JP2015150702A - 液体カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】液体が流出可能な状態となる前にカートリッジ内部を確実に大気に連通させることができる液体カートリッジを提供する。【解決手段】インクカートリッジは、第１位置において、開口６１、６４の間に第１封止部８４を位置させ、開口６１、６４より筒壁４６の先端側に第２封止部８５を位置させ、薄膜８７と凸部材８０とを離間させ、第１位置より筒壁４６の基端側の第２位置において、開口６１、６４と開口６７との間に第１封止部８４を位置させ、開口６１、６４より筒壁４６の先端側に第２封止部８５を位置させ、薄膜８７と凸部材８０とを離間させ、第２位置より基端側の第３位置において、開口６１、６４と開口６７との間に第１封止部８４を位置させ、開口６１、６４より筒壁４６の先端側に第２封止部８５を位置させ、凸部材８０に薄膜８７を貫通させる弁体７７を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、内部に貯留された液体を流出させる液体カートリッジに関する。

従来より、インクカートリッジに貯留されたインクを記録ヘッドのノズルから吐出することにより、用紙に画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。また、このようなインクジェット記録装置に装着されるインクカートリッジとして、インク流路及び大気流路の両方を１つの弁機構によって開閉可能なインクカートリッジが特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたインクカートリッジにおいて、筒状部材の貫通孔に挿入されたインク供給管は、インク供給管と筒状部材との間の摩擦力によって筒状部材を移動させ、大気流路を開放させる。また、インク供給管は、封止膜を突き破り、コイルバネの付勢力に抗して弁体を移動させることにより、インク流路を開放させる。

特許第４５０６３０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、インク流路より先に大気流路が開放されるとは限らない。具体的には、インク供給管と筒状部材との間の摩擦力、筒状部材と大径孔を区画する壁面との間の摩擦力、インク供給管が封止膜を突き破るのに必要な力、及びコイルバネの付勢力等の大小関係によっては、大気流路より先にインク流路が開放される可能性がある。

大気流路より先にインク流路が開放された場合において、インクカートリッジの内圧が大気圧より低いと、ノズル内のインクがインクカートリッジに吸い込まれて、ノズル内のインクのメニスカスが破壊される可能性がある。一方、インクカートリッジの内圧が大気圧より高いと、インクカートリッジ内のインクがノズルに過剰に供給されて、やはりノズル内のインクのメニスカスが破壊される可能性がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体が流出可能な状態となる前にカートリッジ内部を確実に大気に連通させることができる液体カートリッジを提供することにある。

(1) 本発明に係る液体カートリッジは、液体が貯留された液体貯留室と、外方に向かう第１向きに延び且つ上記第１向きに直交する断面が環状の側壁面、及び上記側壁面の上記第１向きの上流側の第１端に設けられた基端壁面によって区画されたバルブ室と、上記側壁面に設けられた第１開口を通じて、上記バルブ室を大気に連通させる第１気体流路と、上記側壁面に設けられた第２開口を通じて、上記バルブ室と上記液体貯留室との間で気体を流通させる第２気体流路と、上記第１開口及び上記第２開口より上記第１端側において上記側壁面又は上記基端壁面に設けられた第３開口を通じて、上記バルブ室と上記液体貯留室との間で液体を流通させる液体流路と、上記側壁面の上記第１向きの下流側の開口された第２端に設けられており、上記バルブ室の内外を連通させる第１貫通孔が形成されたシール部材と、上記第１向きと逆向きの第２向きに移動可能に上記バルブ室内に配置されており、上記バルブ室の上記第１端側の空間と上記第２端側の空間とを連通させる第２貫通孔が内部に形成された弁体と、上記弁体の外面に環状に設けられて上記側壁面に密着する第１封止部及び上記第１封止部より上記第２端側に位置する第２封止部と、上記基端壁面及び上記弁体の一方に設けられており、上記第３開口又は上記第２貫通孔の上記基端壁面に対面する側の第４開口を閉塞する閉塞部材と、上記基端壁面及び上記弁体の他方に設けられており、上記閉塞部材を貫通することによって上記閉塞部材を破壊する凸部材とを備える。上記弁体は、第１位置において、上記シール部材の上記第１貫通孔の周縁部に密着し、上記第１開口及び上記第２開口の間に上記第１封止部を位置させ、上記第１開口及び上記第２開口より上記第２端側に上記第２封止部を位置させ、且つ上記閉塞部材と上記凸部材とを離間させ、上記第１位置より上記第１端側の第２位置において、上記第１開口及び上記第２開口と上記第３開口との間に上記第１封止部を位置させ、上記第１開口及び上記第２開口より上記第２端側に上記第２封止部を位置させ、且つ上記閉塞部材と上記凸部材とを離間させ、上記第２位置より上記第１端側の第３位置において、上記シール部材から離間し、上記第１開口及び上記第２開口と上記第３開口との間に上記第１封止部を位置させ、上記第１開口及び上記第２開口より上記第２端側に上記第２封止部を位置させ、且つ上記凸部材で上記閉塞部材を貫通させる。

上記構成において、弁体が第１位置の時に第１開口と第２開口との連通が第１封止部によって遮断され、弁体が第２位置の時に第１開口と第２開口とが連通される。すなわち、弁体が第２位置まで移動されることによって、液体貯留室が大気に連通される。一方、第１貫通孔から第２貫通孔を経由して第３開口に至る液体通路は、弁体が第２位置の時に閉塞部材によって遮断されており、第２位置より第１端側の第３位置まで弁体が移動されることによって初めて、連通される。これにより、液体が流出可能な状態となる前に、液体貯留室を確実に大気に連通させることができる。

(2) 好ましくは、該液体カートリッジは、上記バルブ室内において上記基端壁面と上記弁体との間に配置されており、上記弁体を上記第１向きに付勢する付勢部材を備える。そして、上記弁体は、上記第１向き及び上記第２向きに移動可能に上記バルブ室内に配置されている。

上記構成において、弁体は、例えば、第１貫通孔を通じてバルブ室に進入した液体抽出管によって第２向きに移動される。そして、液体抽出管が抜去されると、弁体は、付勢部材の付勢力によって第１向きに移動され、シール部材に密着する。これにより、液体抽出管が抜去された後で、液体が第１貫通孔を通じて漏れ出すのを抑制することができる。

(3) 一例として、上記閉塞部材は、上記第３開口又は上記第４開口の周縁に貼付された薄膜である。

(4) 他の例として、上記閉塞部材は、上記基端壁面又は上記弁体と一体に形成され、且つ上記第３開口又は上記第４開口の周縁部より薄肉な壁である。

(5) 好ましくは、該液体カートリッジは、上記第１向きに隣接する上記液体貯留室及び上記バルブ室の間に配置された基端壁を備える。上記第３開口は、上記基端壁の上記バルブ室側の上記基端壁面に設けられている。そして、上記液体流路は、上記基端壁を貫通している。

上記構成によれば、液体貯留室とバルブ室とを最短距離で連通させることができる。その結果、シンプル且つコンパクトな液体カートリッジを得ることができる。

(6) 例えば、上記第１開口は、上記第２開口より上記第２端側に位置している。

(7) 好ましくは、上記側壁面及び上記弁体の外面の上記第１向きに直交する断面は、円形状である。そして、上記第１封止部及び上記第２封止部は、上記弁体の外面から径方向外側に突出するフランジ形状である。

上記構成のように、側壁面及び弁体の外面の第１向きに直交する断面形状を円形状とすることにより、周方向における各封止部と側壁面との密着力が平準化される。その結果、各封止部によるシール性が向上する。

本発明によれば、弁体が第２位置の時に第１開口及び第２開口が連通され、弁体が第２位置より第１端側の第３位置の時に閉塞部材が破壊されるので、液体が流出可能な状態となる前に液体貯留室を確実に大気に連通させることができる。

図１は、実施形態に係るカートリッジ装着部１１０を備えたプリンタ１０の内部構造を模式的に示す模式断面図である。 図２は、インクカートリッジ３０の外観構成を示す斜視図であって、（Ａ）はインクカートリッジ３０を右上前方から視た斜視図、（Ｂ）はインクカートリッジ３０を右下後方から視た斜視図である。 図３は、バルブ室４７を開閉するための各構成要素を前方側から視た分解斜視図である。 図４は、バルブ室４７を開閉するための各構成要素を後方側から視た分解斜視図である。 図５は、本実施形態におけるインクカートリッジ３０の水平断面を下方から視たバルブ室４７の拡大断面図であって、（Ａ）は弁体７７の第１位置を、（Ｂ）は弁体７７の第２位置を、（Ｃ）は弁体７７の第３位置を示す。 図６は、変形例１におけるインクカートリッジ３０の水平断面を下方から視たバルブ室４７の拡大断面図であって、（Ａ）は弁体７７の第１位置を、（Ｂ）は弁体７７の第２位置を、（Ｃ）は弁体７７の第３位置を示す。 図７は、変形例２におけるインクカートリッジ３０の水平断面を下方から視たバルブ室４７の拡大断面図であって、（Ａ）は弁体７７の第１位置を、（Ｂ）は弁体７７の第２位置を、（Ｃ）は弁体７７の第３位置を示す。 図８は、変形例３におけるインクカートリッジ３０の水平断面を下方から視たバルブ室４７の拡大断面図であって、（Ａ）は弁体７７の第１位置を、（Ｂ）は弁体７７の第２位置を、（Ｃ）は弁体７７の第３位置を示す。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

［プリンタ１０の概要］
図１に示されるように、プリンタ１０（液体消費装置の一例）は、インクジェット記録方式に基づいて、記録用紙に対してインク滴を選択的に吐出することにより画像を記録するものである。プリンタ１０は、記録ヘッド２１（液体消費部の一例）と、インク供給装置１００と、記録ヘッド２１及びインク供給装置１００を接続するインクチューブ２０とを備えている。インク供給装置１００には、カートリッジ装着部１１０が設けられている。カートリッジ装着部１１０には、インクカートリッジ３０（液体カートリッジの一例）が装着され得る。カートリッジ装着部１１０には、その一面に開口１１２が設けられている。インクカートリッジ３０は、開口１１２を通じてカートリッジ装着部１１０に挿入向き５６（第１向きの一例）に挿入され、或いはカートリッジ装着部１１０から脱抜向き５５（第２向きの一例）に抜き出される。

インクカートリッジ３０には、プリンタ１０で使用可能なインク（液体の一例）が貯留されている。カートリッジ装着部１１０へのインクカートリッジ３０の装着が完了した状態において、インクカートリッジ３０と記録ヘッド２１とは、インクチューブ２０で接続されている。記録ヘッド２１にはサブタンク２８が設けられている。サブタンク２８は、インクチューブ２０を通じて供給されるインクを一時的に貯留する。記録ヘッド２１は、インクジェット記録方式によって、サブタンク２８から供給されたインクをノズル２９から選択的に吐出する。具体的には、記録ヘッド２１に設けられたヘッド制御基板２１Ａから各ノズル２９に対応して設けられたピエゾ素子２９Ａに選択的に駆動電圧が印加される。これにより、ノズル２９から選択的にインクが吐出される。

プリンタ１０は、さらに、以下のような用紙搬送機構を備えている。すなわち、給紙トレイ１５から給紙ローラ２３によって搬送路２４へ給送された記録用紙は、搬送ローラ対２５によってプラテン２６上へ搬送される。記録ヘッド２１は、プラテン２６上を通過する記録用紙に対してインクを選択的に吐出する。これにより、記録用紙に画像が記録される。プラテン２６を通過した記録用紙は、排出ローラ対２７によって、搬送路２４の最下流側に設けられた排紙トレイ１６に排出される。

［インク供給装置１００］
インク供給装置１００は、図１に示されるように、プリンタ１０に設けられている。インク供給装置１００は、プリンタ１０が備える記録ヘッド２１にインクを供給するものである。インク供給装置１００は、インクカートリッジ３０を装着可能なカートリッジ装着部１１０を備えている。カートリッジ装着部１１０は、ケース１０１と、インクニードル１０２（液体抽出管の一例）とを備えている。なお、図１においては、カートリッジ装着部１１０へのインクカートリッジ３０の装着が完了した状態が示されている。カートリッジ装着部１１０には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのインクカートリッジ３０が収容可能である。

［インクニードル１０２］
ケース１０１には、開口１１２が形成されている。また、ケース１０１は、開口１１２とは反対側に位置する奥面を備えている。インクニードル１０２は、図１に示されるように、ケース１０１の奥面から脱抜向き５５に突出している。インクニードル１０２は、ケース１０１の奥面において、インクカートリッジ３０の筒壁４６に対面し得る位置に配置されている。インクニードル１０２は、内部に液体流路が形成された管状の樹脂針であって、その突出端側に開口が設けられており、基端側にインクチューブ２０が接続されている。インクニードル１０２は、筒壁４６の内部に進入する。これにより、インク室３６（液体貯留室の一例）内のインクは、筒壁４６の内部に形成されたバルブ室４７を通じてインクニードル１０２に接続されたインクチューブ２０に流出される。なお、本明細書におけるニードル（針）とは、必ずしも先端の尖ったものを指す訳ではなく、細長い管状のもの一般を含む。

［インクカートリッジ３０］
インクカートリッジ３０は、図２に示されるように、内部にインク室３６が形成されたフレーム３１と、内部にバルブ室４７（図５参照）が形成された円筒形状の筒壁４６とを有する。このインクカートリッジ３０は、インク室３６に貯留されたインクをバルブ室４７を通じて外部に供給する。インクカートリッジ３０は、図２に示された起立状態、つまり、同図の下側の面を底面とし、同図の上側の面を上面として、カートリッジ装着部１１０に対して挿入及び取出方向５０に沿って挿抜される。本実施形態では、挿入及び取出方向５０は水平方向である。また、起立状態におけるインクカートリッジ３０の幅方向５１及び奥行き方向５３もそれぞれ水平方向である。また、起立状態におけるインクカートリッジ３０の高さ方向５２は重力方向（鉛直方向）である。脱抜向き５５及び挿入向き５６は、各々が挿入及び取出方向５０に沿う向きであり、且つ互いに反対の向きである。また、挿入及び取出方向５０は、奥行き方向５３に一致する。

［フレーム３１］
フレーム３１は、外形が概ね直方体であり、幅方向（左右方向）５１に細く、高さ方向（上下方向）５２及び奥行き方向（前後方向）５３の寸法が幅方向５１の寸法よりも大きい扁平形状である。フレーム３１は、奥行き方向５３から平面視したときに少なくとも部分的に重なり合う前壁４０及び後壁４１と、高さ方向５２から平面視したときに少なくとも部分的に重なり合う上壁３９及び下壁４２と、幅方向５１の一方側（図２の例では、前壁４０側からフレーム３１を平面視したときに左側）に配置された左壁３８とで構成されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着されるときに前方側となるのが前壁４０であり、後方側となるのが後壁４１である。フレーム３１は、例えば、樹脂材料によって形成されている。

上壁３９は、左壁３８、前壁４０、及び後壁４１の上端同士を接続する。下壁４２は、左壁３８、前壁４０、及び後壁４１の下端同士を接続する。左壁３８は、上壁３９、前壁４０、後壁４１、及び下壁４２の左端同士を接続する。一方、フレーム３１の幅方向５１の他方側（図３の例では、前壁４０側からフレーム３１を平面視したときに右側）は、開放されている。開放されたフレーム３１の面は、フィルム４３によって封止される。フィルム４３の外形は、幅方向５１から平面視した場合のフレーム３１の外形と概ね一致する。フィルム４３は、フレーム３１の幅方向５１の他方側（右側）に配置されて、幅方向５１におけるインク室３６の右壁３７を構成する。フィルム４３は、上壁３９、前壁４０、後壁４１、及び下壁４２の右端面に熱溶着される。これにより、左壁３８、上壁３９、前壁４０、後壁４１、下壁４２、及びフィルム４３で区画されたインク室３６にインクが貯留可能となる。

［バルブ室４７］
バルブ室４７は、図５に示されるように、基端壁４５の前面と、円筒形状の筒壁４６の内面とによって区画された空間である。バルブ室４７は、図１及び図２に示されるように、高さ方向５２におけるインクカートリッジ３０の下部で、且つ奥行き方向５３におけるインクカートリッジ３０の前部に設けられている。基端壁４５及び筒壁４６は、例えば、樹脂材料によって形成されている。バルブ室４７には、第１気体流路６０、第２気体流路６３、及び第１液体流路６６が接続されている。また、筒壁４６の内部には、図５に示されるように、第２液体流路６９が形成されている。また、筒壁４６の先端には、シール部材７０と、キャップ７２とが取り付けられている。さらに、筒壁４６の内部には、弁体７７と、封止部材８２と、コイルバネ８６（付勢部材の一例）と、薄膜８７（閉塞部材の一例）とが収容されている。

基端壁４５は、図２に示されるように、奥行き方向５３において隣接するインク室３６及びバルブ室４７の間に配置されている。筒壁４６は、基端壁４５の前面から前方に延びている。換言すると、筒壁４６は、基端壁４５の前面からインクカートリッジ３０の外方に向かって挿入向き５６に延びている。筒壁４６は、その前部が前壁４０から外方に突出し、後部が前壁４０より後方側に位置する。筒壁４６の基端（挿入向き５６の上流側の端部であって、第１端の一例）が基端壁４５に接続され、先端（挿入向き５６の下流側の端部であって、第２端の一例）が開口されている。筒壁４６の内面は、挿入向き５６に直交する断面において連続して延びている、すなわち環状である。なお、環状とは、円形状に限定されず、楕円形状や矩形状等であってもよい。筒壁４６の内面は、環状の側壁面の一例である。また、基端壁４５の前面は、基端壁面の一例である。したがって、第１端の一例としての筒壁４６の基端は、筒壁４６の内面の挿入向き５６の上流側の端部を指す。また、第２端の一例としての筒壁４６の先端は、筒壁４６の内面の挿入向き５６の下流側の端部を指す。

第１気体流路６０は、バルブ室４７とインクカートリッジ３０の外部との間で気体を流通させる流路である。すなわち、第１気体流路６０は、バルブ室４７を大気に連通させる。第１気体流路６０は、前壁４０の右端面を高さ方向５２に延びる溝６０Ａと、溝６０Ａの上端から上壁３９の右端面を奥行き方向５３に延びる溝６０Ｂとで構成される。また、第１気体流路６０は、筒壁４６の内面（すなわち、側壁面）に設けられた開口６１（第１開口の一例、図５参照）を通じて、溝６０Ａの下端がバルブ室４７に連通されている。さらに、第１気体流路６０は、上壁３９の右端面に設けられた開口６２を通じて、溝６０Ｂの後端がインクカートリッジ３０の外部に連通されている。

第２気体流路６３は、バルブ室４７とインク室３６との間で気体を流通させる流路である。第２気体流路６３は、前壁４０の右端面を高さ方向５２に延びる溝である。また、第２気体流路６３は、筒壁４６の内面に設けられた開口６４（第２開口の一例、図５参照）を通じて、その下端がバルブ室４７に連通されている。さらに、第２気体流路６３は、前壁４０の後面（インク室３６側の面）に設けられた開口６５を通じて、その上端がインク室３６に連通されている。開口６４は、図５に示されるように、開口６１より筒壁４６の基端側に位置している。また、開口６５は、未使用状態のインクカートリッジ３０のインク室３６に貯留されたインクの液面より上方に位置している。

第１気体流路６０及び第２気体流路６３は、図２に示されるように、インクカートリッジ３０の右壁３７を構成するフィルム４３によって液密的に封止される。また、開口６２は、半透膜４４によって封止されている。すなわち、フィルム４３は、開口６２に対応する位置において切欠かれている。半透膜４４は、インクの通過を遮断し且つ気体の通過を許容する微小な孔を有する多孔質膜であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などのフッ素樹脂からなる。

第１液体流路６６は、図５に示されるように、バルブ室４７とインク室３６との間でインクを流通させる流路である。本実施形態における第１液体流路６６は、基端壁４５を厚み方向（すなわち、奥行き方向５３或いは挿入及び取出方向５０）に貫通する貫通孔である。そして、第１液体流路６６は、基端壁４５の前面（バルブ室４７側の面）に設けられた開口６７（第３開口の一例）を通じて、バルブ室４７に連通されている。すなわち、開口６７は、開口６１、６４より筒壁４６の基端側に位置している。また、第１液体流路６６は、基端壁４５の後面（インク室３６側の面）に設けられた開口６８を通じて、インク室３６に連通されている。

シール部材７０は、図３及び図４に示されるように、外径寸法が筒壁４６の外径寸法と概ね一致する円板形状である。シール部材７０は、図５に示されるように、筒壁４６の先端に液密的に密着される。また、シール部材７０には、中央部を厚み方向（すなわち、奥行き方向５３或いは挿入及び取出方向５０）に貫通する貫通孔７１（第１貫通孔の一例）が形成されている。この貫通孔７１は、バルブ室４７の内外を連通させる。なお、貫通孔７１の直径は、インクニードル１０２の外径寸法より僅かに小さい。シール部材７０は、例えば、ゴム等の弾性材料によって形成されている。

キャップ７２は、図３及び図４に示されるように、円板形状の蓋部７３と、蓋部７３の厚み方向（すなわち、奥行き方向５３或いは挿入及び取出方向５０）の一方側の壁面から突出する円筒形状の円筒部７４と、円筒部７４の突出端から蓋部７３と反対向きに突出する係合部７５とで構成される。また、蓋部７３には、中央部を厚み方向に貫通する貫通孔７６が形成されている。貫通孔７６の直径は、貫通孔７１より大きい。円筒部７４は、貫通孔７６を囲む位置に設けられている。キャップ７２は、例えば、樹脂材料によって形成されている。

蓋部７３は、筒壁４６と反対側からシール部材７０に当接する。すなわち、シール部材７０は、奥行き方向５３において筒壁４６の先端と蓋部７３とに挟まれている。円筒部７４は、図５に示されるように、シール部材７０の外周面及び筒壁４６の外面の一部を覆う。係合部７５は、前壁４０に設けられた被係合部４０Ａ（図２参照）に係合される。キャップ７２は、シール部材７０を筒壁４６の先端に保持する。

弁体７７は、図３及び図４に示されるように、円板形状の弁７８と、円筒形状の保持部７９と、弁７８から筒壁４６の基端側に突出する凸部材８０とで構成されている。弁体７７は、図５に示されるように、弁７８を筒壁４６の先端側に向け、保持部７９を筒壁４６の基端側に向けた状態で、奥行き方向５３に移動可能にバルブ室４７内に配置されている。弁体７７は、封止部材８２より剛性の高い材料（例えば、樹脂材料）によって形成されている。

弁７８は、図３及び図４に示されるように、シール部材７０の貫通孔７１の周縁部に密着し得る前面７８Ａと、前面７８Ａと反対側の後面７８Ｂとを有する。また、後面７８Ｂには、保持部７９及び凸部材８０が突設されている。弁７８の外径寸法は、貫通孔７１の直径より大きく且つ筒壁４６の内径寸法より小さい。保持部７９は、凸部材８０を囲む位置において、弁７８の後面７８Ｂから筒壁４６の基端側に延びている。保持部７９の外径寸法は、筒壁４６の内径寸法より小さい。

凸部材８０は、基端壁４５の前面に設けられた開口６７に対面する位置において、弁７８の後面７８Ｂから筒壁４６の基端側に延びている。凸部材８０は、保持部７９の内部空間から筒壁４６の基端側に突き出している。また、凸部材８０の先端は、尖っている。さらに、弁体７７には、貫通孔８１（第２貫通孔の一例）が形成されている。貫通孔８１は、保持部７９の内部空間と、弁７８の後面７８Ｂにおいて径方向に延びる溝とによって構成される。

封止部材８２は、保持部７９の外周面に外嵌される円筒形状の円筒部８３と、円筒部８３の外面から径方向外側に突出するフランジ形状の第１封止部８４及び第２封止部８５とで構成される。封止部材８２は、例えば、ゴム等の弾性材料によって形成されている。第１封止部８４及び第２封止部８５は、奥行き方向５３に離間して設けられている。具体的には、第１封止部８４は、第２封止部８５より筒壁４６の基端側に配置されている。換言すれば、第２封止部８５は、第１封止部８４より筒壁４６の先端側に配置されている。封止部材８２は、弁体７７と共にバルブ室４７内を奥行き方向５３に移動する。第１封止部８４及び第２封止部８５は、弁体７７が移動することによって、筒壁４６の内面に対して摺動する。

第１封止部８４及び第２封止部８５は、図５に示されるように、筒壁４６の内面に気密的に密着する。封止部材８２がバルブ室４７に挿入されていない状態において、第１封止部８４及び第２封止部８５の外径寸法は、筒壁４６の内径寸法より大きい。すなわち、筒壁４６の内面に密着した第１封止部８４及び第２封止部８５は、外径寸法を減じる向きに弾性変形する。すなわち、バルブ室４７の基端側の空間と、バルブ室４７の先端側の空間とは、弁体７７の外側において遮断されている。一方、バルブ室４７の基端側の空間と、バルブ室４７の先端側の空間とは、弁体７７の内部に形成された貫通孔８１によって連通され得る。開口６７から貫通孔８１を経由して貫通孔７１に至る流路は、バルブ室４７内においてインクを流通させる第２液体流路６９を構成する。

コイルバネ８６は、基端壁４５と弁体７７との間に配置される。具体的には、コイルバネ８６は、一端が基端壁４５の前面に当接され、他端が弁体７７（より具体的には、保持部７９）の基端壁４５に対面する面に当接されている。このコイルバネ８６は、弁体７７を筒壁４６の先端側へ向けて付勢する。但し、コイルバネ８６に代えて、板バネ等の他の付勢部材を用いてもよい。薄膜８７は、基端壁４５の前面に設けられた開口６７の周縁に貼付されることによって、開口６７を閉塞する。薄膜８７は、インクの流通を遮断することができ且つ凸部材８０により破壊することできれば、どのようなものでもよい。また、薄膜８７を基端壁４５に貼付する方法は特に限定されないが、例えば、薄膜８７と基端部壁４５との間に接着剤を塗布してもよいし、薄膜８７を基端壁４５に対して熱溶着してもよい。

次に、図５を参照して、インクカートリッジ３０をカートリッジ装着部１１０に装着する過程における弁体７７の動きを説明する。まず、図５（Ａ）は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される前のバルブ室４７内の状態を示す。カートリッジ装着部１１０に装着される前のインクカートリッジ３０において、弁体７７は、コイルバネ８６の付勢力によって第１位置に位置している。図５（Ａ）に示される弁体７７の位置は、第１位置の一例である。

図５（Ａ）に示される状態において、弁７８の前面７８Ａは、シール部材７０の貫通孔７１の周縁部に液密的に密着する。これにより、貫通孔７１が閉塞される。また、凸部材８０の先端は、薄膜８７から離間している。これにより、開口６７が薄膜８７によって閉塞される。すなわち、図５（Ａ）の矢印で示される第１液体流路６６と第２液体流路６９との間の連通は、開口６７の位置において遮断されている。また、第２液体流路６９は、貫通孔７１の位置においてバルブ室４７の外部に対して閉塞されている。

また、第１封止部８４は、開口６１、６４の間に位置している。具体的には、第１封止部８４は、開口６１より筒壁４６の基端側で且つ開口６４より筒壁４６の先端側において、筒壁４６の内面に気密的に密着している。これにより、第１気体流路６０と第２気体流路６３との間の連通が遮断される。なお、第１気体流路６０と第２気体流路６３との間の連通が遮断されていれば、第１封止部８４が開口６１、６４の一部に重なっていてもよい。また、第２封止部８５は、開口６１より筒壁４６の先端側において筒壁４６の内面に気密的に密着している。これにより、第１気体流路６０と貫通孔７１との間の連通が遮断される。なお、第１気体流路６０と貫通孔７１との間の連通が遮断されていれば、第２封止部８５が開口６１の一部に重なっていてもよい。

次に、図５（Ｂ）は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される途中の（インクニードル１０２がバルブ室４７内に途中まで挿入された）バルブ室４７内の状態を示す。カートリッジ装着部１１０に装着される途中のインクカートリッジ３０において、弁体７７は、貫通孔７６、７１を通じてバルブ室４７に進入したインクニードル１０２に押圧されることによって、コイルバネ８６の付勢力に抗して第１位置より筒壁４６の基端側の第２位置に位置している。図５（Ｂ）に示される弁体７７の位置は、第２位置の一例である。

図５（Ｂ）に示される状態において、弁７８の前面７８Ａは、シール部材７０から離間している。また、インクニードル１０２が貫通孔７１に圧入されている。すなわち、インクニードル１０２は、貫通孔７１を画定するシール部材７０の周壁面に接触して、当該周壁面を径方向に弾性変形させると共に、その先端がバルブ室４７内に位置している。第２液体流路６９は、インクニードル１０２の内部の液体流路に連通されている。また、凸部材８０の先端は、薄膜８７から離間している。すなわち、第１液体流路６６と第２液体流路６９との間の連通は、開口６７の位置において遮断されている。

また、第１封止部８４は、開口６４、６７の間に位置する。具体的には、第１封止部８４は、開口６４より筒壁４６の基端側で且つ開口６７より筒壁４６の先端側において、筒壁４６の内面に気密的に密着している。これにより、第１気体流路６０と第２気体流路６３とが連通され、第２気体流路６３と第１液体流路６６との間の連通が遮断される。これにより、第１気体流路６０、バルブ室４７、及び第２気体流路６３を通じてインク室３６が大気に連通される。また、第２封止部８５は、開口６１より筒壁４６の先端側において筒壁４６の内面に気密的に密着している。これにより、第１気体流路６０及び第２気体流路６３と貫通孔７１との間の連通が遮断される。

次に、図５（Ｃ）は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着完了された（インクカートリッジ３０からインクが流出可能な状態）のバルブ室４７内の状態を示す。カートリッジ装着部１１０に装着完了されたインクカートリッジ３０において、弁体７７は、バルブ室４７にさらに進入したインクニードル１０２に押圧されることによって、コイルバネ８６の付勢力に抗して、第２位置より筒壁４６の基端側の第３位置に位置している。図５（Ｃ）に示される弁体７７の位置は、第３位置の一例である。

図５（Ｃ）に示される状態において、弁７８の前面７８Ａは、シール部材７０から離間している。また、インクニードル１０２が貫通孔７１に圧入されており、第２液体流路６９は、インクニードル１０２の内部の液体流路に連通されている。さらに、凸部材８０は、薄膜８７を貫通している。すなわち、薄膜８７が凸部材８０により破壊されて開口６７が開放されることによって、第１液体流路６６と第２液体流路６９とが連通される。これにより、第１液体流路６６、第２液体流路６９、及びインクニードル１０２を通じて、インク室３６内のインクがインクカートリッジ３０の外部に流出可能となる。

また、第１封止部８４は、開口６４、６７の間に位置する。具体的には、第１封止部８４は、開口６４より筒壁４６の基端側で且つ開口６７より筒壁４６の先端側において、筒壁４６の内面に気密的に密着している。これにより、第１気体流路６０と第２気体流路６３とが連通され、第２気体流路６３と第１液体流路６６との間の連通が遮断される。これにより、第１気体流路６０、バルブ室４７、及び第２気体流路６３を通じてインク室３６が大気に連通される。また、第２封止部８５は、開口６１より筒壁４６の先端側において筒壁４６の内面に気密的に密着している。これにより、第１気体流路６０及び第２気体流路６３と貫通孔７１との間の連通が遮断される。

［本実施形態の作用効果］
上記の実施形態によれば、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される過程において、第１位置の弁体７７が第２位置、第３位置の順に移動される。そして、弁体７７が第１位置の時に、第１気体流路６０と第２気体流路６３との間の連通が遮断され、弁体７７が第２位置及び第３位置の時に、第１気体流路６０と第２気体流路６３とが連通される。一方、弁体７７が第１位置及び第２位置の時に、第１液体流路６６、第２液体流路６９、及びインクニードル１０２の内部空間の間の連通が遮断され、弁体７７が第３位置の時に、第１液体流路６６、第２液体流路６９、及びインクニードル１０２の内部空間が連通される。

その結果、インク室３６は、第２位置まで弁体７７が移動された時点において、大気に連通される。一方、インク室３６内のインクは、第２位置より筒壁４６の基端側の第３位置まで弁体７７が移動された時点において、インクカートリッジ３０の外部へ流出可能となる。すなわち、上記の実施形態によれば、インクが流出可能な状態となる前にインク室３６を確実に大気に連通させることができる。

また、上記の実施形態において、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０から引き抜かれると、弁体７７は、コイルバネ８６の付勢力によって、図５（Ｃ）に示される第３位置から図５（Ａ）に示される第１位置に移動する。その結果、弁７８の前面７８Ａによって貫通孔７１が閉塞され、第１封止部８４によって第１気体流路６０及び第２気体流路６３の間の連通が遮断される。これにより、インクニードル１０２がバルブ室４７から抜去された後で、インク室３６内のインクが漏れ出すのを抑制することができる。

但し、凸部材８０が離間した薄膜８７は、突き破られたままとなる。すなわち、弁体７７が第３位置から第１位置に移動された後、第１液体流路６６を通じてバルブ室４７に進入したインクが第２気体流路６３に流入する可能性がある。そして、弁体７７が再び第１位置から第３位置に移動されると、第２気体流路６３内のインクが第１気体流路６０に流入する可能性がある。しかしながら、開口６２を半透膜４４で閉塞したことにより、当該インクがインクカートリッジ３０の外部に漏洩するのを抑制することができる。

また、薄膜８７が凸部材８０に突き破られた後にインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０から取り外され、再びカートリッジ装着部１１０に装着される過程においては、第１液体流路６６及び第２液体流路６９を介してインク室３６からインクが流出可能な状態となった後に、第１気体流路６０及び第２気体流路６３を介してインク室３６が大気に連通することとなる。すなわち、インクカートリッジ３０が初めてカートリッジ装着部１１０に装着されるときのみ、インク室３６からインクが流出可能な状態となる前にインク室３６が大気に連通される。一方、同じインクカートリッジ３０が再度カートリッジ装着部１１０に装着されるときには、インク室３６からインクが流出可能な状態となった後にインク室３６が大気に連通される。

しかしながら、同じインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に何度も装着される機会は少なく、また、インク室３６内の圧力とインクカートリッジ３０外部の気圧とに大きな差が生じる状況の多くは、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に初めて装着されるときに生じ得ると考えられる。そこで、上記の実施形態では、インクカートリッジ３０が初めてカートリッジ装着部１１０に装着されるときのみ、インク室３６からインクが流出可能な状態となる前にインク室３６が大気に連通される構成が採用されている。

なお、半透膜４４の取り付け位置は開口６２に限定されず、第１気体流路６０の経路上の任意の位置であってもよい。また、開口６１から半透膜４４に至る第１気体流路６０の任意の位置にラビリンス構造を設けることにより、インクが半透膜４４に付着することによって気体の流通が阻害されるのを抑制することができる。

また、上記の実施形態において、筒壁４６の内面、円筒部８３の外面、第１封止部８４及び第２封止部８５の外面の奥行き方向５３に直交する断面は、円形状となっている。これにより、周方向における第１封止部８４及び第２封止部８５と筒壁４６の内面との密着力が平準化される。その結果、第１封止部８４及び第２封止部８５のシール性が向上する。但し、当該断面は円形状に限定されず、楕円形状や矩形状等であってもよい。同様に、筒壁４６の外面及びその他の構成要素の断面形状も円形状に限定されない。

また、上記の実施形態における第１液体流路６６は、基端壁４５に設けられている。これにより、インク室３６とバルブ室４７とが最短距離で連通される。その結果、シンプル且つコンパクトなインクカートリッジ３０を得ることができる。但し、第１液体流路６６の位置は、上記の位置に限定されない。例えば、開口６７は、後述する変形例１、３のように、開口６１、６４より筒壁４６の基端側において、筒壁４６の内面に設けられていてもよい。すなわち、開口６７は、開口６１、６４より筒壁４６の基端側において、基端壁４５の前面又は筒壁４６の内面に設けられていればよい。

また、上記の実施形態において、剛性の高い保持部７９に封止部材８２が外嵌されることにより、第１封止部８４及び第２封止部８５を筒壁４６の内面に確実に密着させることができる。すなわち、第１封止部８４及び第２封止部８５のシール性が向上する。なお、第１封止部８４及び第２封止部８５は、例えば、保持部７９に設けられた円周溝に嵌まり込むＯリング等であってもよい。

また、上記の実施形態における開口６１、６４は、筒壁４６の周方向の同一の位置で且つ奥行き方向５３に離間して設けられている。しかしながら、開口６１、６４の位置関係はこれに限定されない。例えば、開口６１、６４は、奥行き方向５３の同一の位置で且つ筒壁４６の周方向に離間した位置に設けられていてもよい。また、奥行き方向５３及び筒壁４６の周方向に離間した位置に設けられてもよい。なお、この場合の第１封止部８４は、弁体７７が第１位置に位置する時に開口６１、６４の間を遮断できれば（すなわち、円筒部８３の外周面を一周する環状であれば）、どのような形状であってもよい。

例えば、第１封止部８４は、奥行き方向５３に交差（上記の実施形態では、直交）する平面に沿って円筒部８３の外周面を一周していてもよい。すなわち、当該平面上における円筒部８３の接線は、奥行き方向５３と交差する。また、第１封止部８４は、単一の平面に沿って設けられている必要は必ずしもなく、途中で蛇行或いは屈曲していてもよい。この場合において、第１封止部８４の一部が奥行き方向５３に沿って延びていてもよい。第２封止部８５についても同様である。

さらに、バルブ室４７の位置は上記の実施形態の例に限定されない。例えば、前壁４０の前面から筒壁４６を突出させてもよい。この場合の基端壁４５は前壁４０が兼ねることになる。または、前壁４０を厚み方向に貫通する貫通孔の内部をバルブ室４７としてもよい。この場合、当該貫通孔を画定する前壁４０の内面が側壁面となり、筒壁４６は省略される。

［変形例１］
図６を参照して、変形例１に係るバルブ室４７内の構成を説明する。なお、上記の実施形態と共通する構成要素には同一の参照番号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明するものとする。変形例１は、凸部材８０及び薄膜８７の配置が上記の実施形態と相違する。すなわち、本発明では、基端壁４５及び弁体７７の一方に薄膜８７が設けられており、基端壁４５及び弁体７７の他方に凸部材８０が設けられていればよい。

変形例１に係る凸部材８０は、基端壁４５の前面に突設されている。すなわち、変形例１に係る凸部材８０は、基端壁４５の前面から筒壁４６の先端側に向かって延びている。一方、変形例１に係る薄膜８７は、弁体７７の基端壁４５に対面する側の面に貼付されている。すなわち、変形例１に係る薄膜８７は、弁体７７に設けられた貫通孔８１の基端壁４５に対面する側の開口（第４開口の一例）を閉塞している。また、変形例１に係る第１液体流路６６は、開口６１、６４より筒壁４６の基端側において筒壁４６を貫通している。すなわち、変形例１に係る開口６７は、筒壁４６の内面に設けられている。なお、図示はしていないが、第１液体流路６６はインク室３６と接続されている。

変形例１に係るインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される過程における弁体７７の動きは、以下の通りである。まず、変形例１に係る弁体７７は、第１位置において、第１気体流路６０と第２気体流路６３との間の連通を遮断すると共に、第２液体流路６９を薄膜８７の位置において閉塞する。また、変形例１に係る弁体７７は、第２位置において、第１気体流路６０と第２気体流路６３とを連通させ、第２液体流路６９を薄膜８７の位置において閉塞する。さらに、変形例１に係る弁体７７は、第３位置において、第１気体流路６０と第２気体流路６３とを連通させ、凸部８０によって破壊された薄膜８７の位置において第２液体流路６９を開放する。一方、変形例１に係る第１液体流路６６と第２液体流路６９とは、開口６７の位置において常に連通されている。

［変形例２］
図７を参照して、変形例２に係るバルブ室４７内の構成を説明する。なお、上記の実施形態と共通する構成要素には同一の参照番号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明するものとする。変形例２は、薄膜８７に代えて、薄壁８８（閉塞部材の他の例）によって開口６７が閉塞されている点において、上記の実施形態と相違する。

薄壁８８は、基端壁４５と一体に形成され、且つ開口６７の周縁部より肉厚（すなわち、奥行き方向５３の厚み）が薄い壁である。薄壁８８の肉厚は、薄壁８８を形成する材料、及びインクカートリッジ３０をカートリッジ装着部１１０に装着するのに必要な力の大きさ等を考慮して決定すればよい。変形例２に係るインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される過程における弁体７７の動きは、上記の実施形態と共通するので、再度の説明は省略する。

［変形例３］
図８を参照して、変形例３に係るバルブ室４７内の構成を説明する。なお、上記の実施形態及び変形例２、３と共通する構成要素には同一の参照番号を付して詳しい説明を省略し、相違点を中心に説明するものとする。変形例３は、凸部材８０、薄壁８８、第１液体流路６６の配置が変形例２と相違する。

すなわち、変形例３に係る凸部材８０は、変形例１と同様に、基端壁４５の前面に突設されている。また、変形例３に係る薄壁８８は、弁体７７に設けられた貫通孔８１の基端壁４５に対面する側の開口を閉塞している。さらに、変形例３に係る第１液体流路６６は、変形例１と同様に、開口６１、６４より筒壁４６の基端側において筒壁４６を貫通している。

なお、上記の実施形態及び変形例１〜３では、インクを液体の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、インクに代えて、印刷時にインクに先立って記録用紙に吐出される前処理液、或いは記録ヘッド２１のノズル２９の乾燥を防止するために記録ヘッド２１のノズル２９近傍に噴霧される水等を液体としてもよい。

また、上記の実施形態及び変形例１〜３では、カートリッジ装着部１１０に対するインクカートリッジ３０の挿入及び取出方向５０は水平方向であったが、本発明はこれに限定されない。すなわち、挿入及び取出方向５０は水平方向と交わる方向であってもよい。

また、上記の実施形態及び変形例１〜３では、シール部材７０の貫通孔７１の直径は、インクニードル１０２の外径寸法より僅かに小さいが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シール部材７０に貫通孔７１が形成されているものの、貫通孔７１にインクニードル１０２が挿入されていないときは、シール部材７０自身の弾性によって貫通孔７１が閉じられていてもよい。そして、貫通孔７１に挿入されたインクニードル１０２は、貫通孔７１を画定する周壁面を径方向に押しのけつつ、バルブ室４７内に進入する。この構成によると、必ずしもバルブ室４７内にコイルバネ８６を配置しなくてもよい。すなわち、バルブ室４７内にコイルバネ８６が配置されていないと、弁体７７が第３位置に到達した後にインクニードル１０２がバルブ室４７から抜かれても、弁体７７は第３位置に留まる。したがって、弁７８の前面７８Ａはシール部材７０に接触しないが、シール部材７０の弾性によって貫通孔７１が閉じられるため、バルブ室４７から貫通孔７１を介してインクが流出することが抑制される。

３０・・・インクカートリッジ
３６・・・インク室
４５・・・基端壁
４６・・・筒壁
４７・・・バルブ室
６０・・・第１気体流路
６１，６４，６７・・・開口
６３・・・第２気体流路
６６・・・第１液体流路
６９・・・第２液体流路
７０・・・シール部材
７１，８１・・・貫通孔
７７・・・弁体
８０・・・凸部材
８４・・・第１封止部
８５・・・第２封止部
８６・・・コイルバネ
８７・・・薄膜
８８・・・薄壁

Claims (7)

1. 液体が貯留された液体貯留室と、
   外方に向かう第１向きに延び且つ上記第１向きに直交する断面が環状の側壁面、及び上記側壁面の上記第１向きの上流側の第１端に設けられた基端壁面によって区画されたバルブ室と、
   上記側壁面に設けられた第１開口を通じて、上記バルブ室を大気に連通させる第１気体流路と、
   上記側壁面に設けられた第２開口を通じて、上記バルブ室と上記液体貯留室との間で気体を流通させる第２気体流路と、
   上記第１開口及び上記第２開口より上記第１端側において上記側壁面又は上記基端壁面に設けられた第３開口を通じて、上記バルブ室と上記液体貯留室との間で液体を流通させる液体流路と、
   上記側壁面の上記第１向きの下流側の開口された第２端に設けられており、上記バルブ室の内外を連通させる第１貫通孔が形成されたシール部材と、
   上記第１向きと逆向きの第２向きに移動可能に上記バルブ室内に配置されており、上記バルブ室の上記第１端側の空間と上記第２端側の空間とを連通させる第２貫通孔が内部に形成された弁体と、
   上記弁体の外面に環状に設けられて上記側壁面に密着する第１封止部及び上記第１封止部より上記第２端側に位置する第２封止部と、
   上記基端壁面及び上記弁体の一方に設けられており、上記第３開口又は上記第２貫通孔の上記基端壁面に対面する側の第４開口を閉塞する閉塞部材と、
   上記基端壁面及び上記弁体の他方に設けられており、上記閉塞部材を貫通することによって上記閉塞部材を破壊する凸部材と、を備えており、
   上記弁体は、
   第１位置において、上記シール部材の上記第１貫通孔の周縁部に密着し、上記第１開口及び上記第２開口の間に上記第１封止部を位置させ、上記第１開口及び上記第２開口より上記第２端側に上記第２封止部を位置させ、且つ上記閉塞部材と上記凸部材とを離間させ、
   上記第１位置より上記第１端側の第２位置において、上記第１開口及び上記第２開口と上記第３開口との間に上記第１封止部を位置させ、上記第１開口及び上記第２開口より上記第２端側に上記第２封止部を位置させ、且つ上記閉塞部材と上記凸部材とを離間させ、
   上記第２位置より上記第１端側の第３位置において、上記シール部材から離間し、上記第１開口及び上記第２開口と上記第３開口との間に上記第１封止部を位置させ、上記第１開口及び上記第２開口より上記第２端側に上記第２封止部を位置させ、且つ上記凸部材で上記閉塞部材を貫通させる液体カートリッジ。
2. 上記バルブ室内において上記基端壁面と上記弁体との間に配置されており、上記弁体を上記第１向きに付勢する付勢部材を備えており、
   上記弁体は、上記第１向き及び上記第２向きに移動可能に上記バルブ室内に配置されている請求項１に記載の液体カートリッジ。
3. 上記閉塞部材は、上記第３開口又は上記第４開口の周縁に貼付された薄膜である請求項１又は２に記載の液体カートリッジ。
4. 上記閉塞部材は、上記基端壁面又は上記弁体と一体に形成され、且つ上記第３開口又は上記第４開口の周縁部より薄肉な壁である請求項１又は２に記載の液体カートリッジ。
5. 上記第１向きに隣接する上記液体貯留室及び上記バルブ室の間に配置された基端壁を備えており、
   上記第３開口は、上記基端壁の上記バルブ室側の上記基端壁面に設けられており、
   上記液体流路は、上記基端壁を貫通している請求項１から４のいずれかに記載の液体カートリッジ。
6. 上記第１開口は、上記第２開口より上記第２端側に位置している請求項１から５のいずれかに記載の液体カートリッジ。
7. 上記側壁面及び上記弁体の外面の上記第１向きに直交する断面は、円形状であり、
   上記第１封止部及び上記第２封止部は、上記弁体の外面から径方向外側に突出するフランジ形状である請求項１から６のいずれかに記載の液体カートリッジ。

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