JP2018069720A - 液体カートリッジ及び液体噴射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】液体カートリッジの装着時に液体カートリッジの位置決め穴とカートリッジホルダーの位置決め突起が噛み込んでしまうことがなく、装着操作を円滑に行うことができる構成を提供する。【解決手段】液体カートリッジは、液体カートリッジの位置決め穴とカートリッジホルダーの位置決め突起のX方向又はY方向の両側ギャップをGaとし、位置決め突起に接触し得る位置決め穴の内周面のZ方向に沿った高さをLaとし、ホルダー内壁面と側壁位置規制部のX方向又はY方向の片側ギャップをGbとし、カートリッジホルダーの底壁部が液体カートリッジの底面に接触する第1接触位置と、液体カートリッジが傾いた時に側壁位置規制部がホルダー内壁面に接触する第2接触位置と、のZ方向に沿った高さの差をLbとしたとき、Ga<Gb、かつ、(Gb/Lb)<(Ga/La)の関係が成立する。【選択図】図17

Description

本発明は、液体を収容する液体カートリッジ、及び、液体カートリッジを備える液体噴射装置に関する。
従来から、インクジェットプリンターなどの液体噴射装置のホルダーに着脱可能に装着される液体カートリッジが広く利用されている。液体カートリッジの構造は、液体噴射装置への液体カートリッジの装着方向に応じて適宜変更される。特許文献1には、プリンターに対して水平な前後方向に向けて装着されるインクカートリッジが開示されている。ホルダーの下面にはレールが設けられており、インクカートリッジはそのレールに案内されて前後方向に移動可能である。特許文献2には、プリンターに対して鉛直下方に向けて装着されるインクカートリッジが開示されている。
特許文献1のように、インクカートリッジを前後方向に向けてホルダーに装着する構造の場合には、重力の影響でインクカートリッジは下面のレール側に押し付けられた状態になり、インクカートリッジの下面がレールによって支持される。このため、インクカートリッジの前面に位置決め穴を設けておけば、この位置決め穴とインクカートリッジの下面の二点で位置決めすることにより液体カートリッジの姿勢が安定するので、装着操作を円滑に行うことができる。
特開平11−58765号公報 特開2012−187708号公報
一方、特許文献2のように、インクカートリッジを鉛直下方に向けてホルダーに装着する構造の場合には、インクカートリッジの後端は重力の影響によらず前後左右に移動可能であるため、インクカートリッジの後端側をいずれかの決まった方向に押し付けることができず、インクカートリッジの姿勢が安定しない傾向がある。特許文献2の例では、インクカートリッジの底面に設けられた位置決め穴とホルダーの位置決め軸で位置決めを行っている。しかし、装着の途中でインクカートリッジの上部が前後または左右に移動した場合には、インクカートリッジの上端側で大きな傾きが発生して、位置決め穴とホルダーの位置決め軸が噛み込んでしまい、装着操作を円滑に行えない場合があった。
なお、上述の問題は、プリンター用のインクカートリッジに限らず、他の種類の液体を収容する液体カートリッジや、その液体カートリッジを用いる液体噴射装置にも共通する問題である。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、液体噴射装置のカートリッジホルダーに対して鉛直下方に向けて装着される液体カートリッジであって、前記カートリッジホルダーの底面が前記液体カートリッジに向けて突出する位置決め突起を有するものである液体カートリッジが提供される。この液体カートリッジは、長手方向をY方向とし短手方向をX方向とする底壁部であって、前記位置決め突起が挿入される位置決め穴を有し、前記位置決め穴が前記X方向及び前記Y方向における前記位置決め突起の位置決めを行う底壁部と;前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーのホルダー内壁面に接触することによって前記液体カートリッジの前記X方向又は前記Y方向の位置を規制する側壁位置規制部を有する側壁部と;を備える。前記X方向及び前記Y方向に垂直で前記液体カートリッジの前記底壁部から前記液体カートリッジの上壁部に向かう方向をZ方向と呼ぶ。また、前記液体カートリッジと前記カートリッジホルダーが互いに傾いていない状態における前記位置決め穴と前記位置決め突起の前記X方向の両側ギャップと前記Y方向の両側ギャップのうちの大きい方をGaとし;前記位置決め突起に接触し得る前記位置決め穴の内周面の前記Z方向に沿った高さをLaとし;前記液体カートリッジと前記カートリッジホルダーが互いに傾いていない状態における前記ホルダー内壁面と前記側壁位置規制部の前記X方向の片側ギャップと前記Y方向の片側ギャップのうちの大きい方をGbとし;前記液体カートリッジと前記カートリッジホルダーが互いに傾いていない状態において前記液体カートリッジの前記底壁部が前記カートリッジホルダーの底面に接触する第1接触位置から、前記液体カートリッジが傾いた時に前記側壁位置規制部が前記ホルダー内壁面に接触する第2接触位置までの前記Z方向に沿った高さをLbとする。このとき、Ga<Gb、かつ、(Gb/Lb)<(Ga/La)の関係が成立する。
この液体カートリッジにおいて、Gaは、Z方向の下部における液体カートリッジとカートリッジホルダーの係合構造(位置決め穴と位置決め突起)のギャップである。また、Gbは、Z方向の上部における液体カートリッジとカートリッジホルダーのギャップである。更に、(Ga/La)は、Z方向の下部の係合構造において液体カートリッジに許容される傾きを意味し、(Gb/Lb)は、Z方向の上部において液体カートリッジに許容される傾きを意味する。上記液体カートリッジによれば、Ga<Gbなので、液体カートリッジをカートリッジホルダーに装着する際に、比較的大きなギャップGbを利用して液体カートリッジを装着してゆくことができ、装着操作が容易である。また、液体カートリッジを装着してゆく際の液体カートリッジの傾きは(Gb/Lb)以下であり、下部の係合構造(位置決め穴と位置決め突起)において許容される傾き(Ga/La)よりも小さいので、液体カートリッジが過度に傾いて位置決め穴と位置決め突起が噛み込んでしまう可能性を低減でき、装着操作を円滑に行うことができる。
(2)上記液体カートリッジにおいて、前記位置決め穴の前記内周面は、前記内周面の前記Z方向の上端と下端の少なくとも一方に面取り部を有し、前記高さLaは、前記面取り部によって短縮されているものとしてもよい。
この構成によれば、位置決め穴の内周面の上端と下端の少なくとも一方に面取り部を形成することによって高さLaを短縮しているので、液体カートリッジの底壁部全体の厚みを低減して強度を過度に低下させることなく、下部の係合構造(位置決め穴と位置決め突起)において許容される傾き(Ga/La)を大きくすることができる。
(3)上記液体カートリッジにおいて、前記位置決め突起は、ストレート部を有し、前記第1接触位置から前記位置決め突起の前記ストレート部の先端までの前記Z方向の高さをLcとしたとき、{Gb/(Lb−Lc)}<(Ga/La)の関係が成立するものとしてもよい。
ここで、{Gb/(Lb−Lc)}は、液体カートリッジの底壁部がカートリッジホルダーの位置決め突起のストレート部の先端に接する状態まで下降したときに液体カートリッジに許容される傾きである。この構成によれば、この状態における傾き{Gb/(Lb−Lc)}が、下部の係合構造(位置決め穴と位置決め突起)において許容される傾き(Ga/La)よりも小さいので、液体カートリッジが過度に傾いて位置決め穴と位置決め突起が噛み込んでしまう可能性を更に低減でき、装着操作を更に円滑に行うことができる。
(4)本発明の第2の形態によれば、液体噴射装置のカートリッジホルダーに対して鉛直下方に向けて装着される液体カートリッジであって、前記カートリッジホルダーの底面が前記液体カートリッジに向けて突出する位置決め突起を有する液体カートリッジが提供される。この液体カートリッジは、長手方向をY方向とし短手方向をX方向とする底壁部であって、前記位置決め突起が挿入される位置決め穴を有し、前記位置決め穴が前記X方向及び前記Y方向における前記位置決め突起の位置決めを行う底壁部と;前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーに設けられた固定部材に係止する係止部を有する第1側壁部と;前記第1側壁部に前記Y方向において対向し、前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーのホルダー内壁面に接触することによって前記液体カートリッジの前記Y方向の位置を規制する側壁位置規制部を有する第2側壁部と;を備え、前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される液体供給口および廃液導入口を有し、前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記液体供給口と前記廃液導入口との間に設けられている。この構成によれば、液体カートリッジの装着操作を円滑に行うことができるとともに、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢を安定させることができる。
(5)本発明の第3の形態によれば、液体噴射装置のカートリッジホルダーに対して鉛直下方に向けて装着される液体カートリッジであって、前記カートリッジホルダーの底面が前記液体カートリッジに向けて突出する位置決め突起を有する液体カートリッジが提供される。この液体カートリッジは、長手方向をY方向とし短手方向をX方向とする底壁部であって、前記位置決め突起が挿入される位置決め穴を有し、前記位置決め穴が前記X方向及び前記Y方向における前記位置決め突起の位置決めを行う底壁部と;前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーに設けられた固定部材に係止する係止部を有する第1側壁部と;前記第1側壁部に前記Y方向において対向し、前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーのホルダー内壁面に接触することによって前記液体カートリッジの前記Y方向の位置を規制する側壁位置規制部を有する第2側壁部と;前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーへ前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する電極接触部と;を備える。この構成によれば、液体カートリッジの装着操作を円滑に行うことができるとともに、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢を安定させることができる。
(6)上記液体カートリッジにおいて、前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される液体供給口および廃液導入口を有し、前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記液体供給口と前記廃液導入口との間に設けられてもよい。この構成によれば、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢をより安定させることができる。
(7)上記液体カートリッジにおいて、前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーへ前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する複数の電極接触部を有し、前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、最も離れた2つの前記電極接触部の間に設けられてもよい。この構成によれば、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢をより安定させることができる。
(8)上記液体カートリッジにおいて、前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーへ前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する複数の電極接触部を有し、前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される液体供給口および廃液導入口を有し、前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記液体供給口に最も近い前記電極接触部と、前記廃液導入口との間に設けられてもよい。この構成によれば、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢をより安定させることができる。
(9)上記液体カートリッジにおいて、前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される廃液導入口を有し、前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記廃液導入口と前記位置決め穴との間に設けられてもよい。この構成によれば、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢をより安定させることができる。
(10)上記液体カートリッジにおいて、前記底壁部は、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーの底面に接触する複数の接触突起を備え、前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、2つの前記接触突起の間に設けられてもよい。この構成によれば、カートリッジホルダーに対する液体カートリッジの装着姿勢をより安定させることができる。
(11)上記液体カートリッジにおいて、前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する電極接触部を備え、前記底壁部は、前記第1側壁部側の端部に、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーの底面側とは反対側に向けて傾斜した傾斜部を、有し、前記電極接触部は、前記傾斜部に設けられてもよい。この構成によれば、カートリッジホルダーに設けられた電極と、液体カートリッジに設けられた電極接触部とを良好に接触させることができる。
(12)上記液体カートリッジにおいて、前記係止部は、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーの底面に沿った第1の面と、前記第1の面よりも前記カートリッジホルダーの底面側に設けられ、前記第1側壁部から離れるほど前記カートリッジホルダーの底面から離れるように傾斜した第2の面とを有し、前記第2の面の前記底面からの傾斜角度は、前記傾斜部の前記底面からの傾斜角度よりも大きくてもよい。この構成によれば、液体カートリッジをカートリッジホルダーに装着させる際に、カートリッジホルダーに設けられた固定部材を、液体カートリッジの傾斜部付近から係止部まで円滑に誘導して係合させることができる。
本発明は、上述した液体カートリッジ以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、液体供給システムや、液体噴射装置等の形態で実現することができる。
プリンターの斜視図。 プリンターに液体カートリッジが装着された状態を示す斜視図。 液体カートリッジの斜視図。 液体カートリッジの斜視図。 液体カートリッジの平面図。 液体カートリッジの底面図。 液体カートリッジの背面図。 液体カートリッジがカートリッジホルダーに装着される様子を示す図。 液体カートリッジがカートリッジホルダーに装着された状態を示す図。 カートリッジホルダーの平面図。 液体カートリッジがカートリッジホルダーに装着された状態の平面図。 液体カートリッジの構造を示す分解斜視図。 液体カートリッジの内部構造を示す図。 カートリッジホルダーに液体カートリッジが装着された状態の断面図。 液体カートリッジの底面における位置と傾きの規制構造を示す説明図。 液体カートリッジの底面における位置と傾きの規制構造を示す説明図。 液体カートリッジの側面における位置と傾きの規制構造を示す説明図。 液体カートリッジにかかる力関係を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A. 液体噴射装置及び液体カートリッジの構成:
B. 液体カートリッジの傾き規制構造の詳細:
C. 変形例:
A. 液体噴射装置及び液体カートリッジの構成:
図1は、液体噴射装置としてのプリンター100の斜視図である。図1には、互いに直交する3つの軸であるXYZ軸が描かれている。X軸,Y軸,Z軸の矢印が向いている方向は、それぞれX軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向を示している。X軸,Y軸,Z軸に沿った正の方向を、それぞれ+X方向,+Y方向,+Z方向とする。X軸,Y軸,Z軸の矢印が向いている方向と逆の方向が、それぞれX軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向である。X軸,Y軸,Z軸に沿った負の方向を、それぞれ−X方向,−Y方向,−Z方向とする。X軸,Y軸,Z軸に沿った方向で正負を問わないものを、それぞれX方向,Y方向,Z方向とよぶ。これ以降に示す図及び説明についても同様である。他の図に描かれたXYZ軸は、図1のXYZ軸と対応している。
本実施形態では、プリンター100を水平面に設置した状態(正立状態)において、プリンター100の背面から正面に向かう方向を+X方向、プリンター100の底面から上面に向かう方向を+Z方向、プリンター100の正面から見て左側面から右側面に向かう方向を+Y方向とする。以下では、+Z方向側を「上側」、−Z方向側を「下側」とも呼ぶ。−Z方向は、重力方向でもある。本実施形態において、「側面」とは、+Z方向側を向く面(上面)と、−Z方向側を向く面(底面)とを除いた面である。
プリンター100は、インクをヘッドから吐出して印刷媒体に印刷を行うインクジェットプリンターである。プリンター100は、店舗等に設置され、レシート用のロール紙や単票紙に印刷を行う業務用のプリンターとして用いられる。プリンター100は、ロール紙が収納されるロール紙収納部110と、液体カートリッジが収納される液体カートリッジ収納部120と、単票紙が挿入される単票紙挿入部130と、印刷後のロール紙あるいは単票紙が排出される印刷媒体排出部140と、を備える。
図2は、プリンター100に液体カートリッジ200が装着された状態を示す斜視図である。液体カートリッジ収納部120は、プリンター100の正面側に開く蓋部121を備えている。蓋部121内には、液体カートリッジ200が着脱可能に装着されるカートリッジホルダー150が設けられている。液体カートリッジ200は、カートリッジホルダー150に−Z方向に挿入されて装着される。液体カートリッジ200が、カートリッジホルダー150に装着される−Z方向のことを、「装着方向」とも呼ぶ。また、液体カートリッジ200がプリンター100のカートリッジホルダー150に装着された状態のことを、単に「装着状態」とも呼ぶ。
液体カートリッジ200は、その上面から上方に延びる平板状の把手部201を備えている。ユーザーは、把手部201を持って、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着することができる。また、ユーザーは、把手部201を持って液体カートリッジ200を上方に引き上げることで、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150から取り外すことができる。把手部201は、折りたたみ可能となっている。液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着した後に、蓋部121を閉めると、把手部201が蓋部121の内面に接触しながら、プリンター100の背面側に向けて折りたたまれる。
図2に示されているように、カートリッジホルダー150には、液体カートリッジ200が一本だけ装着される。つまり、本実施形態のプリンター100は、単色プリンターである。また、本実施形態のプリンター100は、詳細な図示は省略するが、液体カートリッジ200と印刷ヘッドとが分離されており、チューブによって、液体カートリッジ200と印刷ヘッドとが接続されている。つまり、本実施形態のプリンター100は、カートリッジホルダー150が印刷ヘッド(キャリッジ)の動きとは連動しない、「オフキャリッジタイプ」と呼ばれるプリンターである。本実施形態では、印刷ヘッドは、カートリッジホルダー150の背面側に配置されており、Y方向に沿って往復移動しつつ、液体カートリッジ200からチューブを通って供給されたインクを印刷媒体へ吐出する。本実施形態のプリンター100は、液体カートリッジ200から供給されたが印刷に使用されなかったインクを、液体カートリッジ200に廃液として戻すためのポンプを内部に備えている。
図3及び図4は、液体カートリッジ200の斜視図であり、図5,図6,図7は、液体カートリッジ200の平面図、底面図、及び背面図である。液体カートリッジ200は、略直方体であり、Y方向に沿った寸法が最も大きく、X方向に沿った寸法が最も小さい。つまり、液体カートリッジ200の外形寸法は、Y方向に沿った寸法、Z方向に沿った寸法、X方向に沿った寸法、の順に小さい。
図3に示すように、液体カートリッジ200は箱状のケース202を備えている。ケース202は、下方ケース部材204と、下方ケース部材204に係合する蓋部材203とを有する。下方ケース部材204と蓋部材203は、例えば、合成樹脂で形成されている。蓋部材203は、下方ケース部材204の上方から下降させると下方ケース部材204にスナップフィットして係合する。
液体カートリッジ200は、第1壁部(底壁部)211と、第2壁部(上壁部)212と、第3壁部(背面壁部)213と、第4壁部(正面壁部)214と、第5壁部(第1側壁部)215と、第6壁部(第2側壁部)216と、第7壁部217と、第8壁部218と、を備えている。以下の説明において、2つの壁部が「交わる」あるいは「交差する」とは、2つの壁部が相互に繋がって交わる状態と、一方の壁部を延長した場合に他方の壁部に交わる状態と、それぞれの壁部を延長した場合に交わる状態と、のいずれかの状態であることを意味する。また、2つの壁部が「対向する」とは、2つの壁部の間に他の物が存在しない場合と存在する場合との両方を含む意味である。
各壁部211〜218の外表面は、概ね平面である。概ね平面とは、面全域が完全に平坦である場合と、面の一部に凹凸を有する場合を含む。つまり、概ね平面とは、面の一部に多少の凹凸があっても、液体カートリッジ200のケース202を構成する面や壁が把握できるような場合を含む。第1壁部211〜第8壁部218をそれぞれの法線に沿って観察した状態における外形は、いずれも略長方形である。
第1壁部211及び第2壁部212は、X軸及びY軸に平行な壁部である。第2壁部212は、第1壁部211に対向する。つまり、第1壁部211及び第2壁部212は、Z方向において互いに対向する。第1壁部211は−Z方向側に位置し、第2壁部212は+Z方向側に位置する。第1壁部211および第2壁部212は、第3壁部213、第4壁部214、第5壁部215、第6壁部216、第7壁部217および第8壁部218と交わる位置関係にある。本実施形態では、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着された装着状態で、第1壁部211は液体カートリッジ200の底面を構成し、第2壁部212は液体カートリッジ200の上面を構成する。第1壁部211を「底壁部211」とも呼び、第2壁部212を「上壁部212」とも呼ぶ。
底壁部211(図4)は、下方ケース部材204の一部である。底壁部211は、プリンター100にインクを供給するための液体供給口230と、プリンター100から供給された廃液を導入する廃液導入口231とを有している。また、底壁部211は、カートリッジホルダー150に設けられた突起部(後述)と係合する位置決め穴232及び回転止め穴233を有している。底壁部211には、更に、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着したときに、カートリッジホルダー150の底面の接触突起(後述)と接触する接触突起630が設けられている。この例では、接触突起630は、底壁部211の4つのコーナーに近い位置に4つ設けられているが、接触突起630の個数は任意に設定可能である。
上壁部212(図3)は、蓋部材203の一部である。上壁部212には、把手部201が設けられている。蓋部材203は、上壁部212の側面の全周にわたって連続するとともに上壁部212の側面から下方に延びる周壁部340を有している。
第3壁部213及び第4壁部214は、Y軸及びZ軸に平行な壁部である。第3壁部213及び第4壁部214は、X方向において互いに対向する。第3壁部213は−X方向側に位置し、第4壁部214は+X方向側に位置する。第3壁部213は、第1壁部211および第2壁部212と交差し、第5壁部215および第6壁部216とも交差する。第4壁部214は、第1壁部211および第2壁部212と交差し第3壁部213と対向する。第4壁部214は、第7壁部217および第8壁部218とも交差する。本実施形態では、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着した状態において、第4壁部214はプリンター100の正面側を向き、第3壁部213はプリンター100の背面側を向く。
第3壁部213(図7)は、下方ケース部材204の一部である。この第3壁部213には、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に誤装着されることを抑制するための誤装着抑制突起260が設けられている。誤装着抑制突起260は、装着方向に沿って液体カートリッジ200のケース202を見たときに、誤装着抑制突起260が設けられた側面(第3壁部213)の中心からずれた位置に配置されている。本実施形態では、誤装着抑制突起260は、第3壁部213の中心よりも第5壁部215側にずれた位置に配置されている。
第3壁部213には、更に、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着した状態においてカートリッジホルダー150の内壁面(ホルダー内壁面)に接触可能な第1の側壁位置規制部510が設けられている。この側壁位置規制部510は、カートリッジホルダー150の内壁面に接触することによって液体カートリッジ200のX方向の位置を規制する部材である。この例では、側壁位置規制部510は、第3壁部213の表面から−X方向に突出したリブである。また、側壁位置規制部510は、Y方向の異なる位置に2つ設けられているが、その個数は1以上の任意の値に設定可能である。第3壁部213に側壁位置規制部510を複数設ける場合には、液体カートリッジ200のY方向に沿った中央位置を中心とする対称な位置に設けることが好ましい。本実施形態では、側壁位置規制部510の突出高さ(X方向の寸法)は、第3壁部213の表面を基準とした蓋部材203の周壁部340の高さとほぼ同じである。従って、周壁部340も、側壁位置規制部510とともに液体カートリッジ200のX方向の位置を規制する機能を有する。
第4壁部214(図4)は、蓋部材203の一部である。この第4壁部214には、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着した状態において、カートリッジホルダー150の内壁面に接触可能な第2の側壁位置規制部520が設けられている。この側壁位置規制部520は、カートリッジホルダー150の内壁面に接触することによって液体カートリッジ200のX方向の位置を規制する部材である。この例では、側壁位置規制部520は、第4壁部214の表面から+X方向に突出したリブである。また、側壁位置規制部520は、Y方向の異なる位置に2つ設けられているが、その個数は1以上の任意の値に設定可能である。第4壁部214に側壁位置規制部520を複数設ける場合には、液体カートリッジ200のY方向に沿った中央位置を中心とする対称な位置に設けることが好ましい。
第5壁部215及び第6壁部216は、X軸及びZ軸に平行な壁部である。第5壁部215及び第6壁部216は、Y方向において互いに対向する。第5壁部215は、第1壁部211、第2壁部212、第3壁部213および第7壁部217と交差する。第6壁部216は、第1壁部211、第2壁部212、第3壁部213および第8壁部218と交差し、第5壁部215と対向する。本実施形態では、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着した状態において、第5壁部215はプリンター100の右側面側を向き、第6壁部216はプリンター100の左側面側を向く。第5壁部215のことを、「第1側壁部215」ともいい、第6壁部216のことを「第2側壁部216」ともいう。
第5壁部215及び第6壁部216は、下方ケース部材204の一部である。第5壁部215及び第6壁部216には、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着した状態においてカートリッジホルダー150の内壁面に接触可能な第3の側壁位置規制部530が設けられている(図4)。この側壁位置規制部530は、カートリッジホルダー150の内壁面に接触することによって液体カートリッジ200のY方向の位置を規制する部材である。図4の例では、側壁位置規制部530は、第5壁部215の表面から+Y方向に突出したリブである。第6壁部216にも同様に、第6壁部216の表面から−Y方向に突出したリブ状の側壁位置規制部530が設けられている(図7)。側壁位置規制部530は、第5壁部215及び第6壁部216にそれぞれ1つ設けられているが、その個数は1以上の任意の値に設定可能である。図7から分かるように、本実施形態では、側壁位置規制部530の突出高さ(Y方向の寸法)は、第5壁部215及び第6壁部216の表面を基準とした蓋部材203の周壁部340の高さとほぼ同じである。従って、周壁部340も、側壁位置規制部530とともに液体カートリッジ200のY方向の位置を規制する機能を有する。
第5壁部215は、更に、係止部240を有する(図4)。係止部240は、装着状態においてカートリッジホルダー150に設けられた固定部材(後述)に係止される。図7に示すように、本実施形態では、装着状態において、係止部240のZ方向における位置は、底壁部211から上壁部212までの高さの1/2よりも低い位置(−Z方向側の位置)である。また、本実施形態では、誤装着抑制突起260は、係止部240が設けられた第5壁部215と交差する第3壁部213に設けられている。
第7壁部217(図4)は、Z軸に平行でX軸及びY軸から傾いた壁部である。第7壁部217は、ケース202の側面において、第5壁部215と第4壁部214とを繋ぐ壁部である。第7壁部217は、第1壁部211および第2壁部212と交差し、第5壁部215と第4壁部214とも交差する。第7壁部217は、第5壁部215と第4壁部214とが交差する角部が面取りされることによって構成されている。
第8壁部218(図6)も、第7壁部217と同様に、Z軸に平行でX軸及びY軸から傾いた壁部である。第8壁部218は、ケース202の側面において、第6壁部216と第4壁部214とを繋ぐ壁部である。第8壁部218は、第1壁部211および第2壁部212と交差し、第6壁部216と第4壁部214とも交差する。第8壁部218は、第6壁部216と第4壁部214とが交差する角部が面取りされることによって構成されている。なお、第7壁部217と第8壁部218とは、それぞれを液体カートリッジ200の正面側(+X方向側)に延長することによって互いに交差する関係にある。また、第7壁部217と第8壁部218とは、それぞれを液体カートリッジ200の背面側(−X方向側)に延長することによって、第3壁部213をY方向に延長した延長部分とも交差する。
底壁部211(図4)は、装着状態において、カートリッジホルダー150側とは反対側に向けて傾斜した傾斜部219を、+Y方向側の端部、すなわち、第5壁部215側の端部に備えている。傾斜部219は、第1壁部211と第5壁部215とを繋ぐ壁部とも言える。
傾斜部219は、装着状態において、カートリッジホルダー150に設けられた複数の電極(後述)に電気的に接触する複数の電極接触部250を有する。本実施形態では、これらの電極接触部250は、傾斜部219の外面に固定された基板251に形成されている。
基板251の裏面には液体カートリッジ200の各種情報を記憶する記憶装置が設けられている。この記憶装置には、例えば、インクの残量状態やインクの色を表す情報が記憶されている。カートリッジホルダー150に設けられた電極が電極接触部250に接触すると、プリンター100の制御回路が、基板251の記憶装置から各種の情報を読み込むことができる。
図8は、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着される様子を示し、図9は、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着された状態を示している。図8,図9には、カートリッジホルダー150はその一部のみが示されている。カートリッジホルダー150は、装着状態において液体カートリッジ200の底壁部211に対面する底面161を備えている。この底面161には、位置決め突起151と、回転止め突起152と、固定部材153と、複数の電極155と、液体導入針156と、廃液供給針157と、が設けられている。複数の電極155は、それぞれ、金属製の板バネによって形成されている。
位置決め突起151は、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着される際に、液体カートリッジ200の底壁部211に設けられた位置決め穴232(図6)に挿入される突起である。この位置決め突起151と位置決め穴232の係合によって、液体カートリッジ200の底部におけるX方向及びY方向の位置決めが行われる。位置決め穴232の平面形状は、例えば、ほぼ真円に近い円形である。回転止め突起152は、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着される際に、液体カートリッジ200の底壁部211に設けられた回転止め穴233に挿入される突起である。この回転止め突起152と回転止め穴233の係合によって、液体カートリッジ200の回転が規制される。回転止め突起152の平面形状は、例えば、Y方向に沿った長手方向を有する長円である。回転止め突起152と回転止め穴233の係合によって、液体カートリッジ200のX方向の位置が規制されるので、結果として液体カートリッジ200の回転が防止される。位置決め突起151および回転止め突起152は、底面161から+Z方向に向けて延びている。位置決め突起151および回転止め突起152は、カートリッジホルダー150内における液体カートリッジ200のX方向及びY方向の位置を規制する。また、位置決め突起151および回転止め突起152は、液体導入針156および廃液供給針157よりもZ方向に沿った寸法が長い。そのため、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着される際には、液体導入針156および廃液供給針157がそれぞれ液体供給口230、廃液導入口231に挿入されるよりも早く、位置決め突起151及び回転止め突起152が、位置決め穴232及び回転止め穴233にそれぞれ挿入される。そのため、液体導入針156や廃液供給針157が液体カートリッジ200の底面に接触する可能性が低減し、液体導入針156や廃液供給針157が損傷する可能性が低減する。
固定部材153は、液体カートリッジ200を固定するための金属製の板バネ部材である。固定部材153は、装着状態において、第1側壁部215および係止部240に対向する。固定部材153は、底面161の+Y方向の端部から+Z方向に向けて延びている。図9に示すように、固定部材153は、+Z方向の先端部に、係止部240が+Y方向に向けて嵌まる凹部153aを備える。また、固定部材153は、凹部153aよりも+Z方向側に、+Z方向に向かうほど第1側壁部215からの距離が遠ざかる傾斜面153bを備えている。凹部153aおよび傾斜面153bは、板状の固定部材153に曲げ加工を施すことによって形成されている。
カートリッジホルダー150への液体カートリッジ200の装着時には、まず、第3壁部213〜第8壁部218、あるいは、側壁位置規制部510,520,530が、カートリッジホルダー150の内壁面163〜168に接触することにより、液体カートリッジ200の外形全体のX方向およびY方向の移動が規制されつつ、液体カートリッジ200が、カートリッジホルダー150内に案内される。そして、位置決め突起151が位置決め穴232に挿入され、回転止め突起152が回転止め穴233に挿入される。その後、係止部240が固定部材153の傾斜面153bに当接して固定部材153を+Y方向に押し広げる。その状態でさらに液体カートリッジ200を装着方向に挿入すると、液体導入針156が液体供給口230に挿入され、廃液供給針157が廃液導入口231に挿入され、更に、液体カートリッジ200の傾斜部219に設けられた電極接触部250が、カートリッジホルダー150に設けられた電極155に接触する。そして、最終的に、係止部240が固定部材153の凹部153aに嵌まることにより、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着され、固定される。なお、装着状態では、液体カートリッジ200は、板バネによって形成された電極155と、液体供給口230及び廃液導入口231内に設けられたバネから+Z方向に反力を受ける。そのため、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150から+Z方向に引き抜く際には、把手部201を持って+Z方向に液体カートリッジ200を引き上げることで、液体供給口230及び廃液導入口231のバネからの反力により、容易に液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150から取り外すことができる。
カートリッジホルダー150の底面161(図8)には、更に、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150内に装着されたときに、液体カートリッジ200の底壁部211の接触突起630(図4)と接触して液体カートリッジ200を支持する接触突起730が設けられている。カートリッジホルダー150における液体カートリッジ200のZ方向の位置は、これらの接触突起630,730同士の接触面によって規定される。
図10は、カートリッジホルダー150の平面図であり、図11は、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に装着された状態の平面図である。本実施形態では、液体カートリッジ200は、装着方向に沿って見た場合に、略六角形である。より具体的には、液体カートリッジ200は、上面形状、下面形状、および、装着方向に垂直な断面の形状が、いずれも、略六角形である。本実施形態では、カートリッジホルダー150の形状も、液体カートリッジ200の形状に適合するように、装着方向から見た場合に、略六角形状に形成されている。つまり、液体カートリッジ200およびカートリッジホルダー150の形状は、装着方向から見た場合に、ほぼ、相似形である。カートリッジホルダー150は、装着状態において、液体カートリッジ200の側面を構成する壁部213〜218に対応する内壁面163〜168を有する。つまり、カートリッジホルダー150は、第3壁部213に対向する内壁面163と、第4壁部214に対向する内壁面164と、第5壁部215に対向する内壁面165と、第6壁部216に対向する内壁面166と、第7壁部217に対向する内壁面167と、第8壁部218に対向する内壁面168と、を有する。これらの内壁面163〜168のうち、液体カートリッジ200の第3壁部213に対向する内壁面163には、Z方向に沿って延びる溝部160が形成されている。液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着する際には、液体カートリッジ200の第3壁部213に設けられた誤装着抑制突起260が、この溝部160に嵌まる。
図12は、液体カートリッジ200の分解斜視図であり、図13は、液体カートリッジ200の内部構造を示す図である。前述のように、液体カートリッジ200は、蓋部材203と下方ケース部材204とを備える。
蓋部材203は、主に、ケース202の上壁部212と、第4壁部214と、第7壁部217と、第8壁部218とを構成する。また、本実施形態において、蓋部材203は、上壁部212と、上壁部212の側面の全周に沿って連続するとともに上壁部212の側面から下方(−Z方向)に延びる周壁部340とを有する。すなわち、周壁部340は、上壁部212の側面の全周にわたって連続して形成されている。ケース202の第4壁部214と第7壁部217と第8壁部218は、周壁部340の一部を構成している。蓋部材203は、下方ケース部材204に係合すると、下方ケース部材204の上方で液体収容部材274と廃液吸収部材280を覆う状態となる。
下方ケース部材204は、主に、ケース202の第1壁部211と第3壁部213と第5壁部215と第6壁部216とを構成する。下方ケース部材204の正面には、更に、蓋部材203の第4壁部214と一部重なり合う壁部224が設けられている。この壁部224には、蓋部材203の内面に設けられた係合突起と係合する係合穴222が設けられている。下方ケース部材204の内部空間の略中央には、Y軸およびZ軸に平行な仕切り壁205が設けられている。この仕切り壁205は、液体カートリッジ200の内部を、第1収納室207と第2収納室208とに区画する。第1収納室207には、インクを収容する液体収容体270が収納される。第2収納室208には、プリンター100から供給された廃液を保持するための廃液吸収部材280が収納される。つまり、本実施形態では、液体カートリッジ200のケース202内には、液体収容体270と廃液吸収部材280とが、X方向に並べて配置されている。仕切り壁205は、全体が、底壁部211まで延びている。そのため、液体カートリッジ200の正立姿勢において、第2収納室208から第1収納室207に廃液が流れ込むことが抑制される。
廃液吸収部材280は、液体を内部に保持可能な直方体状の部材である。廃液吸収部材280としては、例えば、スポンジや不織布等の多孔質素材、あるいは、液体吸収性のある高分子ポリマーを採用することができる。本実施形態では、2つの廃液吸収部材280がX方向に隣り合うように配置されている。なお、本実施形態において、ケース202は、廃液吸収部材280をケース202内に密閉又は密封するフィルムを有しておらず、第2収納室208は密閉されない。また、廃液吸収部材280は、液不透過性の袋に入れられていない裸の状態で第2収納室208に収納される。
液体収容体270は、可撓性シートで形成された液体収容部材274と、液体収容部材274の一辺に接合された液体導出部材400とを有している。可撓性シートとしては、例えば、ポリエチレンフィルム等のプラスチック製のフィルムを利用可能である。液体収容部材274の下部には開口部271が設けられており、この開口部271に液体導出部材400が接合される。液体導出部材400の底部には、液体供給口230が設置される。液体供給口230は、例えば、バネや、弁体、シールゴム、吸収材等で構成されているが、その詳細な説明は省略する。液体導出部材400には、液体収容部材274に収容されたインクを液体供給口230に導くための流路が形成されている。液体導出部材400は、例えば合成樹脂で形成される。液体収容部材274と液体導出部材400とは、例えば熱融着や接着剤によって接合されている。
液体収容部材274の+Y方向の端部と−Y方向の端部とには、それぞれ、2枚のプラスチックフィルムを貼り合わせることによって形成された平面状の融着代275,276が形成されている。液体収容体270が第1収納室207内に収容されると、これらの融着代275,276は、図13に示すように、+X方向または−X方向に折り曲げられて第1収納室207内に収容される。
B. 液体カートリッジの傾き規制構造の詳細:
図14は、カートリッジホルダー150に液体カートリッジ200が装着された状態を示す断面図である。液体カートリッジ200は、カートリッジホルダー150に対して鉛直下方に向けて装着される。後述するように、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着する際の液体カートリッジ200の傾きの規制には、液体カートリッジ200のZ方向の下部における傾き規制と、Z方向の上部における傾き規制とが関連している。また、これらの傾き規制は、液体カートリッジ200の下部におけるZ方向(鉛直方向)の位置規制構造や、液体カートリッジ200の上部や下部におけるX方向及びY方向の位置規制構造に関連している。なお、X方向は液体カートリッジ200及びその底壁部211の短手方向に相当し、Y方向は液体カートリッジ200及びその底壁部211の長手方向に相当する。
液体カートリッジ200の下部におけるZ方向の位置規制構造は、液体カートリッジ200の底壁部211に設けられた接触突起630と、カートリッジホルダー150の底面161に設けられた接触突起730とを含んでいる。すなわち、液体カートリッジ200のZ方向の位置は、これらの接触突起630,730同士の接触によって規制される。
液体カートリッジ200のY方向及びX方向の位置規制構造は、液体カートリッジ200の底面と側面にそれぞれ設けられている。まず、液体カートリッジ200の底面におけるX方向及びY方向の位置は、液体カートリッジ200の底壁部211に設けられた位置決め穴232と、カートリッジホルダー150の底面161に設けられた位置決め突起151との係合によって規制される。なお、位置決め突起151は、直棒状の構造を有するので、「位置決め棒」又は「位置決め軸」と呼ぶことも可能である。液体カートリッジ200の側面のY方向の位置は、液体カートリッジ200の側壁部215,216に設けられたリブ530又は周壁部340と、カートリッジホルダー150の内壁面164,165との接触によって規制される。なお、本実施形態では、リブ530と周壁部340とがほぼ面一の状態にあるので、リブ530と周壁部340の両方が、液体カートリッジ200のX方向又はY方向の位置を規制する側壁位置規制部に相当する。同様に、図示は省略するが、液体カートリッジ200の側面のX方向の位置も、液体カートリッジ200の側壁部213,214に設けられたリブ510,520(図8,図4)又は周壁部340と、カートリッジホルダー150の内壁面163,164(図10)との接触によって規制される。
図15及び図16は、液体カートリッジ200の底面における位置と傾きの規制構造を示す説明図である。図15は、液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150が互いに傾いていない状態の図であり、カートリッジホルダー150の底面161に設けられた位置決め突起151について、その水平断面(XY断面)の外接円C151が破線で描かれている。この外接円C151は、直径D151を有する。液体カートリッジ200の底壁部211に設けられた位置決め穴232は、直径D232を有する。このとき、位置決め穴232と位置決め突起151のX方向とY方向における両側ギャップGaは、以下で与えられる。
Ga=D232−D151 …(1)
なお、この両側ギャップGaは、位置決め穴232と位置決め突起151の位置ズレの許容量と考えることができる。本実施形態では、両側ギャップGaはX方向とY方向で同一であるが、両側ギャップGaがX方向とY方向で異なる場合には、そのうちの大きい値を採用する。
図16は、液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150が最大限傾いた状態における位置決め穴232と位置決め突起151のYZ断面を示している。実際には底壁部211の方が斜めに傾くが、図16では図示の便宜上、底壁部211に対して位置決め突起151が傾いた様子を描いている。また、X,Y,Z軸は、液体カートリッジ200の底壁部211を基準として描かれている。すなわち、X方向及びY方向は底壁部211が延びる方向とし、Z方向はX方向及びY方向に垂直で液体カートリッジ200の底壁部211から上壁部212に向かう方向としている。
本実施形態では、位置決め穴232の内周面232inの上端は面取りされており、面取り部232Cが形成されている。図16の例では、面取り部232Cの形状は、いわゆるC面取りである。このような面取り部232Cが形成されている場合には、位置決め穴232のうち、位置決め突起151に接触し得る内周面232inのZ方向に沿った高さLaは、底壁部211の厚みよりも小さい。換言すれば、内周面232inのZ方向に沿った高さLaは、面取り部232Cによって短縮されている。但し、面取り部232Cを形成しないようにしてもよい。
図16において、液体カートリッジ200は最大限に傾いているので、位置決め穴232と位置決め突起151とが接触している位置(面取り部232Cの下端)における両者のY方向の距離は、図15で説明した両者の両側ギャップGaに等しい。このとき、位置決め穴232の内周面232inと位置決め突起151とがなす角度θaは、以下で与えられる。
θa=arctan(Ga/La) …(2)
この角度θaは、液体カートリッジ200の傾き角の許容値と考えることも可能である。また、パラメーター(Ga/La)は、Z方向の下部の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)において液体カートリッジ200に許容される傾きである。
図17は、液体カートリッジ200の上部の側面における位置と傾きの規制構造を示す説明図であり、液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150が互いに傾いていない状態を示している。前述したように、液体カートリッジ200の側面のY方向の位置は、液体カートリッジ200の側壁位置規制部(周壁部340又はそのリブ530)と、カートリッジホルダー150の内壁面164,165との接触状態によって規制される。なお、図17では、図示の便宜上、液体カートリッジ200の側面とカートリッジホルダー150の内壁面164,165との間のギャップを誇張して描いている。ここで、液体カートリッジ200の側面とカートリッジホルダー150の内壁面の間のY方向における片側ギャップGbは、以下で与えられる。
Gb=(LG150−LG200)/2 …(3)
ここで、LG150はカートリッジホルダー150の内壁面164,165の間の距離であり、LG200は液体カートリッジ200の側面の距離である。X方向についても同様に片側ギャップGbが存在する。片側ギャップGbがX方向とY方向で異なる場合には、そのうちの大きい値を採用する。
なお、液体カートリッジ200の上部の側面におけるギャップとして片側ギャップGbを使用するのは、液体カートリッジ200がカートリッジホルダー150に対して傾く際に、この片側ギャップGbの分だけ傾けるものと考えられるからである。一方、液体カートリッジ200の底面では、図15で説明した両側ギャップGaを採用している。この理由は、図16で説明したように、液体カートリッジ200の底面の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)では、両側ギャップGaの分だけ傾くことが許容されるからである。
なお、図17の例では、リブ530と周壁部340がほぼ面一の状態にあるので、周壁部340の表面の間の距離と、両側のリブ530の表面の間の距離が、いずれも上述の距離LG200に相当する。但し、リブ530の方が周壁部340よりも外側に突出している場合には、液体カートリッジ200の側面の距離LG200は、両側のリブ530の表面によって規定される。逆に、周壁部340の方がリブ530よりも外側に突出している場合には、液体カートリッジ200の側面の距離LG200は、周壁部340の表面によって規定される。
図17では、更に、液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150の2つの接触位置P1,P2の高さの差Lbが描かれている。第1接触位置P1は、液体カートリッジ200の底壁部211の接触突起630と、カートリッジホルダー150の底面161の接触突起730との間の接触位置である。換言すれば、第1接触位置P1は、液体カートリッジ200の底壁部211がカートリッジホルダー150の底面161に接触する接触位置である。第2接触位置P2は、液体カートリッジ200が傾いた時に液体カートリッジ200の側壁位置規制部(リブ530又は周壁部340)が、カートリッジホルダー150の内壁面165に接触する接触位置である。図17の例では、カートリッジホルダー150の内壁面165の上端が面取りされて面取り部165Cが形成されているので、その面取り部165Cの下端が第2接触位置P2となる。
図17の構造において、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着してゆく際に液体カートリッジ200に許容される傾き角θbは、以下で与えられる。
θb=arctan(Gb/Lb) …(4)
右辺のパラメーター(Gb/Lb)は、Z方向の上部において液体カートリッジ200に許容される傾きである。
本実施形態において、図15〜図17で説明したパラメーターGa,Gb,La,Lbは、以下の関係に設定されている。
Ga<Gb …(5)
(Gb/Lb)<(Ga/La) …(6)
本実施形態によれば、上記(5)式で示されるように、Z方向の上部における液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150のギャップGbは、Z方向の下部における液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)のギャップGaよりも大きく設定されている。従って、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着する際に、比較的大きなギャップGbを利用して液体カートリッジ200を装着してゆくことができ、装着操作が容易である。また、Z方向の下部における液体カートリッジ200とカートリッジホルダー150の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)のギャップGaが比較的小さいので、液体カートリッジ200の底壁部211に配置した液体供給口230(図4)や、底壁部211の近傍に配置した基板251の位置決めを精度良く行うことができ、液体供給口230からのインク漏れや、基板251の接触不良が生じる可能性を低減することができる。
また、本実施形態によれば、上記(6)式で示されるように、液体カートリッジ200を装着してゆく際の液体カートリッジ200の傾きは(Gb/Lb)は、下部の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)において許容される傾き(Ga/La)よりも小さい。従って、液体カートリッジ200が過度に傾いて位置決め穴232と位置決め突起151が噛み込んでしまう可能性を低減でき、装着操作を円滑に行うことができる。
なお、上記(6)式に加えて、次式も成立するようにしてもよい。
{Gb/(Lb−Lc)}<(Ga/La) …(7)
ここで、Lcは、第1接触位置P1から位置決め突起151のストレート部151sの先端までのZ方向の高さ(図17)である。左辺のパラメーター{Gb/(Lb−Lc)}は、液体カートリッジ200の底壁部211がカートリッジホルダー150の位置決め突起151のストレート部151sの先端に接する状態まで下降したときに液体カートリッジ200に許容される傾きである。なお、本実施形態では、位置決め突起151がストレート部151sとその先端側に設けられたテーパー部151tとを有しているため、Lcを上述のように設定している。但し、位置決め突起151の形状として、テーパー部151tを有さずにストレート部151sのみを有する形状を採用した場合にも、Lcを、第1接触位置P1から位置決め突起151のストレート部151sの先端までのZ方向の高さとして定義することができる。換言すれば、位置決め突起151の先端にテーパー部151tが設けられているか否かに拘わらず、Lcを、第1接触位置P1から位置決め突起151のストレート部151sの先端までのZ方向の高さとして定義することが可能である。
上記(7)式が成立する場合には、液体カートリッジ200に許容される傾き{Gb/(Lb−Lc)}が、下部の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)において許容される傾き(Ga/La)よりも小さいので、液体カートリッジ200が過度に傾いて位置決め穴232と位置決め突起151が噛み込んでしまう可能性を更に低減でき、装着操作を更に円滑に行うことができる。
更に、本実施形態では、位置決め穴232の内周面232inの上端に面取り部232C(図16)を形成することによって内周面232inの高さLaを短縮しているので、液体カートリッジ200の底壁部211全体の厚みを低減して強度を過度に低下させること無しに、下部の係合構造(位置決め穴232と位置決め突起151)において許容される傾き(Ga/La)を大きくすることができる。なお、面取り部232Cは、位置決め穴232の内周面232inの下端に形成してもよい。すなわち、位置決め穴232の内周面232inの上端と下端の少なくとも一方に面取り部232Cを形成することによって高さLaを短縮することが可能である。
ここで図6を参照して、第5壁部215に設けられた係止部240と、底壁部211に設けられた各部との好ましい位置関係について説明する。図6に示すように、本実施形態では、係止部240は、Y方向に対向する第5壁部215と第6壁部216とのうち、第5壁部215のみに設けられている。また、本実施形態では、底壁部211の第5壁部215側には、装着状態において、カートリッジホルダー150に設けられた電極155に接触する複数の電極接触部250が備えられている。また、本実施形態では、底壁部211において、プリンター100に接続される液体供給口230と廃液導入口231とがY方向のほぼ中央においてX方向に並んでいる。廃液導入口231は、第3壁部213側に配置されており、液体供給口230は、第4壁部214側に配置されている。そして、廃液導入口231から第3壁部213までの距離よりも液体供給口230から第4壁部214までの距離の方が長い。このような本実施形態の液体カートリッジ200において、係止部240は、液体カートリッジ200を底壁部211側から見たときに、X方向において、液体供給口230と廃液導入口231との間に設けられていることが好ましい。また、係止部240は、液体カートリッジ200を底壁部211側から見たときに、X方向において、液体供給口230と廃液導入口231との間の位置であって、液体供給口230よりも廃液導入口231に近い位置に設けられていることが好ましい。また、係止部240は、液体カートリッジ200を底壁部211側から見たときに、X方向において、最も離れた2つの電極接触部250A,250Bの間に設けられていることが好ましい。また、係止部240は、液体カートリッジ200を底壁部211側から見たときに、X方向において、液体供給口230に最も近い電極接触部250Aと、廃液導入口231との間に設けられていることが好ましい。また、係止部240は、液体カートリッジ200を底壁部211側から見たときに、X方向において、廃液導入口231と位置決め穴232との間に設けられていることが好ましい。また、係止部240は、液体カートリッジ200を底壁部211側から見たときに、X方向において、複数の接触突起630のうちの2つの接触突起630の間に設けられていることが好ましい。これらの好ましい位置関係のうち少なくとも一部の位置関係が採用されていれば、液体カートリッジ200の装着操作を円滑に行うことができるとともに、カートリッジホルダー150と液体カートリッジ200とを係止部240を含めて少なくとも3箇所で接触させることができるので、カートリッジホルダー150に対する液体カートリッジ200の装着姿勢をより安定させることができる。
また、本実施形態では、図4および図9に示すように、底壁部211には、第5壁部215側の端部に、装着状態において、カートリッジホルダー150の底面161側とは反対側に向けて傾斜する傾斜部219が備えられており、電極接触部250は、その傾斜部219に設けられている。そのため、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着する際に、電極接触部250の表面を電極155が擦ることによって、電極接触部250上の異物を除去することができる。従って、電極接触部250と電極155とを良好に接触させることができる。
また、本実施形態では、図7に示すように、係止部240は、第1の面241と第2の面242とを備えている。第1の面241は、装着状態においてカートリッジホルダー150の底面161(図9)に沿った面である。第2の面242は、装着状態において、第1の面241よりもカートリッジホルダー150の底面161側に設けられ、第1側壁部215から離れるほどカートリッジホルダー150の底面161から離れるように傾斜した面である。本実施形態では、第2の面242の底面161から傾斜角度は、傾斜部219の底面161からの傾斜角度よりも大きい。そのため、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に装着する際に、固定部材153を、傾斜部219付近から係止部240まで円滑に誘導して係合させることができる。
図18は、液体カートリッジ200にかかる力関係を示す図である。液体カートリッジ200は、液体供給口230内のバネ、廃液導入口231内のバネ、および板バネによって形成された電極155により+Z方向に浮き上がろうとする反力を受ける。しかし、本実施形態では、電極155に接触する電極接触部250が、底壁部211の第1側壁部215側に設けられており、Z方向において電極接触部250のほぼ直上の第5壁部215に、固定部材153に固定される係止部240が設けられている。そのため、液体カートリッジ200の浮きによる接触不良を抑制することができ、液体カートリッジ200の装着状態を安定して維持することができる。
また、装着状態において、係止部240には、固定部材153の反力により、−Z方向の力F1zおよび+Y方向の力F1yが作用する。一方、斜めに配置された電極接触部250には、電極155の反力により+Z方向の力F2zおよび+Y方向の力F2yが作用する。これらの力により、液体カートリッジ200には、位置決め突起151に対して+Y方向に押し付ける力が作用しており、位置決め突起151からは前述した+Y方向への力の反力N(=F1y+F2y)を受ける。この結果、液体カートリッジ200と位置決め突起151との接触部分である位置決め穴232の周辺において、摩擦力F(=μN)(μは摩擦係数)が作用する。つまり、液体カートリッジ200には固定部材153による保持力に加えて、位置決め突起151の摩擦力Fが作用する。そのため、本実施形態によれば、液体カートリッジ200の装着状態を安定して維持することができる。
また、本実施形態では、側壁位置規制部510によって、カートリッジホルダー150内における液体カートリッジ200の傾きが規制されるので、液体カートリッジ200をカートリッジホルダー150に対して挿抜する際に、液体カートリッジ200が傾く方向にユーザーが力を加えた場合でも、係止部240に対して固定部材153が深く係合して抜き難くなることや挿入し難くなることを抑制できる。そのため、良好な挿抜性を確保することができる。
C. 変形例:
本発明は上述した実施形態やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<変形例1>
上記実施形態では、壁部212〜218の外表面および内表面は、いずれも、平面状であるが、これらの壁部の少なくとも一方は、外表面および内表面の少なくとも一方が、曲面状であってもよい。曲面は、外側に向けて凸状でもよいし、内側に向けて凸状でもよい。
<変形例2>
上記実施形態の液体カートリッジ200は、オフキャリッジタイプのプリンターに限らず、キャリッジにカートリッジホルダーが設けられ、キャリッジと共にカートリッジホルダーが移動する、いわゆる「オンキャリッジタイプ」と呼ばれるプリンターにも適用可能である。また、プリンター100は、複数の液体カートリッジ200が装着可能なプリンターであってもよい。また、プリンター100の用途も、業務用に限らず、家庭用であってもよい。
<変形例3>
本発明は、インクジェットプリンター及びその液体カートリッジに限らず、インク以外の他の液体を消費する任意の液体噴射装置及びその液体カートリッジにも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体噴射装置及びその液体カートリッジに適用可能である。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材を噴射する色材噴射装置
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ(Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材を噴射する電極材噴射装置
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置
(5)精密ピペットとしての試料噴射装置
(6)潤滑油の噴射装置
(7)樹脂液の噴射装置
(8)時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する液体噴射装置
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置
なお、「液滴」とは、液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。
100…プリンター、110…ロール紙収納部、120…液体カートリッジ収納部、121…蓋部、130…単票紙挿入部、140…印刷媒体排出部、150…カートリッジホルダー、151…位置決め突起、151s…ストレート部、151t…テーパー部、152…回転止め突起、153…固定部材、153a…凹部、153b…傾斜面、155…電極、156…液体導入針、157…廃液供給針、160…溝部、161…底面、163…内壁面、164…内壁面、165…内壁面、165C…面取り部、166…内壁面、167…内壁面、168…内壁面、200…液体カートリッジ、201…把手部、202…ケース、203…蓋部材、204…下方ケース部材、205…仕切り壁、207…第1収納室、208…第2収納室、211…第1壁部(底壁部)、212…第2壁部(上壁部)、213…第3壁部(背面壁部)、214…第4壁部(正面壁部)、215…第5壁部(第1側壁部)、216…第6壁部(第2側壁部)、217…第7壁部、218…第8壁部、219…傾斜部、222…係合穴、224…壁部、230…液体供給口、231…廃液導入口、232…位置決め穴、232C…面取り部、232in…内周面、233…回転止め穴、240…係止部、241…第1の面、242…第2の面、250,250A,250B…電極接触部、251…基板、260…誤装着抑制突起、270…液体収容体、271…開口部、274…液体収容部材、275,276…融着代、280…廃液吸収部材、340…周壁部、400…液体導出部材、510,520,530…側壁位置規制部、630…接触突起、730…接触突起

Claims (13)

  1. 液体噴射装置のカートリッジホルダーに対して鉛直下方に向けて装着される液体カートリッジであって、前記カートリッジホルダーの底面が前記液体カートリッジに向けて突出する位置決め突起を有し、前記液体カートリッジは、
    長手方向をY方向とし短手方向をX方向とする底壁部であって、前記位置決め突起が挿入される位置決め穴を有し、前記位置決め穴が前記X方向及び前記Y方向における前記位置決め突起の位置決めを行う底壁部と、
    前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーのホルダー内壁面に接触することによって前記液体カートリッジの前記X方向又は前記Y方向の位置を規制する側壁位置規制部を有する側壁部と、
    を備え、
    前記X方向及び前記Y方向に垂直で前記液体カートリッジの前記底壁部から前記液体カートリッジの上壁部に向かう方向をZ方向と呼ぶとき、
    前記液体カートリッジと前記カートリッジホルダーが互いに傾いていない状態における前記位置決め穴と前記位置決め突起の前記X方向の両側ギャップと前記Y方向の両側ギャップのうちの大きい方をGaとし、
    前記位置決め突起に接触し得る前記位置決め穴の内周面の前記Z方向に沿った高さをLaとし、
    前記液体カートリッジと前記カートリッジホルダーが互いに傾いていない状態における前記ホルダー内壁面と前記側壁位置規制部の前記X方向の片側ギャップと前記Y方向の片側ギャップのうちの大きい方をGbとし、
    前記液体カートリッジと前記カートリッジホルダーが互いに傾いていない状態において前記液体カートリッジの前記底壁部が前記カートリッジホルダーの底面に接触する第1接触位置と、前記液体カートリッジが傾いた時に前記側壁位置規制部が前記ホルダー内壁面に接触する第2接触位置と、の前記Z方向に沿った高さの差をLbとしたとき、
    Ga<Gb、かつ、(Gb/Lb)<(Ga/La)の関係が成立する、液体カートリッジ。
  2. 請求項1に記載の液体カートリッジであって、
    前記位置決め穴の前記内周面は、前記内周面の前記Z方向の上端と下端の少なくとも一方に面取り部を有し
    前記高さLaは、前記面取り部によって短縮されている、液体カートリッジ。
  3. 請求項1又は2に記載の液体カートリッジであって、
    前記位置決め突起は、ストレート部を有し、
    前記第1接触位置から前記位置決め突起の前記ストレート部の先端までの前記Z方向の高さをLcとしたとき、
    {Gb/(Lb−Lc)}<(Ga/La)の関係が成立する、液体カートリッジ。
  4. 液体噴射装置のカートリッジホルダーに対して鉛直下方に向けて装着される液体カートリッジであって、前記カートリッジホルダーの底面が前記液体カートリッジに向けて突出する位置決め突起を有し、前記液体カートリッジは、
    長手方向をY方向とし短手方向をX方向とする底壁部であって、前記位置決め突起が挿入される位置決め穴を有し、前記位置決め穴が前記X方向及び前記Y方向における前記位置決め突起の位置決めを行う底壁部と、
    前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーに設けられた固定部材に係止する係止部を有する第1側壁部と、
    前記第1側壁部に前記Y方向において対向し、前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーのホルダー内壁面に接触することによって前記液体カートリッジの前記Y方向の位置を規制する側壁位置規制部を有する第2側壁部と、
    を備え、
    前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される液体供給口および廃液導入口を有し、
    前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記液体供給口と前記廃液導入口との間に設けられている、
    液体カートリッジ。
  5. 液体噴射装置のカートリッジホルダーに対して鉛直下方に向けて装着される液体カートリッジであって、前記カートリッジホルダーの底面が前記液体カートリッジに向けて突出する位置決め突起を有し、前記液体カートリッジは、
    長手方向をY方向とし短手方向をX方向とする底壁部であって、前記位置決め突起が挿入される位置決め穴を有し、前記位置決め穴が前記X方向及び前記Y方向における前記位置決め突起の位置決めを行う底壁部と、
    前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーに設けられた固定部材に係止する係止部を有する第1側壁部と、
    前記第1側壁部に前記Y方向において対向し、前記カートリッジホルダーへの前記液体カートリッジの装着時において前記カートリッジホルダーのホルダー内壁面に接触することによって前記液体カートリッジの前記Y方向の位置を規制する側壁位置規制部を有する第2側壁部と、
    前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーへ前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する電極接触部と、
    を備える液体カートリッジ。
  6. 請求項5に記載の液体カートリッジであって、
    前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される液体供給口および廃液導入口を有し、
    前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記液体供給口と前記廃液導入口との間に設けられている、液体カートリッジ。
  7. 請求項4から請求項6までのいずれか一項に記載の液体カートリッジであって、
    前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーへ前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する複数の電極接触部を有し、
    前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、最も離れた2つの前記電極接触部の間に設けられている、液体カートリッジ。
  8. 請求項4から請求項7までのいずれか一項に記載の液体カートリッジであって、
    前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーへ前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する複数の電極接触部を有し、
    前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される液体供給口および廃液導入口を有し、
    前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記液体供給口に最も近い前記電極接触部と、前記廃液導入口との間に設けられている、液体カートリッジ。
  9. 請求項4から請求項8までのいずれか一項に記載の液体カートリッジであって、
    前記底壁部は、前記液体噴射装置に接続される廃液導入口を有し、
    前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、前記廃液導入口と前記位置決め穴との間に設けられている、液体カートリッジ。
  10. 請求項4から請求項9までのいずれか一項に記載の液体カートリッジであって、
    前記底壁部は、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーの底面に接触する複数の接触突起を備え、
    前記係止部は、前記液体カートリッジを前記底壁部側から見たときに、前記X方向において、2つの前記接触突起の間に設けられている、液体カートリッジ。
  11. 請求項4から請求項10までのいずれか一項に記載の液体カートリッジであって、
    前記底壁部の前記第1側壁部側に設けられ、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーに設けられた電極に接触する電極接触部を備え、
    前記底壁部は、前記第1側壁部側の端部に、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーの底面側とは反対側に向けて傾斜した傾斜部を、有し、
    前記電極接触部は、前記傾斜部に設けられている、液体カートリッジ。
  12. 請求項11に記載の液体カートリッジであって、
    前記係止部は、前記カートリッジホルダーに前記液体カートリッジが装着された状態で、前記カートリッジホルダーの底面に沿った第1の面と、前記第1の面よりも前記カートリッジホルダーの底面側に設けられ、前記第1側壁部から離れるほど前記カートリッジホルダーの底面から離れるように傾斜した第2の面とを有し、
    前記第2の面の前記底面からの傾斜角度は、前記傾斜部の前記底面からの傾斜角度よりも大きい、液体カートリッジ。
  13. カートリッジホルダーと、
    請求項1〜12のいずれか一項に記載の液体カートリッジと、
    を備える液体噴射装置。
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