示すように、インクカートリッジ１外部からインク収容部３に空気を取り込む通気口であり、ヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２に装着されたときも、外部に臨み外気を取り込むことができるように、カートリッジ装着部３２への装着時に外部に臨む位置であるカートリッジ本体２の上面２ｂ、ここでは上面略中央に設けられている。大気連通孔５は、インクカートリッジ１がカートリッジ本体３１に装着されてインク収容部３からカートリッジ本体３１側にインクｉが流下した際に、インク収容部３内のインクｉが減少した分に相当する分の空気を外部よりインクカートリッジ１内に取り込む。

また、大気連通孔５は、インクカートリッジ１の未使用時等、プリンタ装置２１のヘッドカートリッジ２２に装着されていない状態では、インクｉが漏れ出ることを防止するために、後述する弾性部材８が圧着されることによって密封されている。このとき、大気連通孔５は、開口周辺部にカートリッジ本体２の上面２ｂよりも突出する突出部５ａを形成することにより、弾性部材８との密着性を向上させ、インクｉの漏洩を確実に防止することができる。

空気導入路６は、インク収容部３と大気連通孔５とを連通し、大気連通孔５より取り込まれた空気をインク収容部３内に導入する。これにより、このインクカートリッジ１がカートリッジ本体３１に装着された際に、カートリッジ本体３１にインクｉが供給されてインク収容部３内のインクｉが減少し、カートリッジ本体２内部が減圧状態となっても、インク収容部３には、空気導入路６によりインク収容部３に空気が導入されることから、内部の圧力が平衡状態に保たれてインクｉをカートリッジ本体３１に適切に供給することができる。

インク貯留部７は、大気連通孔５と空気導入路６との間に設けられ、インク収容部３に連通する空気導入路６よりインクｉが漏れ出た際に、いきなり外部に流出することがないようにインクｉを一時的に貯留する。

具体的に、このインクカートリッジ１では、常温、常圧時においてインク貯留部７にインクｉがない状態となる。しかしながら、インクカートリッジ１においては、外部圧力の低下又は外部温度の上昇が起こると、インク収容部３内の空気が膨張し、膨張した空気がインクｉをインク収容部３より空気導入路６を介してインク貯留部７に押し出してしまう。このとき、インク貯留部７は、インク収容部３より押し出されたインクｉを一時的に貯留することから大気連通孔５よりインクｉが漏れ出ることを防止できる。

このインク貯留部７は、長い方の対角線をインク収容部３の長手方向とした略菱形に形成され、インク収容部３の最も下側に位置する頂部に、すなわち短い方の対角線上の下側に空気導入路６を設けるようにし、インク収容部３より進入したインクｉを再度インク収容部３に戻すことができるようにしている。また、インク貯留部７は、短い方の対角線上の最も上側の頂部に大気連通孔５を設けるようにし、インク収容部３より進入したインクｉが大気連通孔５より外部に漏れにくくしている。

弾性部材８は、カートリッジ本体２の上面２ｂに大気連通孔５を閉塞するように配設された弾性を有する部材であり、カートリッジ未使用時に、大気連通孔５までインクｉが逆流してしまったインクｉがインクカートリッジ１の外部に漏れてしまうことを防止するためのものである。この弾性部材８は、後述する押圧部材１２に、接着剤や両面テープ等による接着、熱や超音波等による溶着、あるいは嵌合等によって固定され、押圧部材１２がカートリッジ本体２に装着されることによってカートリッジ本体２の上面２ｂに設けられた大気連通孔５に圧着され、該大気連通孔５を密封する。また、弾性部材８は、インクカートリッジ１の使用時においては、押圧部材１２とともにカートリッジ本体２から取り外され、大気連通孔５を開封する。そして、弾性部材８は、一旦大気連通孔５を開封した後も、押圧部材１２をカートリッジ本体２に装着させることで、繰り返し大気連通孔５を密封することができる。

押圧部材１２は、弾性部材８を固定するとともに、該弾性部材８を大気連通孔５に圧着するためのものであり、図４及び図６に示すように、カートリッジ本体２の長手方向の略中央部付近に上面２ｂから底面２ａにかけて大気連通孔５上を覆うように帯状に装着される。この押圧部材１２は、カートリッジ本体２の短手方向の側面と対向するベース部１３と、ベース部１３の底面２ａ側の端部よりカートリッジ本体２の厚み方向に突出する第１の係止部１４と、ベース部１３のカートリッジ本体２の上面２ｂ側の端部よりカートリッジ本体２の厚み方向に突出する第２の係止部１５とを有している。そして、この押圧部材１２は、例えばポリスチレン等の樹脂材料を射出成形等でベース部１３と第１、第２の係止部１４，１５とを一体形成したものである。

ベース部１３は、カートリッジ本体２に押圧部材１２を装着するときや取り外すときに係止部１４，１５同士を離間させるように厚み方向に弾性変形する。これにより、押圧部材１２においては、係止部１４，１５の間にカートリッジ本体２を入れ込むことが可能になる。

第１の係止部１４は、インク供給部４が当たらないように切り欠くことで設けられた一対のアーム１４ａ，１４ａを有し、この一対のアーム１４ａ，１４ａがカートリッジ本体２の長手方向でインク供給部４を挟むようにされている。そして、第１の係止部１４は、一対のアーム１４ａ，１４ａの先端に設けられた係止爪１４ｂとベース部１３とでカートリッジ本体２を挟持することでカートリッジ本体２の底面２ａ側で係止される。

また、第１の係止部１４は、図７に示すように、一対のアーム１４ａ，１４ａがインク供給部４や突起部１０より大きく外方に突出するようにされている。すなわち、押圧部材１２は、例えばインクカートリッジ１を誤って床等に落下させたり、輸送時に衝撃を受けたりしたときに、一対のアーム１４ａ，１４ａがインク供給部４を衝撃から保護する保護部材としても機能することができ、インク供給部４に外部からの衝撃が直接加わることを防ぐことから、インク供給部４が外部からの衝撃で破損することを防止できる。また、インクカートリッジ１が底面２ａ側から床に落とした場合に、一対のアーム１４ａ，１４ａが最初に床に当たることから、突起部１０が損傷することを抑制できる。

第２の係止部１５は、カートリッジ本体２の上面２ｂ側から後述するフック２０を導出させるための切欠部１５ａと、この切欠部１５ａの両端に位置し、カートリッジ本体２の上面２ｂを挟持する係止爪１５ｂとを有している。

切欠部１５ａは、カートリッジ本体２の側面に貼着されるとともに上面２ｂ側に延設されるフック２０を押圧部材１２より導出させるための凹部である。フック２０は、インクジェットプリンタ２１のヘッドカートリッジ２２に装着されたインクカートリッジ１を、ヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２より引き出すための摘みであり、カートリッジ本体２の側面に貼着されるとともに、自身の弾性により先端部がカートリッジ本体２の上方に立ち上がり、インクカートリッジ１がヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２に装着されると係合凹部３３から外部に導出される。これによりフック２０は、インクカートリッジ１をインクジェットプリンタ２１より取り外す際に、上方に引き上げられることによりカートリッジ本体２をインクジェットプリンタ２１から容易に取り外すことが可能となる。

また、フック２０は、インクカートリッジ１がヘッドカートリッジ２２に装着される前においては、図８に示すように、押圧部材１２によって大気連通孔５上あるいは弾性部材８の上に折り畳まれるように挟持され、先端部が切欠部１５ａより導出される。したがって、使用者は、切欠部１５ａより導出されたフック２０をカートリッジ本体２の上面２ｂ側に引き上げることにより、押圧部材１２をカートリッジ本体２から容易に取り外すことが可能となる。また押圧部材１２は、切欠部１５ａよりフック２０を導出させるようにしてカートリッジ本体２に装着するよう設計することで、フック２０をカートリッジ本体２の装着位置の目安として用い、容易にカートリッジ本体２の適切な位置に装着することができる。また、係止爪１５ｂは、ベース部１３とでカートリッジ本体２を挟持し、カートリッジ本体２の上面２ｂ側で第２の係止部１５を係止させる。

また、第２の係止部１５は、カートリッジ本体２の上面２ｂと対向する面とカートリッジ本体２の上面２ｂとの間に、押圧部材１２の着脱時に第２の係止部１５を撓ませるための所定のクリアランスが設けられ、該カートリッジ本体２の上面２ｂと対向する面が、上記弾性部材８が取り付けられる取付部１６とされる。すなわち、取付部１６のカートリッジ本体２の上面２ｂと対向する面には、弾性部材８が接着剤や両面テープ等による接着、熱や超音波等による溶着、あるいは嵌合等によって固定され、カートリッジ本体２とのクリアランスに配設されている。これにより押圧部材１２は、弾性部材８と一体化され、カートリッジ本体２の装着されると同時に弾性部材８により大気連通孔５を密封し、またカートリッジ本体２より取り外されると、弾性部材８も同時に大気連通孔５より取り去ることができる。

なお、押圧部材１２は、インクカートリッジ１が落下や輸送等において押圧部材１２に外部から応力が加わったときに、弾性部材８が緩衝部材として働くため、カートリッジ本体２に加わる衝撃を和らげることができる。

このような押圧部材１２は、カートリッジ本体２の上面２ｂにフック２０が大気連通孔５上を覆うように折り曲げられた後、取付部１６に取り付けられた弾性部材８によってフック２０上より大気連通孔５を押圧するようにカートリッジ本体２に取り付けられる。具体的に、カートリッジ本体２の側面に貼着されたフック２０は、自由端となる先端部をカートリッジ本体２の上面２ｂに大気連通孔５を覆うように折り曲げられる。このとき、フック２０は、図９に示すように、大気連通孔５の形成箇所に応じて開口部２０ａが形成され、大気連通孔５を上方に臨ませている。したがって、大気連通孔５と弾性部材８とが直に接するため、弾性部材８による大気連通孔５の密着力を向上させることができる。次いで、押圧部材１２が第１の係止部１４のアーム１４ａに形成された係止爪１４ｂをカートリッジ本体２の底面２ａに係止させ、この状態でベース部１３を厚み方向に弾性変形させて係止部１４，１５同士を離間させて第２の係止部１５の内側にカートリッジ本体２の上面２ｂをはめ込み、第２の係止部１５をカートリッジ本体２の上面２ｂに係止させることでカートリッジ本体２に装着される。このとき、押圧部材１２の取付部１６に固定された弾性部材８は、カートリッジ本体２の上面２ｂに押圧され、フック２０に設けられた開口部２０ａを介して直接大気連通孔５と接し、大気連通孔５を密封する。またカートリッジ本体２の上面２ｂと押圧部材１２の第２の係止部１５との間からは、図４に示すように、フック２０の先端が導出される。

そして、このような構成の押圧部材１２は、インクジェットプリンタ２１に装着される際において、カートリッジ本体２に装着されたままではインクカートリッジ１がインクジェットプリンタ２１のヘッドカートリッジ２２内に装着することができないように設計されていることから、使用者によってカートリッジ本体２より取り外される。このとき、押圧部材１２は、使用者によって、図１０に示すように、カートリッジ本体２の上面２ｂと押圧部材１２の第２の係止部１５との間から導出するフック２０がカートリッジ本体２の上面２ｂ側に引き上げられる図１０中矢印Ｃ方向に引っ張られる。具体的にはフック２０を上方、若しくはフック２０が接着されているカートリッジ本体２の側面側に引っ張ることで、第２の係止部１５がカートリッジ本体２の上面２ｂより離間しながらベース部１３が外方に反るように弾性変形、すなわち図１０中矢印Ｄ方向に弾性変形し、係止爪１４ｂとベース部１３とでカートリッジ本体２を挟持している状態が弛み、第１の係止部１４が底面２ａより外れる。

このように、押圧部材１２は、カートリッジ本体２と押圧部材１２との間から導出するフック２０を図１０中矢印Ｃ方向に引っ張ることでカートリッジ本体２より容易に取り外すことができる。

このとき、インクカートリッジ１においては、大気連通孔５を閉塞している弾性部材８がカートリッジ本体２の上面２ｂから離間して大気連通孔５が開放される。すなわち、インクカートリッジ１は、押圧部材１２をカートリッジ本体２から取り外すときに弾性部材８をカートリッジ本体２の上面２ｂより取り去ることができ、押圧部材１２の取り外しと大気連通孔５の開放とを一括して行うことができる。また、使用者がフック２０を用いず、直接押圧部材１２を把持してカートリッジ本体２から外した場合にも、押圧部材１２と一体化された弾性部材８も同時にカートリッジ本体２の上面２ｂより取り去ることができる。したがって、大気連通孔５を確実に解放することができるため、大気連通孔が閉塞された状態でインクカートリッジ１がプリンタ装置２１に装着されてしまうことにより、インクカートリッジ１からプリンタ装置２１にインクｉを供給することを適切に行うことが困難となり、例えばインク吐出ヘッド内に気泡等が混入してノズルよりインクが吐出されないインク不吐出等が起こり、画質が劣化するような事態を防止することができる。

なお、押圧部材１２がカートリッジ本体２より取り外された後は、フック２０は、自身の弾性によりカートリッジ本体２の上方に立ち上がり、カートリッジ装着部３２から突出され、インクカートリッジ１を取り出す際の取り出し用の摘みとなる。

また、インクカートリッジ１は、大気連通孔５の開封後、インクｉがインク収容部３内に残っている状態でカートリッジ本体２をヘッドカートリッジ２２から取り出した場合には、再度押圧部材１２をカートリッジ本体２に取り付けることで、弾性部材８によって大気連通孔５を密封することができる。したがって、一旦大気連通孔５を開封しても、繰り返し密封することができるため、事情によりインクカートリッジ１の使用を中止したり、メーカーのサービスセンター等に回送する場合などにおいて、内部に充填されたインクが大気連通孔５から漏洩することを防止することができる。さらに、インクカートリッジ１は、大気連通孔５の開封、密閉を繰り返し行うことができるため、使用済みのインクカートリッジ１を回収してインクｉを再充填し、再度使用することができる。

残量検出部９は、図３に示すように、カートリッジ本体２の長手方向の一方側面に設けられている。残量検出部９は、インク収容部３内に臨まされる一対の検出ピンと、インクカートリッジ１がヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２に装着されたとき、ヘッドカートリッジ２２のインク残量検出部３４と電気的に接続される接点とを備える接点部材を有し、この接点部材は、カートリッジ本体２の側面の高さ方向に複数、ここでは３段並設されている。

インクｉは、導電性を有するものであるから、インク収容部３内に臨まされている一対の検出ピンを浸漬しているときには検出ピンの電気抵抗値を小さくさせ、浸漬していないときには検出ピンの電気抵抗値を高くさせる。すなわち、インク収容部３内にインクｉが満杯のとき、全ての検出ピンは、インクに浸漬されており、全て電気抵抗値が低い状態となる。そして、インクが使用されるに連れて、検出ピンの電気抵抗値は上の段から順に高くなる。

これにより、残量検出部９は、インク収容部３内のインク残量を検出することができる。なお、インク収容部３の高さ方向に設ける端子板の数は、３段に限定されるものではなく、２段でもよく、また、より正確な残量検出を行う場合には、この段数を更に増やすようにすればよい。

ところで、インクカートリッジ１を構成するカートリッジ本体２は、図２に示すように、インク供給部４が設けられた底面２ａ側がヘッドカートリッジ２２に設けられたカートリッジ装着部３２に係合する係合領域となる。また、インクカートリッジ１においては、通常、印刷時にブラックのインクの消費量が最も多いので、インクカートリッジ１ｋが他のインクカートリッジ１ｙ、１ｍ、１ｃに比べてインク収容部３の容量が大きいものとされている。具体的には、インクカートリッジ１ｋのみが他のインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃに比べて厚く形成されている。そして、インクカートリッジ１においては、カートリッジ本体３１にカートリッジ本体２を装着する際に、寸法サイズが略同一にされたインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃについて装着位置を間違える虞がある。

このため、係合領域の一部、すなわちカートリッジ本体２の底面２ａには、インクカートリッジ１の種類を識別するための複数の突起部を有する係合凸部１１がインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ毎で異なる配置パターンにされて設けられている。係合凸部１１は、インクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ毎で異なる配置パターンに設けられ、複数の突起部の配置パターンによってインクカートリッジ１の種類を識別できるようになっており、インクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋがヘッドカートリッジ２２の正規のカートリッジ装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに装着されたときに限って、そのカートリッジ装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに設けられた係合凹部３３に対応して係合するようにされている。

この係合凸部１１は、カートリッジ本体２の底面２ａを基準にした高さがインク供給部４よりも高くなるようにされている。これにより、インクカートリッジ１においては、カートリッジ装着部３２に装着する際に、装着位置を間違ったとしても係合凸部１１が最初にカートリッジ装着部３２の底面に当たり、間違った装着位置に装着され、間違った色のインクｉを供給するインク供給部４がヘッドカートリッジ２２の接続部３５に接続されることを防ぐことができる。

なお、射出成形後のカートリッジ本体２においては、係合凸部１１に突起部１０が６本全て設けられている。そして、各色のインクカートリッジ１を形成するときには、各色の突起部１０の配置パターンに倣って不要な突起部１０を除去することで、各色に対応したインクカートリッジ１を得ることができる。このようなインクカートリッジ１の製造方法では、突起部１０を除去する作業だけでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクに対応したインクカートリッジ１を製造することができ、製造効率の向上を図ることができる。また、寸法サイズが略同一なインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃの成形金型は、共用することができる。

また、インクカートリッジ１においては、上述した構成の他に、カートリッジ本体２の底面２ａに、ヘッドカートリッジ２２に供給されたインクｉの余剰分を再びインク収容部３に戻すときの導入口となるノズル１７等も設けられている。このノズル１７は、余剰なインクｉがヘッドカートリッジ２２側に逆流しないように逆止弁になっている。

次に、以上で説明したインクカートリッジ１が装着されるヘッドカートリッジ２２について説明する。ヘッドカートリッジ２２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体３１を有し、このカートリッジ本体３１には、インクカートリッジ１が装着されるカートリッジ装着部３２と、係合凸部１１が係合される係合凹部３３と、インクカートリッジ１内におけるインク残量を検出するインク残量検出部３４と、インク供給部４と接続されてインクｉが供給される接続部３５と、インクを吐出するインク吐出ヘッド３６と、インク吐出ヘッド３６を保護するヘッドカバー３７とを有している。

インクカートリッジ１が装着されるカートリッジ装着部３２は、インクカートリッジ１が装着されるように上面をインクカートリッジ１の挿脱口として略凹形状に形成され、ここでは４本のインクカートリッジ１が記録紙Ｐの走行方向に並んで収納される。このカートリッジ装着部３２は、インクカートリッジ１が収納されることから、インクカートリッジ１と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。そして、カートリッジ本体３１には、インクカートリッジ１が収納装着される。

カートリッジ装着部３２は、インクカートリッジ１が装着される部分であり、イエロー用のインクカートリッジ１ｙが装着される部分をカートリッジ装着部３２ｙとし、マゼンタ用のインクカートリッジ１ｍが装着される部分をカートリッジ装着部３２ｍとし、シアン用のインクカートリッジ１ｃが装着される部分をカートリッジ装着部３２ｃとし、ブラック用のインクカートリッジ１ｋが装着される部分をカートリッジ装着部３２ｋとし、各カートリッジ装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋは、隔壁３２ａによりそれぞれ隣接するように区画されている。

なお、上述したようにブラックのインクカートリッジ１ｋは、インクｉの内容量が大きくなるように厚く形成されているため、幅が他のインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃよりも広く設けられており、これに合わせてカートリッジ装着部３２ｋの幅も他のカートリッジ装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃよりも広く設けられている。

インク残量検出部３４は、インクカートリッジ１内のインクｉの残量を段階的に検出するものであり、各色のインクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋのカートリッジ装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに設けられている。

係合凹部３３は、各カートリッジ装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに設けられ、インクカートリッジ１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ毎に異なる配置パターンで設けられた係合凸部１１に対応して係合するようにされている。

インク残量検出部３４は、インクカートリッジ１がヘッドカートリッジ２２に装着されたとき、インクカートリッジ１内の側面の高さ方向に並設された残量検出部９に接触し電気的に接続される。なお、インク残量検出部３４は、インクカートリッジ１の残量検出部９に印加する電流が交流とされる。直流を印加する場合に、インクカートリッジ１内の残量検出部９が電気分解されてインクｉに金属イオンが溶出してしまい、インクｉの特性が変化してしまう虞があるからである。

カートリッジ装着部３２の長手方向略中央には、インクカートリッジ１がカートリッジ装着部３２に装着されたとき、インク供給部４が接続される接続部３５が設けられている。この接続部３５は、カートリッジ装着部３２に装着されたインクカートリッジ１のインク供給部４からカートリッジ本体３１の底面に設けられたインクを吐出するインク吐出ヘッド３６にインクを供給するインク供給路となる。

インク吐出ヘッド３６は、カートリッジ本体３１の底面に沿って配設されており、接続部３５から供給されるインクｉを吐出するインク吐出口となるノズルが吐出面３６ａに各色毎に略ライン状をなすように設けられている。

ヘッドカバー３７は、インク吐出ヘッド３６を保護するために設けられたカバーであり、インクｉを吐出する際には、プリンタ本体２３に設けられたカバー開閉機構等により開閉される。ヘッドカバー３７は、長手方向に設けられインク吐出ヘッド３６の吐出面３６ａに付着した余分なインクを吸い取る清掃ローラ３７ａを有している。ヘッドカバー３７は、開閉動作時に清掃ローラ３７ａがインク吐出ヘッド３６の吐出面３６ａに当接しながら回転することで、余分なインクｉを吸い取り、インク吐出ヘッド３６の吐出面３６ａを清掃する。この清掃ローラ３７ａは、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドカバー３７は、インク吐出ヘッド３６のノズルから露呈するインクｉが乾燥しないようにする。

このような構成のヘッドカートリッジ２２にインクカートリッジ１を装着する際は、先ず、図１０に示すように、カートリッジ本体２と押圧部材１２との間から導出するフック２０を図１０中矢印Ｃ方向に引っ張ることでカートリッジ本体２より押圧部材１２及び弾性部材８を取り外し、大気連通孔５を開封する。

そして、押圧部材１２が取り外されたカートリッジ本体２を、図１１に示すように、インク供給部４と接続部３５とを対向させた状態でカートリッジ装着部３２の底面に対して略垂直方向、すなわち図１１中矢印Ｅ方向にインク供給部４が接続部３５に接続されるまで挿入する。このようにして、インクカートリッジ１をヘッドカートリッジ２２のカートリッジ装着部３２に装着する。このとき、カートリッジ本体２の装着位置を間違ったとしても、すなわち間違った色のカートリッジ本体２を装着しようとしても、係合凸部１１が係合凹部３３に係合されず、間違った色のカートリッジ本体２が装着されることを防止できる。

一方、インクカートリッジ１をヘッドカートリッジ２２から取り外す際は、図１２に示すように、カートリッジ本体２の上面２ｂ側より導出されるフック２０を図１２中矢印Ｆ方向に引っ張ることでカートリッジ装着部３２に装着されているカートリッジ本体２を容易に取り外すことができる。なお、フック２０は、本発明においては必須の構成部材ではなく、フック２０を用いなくとも大気連通孔５の密封、開封を繰り返し行うことはできる。

以上では、ライン型のプリンタ装置２１を例に挙げて説明したが、本発明は、このことに限定されることはなく、例えばインク吐出ヘッドが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。

また、本発明を適用したインクカートリッジ１がプリンタ装置１に装着される場合について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く装着することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−２５３２００号公報）、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する液体吐出装置等に液体を供給するための液体カートリッジにも適用可能である。

実験例
次いで弾性部材８の材料及び硬度を変えて、インク漏れの発生の有無を測定した実験例について説明する。測定は、押圧部材１２の取付部１６とカートリッジ本体２の上面２ｂとのクリアランスを２．７ｍｍ、使用した弾性部材８の厚さを３．０ｍｍとし、図１３に示す状態で、減圧試験についで保存試験を実施し、インク漏れの発生の有無について確認した。弾性部材８のゴム硬度、減圧試験及び保存試験の各条件は以下の通りである。
ゴム硬度（JIS-K-6253 タイプＡ）：２０°、４０°、５０°、６０°、８０°
減圧試験条件：０．７気圧、２０分間放置
保存試験条件：室温、−２０℃、６０℃ それぞれ４８時間放置
サンプル数：Ｎ＝各１０個
測定結果を以下の表１に示す。なお、判定基準は以下の通りである。
○：減圧試験後もインク漏れ等の異常は無く、使用可能
▲：減圧試験にて、一部インク漏れが発生
×：減圧試験にてインク漏れ発生のため、使用不可

以上の結果より、使用する弾性部材８は、エラストマーでは２０°〜５０°程度のゴム硬度のものを、その他では２０°〜４０°程度のゴム硬度を備えるものが好ましい。なお、硬度２０°未満では粘性が高く、べたつくため弾性部材８がカートリッジ本体２から剥がれなくなったことから、使用することはできない。

次いで、本発明が適用されたインクカートリッジの他の実施例について説明する。インクカートリッジ１は、押圧部材１２を弾性部材８と一体化させずにカートリッジ本体２に装着するようにしてもよい。すなわち、図１４に示すように、インクカートリッジ１の未使用時において、カートリッジ本体２は、大気連通孔５を閉塞するように弾性部材８が配設され、弾性部材８の上にフック２０が折り畳まれた後、押圧部材１２が弾性部材８を大気連通孔５側に押圧するように装着される。なお、フック２０は、先端部が押圧部材１２の第２の係止部１５の切欠部１５ａから導出される。

これによっても、インクカートリッジ１は、弾性部材８を大気連通孔５に密着させて密封することができる。そして、インクカートリッジ１の使用時においては、切欠部１５ａから導出されたフック２０を引き上げ、あるいは直接押圧部材１２を把持することにより、カートリッジ本体２から押圧部材１２を取り外すことができるとともに、弾性部材８を大気連通孔５上から取り去り開封することができる。また、大気連通孔５の開封後、インクカートリッジ１の使用を中止する際には、弾性部材８を大気連通孔５上に搭載し、次いで押圧部材１２をカートリッジ本体２に装着させることで、再度、大気連通孔５を密封することができる。

また、インクカートリッジ１は、硬度の異なる弾性部材８ａ，８ｂを重ねて大気連通孔５上に配設するようにしてもよい。すなわち、図１５に示すように、カートリッジ本体２の上面２ｂに接し大気連通孔５を閉塞する第１の弾性部材８ａと、押圧部材１２の取付部１６に固定あるいは非固定状態で第１の弾性部材８ａ上に重ねられる第２の弾性部材８ｂを設け、これら第１の弾性部材８ａは、第２の弾性部材８ｂよりも硬度が低くされている。

比較的軟性の第１の弾性部材８ａが大気連通孔５を閉塞し、この第１の弾性部材８ａに比して硬性の第２の弾性部材８ｂによって第１の弾性部材８ａを押圧することで、より強く第１の弾性部材８ａを押圧することができるとともに、大気連通孔５をより確実に密閉することができる。また、このとき押圧部材１２は、第１の弾性部材８ａと第２の弾性部材８ｂとの間にフック２０を配設し、切欠部１５ａより導出させるようにしてもよい。そして、インクカートリッジ１の使用時においては、切欠部１５ａより導出されたフック２０を引き上げ、あるいは直接押圧部材１２を把持してカートリッジ本体２から押圧部材１２を取り外すことにより、第１の弾性部材８ａを大気連通孔５上から取り去り開封することができる。また、大気連通孔５の開封後、インクカートリッジ１の使用を中止する際には、第１の弾性部材８ａを大気連通孔上に搭載し、第１の弾性部材８ａ上に第２の弾性部材８ｂを搭載した後、押圧部材１２をカートリッジ本体２に装着させることで、再度、大気連通孔５を密封することができる。

本発明が適用されたインクカートリッジが装着されるプリンタ装置を示す分解斜視図である。 同プリンタ装置に備わるヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。 同ヘッドカートリッジを示す断面図である。 同インクカートリッジを示す斜視図である。 ヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着されたときのインク供給部を示しており、同図（Ａ）は供給口が閉塞された状態を示す模式図であり、同図（Ｂ）は供給口が開口された状態を示す模式図である。 同インクカートリッジを示す斜視図である。 同インクカートリッジを示す断面図である。 本発明が適用された液体カートリッジを示す斜視図である。 本発明が適用された液体カートリッジを示す斜視図である。 同インクカートリッジの押圧部材を取り外すときを説明する斜視図である。 同インクカートリッジをカートリッジ装着部に装着するときを説明する斜視図である。 同インクカートリッジをカートリッジ装着部より取り外すときを説明する斜視図である。 本発明が適用された液体カートリッジを示す側面図である。 本発明が適用された液体カートリッジの他の例を示す側面図である。 本発明が適用された液体カートリッジの他の例を示す側面図である。 従来のインクカートリッジの斜視図である。 従来のインクカートリッジの斜視図である。

符号の説明

１ インクカートリッジ、２ カートリッジ本体、３ インク収容部、４ インク供給口、５ 大気連通孔、６ 空気導入路、７ インク貯留部、８ 弾性部材、９ 残量検出部、１０ 突起部、１１ 係合凸部、１２ 押圧部材、１３ ベース部、１４ 第１の係止部、１５ 第２の係止部、１６ 取付部、２０ フック、２１ プリンタ装置、２２ ヘッドカートリッジ

Claims (6)

1. 液体を吐出する液体吐出装置に用いられる上記液体の供給源となる液体カートリッジにおいて、
   上記液体吐出装置の装着部に着脱自在に装着され、内部に上記液体が充填されたカートリッジ本体と、
   上記カートリッジ本体の外面に設けられ、上記カートリッジ本体の内部と外部とを連通させる連通孔と、
   上記連通孔の上に配設されて該連通孔を閉塞し、上記液体カートリッジの使用時に除かれる弾性部材と、
   上記弾性部材を挟持するように上記カートリッジ本体に装着されることで上記弾性部材を上記連通孔側に押圧し、上記装着部に上記カートリッジ本体が装着されるときには上記カートリッジ本体より取り外される押圧部材と、
   を備えていることを特徴とする液体カートリッジ。
2. 上記弾性部材の硬度は、２０°以上４０°以下であることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
3. 上記カートリッジ本体の外面に貼り付けられ、上記連通孔上を開口する開口部を有し、上記カートリッジ本体が上記液体供給装置から取り外されるときに取手となるフック片を備え、
   上記フック片は、上記押圧部材によって上記弾性部材とともに、上記カートリッジ本体の外面に接するように折り畳まれていることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
4. 上記連通孔は、開口端が上記カートリッジ本体の外面より突出されていることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
5. 上記弾性部材は、上記押圧部材の上記カートリッジ本体の上面部と対向する面に一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
6. 硬度の異なる複数の上記弾性部材が積層されて配設されることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。

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