JP4389522B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクカートリッジに関し、特に、ケースの形状を変えることなくインクの収納量を減少させることができると共に、インクの脱気度の劣化を抑制することができるインクカートリッジに関するものである。

従来より、ブラック用インクカートリッジとカラー用インクカートリッジとを装着し、その各インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給して、記録ヘッドから記録媒体に対してインクを吐出するインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置において、印刷データの大半がテキストデータであるような使用態様では、ブラックインクに比べてカラーインクの使用頻度が低く、カラーインクを消費しきる前にカラーインクの有効期限が到来してしまい、カラー用インクカートリッジの交換を余儀なくされ、ランニングコストが上昇するという問題があった。また、逆に、カラー画像の印刷量が多くなる使用態様では、カラーインクに比べてブラックインクの使用頻度が低くなり、ブラックインクを消費しきる前にブラックインクの有効期限が到来してしまうことがある。更に、インクジェット記録装置自体の使用頻度が低い場合には、ブラックインク、カラーインクの両方を残したまま、各インクの有効期限が到来してしまうこともある。

この問題を解消すべくインクカートリッジの容積を小さくしてインク収容量を少なくしたインクカートリッジを製作することも考えられるが、容積の小さい新たなインクカートリッジの型を起こす必要が生じ、コストが掛かるという問題点があった。また、小さいインクカートリッジをインクジェット記録装置に装着するために、その装着部の形状をも変更する必要があり、更にコストが掛かるという問題点があった。

そこで、特開平９−２６２９８８号公報には、通常量のインクカートリッジを構成する容器の底部に詰め物を装填して、インク量を減少させたインクカートリッジが提案されている。これによれば、容器の形状を変えることなく詰め物を装填するだけでインクの充填量を減少させることができる。しかし、記録ヘッドへのインクの流出特性に最も大きな影響を与えるインク供給口近傍における多孔質材の形状が変化するため、印刷特性に変動を来す虞があるという問題点があった。

そこで、特開２００１−１２１７１５号公報には、インク供給口を介して連通するインク室にインク含浸用の多孔質材を収容した容器本体と、容器本体の開口部を封止する蓋体とから成るインクカートリッジにおいて、蓋体と多孔質材との間にスペーサを装填したインクカートリッジが提案されている。これによれば、インクの流出特性を維持しつつ、容器の形状を変えることなくインクの充填量を減少させることができる。
特開平９−２６２９８８号公報（第１８から第２０段落等） 特開２００１−１２１７１５号公報（第４，第５段落、図４等）

しかしながら、上述したスペーサは複数枚の板状のリブを蓋体から多孔質材に向けて並べて突出させて構成されているので、リブとリブとの間の空間に存在する空気が多孔質材に吸収されているインクに溶け込んで、インクの脱気度を劣化させるという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ケースの形状を変えることなくインクの収納量を減少させることができると共に、インクの脱気度の劣化を抑制することができるインクカートリッジを提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載のインクカートリッジは、包装部材内に減圧状態で置かれるものであって、少なくとも１つの開放面を有しインクを収容するケースと、そのケースの開放面を塞ぐ第１蓋部材と、その第１蓋部材と対向する位置に形成される空間であってインクを吸収する多孔質材を収納する収納空間と、前記第１蓋部材から前記収納空間内に突出して形成され、前記収納空間内において前記多孔質材と前記第１蓋部材との間の所定空間を占有するスペーサ部材を備え、そのスペーサ部材は、前記突出方向と直角な断面において前記収納空間の内面にほぼ沿った外周壁と、その外周壁に囲まれる前記多孔質材側の端部を覆う底壁と、前記外周壁のうちの互いに対向する２つの壁部のそれぞれの内面どおしを接続するように形成された支持壁とを有し、前記外周壁に囲まれる空間は、前記第１蓋部材に貫通形成した開口部を通して外部に開放され、前記減圧状態下において減圧され、前記支持壁は、前記ケースの前記収納空間を挟んで対峙する一対の側壁のその対峙方向に延びる。

請求項２記載のインクカートリッジは、請求項１記載のインクカートリッジにおいて、前記外周壁の前記２つの壁部の外面に、前記一対の側壁の内面に当接するリブ状の凸部を形成した。

請求項３記載のインクカートリッジは、請求項２に記載のインクカートリッジにおいて、前記外周壁の外面には、前記多孔質材の位置する収納空間を外部に接続するための通路が形成されており、その通路は前記外周壁の前記２つの壁部のそれぞれの端部を結んで凹溝状に形成されている。

請求項４記載のインクカートリッジは、請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記第１蓋部材の前記収納空間とは反対側の面に、前記ケースをインクジェット記録装置に固定するための固定部材が形成された固定板を備え、その固定板は、前記第１蓋部材の開口部と外部との連通を確保しつつその開口部を覆っている。

請求項１記載のインクカートリッジによれば、多孔質材が収納されている収納空間の所定空間はスペーサ部材によって占有されているので、収納空間の容積は減少し、収納空間に収納可能なインクの収納量も減少する。よって、インクの収納量を少なくしたい場合であってもケース自体の形状は変化させる必要はなく、従来と同様なケースを使用しつつ、インクの収納量を減少させることができる。従って、従来より少容量のインクを収納する場合であっても、そのために新たなインクカートリッジの型を起こす必要はなく経済的である。また、スペーサ部材は第１蓋部材から多孔質材に向けて突出して形成されているので多孔質材の浮き上がりをも防止することができる。

また、スペーサ部材は、突出方向と直角な断面において収納空間の内面にほぼ沿った外周壁と、その外周壁に囲まれる前記多孔質材側の端部を覆う底壁とを有し、その外周壁と底壁とによって囲まれる空間は第１蓋部材に貫通形成した開口部を通して外部に開放されているので、減圧状態の包装部材内に置かれると、その空間内の空気が吸引され、その空間内は減圧される。よって、その空間に存在する空気が収納空間内に収納されているインクに溶け込んでインクの脱気度が劣化するのが抑制される。更に、前記外周壁のうちの互いに対向する２つの壁部のそれぞれの内面どおしを接続するように形成され、ケースの前記収納空間を挟んで対峙する一対の側壁のその対峙方向に延びる支持壁がそれぞれ接続されているので、空間内が減圧されることで、スペーサ部材の外周壁が内側に押し潰されるが、その支持壁によって防止される。

請求項２記載のインクカートリッジによれば、請求項１記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、外周壁の前記２つの壁部の外面に、前記一対の側壁の内面に当接するリブ状の凸部を形成したので、減圧状態下に置かれた場合に、その押圧力によって一対の側壁が内側に押し潰されるのを、このリブ状の凸部によって支持することができる。

また、この押圧力に対抗すべく外周壁の外面を側壁の内面に当接するように形成することも考えられるが、かかる場合にはスペーサ部材をケースの内部に挿嵌させるのが困難になる。一方、このインクカートリッジによれば、側壁の内面に当接するのはリブ状の凸部なので、上述した場合に比べてスペーサ部材をケースの内部に容易に挿嵌することができるという効果がある。

請求項３記載のインクカートリッジによれば、請求項２に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、外周壁の外面には、前記多孔質材の位置する収納空間を外部に接続するための通路が形成されており、その通路は前記外周壁の前記２つの壁部のそれぞれの端部を結んで凹溝状に形成されているので、収納空間における空気層の占める割合を抑制しつつ、多孔質材の位置する収納空間と外部との連通を確保することができるという効果がある。

請求項４記載のインクカートリッジによれば、請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、第１蓋部材への収納空間とは反対側の面に設けられた固定部材によってインクジェット記録装置に固定することができる。また、固定部材が形成された固定板が第１蓋部材の開口部を覆っていても、第１蓋部材の開口部と外部との連通は確保されているので、スペース部材によって形成される空間と外部との連通を第１蓋部材の開口部を介して確保することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例におけるインクカートリッジ１を示した外観斜視図である。インクカートリッジ１は、圧電素子からなるアクチュエータを駆動することによってインクを吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に着脱自在に装着され、その記録ヘッドに供給するインクを収納するためのものである。

インクカートリッジ１は、透明もしくは半透明な樹脂材料により矩形状につくられたケース２と、上蓋部材３と、下蓋部材４と、固定板５０とを備えている。ケース２は、対向する一対の第１側壁２ａ，２ｂと、その一対の第１側壁２ａ，２ｂ間を連結する一対の第２側壁２ｃ，２ｄとを備え、上下両端面を開放した矩形の筒状をなしている。上下の蓋部材３，４は板状に形成され、ケース２の上下両開放面を覆うように、第１側壁２ａ，２ｂ及び第２側壁２ｃ，２ｄの上下端部に各々熱溶着されている。

固定板５０は、第１側壁２ａ側の肉薄部分５０ａと第１側壁２ｂ側の肉厚部分５０ｂとを有する板状に形成され、上蓋部材３の上面に固定されている。また、その肉厚部分５０ｂには、取手部５１と、第１嵌合凹部５２と、その第１嵌合凹部５２を挟んだ両側に立設する１対の側板５３，５３とを備えている。

取手部５１は、インクカートリッジ１をヘッドユニット７０に装着する際に、操作者が把持するための部位であり、把持し易いように上方へ突設して形成されている。取手部５１を把持してインクカートリッジ１を保持することで、狭いスペースに複数個のインクカートリッジ１を並べて装着することができると共に、並んで装着されている複数個のインクカートリッジ１の内の１つを取り外す際にも、隣接する他のインクカートリッジ１が邪魔になることなく取り外すことができる。

第１嵌合凹部５２は、固定板５０の肉厚部分５０ｂにおいて窪んだ部分で、インクカートリッジ１をヘッドユニット７０（図７参照）へ固定する場合にヘッドユニット７０の固定アーム７１の下側に形成される第１嵌合凸部７９と嵌合する部位である。第１嵌合凸部７９と第１嵌合凹部５２とを嵌合させることで、インクカートリッジ１が横ズレするのを防止することができると共に、ヘッドユニット７０からインクカートリッジ１が浮き上がるのも防止することができる。

１対の側板５３，５３もインクカートリッジ１の横ズレを防止するためのものであり、その対向面間の間隔は、第１嵌合凸部７９とほぼ同等の幅に形成されている。よって、第１嵌合凸部７９と第１嵌合凹部５２とを嵌合させると、第１嵌合凸部７９は側板５３，５３に挟まれた状態になり、インクカートリッジ１の横ズレを一層確実に防止することができる。

次に、図２乃至図５を参照してインクカートリッジ１の内部構成について説明する。図２はインクカートリッジ１の分解断面図である。図３（ａ）は図２の矢印Ａ方向視における上蓋部材３の平面図であり、（ｂ）は図２の矢印Ｂ方向視におけるケース２の平面図であり、（ｃ）は図２の矢印Ｃ方向視における下蓋部材４の平面図である。図４は、図２のＤ−Ｄ断面線における大気連通路１０の断面図である。図５は、上蓋部材３に溶着されているスペーサ部材３０の斜視図である。

ケース２の内部は、第１側壁２ａ，２ｂとほぼ平行に延びる仕切壁５，６と、その両仕切壁５，６の下端と接続し下蓋部材４に対し略平行に延びる底部仕切壁７と、その底部仕切壁７から下蓋部材４に向けて略垂直に延びる仕切壁７ａ，７ｂ，７ｃ（仕切壁７ｃについては図３（ｂ）参照）とによって区画形成されている。尚、仕切壁５，６、底部仕切壁７、仕切壁７ａ，７ｂは第２側壁２ｃ，２ｄ間を橋渡す方向に延び、仕切壁７ｃは仕切壁７ａ、７ｂ間を橋渡す方向に延びている。また、仕切壁５，６の上端は上蓋部材３の下面に熱溶着によって固着され、仕切壁７ａ，７ｂ，７ｃの下端は下蓋部材４の上面に熱溶着によって固着されている。

よって、上蓋部材３、仕切壁５，６、底部仕切壁７、第２側壁２ｃ，２ｄに囲まれたところには第１の室９が形成され、その第１の室９にはインクを吸収したポリウレタンフォーム等の多孔質材８が収容されている。また、上下の蓋部材３，４、第１側壁２ａ、仕切壁５、第２側壁２ｃ，２ｄに囲まれたところには大気連通路１０が形成され、この大気連通路１０は、第１側壁２ａに沿う垂直部分１０ａと、第１の室９の下側に位置する水平部分１０ｂとから略Ｌ字形に形成されている。また、上下の蓋部材３，４、第１側壁２ｂ、仕切壁６、第２側壁２ｃ，２ｄに囲まれたところには第２の室１１が形成され、この第２の室１１も大気連通路１０と同様に、第１側壁２ｂに沿う垂直部分１１ａと、第１の室９の下側に位置する水平部分１１ｂとから略Ｌ字形に形成されている。更に、底部仕切壁７、仕切壁７ａ，７ｂ，７ｃ、下蓋部材４に囲まれたところには空間２０（図３（ｂ）参照）が形成されている。

第１の室９と第２の室１１とは、それぞれインクを収容するための室であり、第１の室９は第２の室１１に比して十分に大きく形成されており、第１の室９がメインのインク室として形成されている。第２の室１１は、後述するようにインク充填時の通路となると共に、第１の室９から記録ヘッド７２へインクを供給する際の中継室となる。

ここで、第２の室１１の上端開放面に対応して上蓋部材３にはインク充填口１３が穿設されており、また、底部仕切壁７には第１の室９と第２の室１１の水平部分１１ｂとを接続する連通孔１５が形成されている。よって、充填されるインクはインク充填口１３から第２の室１１、連通孔１５を介して第１の室９に充填され、第１の室９内の多孔質材８に吸収される。また、下蓋部材４には、第２の室１１のインクを記録ヘッド７２に供給するためのインク供給口１７が穿設されており、多孔質材８に吸収されたインクは、第１の室９から連通孔１５、第２の室１１の水平部分１１ｂを介してインク供給口１７から流出する。

大気連通路１０は、第１の室９のインクが消費された際に第１の室９に大気を補給するための通路であり、大気連通路１０の垂直部分と１０ａと水平部分１０ｂとは、仕切壁７ｂに設けられた連通口１９（図３（ｂ）参照）を介して連通している。尚、大気連通路１０と第２の室１１との間は仕切壁７ａによって分離され、大気連通路１０と、第２の室１１とは各々独立して形成されている。

ここで、上蓋部材３には、第１の室９の多孔質材８が配置される位置と連通する第１貫通口１４と、大気連通路１０の上端開放面に対応して第２貫通口１６ａとが穿設されており、更に、その第１貫通口１４と第２貫通口１６ａとを連通する通路１６が上蓋部材３の上面に凹状に形成されている。また、下蓋部材４には、大気連通路１０に大気を供給する大気連通孔１８が形成されている。よって、大気連通孔１８から供給される外気は、大気連通路１０、第２貫通口１６ａ、通路１６、第１貫通口１４を介して第１の室９の多孔質材８が配置されている位置まで供給される。

また、大気連通路１０の垂直部分１０ａの途中には、図４に示すように、その大気連通路１０の垂直部分１０ａを上下に仕切る仕切壁２９が形成されている。仕切壁２９は、大気連通路１０の上下方向に高低差をもって延びており、その高い部分には貫通穴２８が形成され、その貫通穴２８の上端面よりも低い位置にインク溜２９ａとなる凹部が形成されている。更に、このインク溜２９ａとは別に、下蓋部材４に形成された大気連通孔１８の周壁を筒状に上方に突設することによっても、その周囲にインク溜を形成している。

これらのインク溜によって、インクカートリッジ１が傾いて、第１の室９から第１貫通口１４、第２貫通口１６ａを介して大気連通路１０にインクが漏れたとしても、そのインクはインク溜２９ａに溜められる。また、インク溜２９ａのインクが、インクカートリッジ１を傾けることによって貫通穴２８を介してさらに下方に漏れることがあっても、そのインクは下方のインク溜に溜められる。従って、インクカートリッジ１が傾いた場合であっても大気連通孔１８からインクが外部に漏れ出すのを防止することができる。尚、仕切壁２９は、ケース２を樹脂成形する際、上下に分離する金型の分離部分で成形でき、特別な加工を必要としない。

上述した上蓋部材３に穿設されているインク充填口１３、第１貫通口１４、第２貫通口１６ａは、インク充填後に上蓋部材３の外面に熱溶着等により貼付された第１のシール材２１，２２にて閉塞される。尚、シール材２２は通路１６を確保してその上面を覆っている。一方、下蓋部材に穿設されているインク供給口１７と大気連通孔１８とは、熱溶着等により剥離可能に貼付される第２のシール材２３にて閉塞される。

空間２０は、ケース２の内部に減圧空間を形成するための空間であり、第１の室９、大気連通路１０、第２の室１１とは連通せず独立した空間として形成されている。空間２０を覆う下蓋部材４には２つの開口２４，２４（図３（ｃ）参照）が形成されており、この開口２４，２４を介して空間２０はケースの外部と連通している。よって、後述するようにインクカートリッジ１を包装袋６４内に置き、その包装袋６４内を減圧すると、空間２０内の空気は開口２４，２４を介して吸引され、空間２０内は減圧状態にされる。尚、下蓋部材４に穿設されている開口２４，２４は、シール材２３に覆われることなく空間２０と外部とを連通している。

この空間２０とは別の減圧空間をケース２の内部に形成すると共に、第１の室９の所定空間を占有するために、上蓋部材３には、第１の室９内に突出して形成され、第１の室９内において多孔質材８と上蓋部材３との間の所定空間を占有するスペーサ部材３０が一体に突出形成されている。

スペーサ部材３０は、図５にも示すように、突出方向と直角な断面において第１の室９を構成する第２側壁２ｃ，２ｄ及び仕切壁５，６の内面にほぼ沿った外周壁３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、その外周壁３０ａ〜３０ｄに囲まれる多孔質材８側の端部を覆う底壁３０ｅとを備え、上面が開放された中空箱状に形成されている。ここで上蓋部材３にはスペーサ部材３０の開放面と略同様な形状に形成された第１開口部３８が形成されており、その第１の開口部３８の周縁に外周壁３０ａ〜３０ｄの上端が一体に連接されている。スペーサ部材３０を第１の室９に挿入して上蓋部材３をケース２に固着したとき、底壁３０ｅが多孔質材８に当接して多孔質材８を僅かに圧縮した状態とする。

このスペーサ部材３０によって第１の室９内において多孔質材８と上蓋部材３との間の所定空間が占有されるので、後述するようにインク収納量が多い場合に対してケース２の形状を変化させることなく、ケース２のインク収納量を減少させることができる。この例では、スペーサ部材３０は第１の室９の上方からほぼ中央部分までの体積を有している。

更に、インクカートリッジ１を包装袋６４内に置き、その包装袋６４内を減圧することで、スペーサ部材３０によって囲まれる空間に存在する空気は、上蓋部材３の第１開口部３８（スペーサ部材３０の開放面）から吸引され、その空間は減圧状態にされる。よって、包装袋６４内の減圧状態が長期にわたって維持され、それにともないインクの脱気状態も維持される。

また、外周壁３０ｃ，３０ｄの外面には、その外周壁３０ｃ，３０ｄと対峙する一対の第２側壁２ｃ，２ｄの内面に当接するリブ状の凸部３４が形成されている。凸部３４は、外周壁３０ｃ，３０ｄの上下方向の長さ全体にわたって形成されており、外周壁３０ｃ，３０ｄと、第２側壁２ｃ、２ｄとの間に形成される間隙を充填するものである。

スペーサ部材３０の対峙する一対の外周壁３０ａ，３０ｂの内面には、その外周壁３０ａ，３０ｂの対峙方向に延びる第１支持壁３１がそれぞれ接続され、対峙する一対の外周壁３０ｃ，３０ｄの内面には、その外周壁３０ｃ，３０ｄと対峙する一対の第２側壁２ｃ，２ｄの対峙方向に延びる第２支持壁３２がそれぞれ接続されている。即ち、スペーサ部材３０内部の空間は、第１支持壁３１と、第２支持壁３２とによって格子状に区画形成されている。スペーサ部材３０によって囲まれる空間が減圧された場合であっても、この第１支持壁３１と第２支持壁３２とによって、第２側壁２ｃ，２ｄが内側に押し潰されるのを防止することができる。

また、第２支持壁３２とは別に、外周壁３０ｃ，３０ｄの内面の下方、即ち、第１の室９の中央寄りには、第２支持壁３２と同じ方向に延びる第２支持壁３２より高さの低い第３支持壁３３がそれぞれ接続されている。本実施例では、第２支持壁３２に加え、第３支持壁３３を外周壁３０ｃ，３０ｄの内面にそれぞれ接続することで、上述の減圧によって第２側壁２ｃ，２ｄが押し潰されるのを一層確実に防止することができる。

また、外周壁３０ａの外面は、上蓋部材３に穿設する第１貫通口１４と多孔質材８の位置する第１の室９とを連通させる通路３９を確保すべく上下方向の長さ全体にわたって凹溝状に形成され、この通路３９は仕切壁５の第１の室９側の面と、外周壁３０ａの外面とによって囲まれて形成されている。よって、多孔質材８の位置する第１の室９と第１貫通口１４との通路は確保され、また、この通路３９は凹溝状に形成された外周壁３０ａに囲まれて形成されているので、第１の室９内における上蓋部材３と多孔質材８との間の所定空間を、その通路を除いてスペーサ部材３０によって占有することができる。従って、この通路３９を確保しつつも、第１の室９内において、多孔質材８の位置する第１の室９と連通する空気層の割合は抑制され、インクの脱気度の劣化を防止することができる。また、外周壁３０ｃ，３０ｄは通路３９にかかわらず第１の室９の幅全体にわたって存在するので、第２側壁２ｃ，２ｄが上述のように押し潰されるのを防止することができる。

ケース２の内部には、上述した構成の他にも、インクの有無を検出するために配置されている部材がある。第１側壁２ｂの上方には、上蓋部材３と下蓋部材４とを結ぶ鉛直方向に対して傾斜した傾斜部６０が形成されており、その傾斜部６０の内面には、プリズム６１が配置されている。プリズム６１は、インクカートリッジ１内に貯留されるインクの有無の検出のために用いられる部材であり、透明な光透過性材料を材質として成形される。また、そのプリズム６１と所定間隔を隔てた位置には、上蓋部材３に一体形成された反射部材３５が、第２の室１１の上方において略鉛直に垂れ下がっている。反射部材３５は、図示しないインクセンサから照射された赤外光の光路を変更するための部材であり、プリズム６１に対して斜めに配置され、その内部は上蓋部材３に開口する第２開口部３６（図３（ａ）参照）を介して外部と連通し空気層を有する袋状に形成されている。

第２の室１１にインクが十分にある場合に、図示しないインクセンサから照射された赤外光は、プリズム６１の屈折率とインクの屈折率とが非常に近いため、プリズム６１、第２の室１１のインクを透過して反射部材３５へ到達する。反射部材３５に到達した赤外光は、反射部材３５の屈折率と反射部材３５内部の空気の屈折率とが異なるため、反射部材３５の内面と空気との界面で反射する。ここで、プリズム６１は反射部材３５に対して斜めに配置されているので、インクセンサに帰還する赤外光の光量は、照射した赤外光の光量よりも小さいものとなる。

一方、第２の室１１にインクが存在しない場合には、インクセンサから照射された赤外光は、プリズム６１の屈折率と空気の屈折率とが異なるため、プリズム６１の内面と空気との界面で反射し、そのほとんどがインクセンサに帰還する。そのため反射光の光量は上述した場合と比べて大きなものとなる。このように、インク有無に応じて、反射光の光量が変化するので、かかる光量の差を検出することによって、第２の室１１内に貯留されるインク有無を検出することができる。

また、ケース２の内部構成ではないが、第１側壁２ａの上方には所定間隔を隔てて対峙する一対のリブ６２，６２が突設され、下蓋部材４には第２嵌合凹部５５が凹設されている。このリブ６２，６２や第２嵌合凹部５５は、いずれもインクカートリッジ２をヘッドユニット７０に装着する際の位置決めをすると共に、ヘッドユニット７０上におけるインクカートリッジ１の横ズレを防止するためのものである。

また、上蓋部材３の両端部には係合溝３７，３７が形成されている。溝３７，３７は、上述した固定板５０の両端部に形成された係合爪５４をはめ込むための溝である。固定板５０を上蓋部材３の上面に載置しつつ、係合爪５４を溝３７にはめ込むと、係合爪５４の先端部が上蓋部材３を巻き込んで固定板５０を上蓋部材３上に固定する。

このように、上蓋部材３の第１開口部３８を覆うように固定板５０を上蓋部材３上に固定したとしても、上蓋部材３の略中央部に開口する第１開口部３８（スペーサ部材３０の開放面）は、固定板５０によって完全には塞がれず、依然としてスペース部材３０によって形成される空間は、第１開口部３８（スペーサ部材３０の開放面）を介して外部と連通している状態になっている。

次に、インクカートリッジ１の製造方法を説明する。まず、ケース２を樹脂成形する。その後、ケース２の上側開放面から第１の室９に多孔質材８を挿入し、ケース２の上側開放面を上蓋部材３で閉塞する。上蓋部材３は、ケース２の第１，第２側壁２ａ〜２ｄの上端、仕切壁５，６の上端に熱溶着される。この際、上蓋部材３と多孔質材８との間の所定空間はスペーサ部材３０によって占有され、多孔質材８はスペーサ部材３０によって弾圧される。

一方、ケース２の下側開放面は下蓋部材４で閉塞する。下蓋部材４は、ケース２の第１，第２側壁２ａ〜２ｄの下端、仕切壁７ａ，７ｂ，７ｃの下端に熱溶着される。このように、ケース２の上下がほぼ開放状に形成され、これに上下から蓋部材３，４を熱溶着することで、上記のような各種の室を形成することができる。尚、インク充填作業の前に、下蓋部材４に穿設されたインク供給口１７と大気連通孔１８とを覆うようにシール材２３を剥離可能に貼付する。

次に、インクカートリッジ１内へのインク充填作業を説明する。インク充填作業は、下蓋部材４のインク供給口１７と大気連通孔１８とをシールした状態で、インク充填口１３に図示しないインク充填装置を密着させ、第１貫通口１４に図示しない減圧装置を密着させ、第１の室９内の空気を第１貫通口１４から吸引し、インクをインク充填口１３から供給する。すると、インクは第２の室１１、連通孔１５を介して第１の室９内の多孔質材８に吸収される。

尚、この工程で充填されるインクは、インク中に溶存する気泡や空気を極力除去した脱気インクが使用される。これは、気泡や空気が記録ヘッド７２に侵入してインクの吐出不良を生じるのを回避するためである。インクを充填すると、インク充填口１３、第１貫通口１４、第２貫通口にシール材２１，２２が貼付される。そして、上蓋部材３の上面には固定板５０が固定される。

次に、図６を参照して、インクが充填されたインクカートリッジ１の出荷時の状態について説明する。尚、図６に示すインクカートリッジ１の断面は、図３のＥ−Ｅ断面線に相当する。インクを充填したインクカートリッジ１は、出荷に際して、包装袋６４内に減圧状態で密閉収容した状態とされる。包装袋６４は、筒状部材の内部にインクカートリッジ１を収納して、内部を負圧吸引するとともに両開口端を溶着したものである。包装袋６４は、空気不透過性の樹脂または金属箔あるいはそれらの積層材料で構成されている。

インクカートリッジ１を収納した包装袋６４内を減圧状態にすると、スペース部材３０によって形成される空間に存在する空気は、上蓋部材３の第１の開口部３８（スペース部材３０の開放面）、固定板５０と上蓋部材３との隙間を介して吸引される。よって、スペース部材３０によって形成される空間は、包装袋６４と同圧の減圧状態になる。このように、インクカートリッジ１内に存在する空気を排出することで、その空気がインクに溶け込み、インクの脱気度が劣化するのを防止することができる。

また、底部仕切壁７、仕切壁７ａ，７ｂ，７ｃ、下蓋部材４とによって囲まれて形成される空間２０に存在する空気も同様に、下蓋部材４の開口２４，２４を介して吸引され、空間２０も包装袋６４と同圧の減圧状態になる。このような減圧空間をできるだけ多く配置するこで、インクカートリッジ１に収納されているインクの脱気度が劣化するのを一層抑制することができる。

次に、図７を参照して、インクカートリッジ１をインクジェット記録装置のヘッドユニット７０に装着する場合について説明する。インクカートリッジ１を装着する場合には、操作者によってインク供給口１７と大気連通孔１８とを塞いでるシール材２３が剥がされた状態で、ヘッドユニット７０に装着される。

ヘッドユニット７０は、インクカートリッジ１を着脱自在に装着し記録ヘッド７２へインクを供給するための部材であり、主に、載置部７０ａと、固定アーム７１とを備えている。載置部７０ａは、インクカートリッジ１が載置される部位であり、略平坦面状に形成されている。この載置部７０ａには、３枚の仕切り板７０ｃによって４つの空間に仕切られており、４つのインクカートリッジ１が、各空間に装着される。載置部７０ａには、記録ヘッド７２と連通するインク供給通路７５が貫通形成されており、このインク供給通路７５は、Ｏリング７３によってシールされつつインクカートリッジ１のインク供給口１７と連通されている。

固定アーム７１は、インクカートリッジ１をインク供給通路７５との連通状態に押圧し固定するための部材であり、一端側が揺動軸７５により上下動かつ揺動自在に軸支されている。固定アーム７１は、その後端上部の立ち上がり部７１ａをヘッドユニット７０に当接させた状態で、軸７５のまわりの揺動を阻止され、前述の第１嵌合凸部７９をインクカートリッジ１の嵌合凹部５２に嵌合させ、カートリッジ全体を下方に押圧している。また、立ち上がり部７１ａを下方に押しヘッドユニットとの当接状態から解除することで、ばね７６の作用で固定アーム７１は、図７に二点鎖線で示すように軸７５のまわりに上方へ揺動し、インクカートリッジ１を取り出すことが可能になる。

また、ヘッドユニット７０には、インクカートリッジ１の位置決めをしたり、横ズレを防止するための複数個の突起が突設されている。具体的には、載置部７０ａからは下蓋部材４に凹設されている第２嵌合凹部５５と嵌合する第２嵌合凸部７４が突設され、ケース２の第２側壁２ａと対峙するヘッドユニット７０の面からは、ケース２の第２側壁２ａに突設された一対のリブ６２，６２の間に嵌合する第３嵌合凸部７０ｈが突設されている。

こうして、インクカートリッジ１がヘッドユニット７０に装着されると、記録動作中は、第１の室９内の多孔質材８の吸収力、すなわち毛細管現象により、第２の室１１から記録ヘッド７２に供給するインクに対し負の圧力を作用させている。記録ヘッド７２のアクチュエータは、インク吐出動作をすることで、インクカートリッジ１からインクを吸引する。インク供給口１７から第２の室１１内のインクが流出すると、第１の室９内の多孔質材８から第２の室１１内にインクが補給され、第１の室９内のインクの消費にともない、大気連通孔１８から大気連通路１０を経て第１の室９に大気が導入される。

第２の室１１の上端はシール材２１によって封止されているので、第２の室１１にインクがフル充填されている状態では、第２の室１１のインクに大気圧が働かないから、第１の室９内のインクがほぼ消費された後に、第２の室１１内のインクが消費されるようになる。つまり、第１の室９内のインクがなくなると、第１の室９から空気が第２の室１１に侵入し、第２の室１１の垂直部分１１ａの上部から空隙が生じ、インク液面が下がってくる。第２の室１１のインクを検出することで、残量が少なくなったことを検出することができる。

図８は、上記インクカートリッジ１の上蓋部材３を他の上蓋部材３Ａに交換して、第１の室９に多量のインクを収容するようにした使用例を示すものである。この例では、上蓋部材３Ａに前述のスペーサ部材３０に相当するものがないから、多孔質材８Ａが第１の室９のほぼ全体を占有して収納され、それに対応する量のインクが多孔質材８Ａに吸収保持される。上蓋部材３Ａを除く他の部品は上記インクカートリッジ１と同じものが使用される。（上記説明と同じ部分には同じ符号を附して説明を省略する。）また、インクジェット記録装置側のヘッドユニット、固定アーム、インクセンサなども同じものが使用される。前記実施例及び図８のインクカートリッジのいずれも、第１の室９のインクが消費された後第２室１１のインクが同じように消費されるから、第２室で同様にインク残量の検出をすることができる。

したがって、同じインクジェット記録装置において、使用頻度の高いユーザには図８の多量のインクを収容するインクカートリッジを、使用頻度の低いユーザには前記実施例のインクカートリッジを、上蓋部材と多孔質材のみを変えることでそれぞれ提供することができる。

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、本実施例では、スペーサ部材３０の大きさは、第１の室９の空間を略半分程度占める大きさで構成する場合について説明したが、スペーサ部材３０の大きさは、これに限定されるものではなく、収納したいインク量に応じて如何様にも調節することが可能である。スペーサ部材３０の大きさを調節することで、ケース２の形状を変化させることなく、インク収納量を様々に調節することができる。

本発明の実施例におけるインクカートリッジを示した外観斜視図である。 インクカートリッジ１の分解断面図である。 （ａ）は図２の矢印Ａ方向視における上蓋部材３の平面図であり、（ｂ）は図２の矢印Ｂ方向視におけるケース２の平面図であり、（ｃ）は図２の矢印Ｃ方向視における下蓋部材４の平面図である。 図２のＤ−Ｄ断面線における断面図である。 上蓋部材に溶着されているスペーサ部材の斜視図である。 インクカートリッジを包装体の内部に収納した状態を示す断面図である。 インクカートリッジをヘッドユニットに装着した状態を示す側面図である。 インクカートリッジの他の使用例を示す図２相当図である。

符号の説明

１ インクカートリッジ
２ ケース
２ａ、２ｂ 第１側壁（一対の側壁）
２ｃ、２ｄ 第２側壁（一対の側壁）
３ 上蓋部材（第１蓋部材）
４ 下蓋部材（第２蓋部材）
７ 底部仕切壁（第２の仕切壁）
７ａ、７ｂ、７ｃ 仕切壁（仕切壁）
８ 多孔質材
９ 第１の室（収納空間）
１１ 第２の室（インク室）
１５ 連通孔
１７ インク供給口（供給口）
２０ 空間
２４ 開口（第２蓋部材の開口部）
３０ スペーサ部材
３０ａ〜３０ｄ 外周壁
３０ｅ 底壁
３１ 第１支持壁（支持壁）
３２ 第２支持壁（支持壁）
３３ 第３支持壁（支持壁）
３４ リブ状の凸部
３８ 第１開口部（第１蓋部材の開口部）
５０ 固定板
５２ 第１嵌合凹部（固定部材）
５３ 側板（固定部材）

Claims (4)

1. 少なくとも１つの開放面を有しインクを収容するケースと、そのケースの開放面を塞ぐ第１蓋部材と、その第１蓋部材と対向する位置に形成される空間であってインクを吸収する多孔質材を収納する収納空間とを備え、包装部材内に減圧状態で置かれるインクカートリッジにおいて、
   前記第１蓋部材から前記収納空間内に突出して形成され、前記収納空間内において前記多孔質材と前記第１蓋部材との間の所定空間を占有するスペーサ部材を備え、
   そのスペーサ部材は、前記突出方向と直角な断面において前記収納空間の内面にほぼ沿った外周壁と、その外周壁に囲まれる前記多孔質材側の端部を覆う底壁と、前記外周壁のうちの互いに対向する２つの壁部のそれぞれの内面どおしを接続するように形成された支持壁とを有し、
   前記外周壁に囲まれる空間は、前記第１蓋部材に貫通形成した開口部を通して外部に開放され、前記減圧状態下において減圧され、
   前記支持壁は、前記ケースの前記収納空間を挟んで対峙する一対の側壁のその対峙方向に延びることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記外周壁の前記２つの壁部の外面に、前記一対の側壁の内面に当接するリブ状の凸部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記外周壁の外面には、前記多孔質材の位置する収納空間を外部に接続するための通路が形成されており、その通路は前記外周壁の前記２つの壁部のそれぞれの端部を結んで凹溝状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記第１蓋部材の前記収納空間とは反対側の面に、前記ケースをインクジェット記録装置に固定するための固定部材が形成された固定板を備え、その固定板は、前記第１蓋部材の開口部と外部との連通を確保しつつその開口部を覆っていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジ。

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