JP3908656B2 - Ink cartridge for inkjet printer - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、キャリッジにインクジェット式記録ヘッドとインクカートリッジを搭載し、インクの補給をカートリッジの交換で行うインクジェット式プリンタに適したインクカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット式記録ヘッドを搭載したキャリッジにインク収容体を搭載する形式のインクジェット式プリンタにあっては、キャリッジの移動によるインクの揺動に起因する水頭圧の変動や、泡立ちによる印字不良を防止するために、特許文献1に記載されたようにインク収容容器を2つの領域に分割し、記録ヘッド側に多孔質体を収容し、また他方の領域にインクを収容するようにしたものが提案されている。
【0003】
このような構造を採ると、記録ヘッドへのインクの供給が多孔質体を介して行なわれるため、インクの揺動に起因する不都合を可及的に防止することができる。
しかしながら、記録ヘッドと多孔質体との接合は、容器の側部に穿設された通孔に記録ヘッドに連通する突起を押圧することにより行なわれるため、圧電振動子をインク吐出用のアクチュエータとして使用するインクジェット式記録ヘッドように、圧力発生室への気泡の混入を嫌う記録ヘッドには適用できないという問題がある。
【0004】
このような問題を解消するために、図12(a)に示したように記録ヘッドのインク供給針の周面に弾接するOリングAを使用することも考えられるが、カートリッジ装着時に大きな摩擦力が生じて、記録ヘッドやキャリッジに負担がかかるばかりでなく、各Oリングがその外周をカートリッジ本体Bに支持されているため、記録ヘッドのインク供給針との位置に誤差が存在すると、装着が極めて困難になり、特に図12(b)に示したように3色のカラータンクC、D、Eを一体としたカートリッジでは装着が不可能になる虞があるという問題がある。
【特許文献1】
欧州特許出願公開第581531号明細書
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、軽い装着力と大きな余裕をもって装着することができ、また可及的に小さなデッドスペースでインク供給針と高い気密性を保持して結合でき、記録ヘッドヘの気泡の混入を確実に防止することができるインクジェット式プリンタ用のインクカートリッジを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、インクを収容するインク収容部を構成する容器と、前記インク収容部に連通して記録ヘッドにインクを供給するインク供給口と、前記インク供給口に装填され、先端がテーパ状に形成された記録装置のインク供給針と係合するパッキン部材とを備えたインクカートリッジにおいて、前記パッキン部材が、前記インク供給口の内面に装着固定される弾性材料からなる筒状部と、前記筒状部に一体に形成され、一端が前記筒状部の内面と接続され、他端が前記筒状部の内部に向けて、かつ前記インク収容部と反対方向に開口面積を狭めるように形成され、さらに前記他端が筒状部の内面に非接触状態で、かつ前記筒状部内に位置するように形成された前記弾性材料からなるテーパ部とにより構成され、前記インク供給針が挿入されたとき、前記パッキン部材のテーパ部の先細り側が前記先端テーパ状に形成されたインク供給針と弾接するように形成されている。
これにより、インク供給口が、記録ヘッドのインク供給針に挿入されると、インク供給針の先端のテーパ状の領域がパッキン部材のテーパ部を貫通して係合する際、テーパ部が筒状部に非接触で或る程度の移動の自由度を有するため、インク供給針とインク供給口との相対的な位置ずれを吸収してインク供給針をインク供給口に確実に係合させる。
【0007】
また請求項2の発明は、前記テーパ部の一端が、前記筒状部の内面に非接触となるように形成されている。
これにより、テーパ部の一端がインク供給針に対応して筒状部の内側で移動、変形して、一層、確実にインク供給針と係合する。
【0008】
【実施例】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例の基づいて説明する。
図1(a)、(b)は、本発明の一実施例を示すものであって、図中符号1は、本体容器で、図2に示したように仕切り板2、3より3つの部屋4、5、6に分割され、また各部屋4、5、6はそれれぞれ中仕切り10、10、10によりインクを吸収するに適した多孔質体20を収容するフォーム室11と、インクを収容するインク室12に分離されている。
そして多孔質体20は、それ自体の体積がフォーム室11の容積よりも大きく選ばれ、フォーム室11には圧縮されて収容されている。また、フォーム室11とインク室12と収容されるインク量は、フォーム室11側が20乃至30%程度多くなるように容積比が選択されている。
【0009】
このようにフォーム室11側のインク量をインク室12のインク量よりも多く設定しておくことにより、3色のインクを1つのカートリッジで提供する場合、各色インクの消費量のアンバランスに起因するインク室液面のばらつきを視覚的に認識しにくくして、インクの残存量に対する消費者の無用な心配を無くすることができ、また、カートリッジ廃棄時には、インクが多孔質体に吸収されているから、流れ出しを防止して環境の保護を図ることができる。
【0010】
各フォーム室11の下端には記録ヘッドのインク供給針50と係合するインク供給口13、13、13が設けられ、また容器本体1の上端はフォーム室11に対向する位置にそれぞれ2つ1組みのインク注入口14、15を有する蓋体16で封止されている。
【0011】
蓋体16の裏面のフォーム室11に位置する領域には、インク注入口14、15を取り囲むように突起16a、16bが形成されていて、これらの突起16a、16bにより多孔質体20がインク供給口13の形成されている底面に押圧されている。
【0012】
そして、これら突起16a、16bの内、インク供給口13に対向する方の突起16aを、インク供給口13から離れた方の突起16bよりも下方側に位置するように長く形成して、インク供給口13近傍を最も高い圧力で圧縮するようになっている。
【0013】
各フォーム室11の底部には、多孔質体20を蓋体16と協同して圧縮するための凸部22が形成されていて、この上端に一定の開口面積を有する空室を形成する凹部23と、これに一端が連通し、他端が後述するパッキンに連通する通孔24が設けられ、さらに凹部23の上他端にフィルター25が固定されている。
【0014】
30は、パッキン部材で、インク供給口13の下端に設けられたゴム等の弾性材料で形成されて上方に拡開するロート状のパッキンとして構成されている。そして下端は他の部分に比較して厚肉の筒状部31として構成され、またテーパ部32の周縁上端33がインク供給口13の段部13aと当接し、さらにテーパ部32との境界が薄肉の接続部34として構成されている。
【0015】
これにより、筒状部31によりインク供給口13に確実に保持され、また周縁上端33が段部13aで上方に移動するのを阻止されるため、インク供給針の着脱に際してインク供給口13にしっかりと固定されることになる。またインク供給針との気密性を確保するテーパ部32は薄肉の接続部34によりインク供給口13に固定されているから、変形を来すことなく或程度移動可能となり、このため、インク供給針50との相対的な位置ずれを吸収しつつ、インク供給針との気密性を確保することができる。
【0016】
また、フォーム室11とインク室12を区分している中仕切り10は、容器1の底面から一定の高さまで連続した長孔を形成して気液分離用の連通孔19が設けられ、この連通孔19に一部が接し、この連通孔19に或程度弾圧された状態でフォーム室11に多孔質体20が収容されている。
【0017】
一方、カラーインクカートリッジよりも比較的小さく製作されるものの、インク室12の容積が有色のインクよりも多くなるブラックインクのカートリッジは、図3に示したようにインク室12とフォーム室11とを区画する中仕切り10と容器本体1の側壁1aとの間に底面から上部近傍まで延びる隔壁17を形成して、インク室11を2つの部屋12a、12bに分割して、後述するインク注入時の負圧や、また使用時の外圧による容器全体の変形を防いで、インクの漏れだしを防止するように構成されている。なお、分割された各部屋12a、12bは、中仕切り10の連通孔19を介してフォーム室11で接続されているが、隔壁17の下部に連通孔を設けてもよい。
【0018】
またキャリッジに搭載されたとき、外部から見易い位置の壁、この実施例では側壁1aには、内面に上下に延びる複数条のリブ18、18が形成されていて、インクを壁面1aから速やかに降下させるとともに、コントラストを大きくしてインクの残量をたやすく検知できるように構成されている。なお、図中符号19aは、中仕切り10のフォーム室11側の面に形成された後述する溝部を示している。
【0019】
図4は前述した蓋体16の一実施例を示すもので、図中符号14、15は、インク注入用の孔で、多孔質体が収容されている領域に形成されており、インク注入用の孔14には、蛇行した溝40、40、40を介して大気連通口41、41、41に接続されていている。
【0020】
これら溝40、40、40は、後述するインク注入作業が終了した段階で、インク注入用の孔14、15、及び大気連通口41を覆うシール42が貼着されたときにキャピラリチューブを形成するようになっている。このシール42には大気連通口41に至る途中に設けられた括れ部43を介して一部が蓋体16から突出する舌片45が形成さている。このような構成により舌片45を蓋体16から引き剥がすと、舌片45だけを括れ部43から容易に分離でき、大気連通口41だけを露出させることができる。
【0021】
このシール42は、溝40、40、40を常時封止する本体44の表面には文字やイラスト等のパターンが印刷されているとともに、括れ部43を介して本体44と接続する舌片45には色やパターン等を違えて印刷が施されている。
【0022】
例えば、本体44は、地膚色を青色とするとともに、黒色で文字やイラストが印刷されているのに対して、舌片45は黄色や赤色など本体44の地膚色に対してコントラストの高い色を地膚色とし、黒色系や青色系を中心とする色の文字やイラストが印刷されている。このように本体44と舌片45との色や、パターンを明確に異ならせることにより、使用者に対して舌片45の引き剥がしを喚起することが可能となる。
【0023】
このように構成されたカートリッジは、インク供給口をフィルム46により封止するとともに、インク注入用の口14、15に気密的に注入針を挿入し、一方の注入針を排気手段に、また他方の注入針を閉塞する。
【0024】
この状態で排気手段を作動させると、フォーム室11、及びインク室12が減圧される。所定の圧力まで減圧した段階で、排気操作を停止し、他方の注入針を計量管に連通させると、計量管に収容されているインクが一旦、多孔質体20に吸収され、ついで連通孔19を経由してインク室12に流入する。
【0025】
計量管により規定された量のインクが流入した段階で、蓋体16の表面にシール42を貼着して注入口14、15及び蛇行溝40、及び連通口41を減圧下で封止することにより、フォーム室11、及びインク室12は減圧状態を維持されることになる。
【0026】
このように構成されたカートリッジは、その使用に際して、蓋体16の舌片45を剥がすと、舌片45が括れ部43を境にして本体44から分離される。これによりインク注入口14が溝40を介して大気連通口41に連通する。使用状態においては各フォーム室4、5、6は、蛇行する長い溝40を介して大気に連通することになるから、通気性を確保しつつインクの蒸発を防止することができる。
【0027】
この状態でインクカートリッジのインク供給口13を記録ヘッドのインク供給針50に位置合わせして押し込むと、図5(a)に示したようにインク供給針50は、そのテーパ部51がシール46を貫通してパッキン部材30の孔に当接する。パッキン部材30は、上方に拡開しているため、インク供給針50のテーパ部51に弾圧されて弾性変形しながら、パッキン部材30を貫通する。
【0028】
このようなインク供給針50をパッキン部材30に挿通する形態で使用すれば、たとえ記録ヘッドのインク供給針とパッキンの中心との間に水平方向に若干の位置ずれが存在しても、インク供給針の先端がパッキン部材30の孔に係合しさえすれば、テーパ部32が接続部34の弾性によりインク供給針50に追従するため、インク供給口13とインク供給針50とを確実に封止することができる。
【0029】
そして、インクカートリッジ装着直後における記録ヘッドへのインクの充填時や、インク吐出能力回復操作時のように記録ヘッドに負圧を作用させてカートリッジからインクを強制的に記録ヘッドに流入させる場合には、カートリッジ側に大きな負圧が作用するため、カートリッジと大気とを隔てているパッキン部材30のテーパ部32がインクカートリッジ側に変形する。
【0030】
この結果、パッキン部材30のテーパ部32が圧力差によりインク供給針50に弾圧されて、より一層、高いシール性を発揮することになる。
【0031】
またインク供給針50が貫通するまで押し込むことなく、図5(b)に示したようにインク供給針50のテーパ部51がパッキン部材30のテーパ部32に弾接しさえすれば、テーパ部32に下方ヘの弾性力が蓄積されるから、インク供給針50との気密性を確保することができる。
【0032】
このような使用形態によればインク供給針50の先端が直接シールされるため、デッドスペースが極めて小さく、かつ押し込みによるピストン効果に起因する空気の注入を防止できる。
【0033】
この状態で、記録ヘッドのノズル開口側から負圧を作用させると、多孔質体20に吸収されているインクが通孔24からインク供給針の通孔51、51を経由して記録ヘッドに流れ込む。
【0034】
所定量のインクが消費されて、多孔質体20のインク量が少なくなって、液位が低下すると、インク室12の圧力が連通孔19近傍の多孔質体20のインク保持力に打勝って連通孔19からインク室12に気泡が侵入する。これによりインク室12の圧力が上昇してインクがフォーム室11に流れ込む。
【0035】
フォーム室11に流れ込んだインクは多孔質体20に吸収されてフォーム室11のインク液位を若干上昇させ、連通孔19近傍における多孔質体20のインク保持力とインク室12の圧力とが平衡した時点で、インク室12からフォーム室11ヘのインクの流れ込みが停止する。
【0036】
図6はこの過程を示すもので、図中符号Fはフォーム室11の多孔質体20の水頭圧を、また符号Gはインク室12のインク量を示しており、この図からの明らかなように多孔質体20に当初充填されているインクが一定量w1まで消費されて多孔質体20の水頭圧が所定の値、インク室12の圧力が連通孔19近傍の多孔質体20のインク保持力に打勝つ程度まで低下すると、連通孔19近傍の多孔質体20のインク保持力がインク室12の圧力とバランスを回復するまで段階的にインク室12からフォーム室11にインクが徐々に流れ込む。
【0037】
この結果、インク室12のインク量が徐々に低下するものの、多孔質体20の水頭圧はほぼ一定に維持され、記録ヘッドに一定の圧力差でもってインクを供給することが可能となる。
【0038】
記録ヘッドにより所定量w2までインクが消費されると、インク室12のインクが無くなるものの、多孔質体20には依然としてインク室12からフォーム室11に間断的にインクが供給されていたのと同等のインクが残っている。
【0039】
したがって多孔質体20に吸収されているインク量でもって更に印刷が可能となる。規定量w3のインクが消費されてしまうと、多孔質体20からのインクの供給が不能となる。
【0040】
そして、インク室12のインクが全て多孔質体20に吸収された時点から印刷が不能となるまでになお一定量ΔTのインクを記録ヘッドに供給することができるから、インク室12のインクの有無がカートリッジ全体のインクのニアエンドを表示することになり、この段階で新しいカートリッジを準備すれば速やかにインクを補給することが可能となる。
【0041】
ところで、前述したように本発明のインクカートリッジは、印刷中も内部を負圧に保持する必要上、前述のインク供給口とインク供給針との気密性確保に加えて、インク室12からフォーム室11へのインク供給プロセスが極めて重要な要因となる。そこで、次に、インク室12からフォーム室11へのインクの供給を管理するための構造について説明する。
【0042】
図7に示した実施例は、フォーム室11とインク室12の境界にインク室側が高くなった段差部60を形成するとともに、その下部に両室を接続する溝61を形成したものである。
【0043】
この実施例によれば、連通孔19に接する多孔質体20を段差部60で確実に受け止めて、この近傍の圧縮率を高め、連通孔19を介してのインク室12とフォーム室11との圧力差を確実に確保することができるばかりでなく、インク室12のインクが少なくなった段階で、溝61によりインク室12のインクを集めて、これを多孔質体20に吸収させることができるため、インク室のインクを無駄なく記録ヘッドに供給することができる。
【0044】
図8に示した実施例は、インク室12の底面をフォーム室11側よりも高くして段差62を形成し、この段差62で多孔質体20の下部を受け止めて連通孔19近傍での多孔質体20の圧縮率を高めるとともに、必要に応じてインク室12からフォーム室11に向かう傾斜63が付けられている。
【0045】
この実施例によれば、インク室11のインクを連通孔19に片寄らせて集めることが可能となり、この結果キャリッジの傾きなどに関りなく、インク室12のインクを確実に記録ヘッドに供給することができる。
【0046】
図9に示した実施例は、フォーム室11とインク室12を区画している中仕切りの連通孔19の上部に連通するようにして、フォーム室側に前述した細い溝部19a(図2、図3を参照)を形成するとともに、さらにインク室12からフォーム室11への空気の通路を確保するために、溝部19aの下端に貫通部19bを形成したものである。
【0047】
この実施例によれば、細い溝部19aで形成される空間を介して多孔質体20の上部を連通孔19に連通させることになる。
【0048】
この結果、多孔質体20の上部の比較的毛細管力が小さな領域と細い溝部19aを介して連通孔19が接続するため、インクと空気との置換を円滑に行わせることができ、インク室12のインクを確実にフォーム室11に流れ込ませてインクの供給ミスを防止することができる。
【0049】
図10は、本発明の他の実施例を示すものであって、図中符号65は、フォーム室12の底部に設けられた馬蹄形の突部で、連通孔19の近傍に空間を確保して、インク室12のインクをフォーム室11に流れ込みやすくしたものである。
【0050】
なお、上述の実施例においては、フォーム室11とインク室12とを1枚の中仕切り10により区画するようににしているが、単一色のインクカートリッジにあっては図11(a)、図11(b)に示したように、フォーム室70の2方、または3方を取り囲むようにインク室71を形成し、フォーム室70とインク室71とを区画する壁72、72、72の少なくとも1つに連通孔73を形成することにより、インクカートリッジ全体の容積に比較して大量のインクを収容することができるばかりでなく、インクの有無を広い角度から確認することができる。なお、図中符号74は、インク供給口を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図(a)、(b)は、それぞれ本発明をカラーインクカートリッジに適用した場合の一実施例を示す断面図である。
【図2】 同上インクカートリッジのインク容器本体の一実施例を示す斜視図である。
【図3】 黒インク用カートリッジのインク容器本体の一実施例を示す斜視図である。
【図4】蓋体のフォーム室側の構造を示す上面図で、図(a)はシールが未貼着の状態を、また図(b)はシールを貼着した状態を示すものである。
【図5】 図(a)、(b)は、それぞれ同上インクカートリッジを記録ヘッドに装着した状態を示す図である。
【図6】 インクの消費量と水頭圧、及びインク室のインク量との関係を示す線図である。
【図7】 フォーム室とインク室との境界領域の構造を示す実施例の図である。
【図8】 フォーム室とインク室との境界領域の構造の他の実施例を示す図である。
【図9】 図(a)、(b)は、それぞれフォーム室とインク室との境界近傍の構造の他の実施例を縦断面、及びA−A線での断面構造を示す図である。
【図10】 図(a)、(b)は、それぞれフォーム室とインク室との境界近傍の構造の他の実施例を示す縦断面図、及び横断面図である。
【図11】 図(a)、(b)は、それぞれインクカートリッジの他の実施例を示す断面図である。
【図12】 図(a)、(b)は、それぞれ従来のインクカートリッジの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 カートリッジ本体 2、3 仕切り板 10 中仕切り 11 フォーム室 12 インク室 13 インク供給口 20 多孔質体 30 パッキン 31 筒状部 32 テーパ部
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an ink cartridge suitable for an ink jet printer in which an ink jet recording head and an ink cartridge are mounted on a carriage and ink is supplied by exchanging the cartridge.
[0002]
[Prior art]
In an ink jet printer in which an ink container is mounted on a carriage having an ink jet recording head mounted thereon, in order to prevent fluctuations in water head pressure due to ink swinging due to movement of the carriage and printing defects due to foaming. In addition, as described in Patent Document 1, an ink storage container is divided into two regions, a porous body is stored on the recording head side, and ink is stored in the other region. Yes.
[0003]
By adopting such a structure, the supply of ink to the recording head is performed through the porous body, so that inconveniences caused by ink oscillation can be prevented as much as possible.
However, since the recording head and the porous body are joined by pressing a protrusion communicating with the recording head into a through-hole formed in a side portion of the container, the piezoelectric vibrator is used as an ink discharge actuator. There is a problem that it cannot be applied to a recording head that dislikes the mixing of bubbles into the pressure generating chamber, such as an ink jet recording head to be used.
[0004]
In order to solve such a problem, it is conceivable to use an O-ring A that elastically contacts the peripheral surface of the ink supply needle of the recording head as shown in FIG. This causes not only a burden on the recording head and carriage, but also because each O-ring is supported by the cartridge body B on its outer periphery, if there is an error in the position of the ink supply needle of the recording head, the O-ring is mounted. In particular, there is a problem that it is difficult to mount the cartridge in which the three color tanks C, D, and E are integrated as shown in FIG.
[Patent Document 1]
European Patent Application No. 581531 Specification
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to be able to be mounted with a light mounting force and a large margin, and with an ink supply needle in a dead space as small as possible. It is an object of the present invention to provide an ink cartridge for an ink jet printer that can be bonded while maintaining high airtightness and can surely prevent air bubbles from entering a recording head.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, a container constituting an ink containing portion that contains ink, an ink supply port that communicates with the ink containing portion and supplies ink to a recording head, and the ink supply In an ink cartridge comprising a packing member that is loaded into a port and that engages with an ink supply needle of a recording apparatus having a tapered tip, the packing member is mounted and fixed to the inner surface of the ink supply port A cylindrical portion made of a material, formed integrally with the cylindrical portion, one end connected to the inner surface of the cylindrical portion, the other end facing the inside of the cylindrical portion, and opposite to the ink containing portion is formed so as to narrow the opening area in the direction, structure further the other end in a non-contact state with the inner surface of the tubular portion, and by a tapered portion made of the elastic material formed so as to be located in the cylindrical portion Is, when the ink supply needle is inserted, the tapered side of the tapered portion of the packing member is formed with the tip in contact the ink supply needle and the bullet which is tapered.
Accordingly, when the ink supply port is inserted into the ink supply needle of the recording head, the tapered portion is cylindrical when the tapered region at the tip of the ink supply needle penetrates and engages the tapered portion of the packing member. Since the ink supply needle and the ink supply port have a certain degree of freedom of movement without contact with the portion, the ink supply needle is reliably engaged with the ink supply port by absorbing the relative displacement between the ink supply needle and the ink supply port.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, one end of the tapered portion is formed so as not to contact the inner surface of the cylindrical portion.
As a result, one end of the taper portion moves and deforms inside the cylindrical portion corresponding to the ink supply needle, and is more reliably engaged with the ink supply needle.
[0008]
【Example】
Therefore, details of the present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
1 (a) and 1 (b) show an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a main body container, and three chambers from partition plates 2 and 3 as shown in FIG. The foam chamber 11 is divided into four, five, and six, and each of the chambers 4, 5, and 6 contains a porous body 20 that is suitable for absorbing ink by the partitions 10, 10, and 10, respectively. Is separated into an ink chamber 12 for storing the ink.
The volume of the porous body 20 is selected to be larger than the volume of the foam chamber 11 and is compressed and accommodated in the foam chamber 11. In addition, the volume ratio of the ink amounts stored in the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is selected so that the foam chamber 11 side is increased by about 20 to 30%.
[0009]
In this way, by setting the amount of ink on the foam chamber 11 side to be larger than the amount of ink in the ink chamber 12, when three colors of ink are provided in one cartridge, the consumption of each color ink is caused by an imbalance. This makes it difficult to visually recognize variations in the ink chamber liquid level and eliminates unnecessary consumer concerns about the remaining amount of ink. Also, when the cartridge is discarded, the ink is absorbed by the porous body. Therefore, it is possible to prevent the outflow and protect the environment.
[0010]
At the lower end of each foam chamber 11, ink supply ports 13, 13, 13 that engage with the ink supply needles 50 of the recording head are provided, and two upper ends of the container body 1 are placed at positions facing the foam chamber 11, respectively. Sealed with a lid 16 having a set of ink inlets 14, 15.
[0011]
Protrusions 16 a and 16 b are formed in the area located in the foam chamber 11 on the back surface of the lid 16 so as to surround the ink injection ports 14 and 15, and the porous body 20 supplies ink to these protrusions 16 a and 16 b. It is pressed against the bottom surface where the mouth 13 is formed.
[0012]
Of these protrusions 16 a and 16 b, the protrusion 16 a facing the ink supply port 13 is formed long so as to be positioned below the protrusion 16 b far from the ink supply port 13 to supply ink. The vicinity of the mouth 13 is compressed with the highest pressure.
[0013]
A convex portion 22 for compressing the porous body 20 in cooperation with the lid body 16 is formed at the bottom of each foam chamber 11, and a concave portion 23 that forms an empty chamber having a certain opening area at the upper end. A through hole 24 is provided with one end communicating with this and the other end communicating with a packing described later, and a filter 25 is fixed to the upper and other ends of the recess 23.
[0014]
A packing member 30 is formed as a funnel-shaped packing that is formed of an elastic material such as rubber provided at the lower end of the ink supply port 13 and expands upward. The lower end is configured as a thicker cylindrical portion 31 than the other portions, the peripheral upper end 33 of the tapered portion 32 abuts on the step portion 13a of the ink supply port 13, and the boundary with the tapered portion 32 is It is configured as a thin connection portion 34.
[0015]
Accordingly, the cylindrical portion 31 is securely held in the ink supply port 13 and the peripheral upper end 33 is prevented from moving upward at the stepped portion 13a. Therefore, when the ink supply needle is attached or detached, the ink supply port 13 is firmly attached. Will be fixed. Further, since the taper portion 32 that secures airtightness with the ink supply needle is fixed to the ink supply port 13 by the thin connection portion 34, the tape supply portion 32 can be moved to some extent without being deformed. The airtightness with the ink supply needle can be ensured while absorbing the relative positional deviation with respect to 50.
[0016]
The partition 10 separating the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is provided with a communication hole 19 for gas-liquid separation by forming a long hole continuous from the bottom surface of the container 1 to a certain height. A porous body 20 is accommodated in the foam chamber 11 in a state where a part thereof is in contact with the hole 19 and is pressed to some extent by the communication hole 19.
[0017]
On the other hand, the black ink cartridge, which is manufactured relatively smaller than the color ink cartridge but has a larger volume of the ink chamber 12 than the colored ink, has an ink chamber 12 and a foam chamber 11 as shown in FIG. A partition wall 17 extending from the bottom surface to the vicinity of the upper portion is formed between the partitioning partition 10 and the side wall 1a of the container body 1 to divide the ink chamber 11 into two chambers 12a and 12b. The entire container is prevented from being deformed by negative pressure or external pressure during use, thereby preventing ink leakage. The divided rooms 12 a and 12 b are connected to the foam chamber 11 through the communication hole 19 of the partition 10, but a communication hole may be provided below the partition wall 17.
[0018]
Further, when mounted on the carriage, the wall at a position that is easily visible from the outside, in this embodiment, the side wall 1a, is formed with a plurality of ribs 18 and 18 extending vertically on the inner surface, so that the ink can be quickly lowered from the wall surface 1a. And the contrast is increased so that the remaining amount of ink can be easily detected. In addition, the code | symbol 19a in the figure has shown the groove part mentioned later formed in the surface at the side of the foam chamber 11 of the partition 10. FIG.
[0019]
FIG. 4 shows an embodiment of the lid 16 described above. In the figure, reference numerals 14 and 15 denote holes for ink injection, which are formed in a region in which a porous body is accommodated. The holes 14 are connected to the atmosphere communication ports 41, 41, 41 through meandering grooves 40, 40, 40.
[0020]
These grooves 40, 40, 40 form a capillary tube when an ink injection hole 14, 15 and a seal 42 covering the atmosphere communication port 41 are attached at the stage where the ink injection operation described later is completed. It is like that. The seal 42 is formed with a tongue piece 45 partially protruding from the lid 16 via a constricted portion 43 provided on the way to the atmosphere communication port 41. When the tongue piece 45 is peeled off from the lid body 16 with such a configuration, only the tongue piece 45 can be easily separated from the constricted portion 43, and only the atmosphere communication port 41 can be exposed.
[0021]
The seal 42 is printed with a pattern such as letters and illustrations on the surface of the main body 44 that always seals the grooves 40, 40, 40, and is attached to the tongue 45 that is connected to the main body 44 via the constricted portion 43. Is printed with different colors and patterns.
[0022]
For example, the main body 44 has a blue background, and characters and illustrations are printed in black, while the tongue 45 has a color with a high contrast to the background color of the main body 44 such as yellow or red. The characters and illustrations are printed in a base color, mainly black and blue. Thus, by making the color and pattern of the main body 44 and the tongue piece 45 clearly different, it becomes possible to alert the user to peel off the tongue piece 45.
[0023]
In the cartridge configured as described above, the ink supply port is sealed by the film 46, and the injection needle is inserted into the ink injection ports 14 and 15 in an airtight manner. Close the injection needle.
[0024]
When the exhaust means is operated in this state, the foam chamber 11 and the ink chamber 12 are depressurized. When the exhaust operation is stopped and the other injection needle is communicated with the metering tube when the pressure is reduced to a predetermined pressure, the ink contained in the metering tube is once absorbed by the porous body 20 and then the communication hole 19. And flows into the ink chamber 12 via.
[0025]
When the amount of ink defined by the metering tube has flowed, a seal 42 is stuck on the surface of the lid 16 to seal the inlets 14 and 15, the meandering groove 40, and the communication port 41 under reduced pressure. As a result, the foam chamber 11 and the ink chamber 12 are maintained in a reduced pressure state.
[0026]
In use of the cartridge configured as described above, when the tongue piece 45 of the lid body 16 is peeled off, the tongue piece 45 is separated from the main body 44 with the constricted portion 43 as a boundary. As a result, the ink injection port 14 communicates with the atmosphere communication port 41 through the groove 40. In use, the foam chambers 4, 5, and 6 communicate with the atmosphere via the meandering long groove 40, so that ink can be prevented from evaporating while ensuring air permeability.
[0027]
In this state, when the ink supply port 13 of the ink cartridge is positioned and pushed into the ink supply needle 50 of the recording head, the tapered portion 51 of the ink supply needle 50 seals the seal 46 as shown in FIG. It penetrates and contacts the hole of the packing member 30. Since the packing member 30 is expanded upward, the packing member 30 penetrates the packing member 30 while being elastically deformed by being elastically pressed by the tapered portion 51 of the ink supply needle 50.
[0028]
If such an ink supply needle 50 is used in such a manner that it is inserted into the packing member 30, even if there is a slight misalignment in the horizontal direction between the ink supply needle of the recording head and the center of the packing, As long as the tip of the needle engages with the hole of the packing member 30, the tapered portion 32 follows the ink supply needle 50 due to the elasticity of the connecting portion 34, so that the ink supply port 13 and the ink supply needle 50 are securely sealed. Can be stopped.
[0029]
When the ink is forced into the recording head by applying a negative pressure to the recording head, such as when the recording head is filled with ink immediately after the ink cartridge is installed or when the ink ejection capacity is restored. Since a large negative pressure acts on the cartridge side, the taper portion 32 of the packing member 30 that separates the cartridge from the atmosphere is deformed to the ink cartridge side.
[0030]
As a result, the taper portion 32 of the packing member 30 is elastically pressed by the ink supply needle 50 due to the pressure difference, thereby further improving the sealing performance.
[0031]
Further, without pushing until the ink supply needle 50 penetrates, as long as the taper portion 51 of the ink supply needle 50 comes into elastic contact with the taper portion 32 of the packing member 30 as shown in FIG. Since the elastic force toward the lower side is accumulated, airtightness with the ink supply needle 50 can be ensured.
[0032]
According to such a usage pattern, since the tip of the ink supply needle 50 is directly sealed, the dead space is extremely small, and air injection due to the piston effect caused by pushing can be prevented.
[0033]
In this state, when a negative pressure is applied from the nozzle opening side of the recording head, the ink absorbed in the porous body 20 flows from the through hole 24 into the recording head through the through holes 51 and 51 of the ink supply needle. .
[0034]
When a predetermined amount of ink is consumed and the amount of ink in the porous body 20 decreases and the liquid level decreases, the pressure in the ink chamber 12 overcomes the ink holding force of the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19. Air bubbles enter the ink chamber 12 from the communication hole 19. As a result, the pressure in the ink chamber 12 rises and the ink flows into the foam chamber 11.
[0035]
The ink flowing into the foam chamber 11 is absorbed by the porous body 20 and slightly raises the ink liquid level in the foam chamber 11, and the ink holding force of the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19 and the pressure in the ink chamber 12 are balanced. At that time, the flow of ink from the ink chamber 12 to the foam chamber 11 stops.
[0036]
FIG. 6 shows this process. In the figure, symbol F indicates the water head pressure of the porous body 20 in the foam chamber 11, and symbol G indicates the amount of ink in the ink chamber 12. As apparent from FIG. The ink initially filled in the porous body 20 is consumed up to a certain amount w1, the water head pressure of the porous body 20 is a predetermined value, and the pressure of the ink chamber 12 is the ink holding of the porous body 20 near the communication hole 19 When the pressure is reduced to overcome the force, the ink gradually flows from the ink chamber 12 into the foam chamber 11 until the ink holding force of the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19 recovers the pressure and balance of the ink chamber 12. .
[0037]
As a result, although the amount of ink in the ink chamber 12 gradually decreases, the water head pressure of the porous body 20 is maintained substantially constant, and ink can be supplied to the recording head with a constant pressure difference.
[0038]
When ink is consumed up to a predetermined amount w2 by the recording head, the ink in the ink chamber 12 disappears, but the porous body 20 is still equivalent to the ink being intermittently supplied from the ink chamber 12 to the foam chamber 11. Ink is left.
[0039]
Therefore, further printing is possible with the amount of ink absorbed in the porous body 20. When the specified amount w3 of ink is consumed, the ink supply from the porous body 20 becomes impossible.
[0040]
Since a certain amount of ink ΔT can still be supplied to the recording head from when all the ink in the ink chamber 12 is absorbed by the porous body 20 until printing becomes impossible, the presence or absence of ink in the ink chamber 12 Will display the near end of the ink in the entire cartridge, and if a new cartridge is prepared at this stage, ink can be replenished quickly.
[0041]
Incidentally, as described above, the ink cartridge of the present invention needs to hold the inside at a negative pressure even during printing. In addition to ensuring airtightness between the ink supply port and the ink supply needle as described above, the ink chamber 12 is connected to the foam chamber. 11 is a very important factor. Therefore, next, a structure for managing the supply of ink from the ink chamber 12 to the foam chamber 11 will be described.
[0042]
In the embodiment shown in FIG. 7, a stepped portion 60 having a raised ink chamber side is formed at the boundary between the foam chamber 11 and the ink chamber 12, and a groove 61 for connecting the two chambers is formed in the lower portion thereof.
[0043]
According to this embodiment, the porous body 20 in contact with the communication hole 19 is reliably received by the step portion 60 to increase the compression ratio in the vicinity thereof, and the ink chamber 12 and the foam chamber 11 through the communication hole 19 are Not only can the pressure difference be ensured reliably, but ink in the ink chamber 12 can be collected by the groove 61 when the ink in the ink chamber 12 is reduced, and can be absorbed by the porous body 20. Therefore, the ink in the ink chamber can be supplied to the recording head without waste.
[0044]
In the embodiment shown in FIG. 8, the bottom surface of the ink chamber 12 is made higher than the foam chamber 11 side to form a step 62, and the lower portion of the porous body 20 is received by this step 62 and the porosity in the vicinity of the communication hole 19. While increasing the compression ratio of the material 20, an inclination 63 is provided from the ink chamber 12 toward the foam chamber 11 as necessary.
[0045]
According to this embodiment, it is possible to gather the ink in the ink chamber 11 while being shifted to the communication hole 19, and as a result, the ink in the ink chamber 12 is reliably supplied to the recording head regardless of the inclination of the carriage. be able to.
[0046]
The embodiment shown in FIG. 9 communicates with the upper part of the communication hole 19 of the partition that divides the foam chamber 11 and the ink chamber 12, and the narrow groove portion 19a (see FIGS. 3) and a through portion 19b is formed at the lower end of the groove portion 19a in order to secure an air passage from the ink chamber 12 to the foam chamber 11.
[0047]
According to this embodiment, the upper portion of the porous body 20 is communicated with the communication hole 19 through the space formed by the narrow groove portion 19a.
[0048]
As a result, the communication hole 19 is connected to the upper portion of the porous body 20 via the narrow groove portion 19a and the region having a relatively small capillary force, so that the ink and air can be replaced smoothly. Ink can surely flow into the foam chamber 11 to prevent ink supply errors.
[0049]
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 65 denotes a horseshoe-shaped protrusion provided at the bottom of the foam chamber 12 to secure a space in the vicinity of the communication hole 19. The ink in the ink chamber 12 easily flows into the foam chamber 11.
[0050]
In the above-described embodiment, the foam chamber 11 and the ink chamber 12 are partitioned by the single partition 10. However, in the case of a single color ink cartridge, FIG. 11 (b), an ink chamber 71 is formed so as to surround two or three of the foam chambers 70, and at least walls 72, 72, 72 that partition the foam chamber 70 and the ink chamber 71 are formed. By forming the communication hole 73 in one, not only can a large amount of ink be stored compared to the volume of the entire ink cartridge, but also the presence or absence of ink can be confirmed from a wide angle. In the figure, reference numeral 74 denotes an ink supply port.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing an embodiment in which the present invention is applied to a color ink cartridge.
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of an ink container body of the ink cartridge.
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of an ink container main body of a black ink cartridge.
4A and 4B are top views showing the structure of the lid on the foam chamber side. FIG. 4A shows a state where the seal is not attached, and FIG. 4B shows a state where the seal is attached.
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a state in which the ink cartridge is mounted on the recording head, respectively.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between ink consumption, water head pressure, and ink amount in an ink chamber.
FIG. 7 is a diagram of an embodiment showing a structure of a boundary region between a foam chamber and an ink chamber.
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the structure of the boundary region between the foam chamber and the ink chamber.
FIGS. 9A and 9B are views showing another embodiment of the structure in the vicinity of the boundary between the foam chamber and the ink chamber, respectively, and a cross-sectional structure taken along line AA.
FIGS. 10A and 10B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing another embodiment of the structure in the vicinity of the boundary between the foam chamber and the ink chamber, respectively.
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views showing other embodiments of the ink cartridge, respectively.
FIGS. 12A and 12B are diagrams illustrating an example of a conventional ink cartridge. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cartridge body 2, 3 Partition plate 10 Middle partition 11 Foam chamber 12 Ink chamber 13 Ink supply port 20 Porous body 30 Packing 31 Cylindrical part 32 Tapered part

Claims (1)

インクを収容するインク収容部を構成する容器と、前記インク収容部に連通して記録ヘッドにインクを供給するインク供給口と、前記インク供給口に装填され、先端がテーパ状に形成された記録装置のインク供給針と係合するパッキン部材とを備えたインクカートリッジにおいて、
前記パッキン部材が、前記インク供給口の内面に装着固定される弾性材料からなる筒状部と、前記筒状部に一体に形成され、一端が前記筒状部の内面と接続され、他端が前記筒状部の内部に向けて、かつ前記インク収容部と反対方向に開口面積を狭めるように形成され、さらに前記他端が筒状部の内面に非接触状態で、かつ前記筒状部内に位置するように形成された前記弾性材料からなるテーパ部とにより構成され、前記インク供給針が挿入されたとき、前記パッキン部材のテーパ部の先細り側が前記先端テーパ状に形成されたインク供給針と弾接するように形成されたインクカートリッジ。
A container that constitutes an ink containing portion for containing ink, an ink supply port that communicates with the ink containing portion and supplies ink to a recording head, and a recording that is loaded into the ink supply port and has a tapered tip. In an ink cartridge comprising a packing member engaged with an ink supply needle of the apparatus,
The packing member is formed integrally with the cylindrical portion made of an elastic material attached and fixed to the inner surface of the ink supply port, one end is connected to the inner surface of the cylindrical portion, and the other end is It is formed so as to narrow the opening area toward the inside of the cylindrical portion and in the direction opposite to the ink containing portion, and the other end is not in contact with the inner surface of the cylindrical portion, and in the cylindrical portion. is constituted by a tapered portion made of the elastic material formed so as to be positioned, when the ink supply needle is inserted, the ink supply needle tapered side of the tapered portion of the packing member is formed with the tip in a tapered shape An ink cartridge formed so as to elastically contact with the ink cartridge.
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