JP4882733B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクが貯溜されたインクカートリッジに関し、特に、インクカートリッジからインク滴が垂れ落ちることを低減するインクカートリッジに関する。

特許文献１には、複数のインクカートリッジが平置きに並置されるインクジェット式記録装置が開示されている。インクカートリッジの容器本体の１の面には、インク供給口が形成されており、そのインク供給口にインクジェット式記録装置に設けられたインク供給針が挿入されて、インクカートリッジ内のインクがインクジェット式記録装置に供給される。インクカートリッジの容器本体の内部には、インク袋が収納されており、そのインク袋の内側と外側とはシール供給蓋により連通が遮断されている。シール供給蓋の内側には、バネ座が設けられており、そのバネ座がバネによりシール供給蓋方向に付勢され、シール供給蓋とバネ座とが当接して連通が遮断されている。よって、インク供給針がインク供給口に挿入された場合には、バネ座が反付勢方向に押されてインクの流路が形成される。

特開２００５−２３８８１５号公報（図１及び図５）

しかしながら、上述した特許文献１に記載のインクジェット式記録装置においては、インク供給口からインクカートリッジ内に挿入されたインク供給針にはインクが付着するため、インクカートリッジを取り外す際にインク供給針に付着したインクがインク供給口に乗り移り、インク供給口からインクカートリッジの装着部に垂れ落ちることがあった。また、インク供給針に付着するインクは、インク供給口から抜出された後でもインク供給針の先端に残留していることがあり、インク供給針が水平方向に突出して形成されているので、インク供給針の先端からインクカートリッジの装着部に垂れ落ちてしまうことがあった。このようにインクカートリッジの装着部にインク滴が垂れると、インクジェット式記録装置内が汚れるだけでなく、新たに装着された別のインクカートリッジにインクが付着して汚れてしまうという問題点があった。

特に、インク供給口の連通の遮断を、バネ付勢されたインク供給口を開閉する弁を有するバルブ機構で行う場合には、かかる汚れの問題がより深刻になる。これは、弁がバネの付勢力によりインク供給口を閉じる方向に移動するため、インク供給口付近のインクがインク供給口の外に向けて押されるからであり、最悪の場合には、多量のインクがインク供給口から外部に垂れ落ちてしまうという問題点があった。

なお、特許文献１のインクカートリッジは、そのインクカートリッジの一の面にインク供給口が形成されているが、その他に、インクカートリッジの一の面から外方に突出するインク供給部を有し、そのインク供給部の突出先端にインク供給口が形成されたインクカートリッジもある。インク供給部の突出先端にインク供給口が形成されるインクカートリッジであっても、上記のバルブ機構を備え平置きされる場合には、インク滴の垂れ落ちが発生する。即ち、バルブ機構を備えるインクカートリッジが平置きされるインクジェット式記録装置では、インクカートリッジの形状に関わらず、インク滴の垂れ落ちが発生して装着部が汚れやすいという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、インクカートリッジからインク滴が垂れ落ちるのを低減するインクカートリッジを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクカートリッジは、プリンタに装着されたときにインクをプリンタに供給するインクカートリッジであって、インクが貯溜されたインク貯溜室と、前記インク貯溜室に貯溜されたインクを外部に排出するインク供給部とを備え、前記インク供給部は、その周囲に対して突出して形成されているとともに、その突出頂面にインクの排出口となる供給口を有しており、さらに、前記供給口を介したインク供給方向と平行に突出し、前記インク供給方向に関して前記供給口よりも外側に突出先端を有する突出部を複数備えている。また、前記突出頂面のうち前記供給口を除いた領域は環状面をなしている。そして、前記環状面の外周縁の長さをＳ０、インクの表面張力をγ、インクの密度をρとしたときに、前記複数の突出部のうち、最も近接する関係にある２つの突出部の離隔距離Ｄc（min）が、Ｄc（min）≦２（（３×Ｓ０×γ）／（４×π×ρ）） ^１／３ を満たす。

これにより、プリンタに装着されたインクカートリッジを取り外す際にインク供給部の突出頂面からインク滴が垂れ落ちても、そのインク滴を最も近接する関係にある２つの突出部の間で捕捉し且つこの間の毛管力によってそのインク滴を保持することができる。そのため、垂れ落ちてきたインク滴によってインクカートリッジを装着するプリンタ内が汚されることを極力回避できる。また、プリンタからインクカートリッジを取り外した直後（装着姿勢にないとき）に、突出頂面からインク滴が垂れ落ちても、そのインク滴を最も近接する関係にある２つの突出部で捕捉し且つこれらの間の毛管力によってそのインク滴を保持することができる。そのため、プリンタの周囲が汚されることも極力回避できる。

本発明において、前記インク供給部は、前記インク供給方向と平行に突出していることが好ましい。また、インクカートリッジは、使用状態のプリンタに対して、水平方向に挿入されて装着され、このとき、前記インク供給部及び前記複数の突出部が、挿入方向における先端面となる一端面から突出していてもよい。これにより、インクカートリッジの構造が単純となって製造しやすい。

また、本発明において、最も近接した関係にある前記２つの突出部の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と前記供給口の中心とを結ぶ線分とが直交していることが好ましい。これにより、突出頂面から垂れ落ちたインク滴が最も近接する関係にある２つの突出部に同時に接触するので、これら突出部間でより確実に捕捉することができる。

また、本発明において、インクカートリッジは、使用状態の前記プリンタに対して、水平方向に挿入されて装着され、前記プリンタに装着されるときの姿勢である装着姿勢にあるときに、最も近接する関係にある前記２つの突出部の間隙が前記供給口の下方に位置することが好ましい。これにより、プリンタに装着されたインクカートリッジを取り外す際に、供給口から自由落下したインク滴の捕捉に効果的である。

また、本発明において、前記複数の突出部の各々は、自身に最も近接する他の突出部との離隔距離Ｄcが、Ｄc≦２（（３×Ｓ０×γ）／（４×π×ρ）） ^１／３ を満たすことが好ましい。これにより、突出頂面から垂れ落ちたインク滴をより一層確実に捕捉することができる。

また、本発明において、前記複数の突出部は、前記供給口を中心とした円の周方向に配列されていることが好ましい。これにより、インクカートリッジが装着姿勢にないときに、突出頂面から垂れ落ちたインク滴であっても捕捉し保持することができる。

また、本発明において、前記プリンタに装着された際に、前記複数の突出部が前記プリンタに形成された複数の挿入部にそれぞれ挿入され、各突出部が、対応する前記挿入部の開口形状に対応した断面形状を有しており、前記プリンタに装着された際に、最も近接した関係にある前記２つの突出部が挿入される２つの前記挿入部の内部に設けられた前記突出部の有無を検知する検知手段によって、最も近接した関係にある前記２つの突出部が検知されることが好ましい。これにより、最も近接する関係にある２つの突出部を、インクカートリッジがプリンタに装着されたことの検知と垂れ落ちたインク滴の保持とに兼用することができるので、インクカートリッジの構造が簡略化される。また、プリンタに装着した際に、インクカートリッジの正確な位置決めができる。

また、本発明において、前記供給口からインクが排出される状態と、前記供給口からインクが排出されない状態とを切換可能なバルブをさらに備えていることが好ましい。これによると、バルブが設けられていることで、インクカートリッジからインクが排出される状態とインクが排出されない状態とを切り換えることができる。

また、本発明において、前記突出部が２つ設けられており、前記２つの突出部の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と前記供給口の中心とを結ぶ線分とが直交しているとともに、前記２つの突出部のインク供給部側の側面のそれぞれが、他方の突出部に近づくにつれて前記インク供給部と反対側に向かうように、前記離隔方向に対して傾斜しており、前記２つの傾斜面の外端間の距離がインク供給口の口径よりも大きいことが好ましい。これにより、突出頂面から垂れ落ちたインク滴をより一層確実に捕捉することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるインクカートリッジが採用されたインクジェットプリンタの概略構成図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、記録用紙Ｐに向けてインクを吐出する複数のノズル２ａを有するインクジェットヘッド２と、インクカートリッジ２０が装着される装着部１６と、インクジェットヘッド２と装着部１６に装着されたインクカートリッジ２０とを連通させる可撓性のチューブ１５と、インクジェットヘッド２を一方向に直線的に往復移動させるキャリッジ５と、記録用紙Ｐを搬送する搬送機構６と、インクジェットヘッド２内のエアや高粘度化したインクを吸引するパージ装置７とを含んでいる。

記録用紙Ｐに対する印刷に際して、インクジェットプリンタ１のインクジェットヘッド２がキャリッジ５により図１の紙面垂直方向に往復移動され、記録用紙Ｐが搬送機構６により図１の紙面左右方向に搬送される。インクジェットヘッド２は記録用紙Ｐに対して所定間隔を介して対向配置され、互いに交差する方向に相対移動される。インクジェットヘッド２の往復移動と記録用紙Ｐの搬送移動とは、図示しない制御手段により同期して行われ、インクジェットヘッド２が記録用紙Ｐを横切るごとにノズル２ａからインクが吐出されて印刷が行われる。このインクは、装着部１６に装着されたインクカートリッジ２０からチューブ１５を介してインクジェットヘッド２に供給されている。なお、ノズル２ａからインクが吐出されていない状態で、ノズル２ａからインクが漏れるのを防止するために、ノズル２ａは、装着部１６及びインクカートリッジ２０よりも高い位置に配置されている。

パージ装置７は、インク吐出面に対して接近及び離隔する方向に移動可能で且つインク吐出面を覆うようにインクジェットヘッド２に装着可能なパージキャップ１０と、ノズル２ａからインクを吸引する吸引ポンプ１１とを含んでいる。そして、インクジェットヘッド２が記録用紙Ｐに印刷可能な印刷範囲外にあるときは、吸引ポンプ１１により、インクジェットヘッド２内に混入したエアや水分が蒸発して高粘度化したインクをノズル２ａから吸引することが可能である。このパージ動作により、インクジェットヘッド２のインク吐出特性が回復される。

装着部１６は、図１に示すように、右方に向かって開口した凹部１６ａが形成されている。そして、この凹部１６ａの開口からインクカートリッジ２０が左方に向けて水平方向に挿入され、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着される。一方、インクカートリッジ２０を装着部１６から取り外す場合は、インクカートリッジ２０の右端を右方に平行に引っ張ることで凹部１６ａから取り外される。

図２は、本発明の一実施形態によるインクカートリッジ２０の部分斜視図である。図３（ａ）は、インクカートリッジ２０が装着部１６に装着される直前の状態を示す部分断面図であり、図３（ｂ）はインクカートリッジ２０が装着部１６に装着されたときの状態を示す部分断面図である。

インクカートリッジ２０は、図１及び図２に示すように、略直方体形状の外形を有し、インクが充填されたインク室（インク貯溜室）２１が内部に形成されている。図１に示すように、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着されたときにおいて、装着部１６の側面１６ｂ（凹部１６の底面となる面）と対向するインクカートリッジ２０の側面２０ａには、側面２０ａから側面１６ｂに向かう方向（すなわち、装着部１６に対してインクカートリッジ２０を装着する装着方向）に突出した円筒状のインク供給部２２が形成されている。インク供給部２２の内部には装着方向に貫通する貫通部２３が形成されており、インク室２１と連通している。この貫通部２３がインクを外部に供給するインク供給流路を形成しており、インク供給流路によるインク供給方向は装着方向と平行となる。そして、図３（ａ）に示すように、インク供給部２２の先端面（突出頂面）２２ａには、インク室２１から装着方向（インク供給方向）に流れてくるインクが排出されるインク供給口（貫通部２３の一方の開口）２４が中央に形成されている。つまり、先端面２２ａはインク供給口２４を取り囲む環状面となっている。先端面２２ａはインク供給方向と直交する面であり、よって、インク供給口２４はインク供給方向と直交する面内に画定されている。

貫通部２３の中央よりややインク供給口２４側には、図３（ａ）に示すように、円筒状のシール部材２５が設けられている。シール部材２５は、ゴム等の弾性材料によって構成されており、後述するインク供給針１７の外周側面と弾性的に圧接することで、装着部１６に対してインクカートリッジ２０が装着されているときにおいて貫通部２３とインク供給針１７との間からインクが外部に漏れ出すのを防ぐものである。また、貫通部２３のインク室２１側には、インク供給口２４よりもその径が拡大した拡径部２６が形成されている。拡径部２６は、貫通部２３のインク室２１側の端部から中央近傍まで延在している。そして、この拡径部２６内には、コイルバネ２７とバルブ２８とが配置されている。コイルバネ２７は、拡径部２６のインク室２１側に配置されており、バルブ２８を装着方向に付勢している。バルブ２８は、拡径部２６の径とほぼ同じ大きさの径を有しており、コイルバネ２７によって貫通部２３の段差面２９と当接するように付勢されていることでインク室２１内のインクが外部に漏れ出すのを防いでいる。つまり、バルブ２８とコイルバネ２７とが設けられていることで、インクカートリッジ２０からインクが排出される状態とインクが排出されない状態とを切り換えることができる。なお、バルブ２８は、後述するようにインク供給針１７に押し込まれることで、段差面２９との当接が解除され、このときインク室２１内のインクがインク供給針１７内に流れ込む。

また、インクカートリッジ２０には、図２に示すように、側面２０ａから装着方向（先端面２２ａに対して垂直方向）に突出した円柱状の２つの突出部３１，３２がインクカートリッジ２０の幅方向（図２中左右方向）に関して並びつつ離隔して形成されている。これら突出部３１，３２は、同じ形状であり、且つ、装着方向に対して垂直な面によって切られた断面外形形状がいずれにおいても同じ形状であるように、一様に装着方向に延在して形成されている。２つの突出部３１，３２は、側面２０ａの下端近傍であってインク供給部２２の下方に配置されている。また、２つの突出部３１，３２は、インク供給部２２よりも側面２０ａからの突出距離が大きくなっており、その先端面（突出先端）３１ａ，３２ａが、図３（ａ）に示すように、先端面２２ａよりも側面２０ａから離れている。さらに、突出部３１，３２は、突出部３１，３２の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と先端面２２ａの中心（インク供給口２４の中心）とを結ぶ線分とが直交するように配置されている。従って、突出部３１，３２は、上面視において、インク供給部２２の外周側面２２ｂとそれぞれ重なるように配置されており、突出部３１，３２の中間点と先端面２２ａの中心が一致している。

装着部１６には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着されたときにおいて、インク供給口２４を通って貫通部２３に挿入される円筒状のインク供給針１７が形成されている。このインク供給針１７の先端面１７ａは、側面１６ｂよりも若干突出した位置に存在している。また、装着部１６の外側側面１６ｃには、チューブ１５の一端と接続される円筒状のジョイント部１４が形成されている。そして、装着部１６には、インク供給針１７内の貫通部１７ｂとジョイント部１４内の貫通部１４ａとを連通させる連通孔１６ｄが形成されている。この構成により、インク室２１からインク供給針１７内に流れ込んだインク（すなわち、インク室２１からインク供給方向に供給されたインク）が連通孔１６ｄ及びジョイント部１４の貫通部１４ａを介してチューブ１５内に流れ、インク室２１内のインクがインクジェットヘッド２に供給される。

また、側面１６ｂのインク供給針１７を囲む領域には、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着されたときにおいて、インク供給部２２と嵌合可能な環状溝１８が形成されている。環状溝１８は、インク供給部２２の側面２０ａからの突出距離とほぼ同じ距離の深さ、あるいは若干大きな深さを有している。また、インク供給針１７の先端面１７ａには、その先端面１７ａの一部を欠落させる図示しない切り欠きが設けられている。

また、装着部１６の側面１６ｂには、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着されたときにおいて、２つの突出部３１，３２がそれぞれ挿入される２つの挿入部１９が形成されている。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）においては、断面を示しているため、１つの挿入部１９しか示されていないが、側面１６ｂには突出部３１，３２とそれぞれ対向する２つの領域に挿入部１９が形成されている。挿入部１９は、図３（ａ）に示すように凹形状に形成されている。また、挿入部１９の開口１９ａ形状は、突出部３１，３２の先端面３１ａ，３２ａの外形形状とほぼ同じ形状であって、大きさもほぼ同じあるいは若干大きくなっている。そして、挿入部１９は開口１９ａと同じ形状で装着方向に延在して形成されている。つまり、挿入部１９の内周面形状は、突出部３１，３２の断面外形形状と対応している。これにより、インクカートリッジ２０を装着部１６に装着したときに、２つの突出部３１，３２がそれぞれ挿入部１９内に嵌合されるので、インクカートリッジ２０が装着部１６において正確に位置決めされる。さらに、装着部１６に対して異なるインクカートリッジの誤装着を防ぐことができる。具体的には、カラーインクジェットプリンタなどのように、インク色が複数色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）必要な場合、インクカートリッジもこれに対応した色のインクが充填された複数のインクカートリッジが必要となる。この場合に、例えば、ブラックのインクが充填されたブラックインクカートリッジと、イエローのインクが充填されたイエローインクカートリッジとが装着される装着部がそれぞれ隣接しているとき、誤って、ブラックインクカートリッジをイエローインクカートリッジが装着される装着部に装着してしまうことがある。そこで、イエローインクカートリッジ及びブラックインクカートリッジの２つの突出部のうち、いずれか一方または両方の先端面の形状をそれぞれ異なる形状とする。つまり、各色のインクが充填されたインクカートリッジの突出部の先端面の形状をそれぞれ異なる形状とし、さらに挿入部の内周面形状を対応するインクカートリッジの突出部の断面外形形状に対応させることで、異なる色のインクカートリッジの誤装着を防ぐことができる。その結果、プリンタのインク供給路内において混色を防ぐことができる。

また、２つの挿入部１９内の装着方向における奥部には、可動片を備えたスイッチ（検知手段）１３がそれぞれ設けられている。スイッチ１３の可動片は、図示しないバネなどにより挿入部１９の奥部の面から突出するように付勢されており、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着されたときに、挿入部１９内に挿入された突出部３１，３２の先端面３１ａ，３２ａによって押し込まれる。スイッチ１３は、可動片が押し込まれることで検知信号を図示しない制御手段に送信する。これにより、インクカートリッジ２０が装着部１６に完全に装着されているかどうか、制御手段が判定することができる。そのため、インクカートリッジ２０が完全に装着されていない状態でインクカートリッジ２０内のインクをインクジェットヘッド２側に供給することがなくなるので、インクカートリッジ２０が装着部１６に対して半装着状態（インク供給針１７がバルブ２８を押す直前程度までインクカートリッジ２０が装着部に装着された状態）又は装着されていない状態で、インク供給針１７からインクを吸い込もうとしなくなる。その結果、インク供給針１７から空気をほとんど吸い込まなくなり、インクジェットヘッド２が吐出不良となるような空気溜まりがインクジェットヘッド２内に生じにくくなる。また、突出部３１，３２を、インクカートリッ２０がプリンタに完全に装着されたことの検知と、垂れ落ちたインク滴の保持とに兼用することができるので、インクカートリッジ２０の構造が簡略化される。本実施形態においては、２つの挿入部１９の底面にそれぞれスイッチ１３が設けられているが、２つの挿入部１９のうちいずれか一方だけに設けられていてもよい。

続いて、インク供給部２２の先端面２２ａからインク滴が垂れ落ちるときの状況及び垂れ落ちたインク滴を突出部３１，３２で保持する状況について以下に説明する。図４は、インク供給部からインクが２つの突出部間に垂れ落ちるときの状況及びその垂れ落ちたインク滴を２つの突出部３１，３２間で保持するときの状況の経過を示す図である。なお、図４において、インク及びインク滴をハッチングを施して示している。装着部１６にインクカートリッジ２０を装着したとき、すなわち、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態にインクカートリッジ２０を移動したときに、インク供給針１７の先端面１７ａがバルブ２８をバネ２７に抗する方向に押す。このとき、インク供給針１７の外周側面とシール部材２５とは常に接触しているので、インク室２１及び貫通部２３の拡径部２６内に存在するインクが、シール部材２５を越えてインク供給口２４側には流出せずに、先端面１７ａの切り欠きからインク供給針１７内の貫通部１７ｂにインクが流れ込む。そして、インク供給針１７内に流れ込んだインクがチューブ１５を介してインクジェットヘッド２へ流れる。

このように最初に装着部１６にインクカートリッジ２０を装着する場合は、インク供給部２２からインクが外部にほとんど漏れ出すことはないが、インク室２１内のインクが減少し、インクカートリッジ２０を装着部１６から取り外す際に、インク供給部２２から外部にインクが漏れ出す虞がある。つまり、図３（ｂ）の状態からインクカートリッジ２０を装着部１６から取り外すときであって、インク供給針１７を貫通部２３から抜くとき（すなわち、バルブ２８が段差面２９と当接する位置に戻るとき）に、インク供給口２４から微量のインクが漏れることがある。これは、バルブ２８の段差面２９と当接する位置に戻るときの移動により、拡径部２６内のインクがインク供給口２４に向けて押し出されること、及び、インク供給針１７の先端に纏わり付いたインクが、インク供給針１７がインク供給口２４から抜け出す際にそのインク供給口２４に乗り移って付着すること、による。そして、インク供給口２４に付着したインクは、図４（ａ）に示すように、インク供給部２２の先端面２２ａにおいてインクが表面張力で保持された状態になるが、そのインク量が表面張力で保持しきれなくなると、図４（ｂ）に示すように、下方にインク滴が垂れ落ちる。

ここで、インク供給部２２の先端面２２ａから垂れ落ちるインク滴について説明する。先端面２２ａからインク滴が垂れ落ちる場合は、先端面２２ａの外周縁にまでインクが広がって保持されているインクに対する表面張力とそのインクから垂れ落ちるインク滴の重量とがつり合ったときに、先端面２２ａに保持されたインクからインク滴が分離して、例えば、球形に保持されつつ落下する。先端面２２ａに保持されているインクに作用する表面張力の総和Ｆ０は、先端面２２ａの外周長Ｓ０×インクの表面張力γで算出される。例えば、本実施形態においては、インク供給部２２の先端面２２ａの外径Ｄ０が、５ｍｍであるため、その外周長Ｓ０が約１５．７ｍｍとなる。そして、インクの表面張力が３５ｍＮ／ｍであるため、表面張力の総和Ｆ０が、１５．７ｍｍ×３５ｍＮ／ｍより、約５５ｍｇとなる。先端面２２ａに保持されたインクから垂れそうなインク滴の重量が総和Ｆ０とつり合ったときに、インク滴が落下を始めると考えられるので、球形のインク滴の直径Ｄｄは、２（（Ｆ０×３）／（ρ×π×４））^１／３で算出される。ここで、ρはインクの密度を示しており、例えば１．０５である。これより、表面張力の総和Ｆ０が約５５ｍｇのときに、インク滴の直径Ｄｄが約４．６ｍｍとなり、この大きさのインク滴が図４（ｂ）に示すように、先端面２２ａから落下する。

一方、上述した２つの突出部３１，３２の内側の側面間距離である離隔距離Ｄｃは、インク供給部２２の先端面２２ａから垂れ落ちてきたインク滴の形状が球形である場合において、そのインク滴の直径Ｄｄよりも小さくなっている。つまり、Ｄc≦２（（３×Ｓ0×γ）／（４×π×ρ））^１／３で算出された値を満たしており、約４．５ｍｍとなっている。なお、２つの突出部３１，３２の離隔距離Ｄｃが、５ｍｍ以下であると、突出部３１，３２間に毛管力が生じる。

先端面２２ａから下方に垂れ落ちてきたインク滴は、図４（ｃ）に示すように、２つの突出部３１，３２のちょうど中央に落下する。このとき、２つの突出部３１，３２の離隔距離が、落下してきたインク滴の直径より小さいため、インク滴が両方の突出部３１，３２の外周側面に同時に接触する。そして、突出部３１，３２間には毛管力が生じるため、突出部３１，３２間に落ちてきたインク滴が２つの突出部３１，３２によって保持される。

以上のように、本実施形態におけるインクカートリッジ２０は、装着部１６からインクカートリッジ２０を取り外す際にインク供給部２２の先端面２２ａからインク滴が垂れ落ちても、そのインク滴を２つの突出部３１，３２の間で捕捉し且つこの間の毛管力によってそのインク滴を保持することができる。そのため、垂れ落ちてきたインク滴によってインクカートリッジを装着するプリンタの装着部１６が汚れにくくなる。また、装着部１６からインクカートリッジ２０を取り外し、インクカートリッジ２０を装着部１６に装着したときの装着姿勢と同じ状態（すなわち、インクカートリッジを傾けたりしていない状態）のときに、先端面２２ａからインク滴が垂れ落ちても、そのインク滴を２つの突出部３１，３２で捕捉し且つこれらの間の毛管力によってそのインク滴を保持することができる。そのため、プリンタの周囲も汚れにくくなる。

また、突出部３１，３２がインク供給部２２と同様に同じ側面２０ａから突出しているので、先端面２２ａから垂れ落ちてきたインク滴を受けて保持することができるとともに、インクカートリッジ２０の構造が単純となって製造しやすくなる。また、突出部３１，３２の間隙がインク供給部２２の下方に存在するので、プリンタに装着されたインクカートリッジ２０を取り外す際に、先端面２２ａから自由落下したインク滴をより確実に受け取って保持することができる。

また、２つの突出部３１，３２の離隔距離Ｄｃが、Ｄc≦２（（３×Ｓ0×γ）／（４×π×ρ））^１／３を満たしていることで、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴が球形であると仮定したときに、インク液を２つの突出部３１，３２の間で確実に捕捉することができる。また、２つの突出部３１，３２の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と先端面２２ａの中心とを結ぶ線分が直交していることで、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴が２つの突出部３１，３２の外周側面と同時に接触するので、突出部３１，３２間でより確実にインク滴を捕捉することができる。

続いて、第１〜第７変形例について、以下に説明する。図５は、第１変形例によるインクカートリッジ２２０の部分斜視図である。図６は、第２変形例によるインクカートリッジ３２０の部分斜視図である。図７は、第３変形例によるインクカートリッジ４２０の部分斜視図である。図８は、第４変形例によるインクカートリッジ５２０の部分斜視図である。図９（ａ）は図８に示すIXA−IXA線における部分断面図であり、図９（ｂ）はインク供給部５２２からインク滴が落下するときの状況図である。図１０は、第５変形例によるインクカートリッジ７２０の部分斜視図である。図１１は、第６変形例によるインクカートリッジ８２０の部分斜視図である。図１２は、第７変形例によるインクカートリッジ９２０の側面図である。これら変形例によるインクカートリッジは、上述したインクカートリッジ２０の突出部３１，３２の構成又はインク供給部２２の構成が異なるだけで、それ以外は同じ構成となっている。したがって、インクカートリッジ２０と同様なものは、同符号で示し説明を省略する。

第１変形例によるインクカートリッジ２２０には、図５に示すように、上述した円柱状の２つの突出部３１，３２に替えて側面２０ａに角柱状の２つの突出部２３１，２３２が形成されている。これら突出部２３１，２３２は、互いに対向する平行な側面が離隔してインクカートリッジ２２０の幅方向（装着方向と直交する方向）に並べられており、上述の２つの突出部３１，３２と同様にその離隔距離Ｄｃ１が約４．５ｍｍとなっている。また、２つの突出部２３１，２３２は、側面２０ａの下端近傍であってインク供給部２２の下方に配置されている。また、２つの突出部２３１，２３２は、インク供給部２２よりも側面２０ａからの突出距離が大きくなっており、その先端面２３１ａ，２３２ａが、先端面２２ａよりも側面２０ａから離れている。さらに、突出部２３１，２３２は、突出部２３１，２３２の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と先端面２２ａの中心とを結ぶ線分とが直交するように配置されている。また、突出部２３１，２３２は、上面視において、インク供給部２２の外周側面２２ｂとそれぞれ重なるように配置されている。このような第１変形例によるインクカートリッジ２２０においても、上述のインクカートリッジ２０と同様に、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴を２つの突出部２３１，２３２の間で捕捉し且つ保持することができる。

第２変形例によるインクカートリッジ３２０には、図６に示すように、上述した円柱状の２つの突出部３１，３２と同様な２つの突出部３３１，３３２と、その下方に配置された円柱状の１つの突出部３３３とが形成されている。突出部３３３は、突出部３３１，３３２と同様の形状およびサイズとなっている。また、突出部３３３は、２つの突出部３３１，３３２の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と突出部３３３の先端面３３３ａの中心とを結ぶ線分とが直交するように配置されている。さらに、突出部３３３と突出部３３１及び突出部３３２との離隔距離Ｄｃ２はともに同距離であって約４．５ｍｍとなっている。つまり、３つの突出部３３１〜３３３の離隔距離がいずれも同じになっている。このような第２変形例によるインクカートリッジ３２０においても、上述のインクカートリッジ２０と同様に、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴を３つの突出部３３１〜３３３間で捕捉し且つ保持することができる。加えて、突出部３３３が、２つの突出部３３１，３３２の下方において、離隔距離Ｄｃと同じ距離だけ２つの突出部３３１，３３２と離れて配置されているので、これら３つの突出部３３１〜３３３間に毛管力が生じる。そのため、上述した実施形態の突出部３１，３２よりも多くのインク滴を保持することができる。

第３変形例によるインクカートリッジ４２０には、図７に示すように、上述した円柱状の２つの突出部３１，３２と同様な８つの突出部４３１〜４３８が形成されている。これら８つの突出部４３１〜４３８は、インクカートリッジ４２０の幅方向に関して４つずつ２列に配列されている。また、これら突出部４３１〜４３８は、上下方向及びインクカートリッジ４２０の幅方向に関して、隣接する突出部間の離隔距離Ｄｃ３がすべて同じであってそれぞれ４．５ｍｍとなっている。つまり、８つの突出部４３１〜４３８の各々は、上下方向又は幅方向において隣接する他の突出部４３１〜４３８との間に、毛管力を生じさせる構成となっている。また、上の列の中央の２つの突出部４３２，４３３は、インク供給部２２との配置関係等が上述した２つの突出部３１，３２の場合と同じ構成となっている。このような第３変形例によるインクカートリッジ４２０においても、上述のインクカートリッジ２０と同様に、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴を突出部４３１〜４３８の間で捕捉し且つ保持することができる。加えて、８つの突出部４３１〜４３８間には、毛管力が生じるので、より多くのインク滴を保持することができる。また、８つの突出部４３１〜４３８がインクカートリッジ４２０の幅方向に広がって配列されているので、インクカートリッジ４２０を装着部から取り外した後、側面２０ａの中心を通る装着方向に平行な軸を中心として、インクカートリッジ４２０を若干傾けたときに、先端面２２ａからインク滴が垂れ落ちても、８つの突出部４３１〜４３８間で捕捉し且つ保持することができる。

第４変形例によるインクカートリッジ５２０は、図８及び図９に示すように、インク供給部５２２の構成が上述したインク供給部２２と若干異なるだけで、それ以外は、上述した実施形態のインクカートリッジ２０と同様な構成である。本変形例によるインク供給部５２２は、図８及び図９（ａ）、（ｂ）に示すように、中央にインク供給部５２２が形成されるとともに、そのインク供給部５２２のインク供給口５２４が形成された環状の先端面５２２ａが側面２０ａと同じ平面上に形成されている。そして、先端面５２２ａの周囲には、環状溝５１０が形成されており、その環状溝５１０の内側にインク供給部５２２が位置するようになっている。つまり、インク供給部５２２は周囲に対して突出するように形成されている。また、先端面５２２ａは、２つの突出部３１，３２の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と先端面５２２ａの中心とを結ぶ線分とが直交するように配置されている。また、先端面５２２ａの形状及びインク供給口５２４の形状は、上述の先端面２２ａ及びインク供給口２４とそれぞれ同じ形状となっている。このような構成において、先端面５２２ａから垂れ落ちてきたインク滴は、図９（ｂ）に示すように、側面２０ａと接触せず球形を保持して突出部３１，３２間に落ちる。そのため、上述のインクカートリッジ２０と同様に、先端面５２２ａから垂れ落ちたインク滴を２つの突出部３１，３２の間で捕捉し且つ保持することができる。

第５変形例によるインクカートリッジ７２０は、図１０に示すように、上述した２つの突出部３１，３２に替えて、これらの位置に対してインク供給部２２の中心を回転中心として、１８０°回転した位置に２つの突出部７３１，７３２が形成されたものである。すなわち、上述した２つの突出部３１，３２と同様なものがインク供給部２２の上方に形成されている。このような第５変形例によるインクカートリッジ７２０においては、インクカートリッジ７２０を装着部から取り外した後、ユーザが装着姿勢から側面２０ａの中心を通る装着方向に平行な軸を中心として、インクカートリッジ７２０を１８０°回転させた姿勢で保持したときに、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴を、突出部７３１，７３２の間で捕捉し且つ保持することができる。

第６変形例によるインクカートリッジ８２０には、図１１に示すように、上述した円柱状の２つの突出部３１，３２と同様な１２個の突出部８３１が形成されている。これら突出部８３１は、先端面２２ａを中心（インク供給口２４の中心）とした円の周方向に配列されており、インク供給部２２を取り囲んで配列されている。また、１２個の突出部８３１は、隣接する突出部８３１どうしの離隔距離Ｄｃ５がどれも等距離となっており、離隔距離Ｄｃ５がそれぞれ４．５ｍｍとなっている。つまり、隣接する突出部８３１どうしの間には、毛管力が生じる構成となっている。このような第６変形例によるインクカートリッジ８２０においても、上述のインクカートリッジ２０と同様に、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴を下方に位置する２つの突出部８３１の間で捕捉し且つ保持することができる。また、１２個の突出部８３１がインク供給部２２を取り囲んで配列されているので、インクカートリッジ８２０を装着部から取り外した後、側面２０ａの中心を通る装着方向に平行な軸を中心として、インクカートリッジ８２０を装着姿勢を基準として所定角度傾けたときに、先端面２２ａからインク滴が垂れ落ちても、隣接する突出部８３１間でインク滴を捕捉し且つ保持することができる。

第７変形例によるインクカートリッジ９２０には、図１２に示すように、上述した円柱状の２つの突出部３１，３２に替えて側面２０ａに２つの突出部９３１，９３２が形成されている。これら突出部９３１，９３２は、突出部９３１，９３２の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と先端面２２ａの中心とを結ぶ線分とが直交するように配置されている。また、突出部９３１，９３２のインク供給部側の側面９３１ｂ，９３２ｂは、それぞれ離隔方向に対して内側に傾斜している。また、突出部の側面９３１ｂ，９３２ｂの外端間Ｌは、インク供給口２４の口径Ｄｉよりも大きくなっている。このような第７変形例によるインクカートリッジ９２０においても、上述のインクカートリッジ２０と同様に、先端面２２ａから垂れ落ちたインク滴を２つの突出部９３１，９３２の間で捕捉し且つ保持することができる。加えて、突出部の側面９３１ｂ，９３２ｂが傾斜しているため、インク供給口２４の中心より外側にずれた位置からインク滴が垂れ落ちても、突出部の側面９３１ｂ，９３２ｂで受け止めることができる。

なお、上述した第１〜第７変形例においても、上述した実施形態のように装着部に各突出部に対応した複数の挿入部が形成されていてもよい。これにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した実施形態及び各変形例においては、隣接する突出部間の離隔距離がいずれも４．５ｍｍであるが、毛管力が生じる距離である５ｍｍ以下であればよい。好ましくは、２ｍｍ以下がよい。これにより、隣接する突出部間に生じる毛管力がより増大する。また、突出部間の離隔距離は、垂れ落ちるインク滴の直径（インク滴の落下する方向に対して直交する方向に関する直径）よりも小さければよい。突出部の突出方向が、装着方向に対して傾いていてもよい。この場合、挿入部１９を傾いた突出方向と同じ方向に傾くように形成する。また、装着部１６にインクカートリッジ２０が装着されたときに、突出部を検知する検知手段であるスイッチ１３は、特に物理的に検知する方式に限るものではなく、光や赤外線などによる光学的な検知センサであってもよい。つまり、突出部を検知することでインクカートリッジ２０が完全に装着されていることを検知することができればよい。

本発明の一実施形態によるインクカートリッジが採用されたインクジェットプリンタの概略構成図である。 本発明の一実施形態によるインクカートリッジの部分斜視図である。 （ａ）はインクカートリッジが装着部に装着される直前の状態を示す部分断面図であり、（ｂ）はインクカートリッジが装着部に装着されたときの状態を示す部分断面図である。 インク供給部からインクが２つの突出部間に垂れ落ちるときの状況及びその垂れ落ちたインク滴を２つの突出部間で保持するときの状況の経過を示す図である。 第１変形例によるインクカートリッジの部分斜視図である。 第２変形例によるインクカートリッジの部分斜視図である。 第３変形例によるインクカートリッジの部分斜視図である。 第４変形例によるインクカートリッジの部分斜視図である。 （ａ）は図８に示すIXA−IXA線における部分断面図であり、（ｂ）はインク供給部からインク滴が落下するときの状況図である。 第５変形例によるインクカートリッジの部分斜視図である。 第６変形例によるインクカートリッジの部分斜視図である。 第７変形例によるインクカートリッジの側面図である。

１ プリンタ
１３ スイッチ（検知手段）
１９ 挿入部
２０ インクカートリッジ
２０ａ 側面
２１ インク室（インク貯溜室）
２２，５２２ インク供給部
２２ａ，５２２ａ 先端面（突出頂面）
２４，５２４ インク供給口
２８ バルブ
３１，３２、２３１，２３２，３３１〜３３３，４３１〜４３８，７３１，７３２，８３１，９３１，９３２ 突出部
３１ａ，３２ａ、２３１ａ，２３２ａ，３３１ａ〜３３３ａ 先端面（突出先端）
９３１ｂ，９３２ｂ 側面（突出側面）

Claims (10)

1. プリンタに装着されたときにインクをプリンタに供給するインクカートリッジであってインクが貯溜されたインク貯溜室と、
   前記インク貯溜室に貯溜されたインクを外部に排出するインク供給部とを備え、
   前記インク供給部は、その周囲に対して突出して形成されているとともに、その突出頂面にインクの排出口となる供給口を有しており、さらに、
   前記供給口を介したインク供給方向と平行に突出し、前記インク供給方向に関して前記供給口よりも外側に突出先端を有する突出部を複数備えており、
   前記突出頂面のうち前記供給口を除いた領域は環状面をなしており、
   前記環状面の外周縁の長さをＳ０、インクの表面張力をγ、インクの密度をρとしたときに、前記複数の突出部のうち、最も近接する関係にある２つの突出部の離隔距離Ｄc（min）が、
   Ｄc（min）≦２（（３×Ｓ０×γ）／（４×π×ρ）） ^１／３
   を満たしていることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記インク供給部は、前記インク供給方向と平行に突出している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. 使用状態の前記プリンタに対して、水平方向に挿入されて装着され、
   前記インク供給部及び前記複数の突出部が、前記挿入方向における先端面となる一端面から突出し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. 最も近接した関係にある前記２つの突出部の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と前記供給口の中心とを結ぶ線分とが直交していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
5. 使用状態の前記プリンタに対して、水平方向に挿入されて装着され、
   前記プリンタに装着されるときの姿勢である装着姿勢にあるときに、最も近接する関係にある前記２つの突出部の間隙が前記供給口の鉛直下方に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 前記複数の突出部の各々は、自身に最も近接する他の突出部との離隔距離Ｄcが、
   Ｄc≦２（（３×Ｓ０×γ）／（４×π×ρ）） ^１／３
   を満たしていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
7. 前記複数の突出部は、前記供給口を中心とした円の周方向に配列されていることを特徴とする請求項６に記載のインクカートリッジ。
8. 前記プリンタに装着された際に、前記複数の突出部が前記プリンタに形成された複数の挿入部にそれぞれ挿入され、
   各突出部が、対応する前記挿入部の開口形状に対応した断面形状を有しており、
   前記プリンタに装着された際に、最も近接した関係にある前記２つの突出部が挿入される２つの前記挿入部の内部に設けられた前記突出部の有無を検知する検知手段によって、最も近接した関係にある前記２つの突出部が検知されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
9. 前記供給口からインクが排出される状態と、前記供給口からインクが排出されない状態とを切換可能なバルブをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
10. 前記突出部が２つ設けられており、
    前記２つの突出部の軸中心どうしを結ぶ線分と、この線分の中点と前記供給口の中心とを結ぶ線分とが直交しているとともに、
    前記２つの突出部の前記インク供給部側の側面のそれぞれが、他方の突出部に近づくにつれて前記インク供給部と反対側に向かうように、前記離隔方向に対して傾斜しており、
    前記２つの傾斜面の外端間の距離が前記インク供給口の口径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。

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