JP4488089B2 - 液体カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジの外周部における液体の流動を抑制する液体カートリッジに関するものである。

液体をターゲットに噴射させる液体噴射装置の一つとして、インクジェット式プリンタが広く用いられている。このインクジェット式プリンタは、キャリッジと、同キャリッジに搭載された記録ヘッドとを備える。そして、同キャリッジを記録媒体に対して移動させながら、記録ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出し、印刷用紙に対して印刷を行うようになっている。また、このようなインクジェット式プリンタにおいては、インクを貯留するための液体収容体としてのインクカートリッジが交換可能に設けられており、記録ヘッドから吐出されるインクは、同インクカートリッジから供給されるようになっている。

ところで、上記のようなインクジェット式プリンタにおいて、大型の印刷用紙に印刷を行ったり、インクジェット式プリンタを小型化、薄型化して装置のレイアウトに自由度をもたせたりすることが行われるようになってきている。このような場合には、インク消費量が多くなるため、大容量のインクを貯留できるインクカートリッジを、インクジェット式プリンタのカートリッジ装着部に支持する、いわゆるオフキャリッジ方式が一般に採用されている。

そして、上記のようなオフキャリッジ方式においては、インク導出部材が設けられたインクパックを、ケース本体部と蓋ケースからなる収容ケース内に格納してインクカートリッジを形成している。上記のように収容されたインクパックは、そのインク導出部材が収容ケースの前面に形成された支持部によって位置決めがなされている。上記支持部の中央部には受入開口が設けられ、記録装置側のカートリッジ装着部に配置された針状のインク導入部材（インク供給針）が相対的に上記受入開口を経てインク導出部材に突き刺さるようになっている。

特開平１０−２１７４９９号公報

上記のように、インク供給針がインクパックのインク導出部に突き刺さったままであれば、インクの漏洩はない。他方、インクパックが空になってしまった場合には、インクカートリッジをカートリッジ装着部から抜き取って、交換を行う。インクカートリッジを抜き取る際には、露出したインク供給針の表面がインクで濡れていたり、抜き取りの過渡期に僅かな量のインクが飛び散ったりしてインク漏れが生じる。このようなインクカートリッジの抜き取りや取り付けを、ユーザが通常の回数以上にわたって行うことがあると、上記のようにして漏れたインクの量が流動するくらいに溜まってきて、それがケース本体部と蓋ケースの嵌合部の隙間部分を毛細管現象で流動し、上記支持部から離隔した箇所までインク流動する。

上記のようなインク流動の生じたインクパックを、手でもって出し入れすると手がインクで汚れたり、装置のカートリッジ装着部にまでインク汚れが及ぶこととなる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、毛細管現象による液体の流動を抑止し得る液体カートリッジの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液体カートリッジは、ケース本体部と蓋ケースを嵌合させてなる収容ケース内に、貯留された液体を導出する液体導出部材が設けられた液体収容体が格納され、上記収容ケースの前面に、液体導出部材を固定する支持部が設けられ、上記ケース本体部と蓋ケースとの嵌合部が上記支持部を横切る状態で配置され、上記嵌合部における支持部近傍に、この嵌合部に形成される隙間よりも隙間が大きい空間部を形成したことを要旨とする。

上記カートリッジ装着部側の液体導入部材と、液体カートリッジ側の液体導出部材とが合致している箇所から流出した液体が、上記嵌合部を毛細管現象で流動しても、その液体は、嵌合部の隙間よりも大きな隙間からなる上記空間部において貯留される。この貯留現象においても拡大された空間容積を有する隙間部分において液体が毛細管現象を呈して、空間部に保持された状態になる。したがって、上記空間部の箇所で嵌合部における液体の流動がとどめられ、空間部からさらに先に延びている嵌合部への液体流動が抑止される。このような液体の流動抑止の現象により、液体カートリッジの液体汚れを最小の範囲内にとどめることができ、また、液体カートリッジをカートリッジ装着部に着脱する際に、液体で手が汚れるようなことも防止できる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記収容ケースの前面の端部と、上記端部に最も近い箇所に存在する支持部との間に、上記空間部が設けられている場合には、上記嵌合部における液体の流動が、上記収容ケースの前面の範囲内に配置された空間部で抑止される。したがって、上記前面の範囲を越えて、例えば、収容ケースの横側面の箇所まで流動することが防止できる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記空間部が、収容ケースの前面の両端部近傍にそれぞれ設けられている場合には、上記支持部が収容ケースの前面に複数配置されている構造であっても、上記前面の両端部近傍で液体の流動が抑止され、前面の範囲を越えて、例えば、収容ケースの横側面の箇所まで流動することが防止できる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記支持部が、上記収容ケースの前面に複数並ぶよう設けられ、上記各支持部に対応するよう複数の液体パックが収容されている場合には、収容ケース内に収容されている複数の液体パックの液体導出部材が配置された支持部で位置決めされるので、複数の液体パックは収容ケース内で正しく配列された状態になり、特定の液体パックに他の液体パックの荷重が集中するようなことがなく、各液体パックからの液体供給を均一にすることができる。同時に、複数種類の液体が漏れた場合であっても、嵌合部を伝う液体流動が上記空間部で抑止される。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記空間部が、支持部の両側にそれぞれ設けられている場合には、支持部からより近い箇所に空間部を配置することにより、嵌合部を流動する液体の流動範囲を最小限度に食い止めることができる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記嵌合部の嵌合方向はケース本体部の略深さ方向に設定され、上記嵌合方向で見て、上記空間部の隙間寸法が、上記嵌合部の隙間寸法よりも大きくなるよう設定されている場合には、上記嵌合方向に空間部の隙間が確保できるので、嵌合部の嵌合構造に適合した空間部の配置が可能となる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記嵌合部の嵌合方向はケース本体部の略深さ方向に設定され、上記嵌合方向に略直交する方向で見て、上記空間部の隙間寸法が、上記嵌合部の隙間寸法よりも大きくなるよう設定されている場合には、上記嵌合方向に直交している方向に空間部の隙間が確保できるので、嵌合部の嵌合構造に適合した空間部の配置が可能となる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記空間部が、嵌合部のケース本体部および／または蓋ケースの一部に凹部を設けて形成されている場合には、ケース本体部あるいは蓋ケースに対する凹部成形の自由度が拡大され、それにより、嵌合部を流動する液体の挙動に応じた最適の空間部形成ができる。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記空間部が、嵌合部の一部を形成する壁部材に設けた貫通部によって形成されている場合には、上記貫通部によって形成された空間に液体の保持機能を付与することができ、上記空間部の形成が、液体の流動挙動に適合させて高い自由度のもとで行える。

本発明の液体カートリッジにおいて、上記支持部は、ケース本体部側に形成された下側支持部と、蓋ケース側に形成された上側支持部を合致させることにより構成され、支持部の前面部分に形成され上記液体導入部材を受け入れる受入開口が設けられ、上記嵌合部は受入開口を横切るよう配置されている場合には、ケース本体部に蓋ケースを合致させることにより、支持部と上記受入開口が形成されるので、構造簡素化にとって有効である。また、上記嵌合部、すなわちケース本体部と蓋ケースとの割線が受入開口を横切っているので、液体が飛沫等で飛散する箇所の近くに嵌合部が存在していることとなり、液体を確実に嵌合部で流動させることができ、引いては、嵌合部に連なる空間部で流動を食い止めることができる。

つぎに、本発明の液体カートリッジを実施するための最良の形態を説明する。

図１（Ａ）は、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ（以下、プリンタという）の概念図であり、また同図（Ｂ）は、上記プリンタの全体的な形状を示す簡略的な斜視図である。なお、本実施例のプリンタは、キャリッジ上に液体収容体としてのインクカートリッジを搭載しないオフキャリッジタイプのプリンタであり、インクカートリッジのレイアウトに自由度を持たせた、小型化、薄型化されたプリンタとなっている。

図１に示すように、プリンタ１１は、フレーム１２を備え、フレーム１２の下部には、カートリッジ装着部１３が形成されている。そして、このカートリッジ装着部１３には、液体容器としてのインクカートリッジ１４が着脱可能に装着されている。なお、このインクカートリッジ１４は、液体としてのインクを貯留するとともに、廃液としての廃インクを貯留することが可能となっているが、その詳細については後述する。

上記プリンタ１１は、ガイド部材１５を備え、同ガイド部材１５は、上記フレーム１２に架設されている。そして、このガイド部材１５には、キャリッジ１６がガイド部材１５の軸線方向に移動可能に挿通支持されている。キャリッジ１６は、タイミングベルト（図示しない）を介してキャリッジモータ（図示しない）に接続されており、キャリッジモータの駆動によって、ガイド部材１５に沿って主走査方向である矢印Ｘ方向（図１（Ｂ）参照）に往復移動するようになっている。

上記キャリッジ１６の下面には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１７が設けられている。また、キャリッジ１６には、サブタンク１８が搭載されている。このサブタンク１８は、ポリエチレン等の可撓性部材により形成されているインク供給チューブ１９の一端が接続されている。インク供給チューブ１９の他端は、上記インクカートリッジ１４に接続されている。従って、サブタンク１８は、インクカートリッジ１４から、インク供給チューブ１９を介してインクの供給を受ける。なお、インク供給チューブ１９は、耐薬品性に優れたポリエチレン系樹脂等の可撓性部材による内装に、気密遮断性に優れた塩化ビニルや金属膜等を外装として覆った二重構造にするのが望ましい。

また、サブタンク１８は、上記記録ヘッド１７と接続されており、インクカートリッジ１４から供給されたインクを記録ヘッド１７へと供給する。記録ヘッド１７は、その下面に図示しないノズル吐出口を備えており、図示しない圧電素子の駆動により、サブタンク１８から供給されたインクをインク滴としてノズル吐出口から吐出するようになっている。そして、ノズル吐出口からインクを吐出すると同時に、キャリッジ１６をターゲットとしての印刷用紙（図示しない）に対して往復移動させることで、印刷用紙上に印刷を行うことが可能となっている。

なお、キャリッジ１６がガイド部材１５に沿って往復移動すると、それに合わせて、インク供給チューブ１９が撓み、インク供給チューブ１９内のインクに圧力変動が生じるが、この圧力変動は、上記サブタンク１８によって吸収されるようになっている。すなわち、サブタンク１８は、圧力ダンパユニットとして機能している。したがって、記録ヘッド１７から吐出されるインクは、圧力変動が抑制された状態となっている。

また、図１に示すプリンタ１１の概念図では、説明の便宜上、インク供給チューブ１９は、１本しか示してないが、実際は、同図（Ｂ）に示すように、インクカートリッジ１４に収納された液体収容体の１つである各色のインクパック３４の数と同じ数のインク供給チューブ１９が設けられている。従って、記録ヘッド１７のノズルおよびサブタンク１８も各色のインクパック３４に対応して設けられている。

一方、上記キャリッジ１６の移動経路上における非印刷領域（ホームポジョン）には、記録ヘッド１７のノズル吐出口を封止することができるヘッドメンテナンス機構２１が配置されている。そして、ヘッドメンテナンス機構２１は、有底状のゴム等の弾性素材により形成されたキャップ部材２２を備え、キャップ部材２２は、その上部開口が記録ヘッド１７のノズル吐出口を覆って封止し得るようになっている。そして、キャリッジ１６がホームポジョンに移動したときに、ヘッドメンテナンス機構２１が記録ヘッド１７側に移動（上昇）して、キャップ部材２２によって記録ヘッド１７のノズル吐出口を覆うことができるように構成されている。

このキャップ部材２２は、プリンタ１１の休止期間中において記録ヘッド１７のノズル吐出口を覆い、ノズル吐出口の乾燥を防止するキャップとして機能する。また、ヘッドメンテナンス機構２１は、廃インクチューブ２３を備え、同廃インクチューブ２３は、その一端が上記キャップ部材２２の底部に接続されているとともに、他端が上記インクカートリッジ１４に接続されている。さらに、ヘッドメンテナンス機構２１は、上記廃インクチューブ２３の途中に吸引ポンプ２４を備え、吸引ポンプ２４を駆動させることにより、吸引ポンプ２４より上流側に位置するキャップ部材２２の内部を減圧させるようになっている。そして、キャップ部材２２が記録ヘッド１７のノズル吐出口を覆った状態で、キャップ部材２２の内部を減圧させることにより、記録ヘッド１７のノズル吐出口からインクを吸引するクリーニング動作を実行することが可能となっている。

そして、記録ヘッド１７のノズル吐出口から吸引されるインクは、廃インクチューブ２３を介して上記インクカートリッジ１４に排出されるようになっている。なお、本実施例においては、図１に示すように、ホームポジションは、上記カートリッジ装着部１３の右側に位置するようになっている。

次に、上記カートリッジ装着部１３に装着されるインクカートリッジ１４について説明する。図２に示すように、インクカートリッジ１４は偏平な略直方体の形状を有している。上記インクカートリッジ１４は、ケース本体部３２と蓋ケース３３よりなる収容ケース３１と、その収容ケース３１内に収容された複数のインクパック３４（図４参照）を備えている。

上記インクパック３４は、図４に示すように、袋部４１とインク導出部材４２とを備える。袋部４１は可撓性の素材から形成されており、ガスバリヤー性の向上のために、例えば外側をナイロンフィルム、内側をポリエチレンフィルムにより挟み込んだ構成のアルミニウムラミネートフィルムから形成されている。そして、袋部４１は、これら２枚の略長方形形状のアルミニウムラミネートフィルムを重ね合わせて、それらの周囲を熱溶着等の方法によって接合することにより形成され、内部にインクを貯留している。

上記インク導出部材４２は、例えばプラスチックにより形成される略円筒形状をなし、その内部はインク供給口４２ａを形成している。そして、このインク供給口４２ａを介してインクパック３４内に収容されたインクが取り出される。また、インク供給口４２ａには、インク供給時にのみ開弁される図示しない弁機構が設けられており、袋部４１内のインクが漏れ出ないようになっている。

図２に示すように、収容ケース３１は、上部に開口を有した略箱形状のケース本体部３２と、このケース本体部３２の開口を覆う略板形状の蓋ケース３３とから構成されている。上記収容ケース３１の前面（ケース本体部３２の前面）３２ａの中央部には、収容されるインクパック３４の個数と同じ６つの支持部４３が設けられている。６つの支持部４３は、その各中心が収容ケース３１の底面（ケース本体部３２の底面）３２ｈと平行な中心ラインＬ１上に位置するように並んで設けられ、ケース本体部３２の上下方向略中央にそれぞれ設けられている。すなわち、ケース本体部３２と蓋ケース３３との嵌合部をなす割線が上記支持部４３の中央部を横切っている。

上記ケース本体部３２は、図２，図３および図４に示すように、各図の上下方向がケースの深さ方向とされている。上記ケース本体部３２に対して蓋ケース３３が嵌合した状態で合致して収容ケース３１が形成されている。すなわち、図２（Ａ）の（Ｂ）−（Ｂ）断面である図（Ｂ）および図２（Ａ）の（Ｃ）−（Ｃ）断面である図（Ｃ）に示すように、ケース本体部３２の側壁板３２ｂに片方の衝合面である頂面３２ｃが設けられている。また、蓋ケース３３の板状部３３ａの周縁部にもう一方の衝合面である下面３３ｃが設けられている。そして、上記側壁板３２ｂの内側面３２ｄが片方の摺動衝合面とされ、蓋ケース３３の外周縁の近傍にそって起立した状態で形成した内枠部４５の外側面４５ｅが他方の摺動衝合面とされている。なお、上記内枠部４５は、嵌合部の一部を形成する壁部材とされている。

また、図４に示すように、支持部４３は、その下半分を構成する下側支持部４３ａがケース本体部３２に、その上半分を構成する上側支持部４３ｂが蓋ケース３３に設けられている。支持部４３は、各インクパック３４のインク導出部材４２を支持する。したがって、支持部４３は、ケース本体部３２の下側支持部４３ａにインクパック３４のインク導出部材４２が支持された状態で、蓋ケース３３が取り付けられると、下側及び上側支持部４３ａ，４３ｂが嵌合されて支持部４３が構成される。すなわち、ケース本体部３２と蓋ケース３３の嵌合部が支持部４３を横切っている。

図４および図５に示すように、支持部４３の下側支持部４３ａと上側支持部４３ｂの各々に設けられた半円弧状の溝部２５に、上記インク導出部材４２の外周部に設けたフランジ状とされた半円弧状の突条部２６がはめ込まれて、インク導出部材４２の位置決めが支持部４３によって行われている。

また、支持部４３の前面部分には、インク供給針７１を受入れる受入開口４３ｃが設けられている。この受入開口４３ｃは、下側支持部４３ａに形成した半円形の切欠き部４３ｄと、上側支持部４３ｂに形成した半円形の切欠き部４３ｅを嵌合部において合致させることにより形成されている。そして、図４（Ｂ）に示すように、受入開口４３ｃとインク導出部材４２のインク供給口４２ａは同心状に配置されている。なお、受入開口４３ｃとインク供給口４２ａは円形の形状である。

図２に示すように、ケース本体部３２の前面３２ａの右側には、廃インクを回収するための廃液回収口としての廃インク回収口４４ａが設けられている。廃インク回収口４４ａには、蓋ケース３３の廃インク導入部４４ｂが嵌合可能となっており（図４参照）、廃インク導入部４４ｂをケース本体部３２の廃インク回収口４４ａに嵌合させることにより、廃インク導入部４４ｂと廃インク回収口４４ａは連通するようになっている。

また、ケース本体部３２の前面３２ａには、その両端部の近傍に、位置決め孔５１が２つ設けられている。さらに、図３に示すように、ケース本体部３２の底面３２ｈの左側には、基板収容凹部４６が前面３２ａと連通するように凹設されている。上記基板収容凹部４６の内面４６ａには、回路基板３７が取り付けられている。本実施例では、基板収容凹部４６の形状によって、回路基板３７は、上記インクパック３４が支持されている支持部４３の中心ラインＬ１と同じ位置又はＬ１ラインより上に位置するように設けられている。回路基板３７の表面側には、接続端子３７ａが形成されている。接続端子３７ａは、回路基板３７に実装されたデータの読み書きが可能な半導体記憶装置（図示せず）と電気的に接続されている。半導体記憶装置は、収容ケース３１に収容される各インクパック３４のインクの種類、インク残量、シリアル番号や有効期限等のデータを記憶する。

したがって、図６及び図７に示すように、上記プリンタ１１のフレーム１２に設けたカートリッジ装着部１３に配置された接続部４９にインクカートリッジ１４が装着された場合に、接続端子３７ａが接続部４９の端子配設部５０に形成した端子機構（図示せず）と電気的に接触される。そして、これらの接続端子３７ａを介して半導体記憶手段からインクの種類、インク残量、シリアル番号や有効期限等のデータの授受が実行される。

ケース本体部３２の底面３２ｈの右側には、図６に示すように、上記基板収容凹部４６と連続するよう、背面３２ｉ側に向かって溝部４７が凹設されている。この溝部４７の形成は、基板収容凹部４６より浅く形成されているとともに、基板収容凹部４６から背面３２ｉに向かって背面３２ｉに至る手前で終了している。溝部４７の基板収容凹部４６側には２つの突起４８が下方に突出形成されている。さらに、図４および図５に示すように、ケース本体部３２の背面３２ｉには、蓋ケース３３と係合するための係合孔５３が設けられている。

蓋ケース３３は、図８および図１１に示すように、略長方形の板状部３３ａと、同板状部３３ａの周縁よりも内側の位置において板状部３３ａから枠状に直角に起立している壁部材としての内枠部４５とを備えている。そして、図１２に示すように、上記内枠部４５は、４つの側面、すなわち、第１の側面４５ａ、第２の側面４５ｂ、第３の側面４５ｃ及び第４の側面４５ｄを備える。そして、上記のように、内枠部４５の外側面４５ｅが摺動衝合面とされている。

図１２において、内枠部４５の、第１の側面４５ａと第４の側面４５ｄとによって形成される第１のコーナー部６１付近には、第１の側面４５ａの内側と外側とを連通させる貫通孔６２が形成されている。また、第１の側面４５ａの外側面からは、上記貫通孔６２を囲むようにして、筒状の上記廃インク導入部４４ｂが突設されている。

図１１に示すように、廃インク導入部４４ｂの内側には、弁装置６８が設けられている。この弁装置６８は、環状のゴム等の弾性部材により形成されている弁座６８ａと、略円柱状の弁体６８ｂと、バネ６８ｃとを備える。そして、これらは、廃インク導入部４４ｂ内において、上流から下流に向かって、弁座６８ａ、弁体６８ｂ、バネ６８ｃの順に並ぶように設けられている。そして、外部からの力が加わっていない状態においては、弁体６８ｂは弁座６８ａに当接するようにバネ６８ｃによって付勢され、弁装置６８は閉状態とされる。

さらに、蓋ケース３３は、上記内枠部４５の内側に、図１１及び図１２に示すように、上記第１の側面４５ａと、第２の側面４５ｂと平行になるようにして、くの字状の壁面としての壁部６３を備える。なお、この壁部６３の高さは、内枠部４５の高さと同じとなっている。従って、この壁部６３と、第１の側面４５ａ及び第２の側面４５ｂとの間には、溝６４が区画形成されている。また、壁部６３と第３の側面４５ｃ及び第４の側面４５ｄとの間には、略直方体形状の廃インク貯留部６５が区画形成されている。

そして、壁部６３は、その一端６３ａが上記第１の側面４５ａに対して、上記貫通孔６２の位置よりも上記第１のコーナー部６１寄りの位置において接合されている。また、壁部６３の他端６３ｂは、上記第２の側面４５ｂと第３の側面４５ｃとによって形成されている第２のコーナー部６６において、上記内枠部４５に対して接しないようにして位置している。従って、溝６４は、第１のコーナー部６１付近において上記貫通孔６２と連通するとともに、第１のコーナー部６１と対峙する第２のコーナー部６６付近において、上記廃インク貯留部６５と連通している。その結果、貫通孔６２を介して廃インクが流入した場合には、廃インクは、第１の側面４５ａ、第２の側面４５ｂに沿って、溝６４内を移動し、第２のコーナー部６６において、廃インク貯留部６５に流入するようになる。

廃インク貯留部６５には、廃インク吸収材３５が収容される。廃インク吸収材３５は、多孔質性の素材により形成され、図１１に示すように、直方体形状を有し、廃インク貯留部６５の内部にちょうど嵌り込む大きさ及び厚さを有している。

なお、廃インク貯留部６５には、上記第１のコーナー部６１付近において壁部６３によって形成されている矩形の空間６７が形成されており、この空間６７には廃インク吸収材３５が介在されないようになっている。

図１１において、フィルム３６は、長方形状を有しており、例えば、ポリオレフィン、ＰＥＴ等から形成されている。そして、フィルム３６は、その周縁部分が上記内枠部４５及び壁部６３に熱溶着されることにより内枠部４５の内側を封止するようになっている。したがって、上記溝６４は、フィルム３６によって、その開口が封止され、閉断面の廃液流路としての流路６４ａが形成される。また、上記廃インク貯留部６５は、廃インク吸収材３５を収容した状態でフィルム３６によってその開口が封止され、廃液回収部としての廃インク貯留室６５ａが形成される。

さらに、図１１に示すように、フィルム３６は、上記廃インク吸収材３５の貫通孔３５ａと対峙する位置に通気孔６９を備える。これにより、廃インク貯留部６５とフィルム３６とによって形成される廃インク貯留室６５ａ内の余剰空気を外部に追い出すことができるようになっている。

一方、図８に示すように、蓋ケース３３の背面には係合部７０が設けられ、上記ケース本体部３２の係合孔５３に嵌合して、蓋ケース３３をケース本体部３２に一体固定するようになっている。

つぎに、インクカートリッジ１４を、上記プリンタ１１のフレーム１２に設けたカートリッジ装着部１３に装着する際に、そのカートリッジ装着部１３に設けられインクカートリッジ１４と接続する接続部４９について説明する。図６はインクカートリッジ１４と接続部４９の関係を示す要部斜視図、図７はインクカートリッジ１４が接続部４９に接続された状態を示す要部斜視図である。

図６において、接続部４９はその正面両端部に位置決めピン５２（一方のみ図示）が設けられ、この位置決めピン５２はインクカートリッジ１４と接続部４９が接続されるとき、インクカートリッジ１４に設けた位置決め孔５１（図２参照）に嵌挿して同インクカートリッジ１４を位置決め固定する。

上記接続部４９の一対の位置決めピン５２間には、上記インクカートリッジ１４の６個の支持部４３と１個の廃インク回収口４４ａと対応する６個の液体導入部材７１と１個の導入連通部７２が設けられている。

６個の液体導入部材７１は、インクカートリッジ１４が接続部４９に固定される際にインクカートリッジ１４の支持部４３の位置と対応する位置にそれぞれ設けられ、支持部４３に支持されたインクパック３４のインク導出部材４２に嵌挿可能なように先端が針状に形成されている。すなわち、インク供給針７１である。この６個の液体導入部材７１は、インクカートリッジ１４からのインクを上記インク供給チューブ１９へ導出する図示しない貫通孔がそれぞれ貫通形成されている。

上記導入連通部７２は、インクカートリッジ１４が接続部４９に固定される際にインクカートリッジ１４の廃インク回収口４４ａの位置と対応する位置にそれぞれ設けられ、廃インク回収口４４ａを介して廃インク導入部４４ｂに嵌挿可能なように先端が針状に形成されている。この導入連通部７２は、上記吸引ポンプ２４にて吸引されて廃インクチューブ２３から排出されるインクをインクカートリッジ１４（廃インク貯留室６５ａ）に導入する図示しない貫通孔がそれぞれ貫通形成されている。

図６及び図７における接続部４９の右側下部には、端子配設部５０が前方に延出形成されている。端子配設部５０は端子機構（図示しない）が設けられ、図７に示すように、インクカートリッジ１４を装着するとき、ケース本体部３２の基板収容凹部４６の開口からスライドされて上記端子機構が回路基板３７の接続端子３７ａに電気的に接続される。

つぎに、収容ケース３１内にインクパック３４を格納する手順と、インクカートリッジ１４からインクが供給される作用について説明する。

図４（Ａ）に示すように、ケース本体部３２内にインクパック３４を格納する。このとき、６つのインクパック３４が半分ずつ重なるような状態で格納され、インク導出部材４２の突条部２６が溝部２５内にはめ込まれて、インク導出部材４２が支持部４３において固定される。

また、蓋ケース３３をケース本体部３２に合致させるときには、蓋ケース３３をケース本体部３２の深さ方向に接近させて、内枠部４５の外側面４５ｅを側壁板３２ｂの内側面３２ｄに摺動させながら嵌め合わせてゆき、上記側壁板３２ｂの頂面３２ｃに板状部３３ａの下面３３ｃが衝合したところで蓋ケース３３の取り付けが完了する。なお、この完了した状態では、蓋ケース３３の上記係合部７０がケース本体部３２の上記係合孔５３に弾性的にはまり込んで、収容ケース３１としての一体性が確保される。

インクカートリッジ１４は、収容ケース３１の側面部をガイドにしてカートリッジ装着部１３に挿入される。最初に、接続部４９の両端部近傍に設けられた位置決めピン５２に、ケース本体部３２の前面３２ａの両端部近傍に設けられた位置決め孔５１が案内される。位置決めピン５２と位置決め孔５１は嵌合してインクカートリッジ１４の位置が固定される。このとき、インクカートリッジ１４の各支持部４３、すなわちインクパック３４のインク供給口４２ａに、接続部４９のインク供給針７１が挿入されて、インク供給口４２ａ内の弁機構（図示しない）が開弁する。又、インクカートリッジ１４の廃インク回収口４４ａを介して廃インク導入部４４ｂに、接続部４９の導入連通部７２が挿入されて、廃インク導入部４４ｂ内の弁装置６８が開弁する。

したがって、インクカートリッジ１４に収容した各インクパック３４のインクをインク供給チューブ１９を介して記録ヘッド１７に供給可能になるとともに、廃インクチューブ２３から排出されるインクをインクカートリッジ１４の廃インク貯留室６５ａに導入することが可能になる。

さらに、端子配設部５０の端子機構（図示しない）がインクカートリッジ１４の基板収容凹部４６に設けた回路基板３７の接続端子３７ａに電気的に接続される。これによって、プリンタ１１は、回路基板３７に実装された半導体記憶手段に記憶されたインクの種類、インク残量、シリアル番号や有効期限等のデータを取得できるとともに、データの書き替えを行えるようになる。

ついで、インクカートリッジ１４と接続部４９の接続部分から漏れたインクの流動を抑制する構造を説明する。

インクカートリッジ１４を接続部４９から抜き取る際には、露出したインク供給針７１の表面がインクで濡れていたり、抜き取りの過渡期に僅かな量のインクが飛び散ったりしてインク漏れが生じる。このようなインクカートリッジ１４の抜き取りや取り付けを、ユーザが通常の回数以上にわたって行うことがあると、上記のようにして漏れたインクの量が流動するくらいに溜まってきて、それがケース本体部３２と蓋ケース３３の嵌合部の隙間部分を毛細管現象で流動し、上記支持部４３から離隔した箇所まで流動する。

上述のように、上記ケース本体部３２は、図２，図３および図４に示すように、各図の上下方向がケースの深さ方向とされている。上記ケース本体部３２に対して蓋ケース３３が嵌合した状態で合致して収容ケース３１が形成されている。すなわち、図２（Ａ）の（Ｂ）−（Ｂ）断面である図（Ｂ）および図２（Ａ）の（Ｃ）−（Ｃ）断面である図（Ｃ）に示すように、ケース本体部３２の側壁板３２ｂに片方の衝合面である頂面３２ｃが設けられている。また、蓋ケース３３の板状部３３ａの周縁部にもう一方の衝合面である下面３３ｃが設けられている。

そして、上記側壁板３２ｂの内側面３２ｄが片方の摺動衝合面とされ、蓋ケース３３の外周縁の近傍にそって起立した状態で形成した内枠部４５の外側面４５ｅが、他方の摺動衝合面とされている。

ケース本体部３２に対して蓋ケース３３が嵌合している嵌合部は、図２に示すように、当り嵌合部２７と摺動嵌合部２８によって構成されている。すなわち、当り嵌合部２７は、ケース本体部３２側の上記頂面３２ｃと、蓋ケース３３側の上記下面３３ｃとが面当りをする関係で形成されている。一方、摺動嵌合部２８は、蓋ケース３３側の内枠部４５の上記外側面４５ｅと、ケース本体部３２側の側壁板３２ｂの上記内側面３２ｄとが摺動しながら面接触をする関係で形成されている。

上記のように、ケース本体部３２と蓋ケース３３との嵌合関係は、上記の当り嵌合部２７と摺動嵌合部２８との複合構造によって、形成されている。

上記当り嵌合部２７および摺動嵌合部２８は、外観的には隙間のない状態に見えるが、実際には、頂面３２ｃ，下面３３ｃ，内側面３２ｄ，外側面４５ｅの各表面には僅かな凹凸があるため、各面の接触箇所には部分的に接触している箇所と隙間状態になっている箇所がある。したがって、このような隙間状態の箇所においてインクの毛細管現象が発生して、上記のようなインク流動が発生する。

上記インク流動を抑止するために、上記当り嵌合部２７および摺動嵌合部２８の隙間よりも隙間が大きい空間部２９を上記支持部４３から離れた位置に形成し、上記各嵌合部２７，２８を流動してきたインクが上記空間部２９に貯留されて、インク流動が空間部２９において抑止される。

上記収容ケース３１の前面３２ａの端部、すなわち前面３２ａとそれに連続する横側面３１ａとのなす角部分（角部分の稜線部分）と、上記端部に最も近い箇所に配置された支持部４３との間に、図８（Ｂ）に示した空間部２９が形成されている。この箇所における空間部２９は、下面３３ｃとされている部分の板状部３３ａに設けた凹部２９ａと、内枠部４５を切り欠いて形成した貫通部２９ｂとが、空間として連続した状態で構成されている。このような凹部２９ａや貫通部２９ｂによって形成された空間部２９の断面状態は、図１０（Ｂ）に示されている。上記凹部２９ａの深さ方向は、ケース本体部３２の深さ方向とは逆方向とされている。また、図８（Ｃ）に示すように、上記貫通部２９ｂを四角い窓穴状の貫通空間にすることもできる。

上記空間部２９は、図２，図８，図１０（Ｂ）に示すように、収容ケース３１の前面３２ａの左右端部近傍に配置されている。したがって、当り嵌合部２７や摺動嵌合部２８を伝わってきたインクは、上記左右２箇所の空間部２９においてその流動が抑止され、収容ケース３１の横側面３１ａ側へ流動することがない。なお、上記空間部２９を、凹部２９ａだけで構成することもでき、あるいは、貫通部２９ｂだけで構成することもできる。

一方、図２，図８，図９，図１０（Ｃ）に示すように、各支持部４３の左右位置に空間部３０が配置されている。この空間部３０が設けられる箇所は、図９に拡大して示すように、蓋ケース３３側の下面３３ｃと内枠部４５の外側面４５ｅである。下面３３ｃに形成された凹部３０ａは、ケース本体部３２の深さ方向とは逆方向の深さを有している。また、外側面４５ｅに形成された凹部３０ｂは、ケース本体部３２の深さ方向に略直交する向きの深さを有している。そして、両凹部３０ａおよび３０ｂは連通した空間とされている。上記空間部３０の部分の断面状態は図１０（Ｃ）に示されている。

上記空間部３０は、隣り合う支持部４３の間に２つ配置されているが、これを１つにすることもできる。このように１つにする場合は、凹部３０ａ，３０ｂによって得られる空間容積を大きく設定するのが望ましい。なお、上記空間部３０を、凹部３０ａだけで構成することもでき、あるいは、凹部３０ｂだけで構成することもできる。また、凹部３０ｂを図８（Ｃ）に示したような四角い窓穴状の貫通空間の形態で実施することもできる。

上記空間部２９および３０の隙間寸法は、インクの粘度や表面張力等のインクの物性に応じて適宜設定される。

上記の実施例では、凹部２９ａ，３０ａ，３０ｂ等が蓋ケース３３側に形成されているが、これらを図１３に示すように、ケース本体部３２側に形成することができる。さきに説明した例と同様の部分には同じ符号を付している。

さらに、図１３（Ｄ）に示すように、頂面３２ｃと下面３３ｃの両方にそれぞれ凹部３０ｃと２９ｃを形成して、両凹部３０ｃと２９ｃで１つの空間部３８を形成することもできる。このような２つの凹部で１つの空間部を構成することは、内枠部４５の外側面４５ｅと側壁板３２ｂの内側面３２ｄとの間においても、同様に実施することができる。

上記実施例によって得られる作用効果を列記すると、つぎのとおりである。

上記カートリッジ装着部１３側のインク供給針７１と、インクカートリッジ１４側のインク導出部材４２とが合致している箇所から流出したインクが、上記嵌合部２７，２８を毛細管現象で流動しても、そのインクは、嵌合部２７，２８の隙間よりも大きな隙間からなる上記空間部２９，３０において貯留される。この貯留現象においても拡大された空間容積を有する隙間部分においてインクが毛細管現象を呈して、空間部２９，３０に保持された状態になる。したがって、上記空間部２９，３０の箇所で嵌合部２７，２８におけるインクの流動がとどめられ、空間部２９，３０からさらに先に延びている嵌合部２７，２８へのインク流動が抑止される。このようなインクの流動抑止の現象により、インクカートリッジ１４のインク汚れを最小の範囲内にとどめることができ、また、インクカートリッジ１４をカートリッジ装着部１３に着脱する際に、インクで手が汚れるようなことも防止できる。

上記収容ケース３１の前面３２ａの端部と、上記端部に最も近い箇所に存在する支持部４３との間に、上記空間部２９が設けられていることにより、上記嵌合部２７，２８におけるインクの流動が、上記収容ケース３１の前面３２ａの範囲内に配置された空間部２９で抑止される。したがって、上記前面３２ａの範囲を越えて、例えば収容ケース３１の横側面３１ａの箇所まで流動することが防止できる。

上記空間部２９が、収容ケース３１の前面３２ａの両端部近傍にそれぞれ設けられていることにより、上記支持部４３が収容ケース３１の前面３２ａに複数配置されている構造であっても、上記前面３２ａの両端部近傍でインクの流動が抑止され、前面３２ａの範囲を越えて、例えば収容ケース３１の横側面３１ａの箇所まで流動することが防止できる。

上記支持部４３が、上記収容ケース３１の前面３２ａに複数並ぶよう設けられ、上記各支持部４３に対応するよう複数のインクパック３４が収容されている。このため、収容ケース３１内に収容されている複数のインクパック３４のインク導出部材４２が配置された支持部４３で位置決めされるので、複数のインクパック３４は収容ケース３１内で正しく配列された状態になり、特定のインクパック３４に他のインクパック３４の荷重が集中するようなことがなく、各インクパック３４からのインク供給を均一にすることができる。同時に、複数色のインクが漏れた場合であっても、嵌合部２７，２８を伝うインク流動が上記空間部２９，３０で抑止される。

上記空間部３０が、支持部４３の両側にそれぞれ設けられていることにより、支持部４３からより近い箇所に空間部３０を配置して、嵌合部２７，２８を流動するインクの流動範囲を最小限度に食い止めることができる。

上記嵌合部２７，２８の嵌合方向はケース本体部３２の略深さ方向に設定され、上記嵌合方向で見て、上記空間部２９，３０の隙間寸法が、上記嵌合部２７，２８の隙間寸法よりも大きくなるよう設定されているため、上記嵌合方向に空間部２９，３０の隙間が確保でき、嵌合部２７，２８の嵌合構造に適合した空間部２９，３０の配置が可能となる。

上記嵌合部２７，２８の嵌合方向はケース本体部３２の略深さ方向に設定され、上記嵌合方向に略直交する方向で見て、上記空間部２９，３０の隙間寸法が、上記嵌合部２７，２８の隙間寸法よりも大きくなるよう設定されているため、上記嵌合方向に直交している方向に空間部２９，３０の隙間が確保できるので、嵌合部２７，２８の嵌合構造に適合した空間部２９，３０の配置が可能となる。

上記空間部２９，３０は、嵌合部２７，２８のケース本体部３２および／または蓋ケース３３の一部に凹部２９ａ，３０ａ，３０ｂを設けて形成されているので、ケース本体部３２あるいは蓋ケース３３に対する凹部成形の自由度が拡大され、それにより、嵌合部２７，２８を流動するインクの挙動に応じた最適の空間部形成ができる。

上記空間部２９，３０が、嵌合部２７，２８の一部を形成する内枠部４５に設けた貫通部２９ｂによって形成されているため、上記貫通部２９ｂによって形成された空間にインクの保持機能を付与することができ、上記空間部２９，３０の形成が、インクの流動挙動に適合させて高い自由度のもとで行える。

上記支持部４３は、ケース本体部３２側に形成された下側支持部４３ａと、蓋ケース３３側に形成された上側支持部４３ｂを合致させることにより構成され、支持部４３の前面部分に形成され上記液体導入部材７１を受け入れる受入開口４３ｃが設けられ、上記嵌合部２７，２８は受入開口４３ｃを横切るよう配置されている。このため、ケース本体部３２に蓋ケース３３を合致させることにより、支持部４３と上記受入開口４３ｃが形成されるので、構造簡素化にとって有効である。また、上記嵌合部２７，２８、すなわちケース本体部３２と蓋ケース３３との割線が受入開口４３ｃを横切っているので、インクが飛沫等で飛散する箇所の近くに嵌合部２７，２８が存在していることとなり、インクを確実に嵌合部２７，２８で流動させることができ、引いては、嵌合部２７，２８に連なる空間部２９，３０で流動を食い止めることができる。

上記インクパック３４が、可撓性のあるフィルム材で構成されたパックであるから、インクの重量で変形しやすい袋状のパックを確実にインクカートリッジ１４内に収容することができる。

上記各実施例は、インクジェット式プリンタを対象にしたものであるが、本発明によってえられたインクカートリッジを装着した液体噴射装置は、インクジェット式プリンタ用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施例では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式プリンタについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレイ，ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。

インクジェット式プリンタの概念図および斜視図である。 インクカートリッジを上方から見た斜視図および部分断面図である。 インクカートリッジを下方から見た斜視図である。 インクカートリッジの分解斜視図および部分的な断面図である。 ケース本体部の内側と外側を示す斜視図である。 インクカートリッジと接続部の接続前の関係を示す要部斜視図である。 インクカートリッジと接続部が接続した状態を示す要部斜視図である。 インクカートリッジの蓋ケースを下方から見た斜視図および部分拡大図である。 蓋ケースの空間部の部分を拡大した斜視図である。 収容ケースの正面図と部分的な断面図である。 インクカートリッジの蓋ケースを下方から見た分解斜視図である。 インクカートリッジの蓋ケースの平面図である。 他の空間部の形成状態を示す斜視図と断面図である。

符号の説明

１１…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、１２…フレーム、１３…カートリッジ装着部、１４…インクカートリッジ、１５…ガイド部材、１６…キャリッジ、１７…記録ヘッド、１８…サブタンク、１９…インク供給チューブ、２１…ヘッドメンテナンス機構、２２…キャップ部材、２３…廃インクチューブ、２４…吸引ポンプ、２５…溝部、２６…突条部、２７…当り嵌合部、２８…摺動嵌合部、２９…空間部、２９ａ…凹部、２９ｂ…貫通部、２９ｃ…凹部、３０…空間部、３０ａ…凹部、３０ｂ…凹部、３０ｃ…凹部、３１…収容ケース、３１ａ…横側面、３２…ケース本体部、３２ａ…前面、３２ｂ…側壁板、３２ｃ…頂面、３２ｄ…内側面、３２ｈ…底面、３２ｉ…背面、３３…蓋ケース、３３ａ…板状部、３３ｃ…下面、３４…インクパック、３５…廃インク吸収材、３５ａ…貫通孔、３６…フィルム、３７…回路基板、３７ａ…接続端子、３８…空間部、４１…袋部、４２…インク導出部材、４２ａ…インク供給口、Ｌ１…中心ライン、４３…支持部、４３ａ…下側支持部、４３ｂ…上側支持部、４３ｃ…受入開口、４３ｄ…半円形の切欠き部、４３ｅ…半円形の切欠き部、４４ａ…廃インク回収口、４４ｂ…廃インク導入部、４５…内枠部、４５ａ…第１の側面、４５ｂ…第２の側面、４５ｃ…第３の側面、４５ｄ…第４の側面、４５ｅ…外側面、４６…基板収容凹部、４６ａ…内面、４７…溝部、４８…突起、４９…接続部、５０…端子配設部、５１…位置決め孔、５２…位置決めピン、５３…係合孔、６１…第１のコーナー部、６２…貫通孔、６３…壁部、６３ａ…一端、６３ｂ…他端、６４…溝、６４ａ…流路、６５…廃インク貯留部、６５ａ…廃インク貯留室、６６…第２のコーナー部、６７…空間、６８…弁装置、６８ａ…弁座、６８ｂ…弁体、６８ｃ…バネ、６９…通気孔、７０…係合部、７１…液体導入部材、インク供給針、７２…導入連通部。

Claims (5)

1. 液体噴射装置に装着可能な液体カートリッジにおいて、
   液体を貯留し、貯留した前記液体を前記液体噴射装置に供給するための液体導出部材を有する液体収容体と、
   ケース本体と当該ケース本体に嵌合する蓋ケースとを有し、前記液体収容体を格納する収容ケースと、を有し、
   前記収容ケースは、
   前記液体導出部材に挿入される前記液体噴射装置の液体導入部材を受け入れるための開口と、
   前記ケース本体と前記蓋ケースの嵌合部に形成された空間部であって、前記開口の両側に形成された空間部と、を有することを特徴とする液体カートリッジ。
2. 前記空間部は、前記収容ケースの前記開口が設けられた面の両端部近傍に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
3. 前記空間部は、前記ケース本体と前記蓋ケースの少なくとも何れか一方に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体カートリッジ。
4. 前記収容ケースは、複数の前記液体収容体を格納し、当該複数の液体収容体に対応した複数の前記開口を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体カートリッジ。
5. 前記空間部は、複数の前記開口のそれぞれの両側に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体カートリッジ。

Images