JP2007175998A - インクカートリッジ、インクジェットプリンタ、及び、インク供給装置 - Google Patents

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Wataru Sugiyama
亘 杉山
Noritsugu Itou
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Abstract

【課題】カートリッジ未装着状態におけるインクの流出やエアの混入を確実に防止すること、及び、インク供給装置の構成部品を少なくすること。
【解決手段】インクカートリッジ10は、インク導出孔29を開閉可能な弁体31と、インク導出孔29を閉止する方向に弁体31を付勢する弾性部材37とを備え、一方、ホルダ11は、インク供給管40と、このインク供給管40に連通するインク供給路42を開閉可能な弁体44と、インク供給路42を閉止する方向に弁体44を付勢するバネ47とを備えている。そして、インクカートリッジ10の装着時には、弁体31の突出部33が、インク導入孔29に挿通されたインク供給管40の内部に進入して弁体44をインク供給路42の開放方向に押圧し、続いて、インク供給管40が弁体31の被押圧部36をインク導出孔29の開放方向に押圧する。
【選択図】図6

Description

本発明は、インクカートリッジ、インクカートリッジが装着されるインクジェットプリンタ、及び、インク供給装置に関する。
インクジェットプリンタには、記録ヘッドにインクを供給するインク供給装置が設けられている。一般的なインク供給装置は、プリンタに着脱自在に装着されるインクカートリッジと、インクカートリッジの装着方向に延びるインク供給管とを備えている。そして、インクカートリッジが装着される際にはインク供給管がインクカートリッジ内に挿入され、装着完了後には、インク供給管を介してインクカートリッジ内のインクが記録ヘッドへ供給される。ところで、インクカートリッジの着脱時には、インクカートリッジやインク供給管からのインクの流出や、インクカートリッジやインク供給管の内部へのエアの混入が生じやすい。そこで、このようなインクの流出やエアの混入を極力防止することのできるインク供給装置が提案されている。
例えば、特許文献1に記載のインク供給装置においては、インク供給管内にその先端のインク流入口を開閉可能な弁が設けられ、さらに、インク供給管内には、弁が変形してインク流入口を開放したときにその一定以上の変形を規制する弁ストッパーが設けられている。一方、インクカートリッジには、その内部のインクを導出するためのインク供給口を開閉可能なピストンが設けられており、このピストンは復帰バネにより閉止方向に付勢されている。
インクカートリッジの未装着状態では、インク供給管のインク流入口が弁により閉止されるとともに、インクカートリッジのインク供給口がピストンにより閉止されており、インクの流出やエアの混入等が防止されている。一方、インクカートリッジの装着時には、インク供給管の先端部がインクカートリッジの内部に挿入される。このとき、インクカートリッジ側のピストンの先端部によりインク供給管のインク流入口を閉止している弁が押圧され、弁が内側へ変形してインク流入口が開放される。次に、内側へ変形した弁が弁ストッパーに当接して、弁のそれ以上の変形が規制されるようになると、弁ストッパーから受ける反力によりピストンが復帰バネの付勢力に抗して後退し、インクカートリッジのインク供給口が開放される。そして、インクカートリッジ内のインクがインク供給管を介して記録ヘッドへ供給される。
特公平7−96362号公報(第3図、第4図)
しかし、特許文献1のインク供給装置においては、インクカートリッジ側のピストンにより弁が押圧されてインク供給管のインク流入口が開放された後に、弁の一定以上の変形を規制しつつ、反力によりピストンを押し返してインクカートリッジのインク供給口を開放する弁ストッパーが必要である。そのため、構成部品の数が増えて製造コストが高くなってしまう。
本発明の目的は、インクカートリッジ未装着状態におけるインクの流出やエアの混入を確実に防止すること、及び、インク供給装置の構成部品の数を少なくすることである。
課題を解決するための手段及び発明の効果
第1の発明のインクカートリッジは、インク供給管と、インクを噴射するインクジェットヘッドと前記インク供給管とを接続するインク供給路と、前記インク供給管の管軸方向に移動可能に設けられて前記インク供給路を開閉可能な被供給側弁体と、前記インク供給路を閉止する方向に前記被供給側弁体を付勢する被供給側付勢部材とを備えたインクジェットプリンタに、着脱自在に装着されるインクカートリッジであって、インク収容室と、このインク収容室内のインクを外部へ導出するための孔であって、前記インクジェットプリンタに装着される際に前記インク供給管が挿通されるインク導出孔を有するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内において前記インク導出孔の孔軸方向に移動可能に設けられて前記インク導出孔を開閉可能な供給側弁体と、前記インク導出孔を閉止する方向に前記供給側弁体を付勢する供給側付勢部材とを備え、前記供給側弁体は、前記インクジェットプリンタに装着される際に前記インク供給管の先端により押圧される被押圧部を含む弁本体部と、この弁本体部から前記孔軸方向外側へ突出する突出部を有し、前記インクジェットプリンタに装着される際に、前記インク導出孔に前記インク供給管が挿通されるときに、前記供給側弁体の前記突出部が前記インク供給管の内部に進入して、前記被供給側弁体を前記被供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク供給路を開放する方向に押圧し、続いて、前記供給側弁体の前記被押圧部が、前記インク供給管の先端により、前記供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク導出孔を開放する方向に押圧されることを特徴とするものである。
このインクカートリッジがインクジェットプリンタに装着される際に、インク供給管がインク導出孔に挿通されると、まず、インクカートリッジ側の供給側弁体の突出部がインク供給管内に進入し、この突出部は、インクジェットプリンタ側の被供給側弁体を押圧してインク供給路を開放する。続いて、供給側弁体の被押圧部がインク供給管の先端により押圧されてインク導出孔が開放される。この構成によれば、インクカートリッジの装着時にのみ、インクカートリッジのインク導出孔、及び、プリンタのインク供給路が開放されるため、インクカートリッジの未装着状態において、インクカートリッジやインク供給管からインクが外部へ流出したり、あるいは、インクカートリッジやインク供給管の内部にエアが混入したりするのを確実に防止できる。また、インク供給管の先端により供給側弁体がインク導出孔の開放方向に押圧されることから、この供給側弁体を押圧してインク導出孔を開放するための特別な部品が不要であり、構成部品の数を少なくして製造コストを低減することが可能になる。
第2の発明のインクカートリッジは、前記第1の発明において、前記供給側弁体は、前記突出部が前記インク供給管の内部に進入した状態で、前記被押圧部が前記インク供給管により押圧されたときに、前記インク導出孔から流出するインクを前記インク供給管へ流入させることが可能な形状に形成されていることを特徴とするものである。この構成によれば、供給側弁体の突出部がインク供給管内に進入した状態でも、インク供給管へのインクの流路が確保されることから、インク供給管の口径をより小さくすることが可能になる。そして、インク供給管の口径を小さくすることによって、インク供給管がインクカートリッジ内に挿入される際の、インクカートリッジのインク導出孔との係合面積を小さくことができるため、着脱時の抵抗が小さくなり、インクカートリッジの着脱が容易になる。また、インク供給管の口径が小さくなると、インクカートリッジの着脱時におけるインク漏れ量やエアの噛み込み量も少なくなる。
第3の発明のインクカートリッジは、前記第2の発明において、前記突出部の外周部には、前記インク供給管の内部に進入したときにその内面に係合する係合部と、前記インク供給管の内面に係合しない非係合部とが設けられていることを特徴とするものである。この構成によれば、突出部がインク供給管内に進入するときに、この突出部の外周部に設けられた係合部がインク供給管の内面に係合することから、突出部のインク供給管への進入動作が係合部により案内されることになる。そのため、装着時にこじれや曲がりが生じにくくなり、インクカートリッジの装着をより確実に行うことができる。また、突出部の非係合部とインク供給管の内面との間にインクの流路が確保される。
第4の発明のインクカートリッジは、前記第3の発明において、前記突出部の外周部の周方向等分位置に複数の前記係合部がそれぞれ配置され、前記非係合部は、周方向に関して前記複数の係合部の間に配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、突出部のインク供給管への進入動作が、その外周部の周方向等分位置に配置された複数の係合部により均等に案内されるため、インクカートリッジの装着をより確実に行うことができる。また、インク供給管と非係合部との間におけるインクの流れが、インク供給管の孔軸に対して対称になり、インクがスムーズに流れる。
第5の発明のインクカートリッジは、前記第3の発明において、前記突出部の外周部の前記係合部が設けられている領域は、周方向に関して、前記非係合部が設けられている領域よりも大きいことを特徴とするものである。この構成によれば、係合部が設けられた領域が広くなり、突出部のインク供給管への進入動作がより安定して案内されることから、インクカートリッジの装着をより確実に行うことができる。
第6の発明のインクカートリッジは、前記第2の発明において、前記被押圧部は、前記突出部の突出方向と直交する面からなり、この面には前記弁本体部の外側面まで延びる溝が形成されていることを特徴とするものである。この構成によれば、インク供給管の先端が被押圧部に当接したときに、被押圧部を構成する面に形成された溝を介して、インクがインク供給管へ流れることになる。
第7の発明のインクカートリッジは、前記第2の発明において、前記被押圧部は、前記突出部よりも突出高さの低い凸部からなることを特徴とするものである。この構成によれば、インク供給管の先端が被押圧部である凸部に当接したときに、弁本体部との間に隙間ができることから、インク供給管へのインクの流路が確保される。
第8の発明のインクカートリッジは、前記第7の発明において、複数の前記凸部が、前記突出部周囲の周方向等分位置にそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、インク供給管の先端が周方向に均等配置された複数の凸部に当接して、供給側弁体が安定して押圧されることから、インクカートリッジの装着をより確実に行うことができる。
第9の発明のインクカートリッジは、前記第2の発明において、前記被押圧部は、その表面が曲面状に形成されていることを特徴とするものである。この構成によれば、インク供給管の先端と被押圧部の曲面状の表面との間に隙間ができることから、インク供給管へのインクの流路が確保される。
第10の発明のインクカートリッジは、前記第2の発明において、前記突出部に、その先端から内部を貫通して基端部の外側面まで延びる貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。この構成によれば、貫通孔により、インク供給管へのインクの流路が確保される。
第11の発明のインクカートリッジは、前記第1〜第10の何れかの発明において、前記突出部は、前記インク供給管内に進入したときに、その外周部の少なくとも一部において前記インク供給管の内面に係合することを特徴とするものである。この構成によれば、突出部がインク供給管内に進入するときに、この突出部の外周部の一部がインク供給管の内面に係合することから、突出部のインク供給管への進入動作が係合部により案内されることになる。そのため、装着時にこじれや曲がりが生じにくくなり、インクカートリッジの装着をより確実に行うことができる。
第12の発明のインクカートリッジは、前記第1〜第11の何れかの発明において、前記カートリッジ本体は、前記インク導出孔を形成する導出孔形成部材を有し、この導出孔形成部材が弾性材料からなることを特徴とするものである。この構成によれば、供給側弁体の導出孔形成部材に対する密着性が高まることから、インク導出孔を確実に閉止することができる。
第13の発明のインクジェットプリンタは、インク収容室とこのインク収容室内のインクを外部へ導出するためのインク導出孔を有するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内において前記インク導出孔の孔軸方向に移動可能に設けられて前記インク導出孔を開閉可能であり、さらに、前記孔軸方向外側へ突出する突出部を有する供給側弁体と、前記インク導出孔を閉止する方向に前記供給側弁体を付勢する供給側付勢部材とを備えたインクカートリッジが、着脱自在に装着されるインクジェットプリンタであって、前記インクカートリッジが装着される際に、前記インク導出孔に挿通されるとともに前記供給側弁体の前記突出部がその内部に進入するインク供給管と、インクを噴射するインクジェットヘッドと前記インク供給管とを接続するインク供給路と、前記インク供給管の管軸方向に移動可能に設けられて前記インク供給路を開閉可能な被供給側弁体と、前記インク供給路を閉止する方向に前記被供給側弁体を付勢する被供給側付勢部材とを備え、前記インクカートリッジが装着される際に、前記インク供給管が前記インク導出孔に挿通されるときに、前記インク供給管の内部に進入した前記供給側弁体の前記突出部により、前記被供給側弁体が前記被供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク供給路を開放する方向に押圧され、続いて、前記インク供給管の先端が、前記供給側弁体を前記供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク導出孔を開放する方向に押圧することを特徴とするものである。
このインクジェットプリンタにインクカートリッジが装着される際に、インク供給管がインク導出孔に挿通されると、まず、インク供給管内にインクカートリッジ側の供給側弁体の突出部が進入し、この突出部により被供給側弁体が押圧されてインク供給路が開放される。続いて、インク供給管の先端がインクカートリッジ側の供給側弁体を押圧し、インク導出孔を開放する。この構成によれば、インクカートリッジの装着時にのみ、インクカートリッジのインク導出孔、及び、プリンタのインク供給路が開放されるため、インクカートリッジの未装着状態において、インクカートリッジやインク供給管からインクが外部へ流出したり、あるいは、インクカートリッジやインク供給管の内部にエアが混入したりするのを確実に防止できる。また、インク供給管の先端により供給側弁体が開放方向に押圧されることから、この供給側弁体を押圧するための特別の部材が不要であり、構成部品の数を少なくして製造コストを低減することが可能になる。
第14の発明のインクジェットプリンタは、前記第13の発明において、前記被供給側弁体は、前記インク供給管又は前記インク供給路内に収まっており、前記インク供給管から外側へ突出していないことを特徴とするものである。この構成によれば、インクカートリッジが装着されていないときに、誤って被供給側弁体が押圧されてインク供給路が開放されてしまうのを防止できる。
第15の発明のインク供給装置は、インクカートリッジと、このインクカートリッジが着脱自在に装着されるカートリッジ装着部を有し、インクを噴射するインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置であって、前記インクカートリッジは、インク収容室とこのインク収容室内のインクを導出するためのインク導出孔を有するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内において前記インク導出孔の孔軸方向に移動可能に設けられて前記インク導出孔を開閉可能な供給側弁体と、前記インク導出孔を閉止する方向に前記供給側弁体を付勢する供給側付勢部材とを備え、前記カートリッジ装着部は、前記インクカートリッジが装着される際に前記インク導出孔に挿通されるインク供給管と、前記インクジェットヘッドと前記インク供給管とを接続するインク供給路と、前記インク供給管の管軸方向に移動可能に設けられて前記インク供給路を開閉可能な被供給側弁体と、前記インク供給路を閉止する方向に前記被供給側弁体を付勢する被供給側付勢部材とを備え、前記供給側弁体は、前記インクカートリッジが前記カートリッジ装着部に装着される際に前記インク供給管の先端により押圧される被押圧部を含む弁本体部と、この弁本体部から前記孔軸方向外側へ突出する突出部を有し、前記インクカートリッジが前記カートリッジ装着部に装着される際に、前記インク導出孔に前記インク供給管が挿通されるときに、前記供給側弁体の前記突出部が前記インク供給管の内部に進入して、前記被供給側弁体を前記被供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク供給路を開放する方向に押圧し、続いて、前記インク供給管の先端が、前記供給側弁体の前記被押圧部を前記供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク導出孔を開放する方向に押圧することを特徴とするものである。
このインク供給装置において、カートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される際に、インク供給管がインク導出孔に挿通されると、まず、インク供給管内にインクカートリッジ側の供給側弁体の突出部が進入し、この突出部により被供給側弁体が押圧されてインク供給路が開放される。続いて、インク供給管の先端によりインクカートリッジ側の供給側弁体の被押圧部が押圧されて、インク導出孔が開放される。この構成によれば、インクカートリッジの装着時にのみ、インクカートリッジのインク導出孔、及び、カートリッジ装着部のインク供給路がそれぞれ開放されるため、インクカートリッジの未装着状態において、インクカートリッジやインク供給管からインクが外部へ流出したり、あるいは、インクカートリッジやインク供給管の内部にエアが混入したりするのを確実に防止できる。また、インク供給管の先端により供給側弁体が開放方向に押圧されることから、この供給側弁体を押圧するための特別な部材が不要であり、構成部品の数を少なくして製造コストを低減することが可能になる。
第16の発明のインク供給装置は、前記第15の発明において、前記インクカートリッジが前記カートリッジ装着部に装着される前の状態において、前記被供給側付勢部材の前記被供給側弁体を付勢する付勢力は、前記供給側付勢部材の前記供給側弁体を付勢する付勢力よりも小さいことを特徴とするものである。この構成によれば、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際には、まず、供給側弁体の突出部により被供給側弁体が押圧されて、カートリッジ装着部のインク供給路が開放されてから、続いて、インク供給管の先端により供給側弁体が押圧されて、インクカートリッジのインク導出孔が開放される。
本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、カラーインクジェットプリンタのインク供給装置に本発明を適用したものである。
まず、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成について簡単に説明しておく。
図1に示すように、インクジェットプリンタ100は、ガイド6に沿って一方向(紙面に垂直な方向)に直線的に往復移動するキャリッジ1と、このキャリッジ1に搭載されて一体的に往復移動可能で、記録用紙Pに対して4色(シアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、及び、ブラック(K))のインクをそれぞれ吐出する4種類のノズルを備えたインクジェットヘッド2と、このインクジェットヘッド2に対して4色のインクをそれぞれ供給するインク供給装置3と、記録用紙Pをインクジェットヘッド2の移動方向と直交し且つインクジェットヘッド2のインク吐出面2aに平行な方向(図1の左右方向)に搬送する搬送機構4等を備えている。インクジェットヘッド2とインク供給装置3のホルダ11(カートリッジ装着部)は、供給チューブ7を介して接続されている。そして、このインクジェットプリンタ100は、キャリッジ1によりインクジェットヘッド2を図1の紙面垂直方向に往復移動させつつ記録用紙Pに向けてインクを噴射させ、さらに、搬送機構4により記録用紙Pを図1の左右方向に搬送することで、記録用紙Pに所望の画像等を記録するように構成されている。
次に、インク供給装置3について説明する。インク供給装置3は、4色のインクをそれぞれ貯留する4つのインクカートリッジ10と、これら4つのインクカートリッジ10がそれぞれ装着される4つのホルダ11(カートリッジ装着部)を備えている。
まず、インクカートリッジ10について説明する。尚、4つのインクカートリッジ10は同じ構造を有することから、そのうちの1つについて以下説明する。図2に示すように、インクカートリッジ10は、インクを貯留する本体部材21とこの本体部材21の下端部に設けられたキャップ22とを備えたカートリッジ本体20を有する。
本体部材21は、縦長の略直方体形状に形成されたインク収容部23と、このインク収容部23の下端部からさらに下方へ延びる筒状部24とを有し、これらインク収容部23と筒状部24は一体形成されている。そして、インク収容部23の内部にはインクを収容するインク収容室25が形成されている。また、インク収容部23の上壁部には、インク収容室25を大気と連通させる大気連通孔26が形成されている。一方、インク収容部23の下壁部にはインク排出孔27が形成されており、このインク排出孔27を介してインク収容室25と筒状部24内の空間とが連通している。従って、大気連通孔26からインク収容室25内に大気が導入されるとともに、インク排出孔27からインク収容室25内のインクが筒状部24内の空間へ排出されるようになっている。尚、ホルダ11に対するインクカートリッジ10の着脱作業を容易に行えるように、本体部材21(インク収容部23)の上端部にはツマミ28が一体形成されている。
キャップ22(導出孔形成部材)は、筒状部24の内部空間を下方から塞ぐように、筒状部24の下端部に固着されている。また、キャップ22の底部の中央部分には、筒状部24内の空間からインクを導出するインク導出孔29が上下貫通状に形成されている。図5、図6に示すように、このインク導出孔29には、インクカートリッジ10の装着時に、ホルダ11に設けられた後述のインク供給管40が挿通され、筒状部24内からインク供給管40へインクが導出される。尚、インク供給管40の先端部が筒状部24内に進入しやすくなるように、インク導出孔29は、下方ほど孔径が大きくなる末広がりの形状に形成されている。
ところで、図2に示すように、キャップ22の底面には、上方へ突出する環状の弁座30がインク導出孔29を囲うように設けられている。また、筒状部24の内部には、弁体31(供給側弁体)が上下方向(インク導出孔29の孔軸方向)に移動可能に配設されている。図2、図3に示すように、弁体31は、円板状の弁本体部32と、この弁本体部32の中央部下面からその面と直交する方向である下方(インク導出孔29の孔軸方向外側)へ突出する突出部33とを有し、弁本体部32と突出部33は一体形成されている。そして、この弁体31は、弁座30から離間したときにインク導出孔29を開放するとともに、弁座30に密着したときにインク導出孔29を閉止する。
また、弁体31の上側には弾性部材37(供給側付勢部材)が配設されており、この弾性部材37により弁体31は下方(インク導出孔29を閉止する方向)に付勢されている。そのため、インクカートリッジ10の未装着状態においては、弁体31が弾性部材37の付勢力により弁座30に押しつけられており、インク導出孔29は閉止されている。
尚、弁体31(弁本体部32)の、キャップ22に形成された弁座30に対する密着性を高めて、弁体31がインク導出孔29をより確実に閉止できるように、キャップ22は、ゴム材料やエラストマー等の可撓性を有する材料で形成されていることが好ましい。
また、図5、図6に示すように、インクカートリッジ10がホルダ11に装着される際に、ホルダ11側のインク供給管40がインク導出孔29に挿入されたときには、突出部33はインク供給管40の内部に進入する。ここで、図3、図4に示すように、突出方向である下方から見たときの突出部33の形状は十字形状となっている。そして、この突出部33がインク供給管40内に進入したときには、突出部33の外周部の周方向4等分位置に配置された4つの外端部(係合部34)が、インク供給管40の内面に係合する。一方、突出部33の外周部の、周方向に関して4つの係合部34の間にそれぞれ位置する部分は、インク供給管40の内面に係合しない非係合部35となっている。
そして、さらにインクカートリッジ10がホルダ11に装着されていくと、弁本体部32の下面のうちの、突出部33の周囲の部分(被押圧部36)にインク供給管40の先端が当接する。さらに、この被押圧部36はインク供給管40により上方へ押圧されて、インク導出孔29が開放されるようになっている。
次に、ホルダ11について説明する。尚、4つのホルダ11は同じ構造を有することから、そのうちの1つについて以下説明する。図1、図2に示すように、ホルダ11の底部には、上方へ延びるインク供給管40が設けられている。図3に示すように、このインク供給管40には、その先端から管軸方向に延びる2つの切欠部41が形成されている。また、ホルダ11の底部内には、インク供給管40の下端に連なるインク供給路42が形成されており、このホルダ11内のインク供給路42は、供給チューブ7を介してインクジェットヘッド2に接続されている(図1参照)。そして、図5、図6に示すように、インクカートリッジ10の装着時には、このインク供給管40はインク導出孔29に挿通されて、その先端が筒状部24の内部に配設された弁体31の被押圧部36を、上方(インク導出孔29を開放する方向)へ押圧するようになっている。また、インク供給管40の先端部がインク導出孔29から筒状部24内に挿入されると、同時に、インクカートリッジ10側の弁体31に形成された十字形状の突出部33がインク供給管40内に進入する。
図2に示すように、インク供給路42のインク供給管40との連通部43付近には、弁体44(被供給側弁体)が上下方向(インク供給管40の管軸方向)に移動可能に配設されている。弁体44の上面からは、弁棒45がインク供給管40内において上方へ延びている。尚、この弁棒45の先端は、弁体44の位置に関わらず常にインク供給管40内に収容されており、弁体44が上下に移動しても弁棒45がインク供給管40から上方へ突出することはない。また、弁体44の上面にはゴム材料等の可撓性材料からなるOリング46が装着されている。そして、図2に示すように、弁体44がOリング46を介してインク供給路42の内壁部に密着しているときには、連通部43が閉止された状態である。一方、図5、図6に示すように、弁体44がインク供給路42の連通部43付近の内壁部から離間しているときには、連通部43が開放された状態である。
また、弁体44の下側にはバネ47(被供給側付勢部材)が配設されており、このバネ47により弁体44は上方(連通部43を閉止する方向)に付勢されている。そのため、インクカートリッジ10の未装着状態においては、弁体44はバネ47の付勢力により連通部43付近の内壁部に押しつけられており、連通部43が閉止されている。一方、インクカートリッジ10がホルダ11に装着される際には、インク供給管40内に進入するインクカートリッジ10側の弁体31の突出部33により、弁体44はバネ47の付勢力に抗して下方へ押圧されて内壁部から離間し、インク供給路42が開放される。尚、インクカートリッジ10が装着される前の状態における、バネ47が弁体44を上方に付勢する付勢力は、インクカートリッジ10側の弾性部材37が弁体31を下方へ付勢する付勢力よりも小さく設定されている。
次に、以上説明したインク供給装置3の、インクカートリッジ10の装着時における作用について説明する。
図2に示すように、インクカートリッジ10がホルダ11に装着されていない状態では、インクカートリッジ10内において、弁体31が弾性部材37により下方に付勢されて弁座30に押しつけられており、この弁体31によりインク導出孔29が閉止されている。一方、ホルダ11においては、弁体44がバネ47により上方に付勢されて、弁体44の上面に設けられたOリング46がインク供給路42の連通部43付近の内壁部に押しつけられており、連通部43が閉止されている。従って、インクカートリッジ10やインク供給管40からインクが外へ漏れ出したり、あるいは、インクカートリッジ10やインク供給管40内にエアが混入したりするのが防止されている。
次に、インクカートリッジ10を装着するために、インクカートリッジ10をホルダ11へ押し込むと、図5に示すように、インク供給管40がインク導出孔29に挿通され、その先端が筒状部24内に配設された弁体31の弁本体部32の下面(被押圧部36)に当接する。このとき、同時に、弁体31の突出部33がインク供給管40内に進入して、インク供給管40内に収容された弁棒45の先端に当接する。ここで、前述したように、インクカートリッジ10が装着される前の状態における、ホルダ11側のバネ47の弁体44を上方へ付勢する付勢力は、インクカートリッジ10側の弾性部材37の弁体31を下方へ付勢する付勢力よりも小さくなっている。そのため、インクカートリッジ10をホルダ11内へ押し込んでいくと、ホルダ11側の弁体44が突出部33によりバネ47の付勢力に抗して下方へ押圧される。すると、弁体44の上面に装着されたOリング46が、インク供給管40とインク供給路42の連通部43付近の内壁部から離間し、連通部43が開放される。
ここで、図3、図4に示すように、突出部33は、その突出方向から見て十字形状に形成されており、その外周部の周方向4等分位置にそれぞれ4つの係合部34が設けられている。そして、突出部33がインク供給管40の内部に進入したときには、4つの係合部34がインク供給管40の内面に係合し、突出部33のインク供給管40内への進入動作が、4つの係合部34により周方向に均等に案内される。
図6に示すように、さらにインクカートリッジ10を下方へ押し込んでいくと、圧縮されたバネ47の付勢力が強くなってホルダ11側の弁体44がそれ以上下方へ移動しなくなり、逆に、インク供給管40の先端により、インクカートリッジ10側の弁体31の被押圧部36が弾性部材37の付勢力に抗して上方へ押し返される。そして、弁体31がキャップ22に形成された弁座30から離間し、インク導出孔29が開放される。
ここで、図4に示すように、突出部33の外周部の、周方向に関して4つの係合部34の間にそれぞれ位置する4つの非係合部35は、インク供給管40の内面に係合しないことから、これら4つの非係合部35とインク供給管40の内面との間にインクの流路が確保される。従って、インクカートリッジ10の筒状部24内のインクは、インク供給管40の先端部に形成された2つの切欠部41(図3参照)と、非係合部35とインク供給管40の内面との間に形成された流路を介して、ホルダ11内のインク供給路42へ流れる。さらに、このインクは、インク供給路42を介してインクジェットヘッド2へ供給される。
以上説明したインクジェットプリンタ100のインク供給装置3によれば、次のような効果が得られる。
インクカートリッジ10がホルダ11に装着されていない状態では、インクカートリッジ10においては、弁体31によりインク導出孔29が閉止され、ホルダ11においては、弁体44によりインク供給路42の連通部43が閉止されている。そして、インクカートリッジ10の装着時にのみ、インクカートリッジ10のインク導出孔29とホルダ11のインク供給路42がそれぞれ開放されるため、インクカートリッジ10の未装着状態において、インクカートリッジ10やホルダ11のインク供給管40からインクが外部へ流出したり、あるいは、インクカートリッジ10やインク供給管40の内部にエアが混入したりするのを確実に防止できる。また、筒状部24内に進入したインク供給管40の先端により、弁体31の被押圧部36がインク導出孔29を開放する方向に押圧されることから、この弁体31をインク導出孔29の開放方向に押圧するための特別な部材が不要であり、構成部品の数を少なくして製造コストを低減することが可能になる。
ホルダ11のインク供給路42を開閉する弁体44の弁棒45は、インク供給管40の内部に収まっており、インク供給管40から外側へ突出していないため、ホルダ11にインクカートリッジ10が装着されていないときに、弁体44が誤って下方へ押圧されてインク供給路42が開放されてしまうのを防止できる。
突出部33の外周部に、インク供給管40の内面に係合する4つの係合部34が設けられており、突出部33のインク供給管40内への進入動作は、これら4つの係合部34により案内される。そのため、装着時にこじれや曲がりが生じにくくなり、インクカートリッジ10の装着を確実に行うことができる。さらに、これら4つの係合部34は、突出部33の外周部の周方向4等分位置にそれぞれ設けられているため、突出部33のインク供給管40への進入動作が周方向に均等に案内されることから、インクカートリッジ10の装着をさらに確実に行うことができる。
また、突出部33の外周部に、インク供給管40の内面に部分的に係合しない非係合部35も設けられており、弁体31の突出部33がインク供給管40内に進入したときに、インク供給管40の内面と非係合部35との間に、インク導出孔29から導出されたインクの流路が確保される。そのため、インク供給管40の口径をより小さくしても、インク供給管40内にインクを流入させることが可能である。そして、このようにインク供給管40の口径を小さくすることによって、インク供給管40がインクカートリッジ10内に挿入される際の、インク導出孔29との係合面積を小さくことができるため、着脱時の抵抗が小さくなり、インクカートリッジ10の着脱が容易になる。また、インク供給管40の口径が小さくなると、インクカートリッジ10の着脱時におけるインク漏れ量やエアの噛み込み量も少なくなる。さらに、周方向4等分位置に設けられた4つの係合部34の間に4つの非係合部35がそれぞれ配置されているため、インク供給管40と非係合部35との間におけるインクの流れがインク供給管40の管軸に対して対称になり、インク供給管40内においてインクがスムーズに流れる。
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
1]前記実施形態では、筒状部24内のインクをインク供給管の内部に流入させる構成の一例として、インク供給管40の先端部に切欠部41が形成されているが(図3参照)、この切欠部41以外にも様々な構成を採用することができる。
例えば、図7に示すように、インク供給管40Aの先端面が管軸方向に対して90度以外の角度をなす傾斜面となっていてもよい(変更形態1)。あるいは、図8に示すように、インク供給管40Bの先端面から管軸方向へ突出する凸部41Bが形成されていてもよい(変更形態2)。また、特に図示しないが、インク供給管の先端面が全体的に膨らんだ形状(凸状面)、あるいは、凹んだ形状(凹状面)に形成されていてもよい。このような構成でも、インク供給管の先端が弁本体部の水平な下面(被押圧部)に当接したときに、インク供給管と弁本体部との間に隙間が形成されることから、インクカートリッジのインク導出孔から導出されたインクを、インク供給管の内部に流入させることができる。
または、インクカートリッジ側弁体の弁本体部の下面に、突出部よりも突出高さの低い凸部が形成されており、この凸部が被押圧部としてインク供給管により上方へ押圧されるように構成されていてもよい。例えば、図9に示すように、弁本体部32Cの下面に、突出部33Cよりも突出高さの低い2つの直方体状の凸部36Cが、突出部33Cの中心軸に関して点対称な位置にそれぞれ形成されていてもよい(変更形態3)。あるいは、図10に示すように、弁本体部32Dの下面の、突出部33Dの周囲の周方向等分位置に、複数の円柱状の凸部36Dがそれぞれ形成されていてもよい(変更形態4)。これらの構成において、インク供給管が被押圧部である凸部に当接したときには、弁本体部の下面とインク供給管の先端面との間に隙間が形成されることから、インクカートリッジのインク導出孔から導出されたインクを、インク供給管の内部に流入させることができる。尚、被押圧部としての凸部は直方体状や円柱状のものに限られるものではなく、種々の形状のものを採用できる。また、その数も適宜設定できる。但し、弁体に複数の凸部が設けられる場合には、これら複数の凸部は、突出部周囲の周方向等分位置にそれぞれ配置されていることが好ましい。その場合には、インク供給管の先端が周方向に均等配置された複数の凸部に当接して、弁体が安定して押圧されることから、インクカートリッジの装着をより確実に行うことができる。
あるいは、図11に示すように、インク供給管により押圧される弁本体部32Eの下面の被押圧部36Eに、突出部33Eの中心付近から弁本体部32Eの外側面まで延びる溝50が形成されていてもよい(変更形態5)。ここで、溝50の本数は1本であってもよいし、あるいは、複数本であってもよい。この構成では、インク供給管が弁本体部32Eの被押圧部36Eに当接したときに、溝50を介してインク供給管の内部へインクを流入させることができる。
また、インク供給管により押圧される弁本体部の被押圧部の表面が、曲面状に形成されていてもよい。例えば、図12に示すように、弁本体部32Fの被押圧部36Fの表面が凸状面に形成されていてもよいし(変更形態6)、あるいは、図13に示すように、弁本体部32Gの被押圧部36Gの表面が凹状面に形成されていてもよい(変更形態7)。このような構成においても、インク供給管が弁本体部の被押圧部に当接したときに、弁本体部とインク供給管の先端面との間に隙間が形成されることから、インクカートリッジのインク導出孔から導出されたインクを、インク供給管の内部に流入させることができる。
2]突出部としては、インク供給管内に進入したときに、インク供給管の内面に係合するとともに、インク供給管との間に流路が確保されるような形状であれば、前記実施形態の十字形状のもの(図3、図4参照)以外にも種々の形状のものを採用できる。例えば、図14に示すように、突出部33Hの周方向に関して4つの係合部34Hの間に配置された4つの非係合部35Hが、それぞれ、突出部33Hの突出方向から見て丸みを帯びた凹状に形成されていてもよい(変更形態8)。また、係合部、及び、係合部の間に配置された非係合部の数は4つである必要はなく、図15に示すように、突出部33Iに設けられた係合部34I及び非係合部35Iの数がそれぞれ3つであってもよいし(変更形態9)、それ以外の数であってもよい。また、図16に示すように、突出部33Jの凹状の非係合部35Jが、突出部33Jの外周部の周方向一部分からその軸心部をくり抜く形状に形成され、外周部のそれ以外の部分が係合部34Jとなっていてもよい(変更形態10)。
また、図17に示すように、係合部34Kが、突出部33Kの突出方向から見て円弧状に形成されていてもよい(変更形態11)。さらに、図18〜図21に示すように、突出部33L,33M,33N,33Oが、その突出方向から見て、円柱の周方向に関する一部が部分的に削り落とされた形状に形成され、その削り落とされた部分が非係合部35L,35M,35N,35O、残りの部分が係合部34L,34M,34N,34Oとなっていてもよい(変更形態12,13,14,15)。
尚、突出部の進入動作を安定させてインクカートリッジの装着をより確実に行うためには、前記実施形態や、図14、図15、図17、図19、図20、図21に示す変更形態のように、複数の係合部が、突出部の外周部の周方向等分位置にそれぞれ設けられていることが好ましい。あるいは、図16、図18に示す変更形態のように、突出部の外周部の係合部が設けられている領域が、周方向に関して、非係合部が設けられている領域よりも大きくなっていることが好ましい。
3]図22、図23に示すように、弁本体部32Pの下面の、突出部33Pの周囲の位置に、インク供給管40により押圧される被押圧部である凸部36Pが設けられるとともに、突出部33Pに、その先端から内部を貫通して基端部の外側面まで延びる貫通孔60が形成されていてもよい(変更形態16)。この構成によれば、弁本体部32Pの下面とインク供給管40との間に形成された隙間と、突出部33P内に形成された貫通孔60により、インクカートリッジからインク供給管40の内部へ向かうインクの流路が確保される。また、この変更形態16においては、貫通孔60によりインクの流路が確保されており、前述の実施形態及びその変更形態に示されているような種々の非係合部は不要である。そのため、突出部33Pの進入動作をより安定させるために、突出部33Pは、その外周面の全体に亙ってインク供給管40の内面と係合する円柱形状に形成されていることが好ましい。
4]前記実施形態では、ホルダ11のインク供給路42を開閉する弁体44が、インク供給管40内に収容された弁棒45を有し、インクカートリッジ10の弁体31の突出部33により弁棒45が下方へ押圧されたときに、弁体44がインク供給路42を開放するように構成されているが(図2、図5、図6参照)、弁棒45は必ずしも必要ではない。つまり、弁棒45が省略されて、ホルダ側の弁体44が、インクカートリッジ側の弁体31の突出部33により直接押圧されるように構成されていてもよい。この構成においても、ホルダ11側の弁体44はインク供給路42内に収まっていることから、ホルダにインクカートリッジが装着されていない状態で、弁体44が誤って押圧されてインク供給路42が開放されてしまうことはない。
以上の実施形態及びその変更形態においては、インクカートリッジがホルダに対して上下方向に着脱される構成を例に挙げて説明したが、本発明の適用可能な構成はこのようなものに限られない。例えば、ホルダのインク供給管が水平方向に延びており、インクカートリッジがホルダに対して水平方向に着脱される構成に対しても、本発明を適用することは可能である。
本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 インクカートリッジ未装着状態におけるインクカートリッジ及びホルダの断面図である。 インクカートリッジ側の弁体、及び、インク供給管の先端部の斜視図である。 インク供給管内に進入したときの弁体の突出部を示す図である。 装着途中状態におけるインクカートリッジ及びホルダの断面図である。 装着完了状態におけるインクカートリッジ及びホルダの断面図である。 変更形態1のインク供給管先端部の斜視図である。 変更形態2のインク供給管先端部の斜視図である。 変更形態3のインクカートリッジ側弁体の斜視図である。 変更形態4のインクカートリッジ側弁体の斜視図である。 変更形態5のインクカートリッジ側弁体の斜視図である。 変更形態6のインクカートリッジ側弁体にインク供給管が当接した状態を示す図である。 変更形態7のインクカートリッジ側弁体にインク供給管が当接した状態を示す図である。 変更形態8の図4相当図である。 変更形態9の図4相当図である。 変更形態10の図4相当図である。 変更形態11の図4相当図である。 変更形態12の図4相当図である。 変更形態13の図4相当図である。 変更形態14の図4相当図である。 変更形態15の図4相当図である。 変更形態16のインクカートリッジ側弁体の斜視図である。 突出部がインク供給管内に進入した状態における、変更形態16の弁体の断面図である。
符号の説明
2 インクジェットヘッド
3 インク供給装置
10 インクカートリッジ
11 ホルダ
20 カートリッジ本体
22 キャップ
25 インク収容室
29 インク導出孔
31 弁体(供給側弁体)
32,32C〜33G,32P 弁本体部
33,33C〜33E,33H〜33P 突出部
34,34H〜34O 係合部
35,35H〜35J,35L〜35O 非係合部
36C,36D,36P 凸部
36,36E〜36G 被押圧部
37 弾性部材(供給側付勢部材)
40,40A,40B インク供給管
42 インク供給路
44 弁体(被供給側弁体)
47 バネ(被供給側付勢部材)
50 溝
60 貫通孔
100 インクジェットプリンタ

Claims (16)

  1. インク供給管と、インクを噴射するインクジェットヘッドと前記インク供給管とを接続するインク供給路と、前記インク供給管の管軸方向に移動可能に設けられて前記インク供給路を開閉可能な被供給側弁体と、前記インク供給路を閉止する方向に前記被供給側弁体を付勢する被供給側付勢部材とを備えたインクジェットプリンタに、着脱自在に装着されるインクカートリッジであって、
    インク収容室と、このインク収容室内のインクを外部へ導出するための孔であって、前記インクジェットプリンタに装着される際に前記インク供給管が挿通されるインク導出孔を有するカートリッジ本体と、
    前記カートリッジ本体内において前記インク導出孔の孔軸方向に移動可能に設けられて前記インク導出孔を開閉可能な供給側弁体と、
    前記インク導出孔を閉止する方向に前記供給側弁体を付勢する供給側付勢部材とを備え、
    前記供給側弁体は、前記インクジェットプリンタに装着される際に前記インク供給管の先端により押圧される被押圧部を含む弁本体部と、この弁本体部から前記孔軸方向外側へ突出する突出部を有し、
    前記インクジェットプリンタに装着される際に、前記インク導出孔に前記インク供給管が挿通されるときに、前記供給側弁体の前記突出部が前記インク供給管の内部に進入して、前記被供給側弁体を前記被供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク供給路を開放する方向に押圧し、
    続いて、前記供給側弁体の前記被押圧部が、前記インク供給管の先端により、前記供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク導出孔を開放する方向に押圧されることを特徴とするインクカートリッジ。
  2. 前記供給側弁体は、前記突出部が前記インク供給管の内部に進入した状態で、前記被押圧部が前記インク供給管により押圧されたときに、前記インク導出孔から流出するインクを前記インク供給管へ流入させることが可能な形状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。
  3. 前記突出部の外周部には、前記インク供給管の内部に進入したときにその内面に係合する係合部と、前記インク供給管の内面に係合しない非係合部とが設けられていることを特徴とする請求項2に記載のインクカートリッジ。
  4. 前記突出部の外周部の周方向等分位置に複数の前記係合部がそれぞれ配置され、前記非係合部は、周方向に関して前記複数の係合部の間に配置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。
  5. 前記突出部の外周部の前記係合部が設けられている領域は、周方向に関して、前記非係合部が設けられている領域よりも大きい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。
  6. 前記被押圧部は、前記突出部の突出方向と直交する面からなり、この面には前記弁本体部の外側面まで延びる溝が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のインクカートリッジ。
  7. 前記被押圧部は、前記突出部よりも突出高さの低い凸部からなることを特徴とする請求項2に記載のインクカートリッジ。
  8. 複数の前記凸部が、前記突出部周囲の周方向等分位置にそれぞれ配置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。
  9. 前記被押圧部は、その表面が曲面状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のインクカートリッジ。
  10. 前記突出部に、その先端から内部を貫通して基端部の外側面まで延びる貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のインクカートリッジ。
  11. 前記突出部は、前記インク供給管内に進入したときに、その外周部の少なくとも一部において前記インク供給管の内面に係合することを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載のインクカートリッジ。
  12. 前記カートリッジ本体は、前記インク導出孔を形成する導出孔形成部材を有し、この導出孔形成部材が弾性材料からなることを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載のインクカートリッジ。
  13. インク収容室とこのインク収容室内のインクを外部へ導出するためのインク導出孔を有するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内において前記インク導出孔の孔軸方向に移動可能に設けられて前記インク導出孔を開閉可能であり、さらに、前記孔軸方向外側へ突出する突出部を有する供給側弁体と、前記インク導出孔を閉止する方向に前記供給側弁体を付勢する供給側付勢部材とを備えたインクカートリッジが、着脱自在に装着されるインクジェットプリンタであって、
    前記インクカートリッジが装着される際に、前記インク導出孔に挿通されるとともに前記供給側弁体の前記突出部がその内部に進入するインク供給管と、
    インクを噴射するインクジェットヘッドと前記インク供給管とを接続するインク供給路と、
    前記インク供給管の管軸方向に移動可能に設けられて前記インク供給路を開閉可能な被供給側弁体と、
    前記インク供給路を閉止する方向に前記被供給側弁体を付勢する被供給側付勢部材とを備え、
    前記インクカートリッジが装着される際に、前記インク供給管が前記インク導出孔に挿通されるときに、前記インク供給管の内部に進入した前記供給側弁体の前記突出部により、前記被供給側弁体が前記被供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク供給路を開放する方向に押圧され、
    続いて、前記インク供給管の先端が、前記供給側弁体を前記供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク導出孔を開放する方向に押圧することを特徴とするインクジェットプリンタ。
  14. 前記被供給側弁体は、前記インク供給管又は前記インク供給路内に収まっており、前記インク供給管から外側へ突出していないことを特徴とする請求項13に記載のインクジェットプリンタ。
  15. インクカートリッジと、このインクカートリッジが着脱自在に装着されるカートリッジ装着部を有し、インクを噴射するインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置であって、
    前記インクカートリッジは、インク収容室とこのインク収容室内のインクを導出するためのインク導出孔を有するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内において前記インク導出孔の孔軸方向に移動可能に設けられて前記インク導出孔を開閉可能な供給側弁体と、前記インク導出孔を閉止する方向に前記供給側弁体を付勢する供給側付勢部材とを備え、
    前記カートリッジ装着部は、前記インクカートリッジが装着される際に前記インク導出孔に挿通されるインク供給管と、前記インクジェットヘッドと前記インク供給管とを接続するインク供給路と、前記インク供給管の管軸方向に移動可能に設けられて前記インク供給路を開閉可能な被供給側弁体と、前記インク供給路を閉止する方向に前記被供給側弁体を付勢する被供給側付勢部材とを備え、
    前記供給側弁体は、前記インクカートリッジが前記カートリッジ装着部に装着される際に前記インク供給管の先端により押圧される被押圧部を含む弁本体部と、この弁本体部から前記孔軸方向外側へ突出する突出部を有し、
    前記インクカートリッジが前記カートリッジ装着部に装着される際に、前記インク導出孔に前記インク供給管が挿通されるときに、前記供給側弁体の前記突出部が前記インク供給管の内部に進入して、前記被供給側弁体を前記被供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク供給路を開放する方向に押圧し、
    続いて、前記インク供給管の先端が、前記供給側弁体の前記被押圧部を前記供給側付勢部材の付勢力に抗して前記インク導出孔を開放する方向に押圧することを特徴とするインク供給装置。
  16. 前記インクカートリッジが前記カートリッジ装着部に装着される前の状態において、前記被供給側付勢部材の前記被供給側弁体を付勢する付勢力は、前記供給側付勢部材の前記供給側弁体を付勢する付勢力よりも小さいことを特徴とする請求項15に記載のインク供給装置。
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