JP2019126919A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 収容するインクの量が減っても記録品位の低下が発生しにくいインクカートリッジを提供すること。【解決手段】 インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部からインクカートリッジの外部にインクを供給する複数の流路を有するインクカートリッジであって、前記複数の流路は、インクカートリッジの使用時における前記インク収容部の鉛直方向下方に開口する下部開口を有する下部流路と、前記下部流路よりもインクカートリッジの使用時における前記インク収容部の鉛直方向上方に開口する上部開口を有する上部流路と、を有し、前記下部流路の抵抗は、前記上部流路の抵抗とは異なる抵抗を有し、前記下部流路及び前記上部流路からインクを供給する際には、前記インク収容部にエアを導入しないことを特徴とするインクカートリッジ。【選択図】 図５

Description

本発明は、インクカートリッジに関するものである。

記録装置の一例としてのインクジェットプリンタは、インクを収容したインクカートリッジが装着されることにより、当該インクカートリッジからインクの供給を受けて、紙等の記録媒体にインクを吐出して記録を行う。インクカートリッジには、インクを収容するインク収容部においてインク成分（特に顔料）の沈降が発生し、最初に濃度の高い濃いインクが供給され、その後で濃度の低い薄いインクが供給されるという課題があった。供給されるインクの濃度のばらつきは、記録品位の低下につながる。

このような課題に対して、特許文献１には、複数のインク収容部を流抵抗の異なる複数の流路で連通させ、インクの流れを発生させることでインクを撹拌するインクカートリッジが記載されている。

特開２００５−１８６６００号公報

特許文献１に記載のインクカートリッジは、インク収容部にエアを導入するものである。インク収容部にエアを導入する場合、収容するインクの量が減ってくると、流抵抗の異なる複数の流路を全て使用できなくなり、撹拌のためのインクの流れが発生しにくくなることがある。その結果、記録品位の低下が発生する。

従って本発明では、収容するインクの量が減っても記録品位の低下が発生しにくいインクカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部からインクカートリッジの外部にインクを供給する複数の流路を有するインクカートリッジであって、前記複数の流路は、インクカートリッジの使用時における前記インク収容部の鉛直方向下方に開口する下部開口を有する下部流路と、前記下部流路よりもインクカートリッジの使用時における前記インク収容部の鉛直方向上方に開口する上部開口を有する上部流路と、を有し、前記下部流路の抵抗は、前記上部流路の抵抗とは異なる抵抗を有し、前記下部流路及び前記上部流路からインクを供給する際には、前記インク収容部にエアを導入しないことを特徴とするインクカートリッジである。

本発明によれば、収容するインクの量が減っても記録品位の低下が発生しにくいインクカートリッジを提供することができる。

インクジェットプリンタの構成を示す図。 インクカートリッジの構成を示す図。 インクカートリッジの構成を示す図。 インクカートリッジの構成を示す図。 インクカートリッジの構成を示す図。 流路部材の構成を示す図。 インクカートリッジの構成を示す図。

以下、本発明のインクカートリッジについて、図面を参照しながら具体的に説明する。尚、以下の各実施形態は、本発明を実施するための好適な一例であり、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。また、各実施形態に記載された内容は、記載内容の一部を組み合わせることができる。

［第１の実施形態］
＜記録装置＞
まず、本発明のインクカートリッジを装着する記録装置の一例であるインクジェットプリンタ１（以下、記録装置１）の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、記録装置１の内部構成図である。図１において、ｘ方向は水平方向、ｙ方向（紙面垂直方向）は後述する記録ヘッド８において吐出口が配列する方向、ｚ方向は鉛直（重力）方向をそれぞれ示す。尚、図１に示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向については、図１以降の図面においても同様の意味で用いる。例えば、図２で示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、それぞれ図１で示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と一致する方向である。

記録装置１は、プリント部２と、プリント部２の上方にスキャナ部３を備える複合機であり、記録動作と読取動作に関する様々な処理を、プリント部２とスキャナ部３で個別にあるいは連動して実行することができる。スキャナ部３は、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）とＦＢＳ（フラットベッドスキャナ）を備えており、ＡＤＦで自動給紙される原稿の読み取りと、ユーザーによってＦＢＳの原稿台に置かれた原稿の読み取り（スキャン）を行うことができる。尚、本実施形態はプリント部２とスキャナ部３を併せ持った複合機であるが、スキャナ部３を備えない形態であってもよい。図１は、記録装置１が記録動作も読取動作も行っていない待機状態にあるときを示す。

プリント部２において、筐体４の鉛直方向下方の底部には、記録媒体（カットシート）Ｓを収容するための第１カセット５Ａと第２カセット５Ｂが着脱可能に設置されている。第１カセット５ＡにはＡ４サイズまでの比較的小さな記録媒体が、第２カセット５ＢにはＡ３サイズまでの比較的大きな記録媒体が、平積みに収容されている。第１カセット５Ａ近傍には、収容されている記録媒体を１枚ずつ分離して給送するための第１給送ユニット６Ａが設けられている。同様に、第２カセット５Ｂ近傍には、第２給送ユニット６Ｂが設けられている。記録動作が行われる際にはいずれか一方のカセットから選択的に記録媒体Ｓが給送される。

搬送ローラ７、排出ローラ１２、ピンチローラ７ａ、拍車７ｂ、ガイド１８、インナーガイド１９及びフラッパ１１は、記録媒体Ｓを所定の方向に導くための搬送機構である。搬送ローラ７は、記録ヘッド８の上流側及び下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。ピンチローラ７ａは、搬送ローラ７と共に記録媒体Ｓをニップして回転する従動ローラである。排出ローラ１２は、搬送ローラ７の下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。拍車７ｂは、記録ヘッド８の下流側に配される搬送ローラ７及び排出ローラ１２と共に記録媒体Ｓを挟持して搬送する。

ガイド１８は、記録媒体Ｓの搬送経路に設けられ、記録媒体Ｓを所定の方向に案内する。インナーガイド１９は、ｙ方向に延在し、湾曲した側面を有し、当該側面に沿って記録媒体Ｓを案内する。フラッパ１１は、両面記録動作の際に、記録媒体Ｓが搬送される方向を切り替えるためのものである。排出トレイ１３は、記録動作が完了し排出ローラ１２によって排出された記録媒体Ｓを積載保持するためのトレイである。

本実施形態の記録ヘッド８は、フルラインタイプのカラーインクジェット記録ヘッドであり、記録データに従ってインクを吐出する吐出口が、図１におけるｙ方向に沿って記録媒体Ｓの幅に相当する分だけ複数配列されている。記録ヘッド８が待機位置にあるとき、記録ヘッド８の吐出口面８ａは、図１のようにキャップユニット１０によってキャップされている。記録動作を行う際は、プリントコントローラによって、吐出口面８ａがプラテン９と対向するように記録ヘッド８の向きが変更される。プラテン９は、ｙ方向に延在する平板によって構成され、記録ヘッド８によって記録動作が行われる記録媒体Ｓを背面から支持する。

記録ヘッド８は、フルラインタイプの記録ヘッドでなくてもよく、記録媒体Ｓの搬送方向と交差する方向にヘッドを往復移動させるシリアルスキャン形式の記録ヘッドであってもよい。

装着部１４は、インクカートリッジが装着される部分である。装着部１４は、記録装置１から取り外し可能にしておいてもよい。ここでは、装着部１４に４つのインクカートリッジが装着され、各インクカートリッジは記録ヘッド８へ供給される４色のインクのいずれかをそれぞれ貯留する例を示している。インク供給ユニット１５は、装着部１４と記録ヘッド８を接続する流路の途中に設けられ、記録ヘッド８内のインクの圧力及び流量を適切な範囲に調整する。本実施形態では循環型のインク供給系を採用しており、インク供給ユニット１５は記録ヘッド８へ供給されるインクの圧力と記録ヘッド８から回収されるインクの流量を適切な範囲に調整する。

メンテナンスユニット１６は、キャップユニット１０とワイピングユニット１７を備え、所定のタイミングにこれらを作動させて、記録ヘッド８に対するメンテナンス動作を行う。

尚、本明細書において「インク」とは、記録媒体に付与されることによって、画像の形成、または記録媒体の加工に用いられ得る任意の液体を含む。従って、本明細書における「インク」は、記録に用いられることが可能なあらゆる液体を包含する概念である。また記録の概念も特に限定されるものではなく、産業用途等にも適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷、半導体基板の作製などの用途としても用いることができる。これらのインクを収容する容器がインクカートリッジである。

図２に、図１の記録装置から装着部１４を取り出し、装着部１４を鉛直方向の斜め上方から見た図を示す。図２（ａ）は、装着部１４にインクカートリッジが装着される前の状態を示す図である。図２（ｂ）は、装着部１４にインクカートリッジ２０が装着された後の状態を示す図である。

図２に示す装着部１４は、４つの筒状の穴形成部材１４ａを有する。それぞれの穴形成部材１４ａは、穴１４ｄを形成している。インクカートリッジ２０は、装着部１４の穴形成部材１４ａが形成する穴１４ｄに挿入されることで、記録装置の装着部１４に装着される。穴形成部材１４ａは必ずしも複数設ける必要はない。例えば１つの穴形成部材が複数の穴を形成していてもよい。穴１４ｄの直径（穴１４ｄの延在方向と直交する方向の径）は、５０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下であることが好ましい。尚、穴１４ｄの延在方向と直交する方向の径が真円でない場合、穴１４ｄの直径は円相当径とする。

穴形成部材１４ａの奥側には、穴形成部材１４ａとは別の穴形成部材１４ｂが設けられている。インクカートリッジの装着の際には、穴形成部材１４ａは手前側、穴形成部材１４ｂが奥側となる。穴形成部材１４ｂにも穴（図２では不図示）が形成されており、穴形成部材１４ａの穴１４ｄと穴形成部材１４ｂの穴とは、装着部１４の内部で連通している。インクカートリッジ２０は、この連通してできた穴に挿入される。尚、穴形成部材１４ａと穴形成部材１４ｂとは別部材として設けなくてもよく、例えば２つの穴形成部材が一体となった部材を用いてもよい。穴形成部材１４ａを形成する材料としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合樹脂）、ＰＰＯ（ノリル）、ＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン樹脂）等が挙げられる。穴形成部材１４ｂを形成する材料としては、ＰＰ（ポリエチレン）、ＰＰＯ等が挙げられる。

穴形成部材１４ａの穴１４ｄの手前側の開口には、ＩＤ用凹部１４ｃが設けられている。ＩＤ用凹部１４ｃは、インクカートリッジ２０の装着の際に、装着部１４に対してインクカートリッジ２０を大まかに位置合わせするために用いられる。図２では、穴１４ｄの円形の開口を一部凹ませることで、凹部形状のＩＤ用凹部１４ｃを形成している。

さらに、装着部１４には、インクカートリッジが有する複数のパッド電極と接触し、接触によってパッド電極と電気的に接続可能な状態となる複数の電気接続部（図２では不図示）が設けられている。図２においては、電気接続部は装着部１４の穴形成部材１４ｂに設けられている。

装着部１４の穴形成部材１４ｂが備える電気接続部の周辺を拡大した様子を、図３に模式的に示す。図３は、図２（ａ）のＡで囲った部分における、装着部１４の断面を示す図である。尚、図３では、穴形成部材１４ａを含め、装着部１４の一部を省略して示している。図３に示すように、穴形成部材１４ｂは穴１４ｆを形成している。穴１４ｆの奥側の面（穴形成部材１４ｂが形成する穴１４ｆの底面）から、管状のインク受け管２１が突出している。穴１４ｆの奥側の面は円の形状をしており、この円の中心から、穴１４ｆの奥側の面に対して垂直な方向（延在方向）に、インク受け管２１が突出している。インク受け管２１は、装着部１４に装着されたインクカートリッジから供給されるインクを受ける管である。インク受け管２１は、記録装置の記録ヘッドとインク流路でつながっており、インクカートリッジから受けたインクを記録ヘッドに供給する。１本のインク受け管は、１色のインクに対応している。従って、用いるインク色の分だけインク受け管を設けることが好ましい。インク受け管２１を形成する材料としては、ＳＵＳ（ステンレス）、ＰＰＯ等が挙げられる。インク受け管２１の直径（インク受け管の延在方向に直交する断面における径）は、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは３ｍｍ以上、４ｍｍ以下である。尚、穴１４ｆの直径（穴１４ｆの延在方向と直交する方向の径）は、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。穴１４ｆの直径は、穴１４ｄの直径よりも小さいことが好ましく、穴１４ｄの直径の４０％以上、５０％以下であることがより好ましい。

＜インクカートリッジ＞
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、インクカートリッジの様々な角度における外観を示した図である。図４に示すインクカートリッジ２０は、円柱（円筒）形状の筐体をベースとして構成されている。筐体の形状は円柱形状に限定されるものではなく、例えば三角柱形状や四角柱形状といった多角柱形状であってもよい。或いは円錐形状であってもよいし、三角錐形状、四角錐形状といった多角錐形状であってもよい。

インクカートリッジ２０は、インクカートリッジ２０の外方に面する部分として、第１の部分２０ａと、第２の部分２０ｂと、第３の部分２０ｃとを少なくとも有している。挿入部２４がある側の部分が第１の部分２０ａである。この第１の部分２０ａと反対側の部分が第２の部分２０ｂである。そして第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとは、第３の部分２０ｃでつながれている。第３の部分２０ｃは、第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとの間にあり、図４では、第３の部分２０ｃは第１の部分２０ａ及び第２の部分２０ｂに直交している。第１の部分２０ａ、第２の部分２０ｂ、及び第３の部分２０ｃは、図４に示すようにそれぞれ面であってもよい。或いは、第１の部分２０ａ、第２の部分２０ｂ、及び第３の部分２０ｃのうち少なくとも１つが面でなくてもよい。例えばインクカートリッジ２０が三角錐形状であった場合、第１の部分２０ａを三角錐の底面、第２の部分２０ｂを三角錐の底面上の頂点、第３の部分２０ｃを三角錐の側面とすることができる。この場合、第２の部分２０ｂは頂点であり、面ではない。

第１の部分２０ａには、図３等に示すインク受け管２１が挿入される挿入部２４がある。従って、第１の部分２０ａは筐体の前方の部分であるともいえる。図４では、第１の部分２０ａは面である。挿入部２４には、後述するが、開口を有するシール部材が設けられており、インク受け管は挿入部２４のシール部材が有する開口に挿入される。挿入部の直径（インク受け管が挿入されてくる方向に直交する方向の径）は、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。

インクカートリッジ２０は、内部にインクを収容する。収容されたインクは、挿入部２４（シール部材がある場合には、シール部材の開口）に挿入されたインク受け管を通して、記録装置に供給され、記録に用いられる。

インクカートリッジ２０は、径が相対的に大きい大径部と、大径部よりも径が相対的に小さい小径部とで構成されている。図４のインクカートリッジは円柱形状であり、ここでの径とは、円柱の高さ方向に垂直な方向に沿った断面における、円の直径である。小径部の、挿入部２４がある側の部分が、第１の部分２０ａである。第２の部分２０ｂは、大径部に設けられている。第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとをつなぐ第３の部分２０ｃは、大径部と小径部とにまたがり、大径部と小径部の間で段差を有する面である。インクカートリッジ２０の径は一定であってもよく、第３の部分２０ｃに段差を有さない形状とすることもできる。図４に示すインクカートリッジ２０は円柱形状であり、第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとが円柱の底面であり、第３の部分２０ｃは円柱の側面である。上述したように、インクカートリッジ２０は円柱形状に限られない。第１の部分２０ａや第２の部分２０ｂが段差を有する形状であってもよい。

インクカートリッジ２０の大径部の直径は、５０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることが好ましい。インクカートリッジ２０の小径部の直径は、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。インクカートリッジ２０は、収容するインクの量や種類に応じて、その直径を異ならせることができる。例えばあるインクカートリッジセットにおいて、大容量のインクカートリッジについては、大径部の直径を７０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下とし、小容量のインクカートリッジについては、大径部の直径を５０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下とすることができる。但しこの場合であっても、装着の観点から、小径部の直径をインクカートリッジ間で揃えておくことが好ましい。即ち、収容するインクの量や種類が異なるインクカートリッジセットでは、インクカートリッジ間で、小径部の直径が同じで、大径部の直径が異なることが好ましい。

インクカートリッジ２０の大径部の長さは、１９０ｍｍ以上、２２０ｍｍ以下であることが好ましい。インクカートリッジ２０の小径部の長さは、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。尚、大径部及び小径部の長さとは、インクカートリッジ２０の第１の部分２０ａから第２の部分２０ｂに向かう方向に平行な方向の長さである。装着の観点から、インクカートリッジ２０の大径部及び小径部の長さは、上述のインクカートリッジセットのように収容するインクの量や種類が異なる場合であっても、長さを揃えておくことが好ましい。尚、インクカートリッジ２０の第１の部分２０ａから第２の部分２０ｂに向かう方向とは、第１の部分２０ａから第２の部分２０ｂまでを最短で結ぶ線の方向である。この方向は、図４ではインクカートリッジの長手方向と一致する。

次に、突出部２５とＩＤ用凸部２８について説明する。突出部２５とＩＤ用凸部２８は、第３の部分２０ｃに設けられている。図４では、突出部２５は、第３の部分２０ｃのうち小径部の部分にあり、第３の部分２０ｃを構成する突出部２５の周囲よりも突出している。突出部２５の周囲は円柱の側面となっており、突出部２５はこの円柱の側面から突出している。突出部２５は、突出部２５の天井となる天井面２５ａと、突出部側面２５ｂとを有する。突出部側面２５ｂは４面あり、これらを上方でつなぐのが天井面２５ａである。天井面２５ａの上には電極部２６がある。電極部２６には、記録装置（装着部）の電気接続部に接触して電気接続部と電気的に接続可能な状態となる、複数のパッド電極２７が設けられている。天井面２５ａは、インクカートリッジ２０の外方に面する部分であり、第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとをつなぐ部分の一部であるから、第３の部分２０ｃの一部である。即ち、天井面２５ａ上に設けられている電極部２６や複数のパッド電極２７は、第３の部分２０ｃに設けられている。電極部２６は、パッド電極２７のみで構成されていてもよい。この場合、突出部２５の天井面２５ａにパッド電極２７が直接配置される。

ＩＤ用凸部２８は、第３の部分２０ｃのうち大径部の部分で突出している。ＩＤ用凸部２８も、ＩＤ用凸部２８の周囲よりも突出している。ＩＤ用凸部２８の周囲は円柱の側面となっており、ＩＤ用凸部２８はこの円柱の側面から突出している。

インクカートリッジ２０について、筐体のうち特に第２の部分２０ｂ側の部分を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。突出部２５を形成する材料としては、筐体と同様にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。電極部２６を形成する材料としては、ガラスエポキシやポリイミドのフレキシブルプリント板等が挙げられる。パッド電極２７を形成する材料としては、Ｎｉ、Ａｕ等が挙げられる。ＩＤ用凸部２８を形成する材料としては、筐体と同様にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

図５（ａ）、（ｂ）に、インクカートリッジ２０の内部構成を示す。図５（ａ）は、インクカートリッジ２０の分解図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した各部品を組み合わせた状態における、図５（ａ）のＡ−Ａ´における断面図である。筐体７０は、外層７０ａと内層７０ｂとの２層構成となっている。外層７０ａは実線で示す外側の層であり、剛性の高い材料で形成されることが好ましい。一方、内層７０ｂは点線で示す内側の層であり、柔軟な材料で形成されることが好ましい。即ち、外層７０ａは内層７０ｂよりも剛性が高いことが好ましい。外層７０ａと内層７０ｂは互いに分離可能な状態となっており、内層７０ｂの内側（内部）にインクが収容されている。即ち、内層７０ｂの内側がインク収容部である。外層７０ａと内層７０ｂは、共に同じ部分に開口を有し、内層７０ｂの開口がジョイント部材７３と接合することで閉鎖空間を構成する。この閉鎖空間にインクが収容される。外層７０ａと内層７０ｂは、インジェクションブローによって成形することが好ましい。外層７０ａを形成する材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等が挙げられる。内層７０ｂを形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

筐体７０は、カバー部材７８と接合される。筐体７０はインクカートリッジの大径部の一部を構成している。カバー部材７８はインクカートリッジの大径部の一部と小径部とを構成している。カバー部材７８の小径部には、挿入部７８ｂが設けられている。カバー部材７８を形成する材料としては、ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ等が挙げられる。カバー部材７８の長さは、６０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、６０ｍｍ以上、７０ｍｍ以下である。尚、カバー部材７８の長さとは、図５（ａ）の左右方向の長さである。また、インクカートリッジ２０が図５に示すような形状であれば、カバー部材７８の長さはインクカートリッジ２０の長手方向に沿う方向の長さである。

筐体７０は、外層にスクリュー状の溝８０を有する。スクリュー状の溝８０を設けることで、筐体７０の強度が高くなる。溝８０は１本の溝であってもよいし、個々につながっていない複数本の溝であってもよい。溝８０の延在方向は、インクカートリッジの長手方向に対して傾斜した方向であることが、筐体７０の強度の点から好ましい。

インクカートリッジ２０は、インクカートリッジ２０の外部（記録装置）にインクを供給し、収容しているインクの量が減少すると、その減少したインクの体積に応じて内層７０ｂが変形する。収容しているインクを最終的に使い切ると、内層７０ｂはつぶれた状態となる。一方、外層７０ａは、外層７０ａを剛性が高い材料で形成した場合、変形しにくく、その形状を維持する。筐体７０のうち、インクカートリッジの第２の部分には、大気連通口７１が開口している。大気連通口７１から、外層７０ａと内層７０ｂの間の空間に大気が導入される。ラベル７２によって、大気連通口７１の僅かな部分を除いて覆うことで、インクの蒸発を良好に抑制することができる。ラベル７２を形成する材料としては、ＰＰフィルム、紙等が挙げられる。

ジョイント部材７３は、先端にインク受け管が挿入される挿入部２４を有する。即ち、ジョイント部材７３がある場合、ジョイント部材７３がインクカートリッジの第１の部分の少なくとも一部を構成することになる。ジョイント部材７３には突出部２５が設けられており、突出部２５上に電極部２６が設けられている。また、ジョイント部材７３はカバー部材７８内に入り、カバー部材７８の開口７８ａより突出部２５が外部に露出しており、挿入部２４がカバー部材７８の開口７８ｂから外部に露出している。この場合、ジョイント部材７３はインクカートリッジの第１の部分２０ａの一部と第３の部分２０ｃの一部を構成する。

ジョイント部材７３及びその周辺の構成について、詳細に説明する。図５（ｂ）のＢで示す部分の拡大図を、図５（ｃ）に示す。ジョイント部材７３の筐体７０側には、インクを筐体７０からジョイント部材７３側に供給するための流路部材７９が接合されている。ジョイント部材７３と流路部材７９との接合は、例えば圧入や溶着によって行う。ジョイント部材７３と流路部材７９によって形成されている、ジョイント部材７３の内側の空間はインク流路（インク供給部７３ａ）である。ジョイント部材７３と流路部材７９との間には、筐体７０内に収容したインクをインク供給部７３ａ内に供給するための流路開口７９ａが開口している。インクカートリッジが記録装置に装着されていない場合、流路開口７９ａは第２の弁７６によってインク供給部７３ａ側に付勢されることで、シールされている。後で詳述するが、図５（ｃ）に示すように、流路部材７９には、流路開口７９ａにそれぞれ連通する上部流路８４と下部流路８３が設けられている。

挿入部２４は、開口になっている。この開口はシール部９０で形成されている。シール部９０は、ジョイント部材７３と一体に成型されたものであってもよいし、ジョイント部材７３とは別体であってもよい。インクカートリッジが記録装置に装着されていない場合、シール部９０に対して、第１の弁７４を付勢部材であるバネ７５で付勢して当接させることで、挿入部２４の開口をシールしている。シール部９０を形成する材料としては、ゴム、エラストマー等が挙げられる。尚、付勢部材としてバネを用いた例を示しているが、ゴム等の弾性体であってもよい。但し安定性の点でバネを用いることが好ましく、ＳＵＳ（ステンレス）で形成されたバネを用いることが好ましい。

バネ７５の挿入部２４の開口をシールする側の端部と反対側の端部、即ち筐体７０側の端部に、上述した第２の弁７６が配置されている。第２の弁７６は、第１の弁７４と同様に、バネ７５に接続されており、バネ７５によって付勢されている。第２の弁７６はバネ７５に接続する側の面と反対側の面の外周部にリップ７６ｂを備えており、記録装置へのインク供給時以外では、バネ７５により流路部材７９側に付勢されている。これにより、リップ７６ｂが、流路部材７９のインク供給部７３ａ側の面７９ｄに当接し、流路部材７９の流路開口７９ａがインク供給部７３ａ側に対しシールされ、インク供給部７３ａと筐体７０の間が閉塞されている。

インクカートリッジからインクを供給する際には、挿入部２４からインク受け管がジョイント部材７３内に挿入され、ジョイント部材７３内が減圧される。この減圧によって、エア逆流抑制弁である第２の弁７６が開放される。そして、筐体内のインクが流路部材７９を介してジョイント部材７３内へ移動し、インク受け管を介して記録装置に供給される。流路部材７９を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

図５（ｃ）に示すように、流路部材７９は複数流路を有する。複数の流路の一方は、インクカートリッジの使用時におけるインク収容部の鉛直方向下方に開口する下部開口８１を有する下部流路８３である。他方は、下部開口８１よりもインクカートリッジの使用時におけるインク収容部の鉛直方向上方に開口する上部開口８２を有する上部流路８４である。下部開口８１は、上部開口８２よりも、挿入部２４から遠い側にあることが好ましい。流路部材７９を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

インクが顔料を含む顔料インクである場合、インクカートリッジ２０を記録装置１に装着した状態で長期間放置したりすると、鉛直方向下方において顔料が沈降し、顔料濃度が高くなることがある。このような状況において、インク収容部内のインクを１本の流路のみで記録装置側に供給すると、記録される画像の濃度が徐々に濃くなっていくことがある。本発明では、流路部材７９が、インク収容部の鉛直方向上方に上部開口８２が開口する上部流路８４と、上部流路８４よりもインク収容部の鉛直方向下方に下部開口８１が開口する下部流路８３とを有している。そして、下部流路８３の抵抗を、上部流路８４の抵抗と異なる抵抗としている。このような複数の流路からインクを供給することによって、顔料の沈降等による鉛直方向の上下における濃度分布を緩和したインクを供給する。

流路の抵抗についてさらに説明を行う。インクカートリッジの使用時における、インク収容部内の、下部開口８１と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_{ｂｏｔｔｏｍ}［質量％］とする。また、インクカートリッジの使用時における、インク収容部内の、上部開口８２と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_ｔｏｐ［質量％］とする。さらに、インク収容部内において顔料が均一に分散した（と仮定した）ときのインクの顔料濃度（以後、均等濃度とする）をＭ［質量％］とする。一方、下部流路８３の流抵抗をＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}、上部流路８４の流抵抗をＲ_ｔｏｐとする。このとき、下記式を成立させると、均等濃度との顔料濃度の差が大きいインクよりも、顔料濃度の差が小さい方のインクを多く吸い上げることができる。尚、顔料濃度は、任意の分散させた１０箇所において測定した値の平均値である。

（Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ）＞（Ｍ−Ｍ_ｔｏｐ）、かつＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}＞Ｒ_ｔｏｐ
または
（Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ）＜（Ｍ−Ｍ_ｔｏｐ）、かつＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}＜Ｒ_ｔｏｐ
上記式を満たすようにすることで、記録装置１に供給するインクの顔料濃度をより均一化することができる。

さらに、Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}とＲ_ｔｏｐの抵抗比は、下記式が成立するような関係とすることが、より好ましい。

０．３＜Ｒ_ｔｏｐ／Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}＜４．５
上述したように、インクカートリッジ２０は、インクカートリッジ２０の外部（記録装置１）にインクを供給し、インク収容部に収容しているインクの量が減少すると、その減少したインクの体積に応じて内層７０ｂが変形する。そして収容しているインクを最終的に使い切ると、内層７０ｂはつぶれた状態となる。一方、外層７０ａは、外層７０ａを剛性が高い材料で形成した場合、変形しにくく、その形状を維持する。筐体７０のうち、インクカートリッジの第２の部分２０ｂには、大気連通口７１が開口している。大気連通口７１から、外層７０ａと内層７０ｂの間の空間に大気（エア）が導入される。本発明のインクカートリッジ２０は、このような形態であるため、エアをインク収容部（内層内）に導入せずにインクを供給することができる。従って、上述の複数の流路のうち、上部流路８４から順に、流路内、或いは開口がエアで満たされてインクを供給できなくなることを抑制できる。インクを供給できなくなった流路が存在すると、収容するインクの量が減ってインクを使い切る直前になったりすると、全体として供給するインクに偏りが生じ、記録品位の低下につながる。従って、本発明ではインク収容部にエアを導入しない構成とすることで、全ての流路からインクを供給し、供給するインクの顔料の濃度をより均等化することができる。

図６は、流路部材７９を拡大した図である。図６（ａ）は、図５（ｃ）の右側から、インク収容部の内部の流路部材７９が見えるようにした図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の流路部材７９の下部開口８１付近の拡大図である。インクカートリッジ２０から記録装置１へとインクを供給し、減少したインクの体積に応じて内層７０ｂが変形する際、内層の対向する面（内層面）が部分的に密着することが考えられる。このような内層面の密着が発生すると、インク収容部である内層７０ｂの内部にインクが残留したまま、インクを供給できなくなる可能性がある。このような課題に対して、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、流路部材７９の側面に突起９２、９３を設けることが好ましい。流路部材７９の側面に突起９２、９３を設けることで、流路部材７９の側面と、突起９２、９３と、内層７０ｂとの間にインクを外部に供給するための隙間９４が形成される。これにより、対向する内層面が密着しにくくなり、内層７０ｂ内のインクを最後まで使い切りやすくなる。突起９２、９３は、いずれかの突起のみを設けてもよい。射出成形時の離型性を鑑みると、突起の数は２本以上４本以下であることが好ましい。突起形状としては、流路部材の側面から１ｍｍ以上３ｍｍ以下突出していることが好ましい。１ｍｍより短いと対向する内層面が部分的に密着しやすくなり、３ｍｍより長いと隙間にインクが残留しやすくなる。また、突起の先端は内層面と接触するので、内層７０ｂが破断されにくくするために、曲面（Ｒ形状）とすることが好ましい。流路部材の突起は、上部流路８４と下部流路８３のいずれに設けてもよいが、下部流路８３においてインク供給の課題が発生しやすい為、少なくとも下部流路８３に設けることが好ましい。

［第２の実施形態］
第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明を行う。以下、各実施形態の説明では、各実施形態の特徴的な部分を中心に説明を行い、共通している部分については説明を省略する場合がある。

第２の実施形態では、図７に示すように、複数の流路は３本で形成されている。鉛直方向の上方から順に、上部流路８５、中部流路８６、下部流路８７とし、それぞれの開口を上部開口８８、中部開口８９、下部開口９１とする。また、インクカートリッジの使用時における、インク収容部内の、下部開口９１と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_{ｂｏｔｔｏｍ}［質量％］とする。同様に、インクカートリッジの使用時における、インク収容部内の、中部開口８９と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_ｍｉｄ［質量％］とする。同様に、インクカートリッジの使用時における、インク収容部内の、上部開口８８と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_ｔｏｐ［質量％］とする。均等濃度は、Ｍ［質量％］とする。そして、上部流路８５の流抵抗をＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}、中部流路８６の流抵抗をＲ_ｍｉｄ、下部流路８７の流抵抗をＲ_ｔｏｐとする。このとき、下記不等式のいずれかが成立するような関係であると、供給されるインクの顔料濃度がより均等化されやすくなるため好ましい。

｜Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｍｉｄ−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｔｏｐ−Ｍ｜のとき、Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}＞Ｒ_ｍｉｄ＞Ｒ_ｔｏｐ
｜Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｔｏｐ−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｍｉｄ−Ｍ｜のとき、Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}＞Ｒ_ｔｏｐ＞Ｒ_ｍｉｄ
｜Ｍ_ｍｉｄ−Ｍ｜＞｜Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｔｏｐ−Ｍ｜のとき、Ｒ_ｍｉｄ＞Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}＞Ｒ_ｔｏｐ
｜Ｍ_ｍｉｄ−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｔｏｐ−Ｍ｜＞｜Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ｜のとき、Ｒ_ｍｉｄ＞Ｒ_ｔｏｐ＞Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}
｜Ｍ_ｔｏｐ−Ｍ｜＞｜Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｍｉｄ−Ｍ｜のとき、Ｒ_ｔｏｐ＞Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}＞Ｒ_ｍｉｄ
｜Ｍ_ｔｏｐ−Ｍ｜＞｜Ｍ_ｍｉｄ−Ｍ｜＞｜Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ｜のとき、Ｒ_ｔｏｐ＞Ｒ_ｍｉｄ＞Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}
この他の点については、第１の実施形態で説明した内容と同様である。

２０ インクカートリッジ
７９ 流路部材
８１、９１ 下部開口
８２、８８ 上部開口
８３、８７ 下部流路
８４、８５ 上部流路

Claims (10)

1. インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部からインクカートリッジの外部にインクを供給する複数の流路を有するインクカートリッジであって、
   前記複数の流路は、インクカートリッジの使用時における前記インク収容部の鉛直方向下方に開口する下部開口を有する下部流路と、前記下部流路よりもインクカートリッジの使用時における前記インク収容部の鉛直方向上方に開口する上部開口を有する上部流路と、を有し、
   前記下部流路の抵抗は、前記上部流路の抵抗とは異なる抵抗を有し、前記下部流路及び前記上部流路からインクを供給する際には、前記インク収容部にエアを導入しないことを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記インクカートリッジの使用時における、前記インク収容部内の下部開口と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_{ｂｏｔｔｏｍ}［質量％］、前記インクカートリッジの使用時における、前記インク収容部内の前記上部開口と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_ｔｏｐ［質量％］、前記インク収容部内において顔料が均一に分散したときのインクの顔料濃度をＭ［質量％］、前記下部流路の流抵抗をＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}、前記上部流路の流抵抗をＲ_ｔｏｐとしたとき、
   （Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ）＞（Ｍ−Ｍ_ｔｏｐ）、かつＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}＞Ｒ_ｔｏｐ
   を満たす請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記インクカートリッジの使用時における、前記インク収容部内の下部開口と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_{ｂｏｔｔｏｍ}［質量％］、前記インクカートリッジの使用時における、前記インク収容部内の前記上部開口と鉛直方向の高さが同じ位置にあるインクの層の顔料濃度をＭ_ｔｏｐ［質量％］、前記インク収容部内において顔料が均一に分散したときのインクの顔料濃度をＭ［質量％］、前記下部流路の流抵抗をＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}、前記上部流路の流抵抗をＲ_ｔｏｐとしたとき、
   （Ｍ_{ｂｏｔｔｏｍ}−Ｍ）＜（Ｍ−Ｍ_ｔｏｐ）、かつＲ_{ｂｏｔｔｏｍ}＜Ｒ_ｔｏｐ
   を満たす請求項１に記載のインクカートリッジ。
4. 前記Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}とＲ_ｔｏｐとが、
   ０．３＜Ｒ_ｔｏｐ／Ｒ_{ｂｏｔｔｏｍ}＜４．５
   を満たす請求項２または３に記載のインクカートリッジ。
5. 外層と内層とを有し、前記内層の内側がインク収容部となっており、前記流路を形成する部材に突起が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 前記突起は前記下部流路に設けられている請求項５に記載のインクカートリッジ。
7. 前記突起の数は２本以上４本以下である請求項５または６に記載のインクカートリッジ。
8. 前記突起は前記流路を形成する流路部材の側面から１ｍｍ以上３ｍｍ以下突出している請求項５乃至７のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
9. 前記突起の先端は曲面である請求項５乃至８のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
10. 前記流路の流路は、前記インクカートリッジの使用時の前記インク収容部の鉛直方向において、前記下部開口と前記上部開口との間に開口する中部開口を有する中部流路を有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。

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