JP4946832B2 - インク供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジ装着部に装着され、インク室と外部とを連通する孔の蓋体が筒体により開放されるインクカートリッジを有するインク供給装置に関する。

従来より、インクを用いて記録用紙（被記録媒体）に画像を記録する画像記録装置が知られている。この画像記録装置は、インクジェット方式の記録ヘッドを備え、記録ヘッドのノズルからインク滴を記録用紙へ向けて選択的に噴出する。このインク滴が記録用紙に着弾することによって、記録用紙に所望の画像が記録される。この画像記録装置には、記録ヘッドへ供給するインクを貯蔵するインクカートリッジが設けられる。このインクカートリッジは、カートリッジ形式が採用されて、画像記録装置に設けられたカートリッジ装着部に対して着脱可能とされることが多い。インクカートリッジ内のインクが無くなると、そのインクカートリッジが画像記録装置のカートリッジ装着部から取り外されて、インクを貯蔵する新たなインクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される。このようにしてカートリッジ装着部に対して着脱されるインクカートリッジには、インクカートリッジの内外を連通する孔及び当該孔を封止する蓋が設けられ、その蓋がインクニードルなどにより開放される構造が採用されている。孔を封止する蓋が、バルブなどにより開閉可能な構造であれば、インクカートリッジがカートリッジ装着部から外されると、孔が閉塞されてインクカートリッジからインクが漏出するこことなくインクが貯留され、一方、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着されると、孔が開放されてインクカートリッジからインクが外部へ流出可能となる。

特許文献１には、ファクシミリ装置のインク供給系として、基台（７３）にカートリッジジョイント（７９）が設けられ、インクカートリッジ（８６）のジョイント部開口（９５ａ）に、スプリング（９８）によって金属ボール（９９）が押圧された構成が開示されている。インクカートリッジ（８６）が基台（７３）から取り外されていると、金属ボール（９９）によってジョイント開口部（９５ａ）が密閉される。基台（７３）にインクカートリッジ（８６）が装着されると、カートリッジジョイント（７９）が金属ボール（９９）をスプリング（９８）に抗して押し込み、ジョイント部開口（９５ａ）が開放される。

特許文献２には、ボールシール構造を有する流体インターフェースが開示されている。この流体インターフェースは、インクカートリッジの内容物を密閉する。また、流体インターフェースは、中空ニードルが挿通されると、その中空ニードルを通じてインクカートリッジの内容物を流出させる。

特開平３−２３４６５３号公報 特表２００７−５００６１９号公報

インクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部には、例えばカートリッジジョイントや中空ニードルなど、インクカートリッジの孔に挿入される筒体が設けられている。この筒体の先端が、インクカートリッジの孔を開閉するボールシール構造のボールなどを押し込むことにより、その孔が開放される。例えば特許文献２の図２０に示されるように、中空ニードルの先端面には、ボールに当接する当接面と、インクが流通する切り欠きとが、中空ニードルの円周方向に沿って均等に配置されている。

例えばボールシール構造においては、ボールを付勢するスプリングやボールの移動を案内するガイドなどの部材が設けられている。インクカートリッジが搬送される際の梱包状態や振動などによって、ボールシール構造を構成する各部材がインクカートリッジ内の空気層に曝されて、その各部材に気泡が付着することがある。インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着された状態では、ボールシール構造の各部材はインク内に埋没するが、各部材に付着した気泡がインク内を浮き上がらずにボールシール構造付近に付着したままとなることがある。そして、インクカートリッジからインクと共にその気泡がインクカートリッジから流出すると、インクジェットプリンタのインク流路や記録ヘッドなどにおいて、インクの流通不良や吐出不良が生じうる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクカートリッジ内の気泡がインクと共に流出されることを抑制できる手段を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、インクカートリッジの孔を閉じる蓋体が円滑に開放される手段を提供することにある。

本発明は、インクを貯留するインク室内と外部とを連通する孔と、当該孔を閉じる蓋体であって上記インク室における上記孔付近に設けられたガイドに案内されて、当該孔を開放する第１位置と当該孔を閉塞する第２位置とに移動可能であり、かつ弾性部材により上記第２位置へ付勢された蓋体と、が設けられたインクカートリッジの蓋体が、カートリッジ装着部に設けられて重力方向と交差する方向へ延びる筒体の先端面が上記蓋体に当接して、上記弾性部材による付勢力に抗して上記蓋体を第１位置へ移動させることにより開放されて、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着されるインク供給装置に関する。上記筒体の先端面に、上記筒体の内壁における重力方向の上端より上側の第１領域のすべてに、上記蓋体と当接可能な第１当接面が配置されている。上記第１領域以外の第２領域に、上記蓋体と当接可能な第２当接面が配置されている。上記第２領域に、径方向に延出されて上記筒体の内部空間と外部とを連通する複数の通路が設けられている。上記筒体の軸線から上記通路が径方向に延出される方向は、水平方向より下方へ向いている。上記第２当接面は、上記第２領域における重力方向の最下部に配置されている。上記通路は、上記筒体の先端面における重力方向を中心線として線対称に配置されている。

インクカートリッジは、インク室にインクを貯留する。インク室内のインクは、孔を通じて外部へ流出可能である。この孔は、蓋体により閉じられている。カートリッジ装着部は、インクカートリッジを収容可能な空間を有する。インクカートリッジがカートリッジ装着部に収容されると、カートリッジ装着部に設けられた筒体により蓋体が開放される。蓋体を開放した筒体は、その先端がインク室内へ進入する。

筒体は、カートリッジ装着部において重力方向と交差する方向へ延びている。筒体の先端面には、第１領域のすべてに第１当接面が配置され、かつ第２領域に第２当接面が配置されている。筒体の内壁における重力方向の上端を含む水平線を境界として、上側が第１領域であり、下側が第２領域である。第１当接面及び第２当接面は蓋体と当接する。第１当接面及び第２当接面が重力方向における上下に配置されることによって、筒体の先端が蓋体にバランスよく当接する。

筒体の先端面における第２領域には、通路が設けられている。この通路は、筒体の径方向に延出されて、筒体の内部空間と外部とを連通する。筒体の先端がインク室内へ進入すると、通路を通じてインク室のインクが筒体の内部空間へ流れ込む。そして、筒体の内部空間を通じて、インクジェット方式の記録ヘッドなどのインク消費装置へインク室内のインクが供給される。

通路は第２領域に設けられており、第１領域には無い。インク室内のインク中には、筒体が挿入される際に孔から進入した空気や、インクに溶存している空気、インク室の空気層の空気などによって気泡が生じることがある。この気泡は、通常はインク内を浮上するが、蓋体やその付近の部材などに付着して孔の付近に滞留することもある。通路が第１領域に無いことによって、筒体の上側からは内部空間へインクが流入しないので、筒体の上側に滞留した気泡がインクとともに筒体の内部空間へ進入することが防止される。

上記第２当接面は、上記第２領域における重力方向の最下部に配置されているので、第１当接面及び第２当接面が重力方向に対してバランスよく蓋体に当接する。

上記蓋体として、上記インク室における上記孔付近に設けられたガイドに案内されて、当該孔を開放する第１位置と当該孔を閉塞する第２位置とに移動可能であり、かつ弾性部材により上記第２位置へ付勢されたものがあげられる。そして、上記筒体は、その先端面が上記蓋体に当接して、上記弾性部材による付勢力に抗して上記蓋体を第１位置へ移動させる。

インク室の孔は、弾性部材によって第１位置へ付勢された蓋体によって閉塞されているが、孔に挿入された筒体が蓋体と当接して、付勢力に抗して蓋体をガイドに沿って第２位置へ移動させる。これにより、筒体の先端がインク室内へ進入する。筒体の先端面において、第１当接面及び第２当接面が蓋体と当接する。第１当接面及び第２当接面が重力方向における上下に配置されることによって、筒体の先端が蓋体にバランスよく当接して、蓋体を第２位置へ円滑に移動させる。

上記通路が複数設けられているので、筒体の内部空間へ流入するインクの流量を多くすることができる。また、インクの流量を少なくすることなく、各通路の大きさを小さくすることができるので、大きな気泡が筒体内へ進入することが防止される。さらに、仮に一部の通路がインク内の気泡やスラッジなどによって塞がれたとしても、残りの通路によって筒体へのインクの流出が確保される。

上記通路は、上記筒体の先端面における重力方向を中心線として線対称に配置されいてるので、インク室から筒体へのインクの流れが重力方向に対して均等になり、インク室において偏ったインクの滞留が生じず、円滑にインクが流出される。

このように本発明にかかるインク供給装置によれば、筒体の先端面において、第１領域のすべてに第１当接面が配置され、かつ第２領域に第２当接面が配置されているので、筒体の先端が蓋体にバランスよく当接する。これにより、筒体によって蓋体が円滑かつ確実に開放されるので、インクカートリッジがカートリッジ装着部へ収容されているにも拘わらずインクが流出されなかったり、筒体が破損されたりという接続不良が防止される。

また、筒体の先端面において、インク室から筒体の内部へインクが流入するための通路が第２領域に設けられ、第１領域には通路が無いので、孔の付近に滞留した気泡が筒体の上側から流入しない。これにより、筒体の上側に滞留した気泡がインクとともに筒体の内部空間へ進入することが防止される。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本実施の形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

［図面の説明］
図１は、インク供給装置２００の外観構成を示す斜視図である。なお、図１には、インク供給装置２００にインクカートリッジ１００が装着された状態（装着状態）が示されている。図２は、インクカートリッジ１００の外観構成を示す斜視図であり、（Ａ）には、スライダ４１が拡張位置にある状態が示されており、（Ｂ）には、スライダ４１が収縮位置にある状態が示されている。図３は、インクカートリッジ１００の側面図であり、（Ａ）には、スライダ４１が拡張位置にある状態が示されており、（Ｂ）には、スライダ４１が収縮位置にある状態が示されている。図４は、図２（Ａ）における切断線IV−IVにおけるインク供給バルブ９０の内部構造を示す拡大断面図である。図５は、カートリッジ装着部２０２の構成を示す斜視図である。図６は、インクニードル２０９の外観構成を示す斜視図である。図７は、インクニードル２０９の先端面２１１を軸線２１２方向から視た正面図である。図８及び図９は、インクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２に装着される過程を示す模式図である。図８には、インクカートリッジ１００の装着過程が示されており、図９には、インクカートリッジ１００が装着された状態が示されている。図１０は、切断線IV−IVにおいて、インクニードル２０９によりインク供給バルブ９０が開放された状態を示す断面図である。

［インク供給装置２００の概略構成］
以下に、インク供給装置２００の概略構成が説明される。インク供給装置２００は、例えばインクジェットプリンタなどのインクが消費される装置（以下、「インク消費装置」とも称される。）に適用される。インク供給装置２００は、インク消費装置に一体に構成されていてもよい。例えば、インク消費装置の筐体に扉によって開閉可能な開口が設けられ、この開口を通じて、インク供給装置２００が外部へ露出される。

インク供給装置２００は、主としてインクカートリッジ１００及びカートリッジ装着部２０２から構成されている。インクカートリッジ１００はカートリッジ方式であり、カートリッジ装着部２０２に対して着脱可能である。インク供給装置２００は、４種類のインクカートリッジ１００が着脱可能に構成されている。各インクカートリッジ１００には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのうちのいずれかの色のインクが収容されている。インク供給装置２００においてカートリッジ装着部２０２に装着された各インクカートリッジ１００から、各々が収容する各インクがインクジェットプリンタの記録ヘッドなどへ供給される。

［インクカートリッジ１００］
以下に、インクカートリッジ１００の詳細な構成が説明される。図２及び図３に示されるように、インクカートリッジ１００は、扁平形状の略六面体の外形、つまり扁平な直方体である。詳細には、インクカートリッジ１００の外形は、幅方向（矢印３１の方向）に対して細く、高さ方向（矢印３２の方向）及び奥行き方向（矢印３３の方向）に対して上記幅方向よりも長い略直方体形状である。このインクカートリッジ１００は、図２及び図３に示された起立状態、つまり、図中の下側の面を底面とし、図中の上側の面を上面として、カートリッジ装着部２０２に対して矢印３０で示される方向（以下「挿入方向３０」と称する。）に挿入され、矢印２９で示される方向（以下「脱抜方向２９」と称する。）に脱抜される。なお、本明細書において、特に言及しない限りインクカートリッジ１００の底面及び上面は、図２及び図３に示される起立状態におけるものを指す。また、挿入方向３０に対して前側となるインクカートリッジ１００の面が背面であり、後ろ側となるインクカートリッジ１００の面が正面である。これら上面、底面、背面、正面は、インクカートリッジ１００のみでなく、容器本体４０においても同様に用いられる。

インクカートリッジ１００は、大別して、インクが収容される容器本体４０とスライダ４１とを備えている。スライダ４１は、容器本体４０の背面部分４６を覆う。スライダ４１は、容器本体４０に対して奥行き方向（矢印３３の方向）へスライド可能であり、容器本体４０の背面から離された拡張位置（図２（Ａ）参照）と、容器本体４０の背面に近づけられた収縮位置（図２（Ｂ）参照）との間でスライドされる。スライダ４１が収縮位置となると、後述されるインク供給バルブ９０がスライダ４１から外部へ突出される。スライダ４１が拡張位置となると、インク供給バルブ９０がスライダ４１内に没入される。スライダ４１は、不図示のコイルバネに付勢されて、外力が付与されなければ第１位置に保持される。なお、スライダ４１は、本発明において任意の構成である。

容器本体４０は、中空の容器形状であり、その内部空間がインクを貯留するインク室１０２（図４参照）である。このインク室１０２には、所定のインクが注入されて貯留される。本発明において、インク室１０２は周知の構成が採用されうる。したがって、インク室１０２に、インク残量を検知するためのフロートが設けられたり、インク室１０２の空気層を大気圧とするための大気連通バルブやラビリンス構造が設けられたりしてもよい。これらの構成は、本発明に直接関係しないので、本明細書においては詳細な説明が省略される。

スライダ４１は、容器本体４０の背面部分４６を収容可能な容器形状であり、扁平形状の外形をなす。スライダ４１には、容器本体４０の背面と対向する壁１６１における下側に開口１７８が形成されている。スライダ４１が容器本体４０に組み付けられた状態で、開口１７８の高さ位置は、インク供給バルブ９０に対応する。開口１７８は、インク供給バルブ９０が挿通可能な形状及びサイズである。スライダ４１が収縮位置にあるときに、インク供給バルブ９０のキャップ９５が開口１７８から露出される。

図２から図４に示されるように、容器本体４０の背面の下部に、インク供給バルブ９０が設けられている。インク供給バルブ９０は、容器本体４０の背面に形成された開口９２からインク室１０２に至るインク経路を開放又は閉塞する弁である。このインク供給バルブ９０は、インク室１０２と連続するバルブ収容室５４に配設されており、主として、バルブ本体９７、コイルバネ９６、シール部材９３、キャップ９５から構成されている。

開口９２は、容器本体４０の背面から円筒形状に突出した部分の先端に形成されている。開口９２には、シール部材９３を介在させてキャップ９５が取り付けられている。このキャップ９５は、シール部材９３を開口９２に液密に密着させている。キャップ９５及びシール部材９３には、その中心に各々貫通孔（不図示）が設けられている。これら各貫通孔は直線上に配置されて連通している。シール部材９３及びキャップ９５の各貫通孔によって、バルブ収容室５４の内部と外部とを連通するインク供給口９１が形成される。インク供給口９１には、インクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２に装着されたときに、管状のインクニードル２０９（図５参照）が挿入される。このインク供給口９１が、本発明における孔に相当する。

バルブ本体９７は、バルブ収容室５４の内壁に案内されて、シール部材９３から離反する第１位置と、シール部材９３と密着する第２位置との間を移動可能である。バルブ収容室５４は、インク室１０２の一部をなす円筒形状をなし、その半径方向がバルブ本体９７の外形より若干大きく、軸線方向がバルブ本体９７のスライドやコイルバネ９６の収容に十分な長さである。バルブ本体９７は、円筒形状であって、シール部材９３と対向する側に当接壁９４を有する。この当接壁９４がシール部材９３と密着すると、インク供給口９１が閉塞される。バルブ本体９７の周面とバルブ収容室５４の内壁との間には、インクが流通できる程度の隙間が設けられている。このバルブ本体９７が、本発明における蓋体に相当し、バルブ収容室５４の内壁が、本発明におけるガイドに相当する。

コイルバネ９６は、バルブ収容室５４に収容されて、インク供給口９１を閉塞する方向へバルブ本体９７を付勢する。つまり、コイルバネ９６は、バルブ本体９７をシール部材９３へ近づける方向へ付勢している。したがって、インク供給バルブ９０は、外力が付与されなければ、第２位置のバルブ本体９７がシール部材９３に密着することによってインク供給口９１を閉塞する。一方、インク供給口９１に外側からインクニードル２０９が挿入されると、インクニードル２０９の先端がバルブ本体９７の当接壁９４と当接して、コイルバネ９６の付勢力に抗してバルブ本体９７をシール部材９３から離間させて第１位置に移動されるとともに、インク供給口９１を、シール部材９３とインクニードル２０９の外周面とにより液密に封止させる。そして、後述されるように、インク供給口９１からシール部材９３より内側へ進入したインクニードル２０９の先端へインク室１０２のインクが流れ込み、インクニードル２０９を通じてインクジェットプリンタの記録ヘッドなどのインク消費装置へインクが流出されうる。

［カートリッジ装着部２０２］
以下に、カートリッジ装着部２０２の詳細な構成が説明される。図５に示されるように、カートリッジ装着部２０２は、前面に開口２０７を有する概ね直方体形状の外形をなすフレーム２０４を主として形成されている。開口２０７に対して各インクカートリッジ１００が挿抜され、開口２０７を通じてフレーム２０４の内部空間に各インクカートリッジ１００がそれぞれ収容される。本実施形態において、カートリッジ装着部２０２は、各インクカートリッジ１００に対応する１つの空間である。つまり、４つのカートリッジ装着部２０２が幅方向（図５における左右方向）に並んで配置されており、各カートリッジ装着部２０２に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのインクカートリッジ１００がそれぞれ収容可能である。なお、カートリッジ装着部２０２が並べられている幅方向は、インクカートリッジ１００の挿入方向３０と直交する水平方向である。

図５に示されるように、フレーム２０４には、内部空間を仕切り分ける３つのプレート２２３が設けられている。このプレート２２３によって仕切り分けられた４つの空間（カートリッジ装着部２０２）それぞれにインクカートリッジ１００が収容される。プレート２２３は、フレーム２０４の奥面から前面側へ突出された薄板であり、その表裏面がフレーム２０４の内部空間において上下方向へ延出されている。各プレート２２３は、フレーム２０４の幅方向（図５における左右方向）に所定間隔で平行に配列されている。フレーム２０４の内面とプレート２２３との間、或いは隣り合う一対のプレート２２３の間は、その間に収容されるべきインクカートリッジ１００の幅に対応されている。

フレーム２０４内の底面に、４つのガイド溝２０６が設けられている。各ガイド溝２０６は、フレーム２０４の内面とプレート２２３との間、或いは隣り合う一対のプレート２２３の間に設けられて、フレーム２０４の開口２０７から奥部に渡って直線形状に形成されている。フレーム２０４内の各カートリッジ装着部２０２に収容される各インクカートリッジ１００は、各ガイド溝２０６に案内されて、フレーム２０４に対して所定の挿入方向で開口２０７から奥部へ挿入される。この挿入方向は、インクカートリッジ１００の説明において前述された挿入方向３０と一致する。

フレーム２０４内の奥面に、ジョイント２０８が設けられている。ジョイント２０８は、インクカートリッジ１００のインク供給バルブ９０に接続されて、インク室１０２のインクを導出するためのものである。したがって、ジョイント２０８は、各カートリッジ装着部２０２に収容される４つのインクカートリッジ１００に対応して４つが設けられている。フレーム２０４には、その幅方向に４つのインクカートリッジ１００が収容されるので、４つのジョイント２０８もフレーム２０４の幅方向に配列されており、各ジョイント２０８の高さ位置は、カートリッジ装着部２０２に収容されたインクカートリッジ１００におけるインク供給バルブ９０の高さ位置に対応されている。なお、図５においては、最も右側に配置されたジョイント２０８がフレーム２０４に隠れて現れていない。

各ジョイント２０８は、インクニードル２０９と保持部２１０とをそれぞれ有する。インクニードル２０９は、樹脂製の円筒形状の管であり、フレーム２０４内の奥面から前面へ向かって重力方向と交差するほぼ水平方向へ突出されている。このインクニードル２０９の先端は開口しており、その先端がインクカートリッジ１００のインク供給バルブ９０へ挿入されて、インク供給バルブ９０が開放される。図には現れていないが、インクニードル２０９の基端は、フレーム２０４の背面側においてインクチューブに接続されており、このインクチューブはインク消費装置まで延出されている。インクニードル２０９の先端形状については後述される。このインクニードル２０９が、本発明における筒体に相当する。

保持部２１０は、フレーム２０４内の奥面に設けられて、インクニードル２０９の基端側を囲繞する円筒形状の部材である。インクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２に装着されると、インク供給バルブ９０のキャップ９５が保持部２１０に外側から嵌合されるとともに、インクニードル２０９がインク供給バルブ９０のインク供給口９１へ挿入される。

なお、フレーム２０４には、インクカートリッジ１００の装着やインク残量を検出するための光センサ、カートリッジ装着部２０２に装着されたインクカートリッジ１００をロックするロック機構などの周知の構成が設けられてもよい。これらの構成は、本発明に直接関係しないので詳細な説明が省略される。

［インクニードル２０９］
図５及び図６に示されるように、インクニードル２０９は、概ね円筒形状であり、その内部空間をインクが流通する。インクニードル２０９の先端面２１１は、インクニードル２０９の軸線２１２と直交する平面であり、概ね円環形状である。この先端面２１１に、インク供給バルブ９０のバルブ本体９７における当接壁９４と当接しうる第１当接面２１３及び第２当接面２１４と、インク室１０２から流出するインクが通過するインク通路２１５，２１６が配置されている。第１当接面２１３及び第２当接面２１４は、先端面２１１の一部をなしている。インク通路２１５，２１６は、先端面２１１の一定の領域が軸線２１２方向へ凹欠されて先端面２１１の半径方向に延出されており、先端面２１１においてインクニードル２０９の内部空間と外部空間とを連通する通路をなしている。インクニードル２０９の内部空間は、内壁２１８に囲繞されて形成されている。

図６及び図７に示されるように、第１当接面２１３と第２当接面２１４とは、先端面２１１において重力方向の上下方向に配置されている。この重力方向は、矢印２１７（以下、重力方向２１７と称される。）で示される方向である。また、図７に示されるように、インクニードル２０９の先端面２１１を軸線２１２方向から視たときに、インクニードル２０９の内壁２０８における重力方向２１７の上端２１９を含む水平方向の境界線２２０より上側となる先端面２１１の領域を第１領域とし、境界線２２０より下側の領域を第２領域とする。また、先端面２１１の中心（軸線２１２）を含んで重力方向２１７へ延びる線を中心線２２１とする

第１当接面２１３は、前述された第１領域をすべて含み、さらに第２領域の一部をも含む。第２当接面２１４は、第２領域の一部であり、先端面２１１における重力方向２１７の最下部に配置されている。また、第１当接面２１３及び第２当接面２１４は、いずれも中心線２２１上に位置しており、かつ中心線２２１に対して左右対称な形状である。つまり、第１当接面２１３において半径方向へ延びる２つの端縁２２５，２２６は、中心線２２１に対して対称な位置にあり、第２当接面２１４において半径方向へ延びる２つの端縁２２７，２２８は、中心線２２１に対して対称な位置にある。

インク通路２１５，２１６は、先端面２１１において半径方向に延出されている。インク通路２１５は、端縁２２５，２２７から軸線２１２方向へ延びる面により区画されており、インク通路２１６は、端縁２２６，２２８から軸線２１２方向へ延びる面により区画されている。各インク通路２１５，２１６は、第２領域において中心線２２１に対して対称に配置されている。また、インク通路２１５，２１６がインクニードル２０９の内部空間から外部へ延出されている方向は、図７において線２２９，２３０によりそれぞれ示されており、いずれも水平より下方へ向いている。

［インク供給バルブ９０とインクニードル２０９との接続］
以下に、カートリッジ装着部２０２に対してインクカートリッジ１００を着脱する動作が説明される。インクカートリッジ１００の装着に際しては、図８に示されるように、インクカートリッジ１００を背面側から、つまりスライダ４１側から、フレーム２０４の開口２０７を通じてカートリッジ装着部２０２へ挿入する。インクカートリッジ１００の挿入方向３０は水平方向である。インクカートリッジ１００の底面は、フレーム２０４に形成されたガイド溝２０６に嵌り込み、インクカートリッジ１００をカートリッジ装着部２０２へ押し込むと、ガイド溝２０６によってインクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２の奧へ直線的に案内される。

さらに、インクカートリッジ１００をカートリッジ装着部２０２の奥へ押し込むと、スライダ４１の後壁１６１がカートリッジ装着部２０２の奥面に当接する。スライダ４１がカートリッジ装着部２０２の奥面に当接してから、さらにインクカートリッジ１００をカートリッジ装着部２０２の奧へ押し込むと、容器本体４０がスライダ４１に対して相対移動しながらカートリッジ装着部２０２へ押し込まれ、その結果、第１位置のスライダ４１が第２位置へスライドされる。

図９及び図１０に示されるように、容器本体４０の移動に伴って、スライダ４１の開口１７８からインク供給バルブ９０のキャップ９５が露出されてジョイント２０８の保持部２１０と嵌合し、かつ、コイルバネ９６の付勢力に抗してインク供給バルブ９０にインクニードル２０９が挿入される。

インク供給バルブ９０のインク供給口９１に挿入されたインクニードル２０９は、その外周面においてシール部材９３と液密を維持する。また、インクニードル２０９の先端面２１１がバルブ本体９７の当接壁９４に到達して、第１当接面２１３及び第２当接面２１４が当接壁９４と当接する。第２位置のバルブ本体９７において、当接壁９４はシール部材９３と密着したほぼ鉛直な面であり、先端面２１１もほぼ鉛直な面である。また、インクカートリッジ１００の挿入方向３０は水平方向である。したがって、第２位置のバルブ本体９７における当接壁９４に対して、第１当接面２１３及び第２当接面２１４がほぼ同時に当接する。

そして、インクカートリッジ１００の挿入に伴って、第１当接面２１３及び第２当接面２１４が当接壁２１３をコイルバネ９６の付勢力に抗してバルブ本体９７を第２位置から第１位置へ移動させる。このバルブ本体９７の移動は、バルブ収容室５４の内壁に案内されるが、第１当接面２１３及び第２当接面２１４が重力方向２１７の上下に配置され、かつ中心線２２１に対して対称なので、コイルバネ９６の付勢力を受けたバルブ本体９７は、その移動過程において、第１当接面２１３及び第２当接面２１４により安定して支持される。そして、バルブ本体９７の当接壁２１４が鉛直なままで安定して移動されると、バルブ本体９７とバルブ収容室５４との摺動抵抗は小さい。

図１０に示されるように、バルブ本体９７が第１位置へ移動されると、インクニードル２０９の先端面２１１が完全にインク供給バルブ９０の内部へ進入して、インク供給バルブ９０が開放される。インク供給バルブ９０の内部へ進入した先端面２１１においては、コイルバネ９６の付勢力により第１当接面２１３及び第２当接面２１４は当接壁２１４と当接した状態を維持する。

先端面２１１には、インク通路２１５，１２６が設けられているので、第１当接面２１３及び第２当接面２１４が当接壁２１４と当接した状態において、インク室１０２からバルブ収容室５４へ流入したインクは、インク通路２１５，２１６を通じてインクニードル２０９の内部空間へ流入し、さらにインクチューブを通じて、インク消費装置へ導かれる。

カートリッジ装着部２０２に装着されたインクカートリッジ１００は、装着前の保管時や、装着の際の取り扱いなどにおいて様々な姿勢にされており、バルブ収容室５４がインク室１０２の空気層に曝されることもある。そうすると、その後にインクカートリッジ１００が装着姿勢にされてバルブ収容室５４がインク室１０２のインク内に埋没したとしても、バルブ収容室５４の内部に気泡が滞留することがある。このような気泡は、例えば、バルブ収容室５４の上面付近やコイルバネ９６に滞留する。

前述されたように、インク通路２１５，２１６は、先端面２１１における第２領域に配置されているから、装着状態においてインクニードル２０９の下側にあり、インク通路２１５，２１６の延出方向（線２２９，２３０）はいずれも水平より下方を向いている。したがって、インク室１０２内のインクは、インク供給バルブ９０内において、インクニードル２０９の下側からインク通路２１５，２１６へ流入し、インクニードル２０９の上側からは内部空間へ流入することがない。これにより、筒体の上側においてインク供給バルブ９０内に滞留した気泡が、インクと共にインクニードル２０９の内部空間へ進入するには、浮力に反してインクニードル２０９の下側まで回り込む必要があるので、気泡がインクニードル２０９の内部空間に進入し難い。

［本実施形態の作用効果］
前述されたインク供給装置２００によれば、インクニードル２０９の先端面２１１において、第１領域のすべてを含んで第１当接面２１３が配置され、かつ第２領域に第２当接面２１４が配置されているので、先端面２１１がバルブ本体９７の当接壁９４にバランスよく当接する。これにより、インクニードル２０９によってバルブ本体９７が安定姿勢で確実に移動されるので、インクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２へ収容されているにも拘わらずインク室１０２からインクが流出されなかったり、インクニードル２０９が破損されたりという接続不良が防止される。

また、インクニードル２０９の先端面２１１において、インク通路２１５，２１６が第２領域に設けられ、第１領域にはインク通路２１５，２１６が無いので、インク供給バルブ９０内に滞留した気泡がインクニードル２０９の上側から流入しない。これにより、インクニードル２０９の上側に滞留した気泡がインクとともにインクニードル２０９の内部空間へ進入することが防止される。

また、第２当接面２１４が、先端面２１１の第２領域における重力方向２１７の最下部に配置されることにより、第１当接面２１３及び第２当接面２１４が重力方向２１７に対してバランスよくバルブ本体９７の当接壁９４に当接する。

また、インク通路２１５，２１６が複数設けられているので、インクニードル２０９の内部空間へ流入するインクの流量を多くすることができる。また、インクの流量を少なくすることなく、各インク通路２１５，２１６の大きさ、例えば端縁２２５，２２７により区画される幅や端縁２２６，２２８により区画される幅を小さくできるので、大きな気泡がインクニードル２０９の内部空間へ進入することが防止される。さらに、仮にインク通路２１５，２１６のいずれか一方が気泡やスラッジなどによって塞がれたとしても、残りの他方によってインクニードル２０９へのインクの流出が確保される。なお、本実施形態では、２つのインク通路２１５，２１６が設けられた態様が示されているが、本発明における複数の通路が２つに限定されないことは言うまでもない。

また、インク通路２１５，２１６は、インクニードル２０９の先端面２１１における中心線２２１に対して線対称に配置されているので、インク室１０２からインクニードル２０９へのインクの流れが重力方向２１７に対して均等になり、インク室１０２において偏ったインクの滞留が生じず、円滑にインクが流出される。

また、インク通路２１５，２１６が中心線２２１に対して線対称に配置されることにより、第１当接面２１３及び第２当接面２１４も中心線２２１に対して線対称となる。これにより、第１当接面２１３及び第２当接面２１４が水平方向に対してもバランスよくバルブ本体９７の当接壁９４に当接する。

なお、本実施形態においては、インクカートリッジ１００のインク室１０２を外部と連通するインク流通口９１がインク供給バルブ９０により開閉される態様が示されているが、本発明におけるインクカートリッジの孔を閉じる蓋体を実現する構成は、バルブやボールシールなどに限定されず、例えば、蓋体としてのフィルムが孔をシールすることにより孔を閉塞し、筒体の先端面がフィルムに当接して破断することにより孔が開放される構成などが採用されてもよい。

図１は、インク供給装置２００の外観構成を示す斜視図である。 図２は、インクカートリッジ１００の外観構成を示す斜視図であり、（Ａ）には、スライダ４１が拡張位置にある状態が示されており、（Ｂ）には、スライダ４１が収縮位置にある状態が示されている。 図３は、インクカートリッジ１００の側面図であり、（Ａ）には、スライダ４１が拡張位置にある状態が示されており、（Ｂ）には、スライダ４１が収縮位置にある状態が示されている。 図４は、図２（Ａ）における切断線IV−IVにおけるインク供給バルブ９０の内部構造を示す拡大断面図である。 図５は、カートリッジ装着部２０２の構成を示す斜視図である。 図６は、インクニードル２０９の外観構成を示す斜視図である。 図７は、インクニードル２０９の先端面２１１を軸線２１２方向から視た正面図である。 図８は、インクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２に装着される過程を示す模式図である。 図９は、インクカートリッジ１００がカートリッジ装着部２０２に装着された状態を示す模式図である。 図１０は、切断線IV−IVにおいて、インク供給バルブ９０が開放された状態を示す断面図である。

４０・・・容器本体
９１・・・インク供給口（孔）
９４・・・バルブ収容室（ガイド）
９６・・・コイルバネ（弾性部材）
９７・・・バルブ本体（蓋体）
１００・・・インクカートリッジ
１０２・・・インク室
２００・・・インク供給装置
２０２・・・カートリッジ装着部
２０９・・・インクニードル（筒体）
２１１・・・先端面
２１３・・・第１当接面
２１４・・・第２当接面
２１５，２１６・・・インク通路（通路）
２１７・・・重力方向
２１８・・・内壁
２１９・・・上端
２２１・・・中心線

Claims (1)

1. インクを貯留するインク室内と外部とを連通する孔と、当該孔を閉じる蓋体であって上記インク室における上記孔付近に設けられたガイドに案内されて、当該孔を開放する第１位置と当該孔を閉塞する第２位置とに移動可能であり、かつ弾性部材により上記第２位置へ付勢された蓋体と、が設けられたインクカートリッジの蓋体が、カートリッジ装着部に設けられて重力方向と交差する方向へ延びる筒体の先端面が上記蓋体に当接して、上記弾性部材による付勢力に抗して上記蓋体を第１位置へ移動させることにより開放されて、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着されるインク供給装置であって、
   上記筒体の先端面に、
   上記筒体の内壁における重力方向の上端より上側の第１領域のすべてに、上記蓋体と当接可能な第１当接面が配置され、
   上記第１領域以外の第２領域に、上記蓋体と当接可能な第２当接面が配置され、
   上記第２領域に、径方向に延出されて上記筒体の内部空間と外部とを連通する複数の通路が設けられており、
   上記筒体の軸線から上記通路が径方向に延出される方向は、水平方向より下方へ向いており、
   上記第２当接面は、上記第２領域における重力方向の最下部に配置されており、
   上記通路は、上記筒体の先端面における重力方向を中心線として線対称に配置されたものであるインク供給装置。

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