JP5125273B2 - インクカートリッジ及びインク供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタなどの画像記録装置に適用されるインクカートリッジに関し、特に、インクの供給機構の改良に関する。

従来から、インクジェット記録方式の画像記録装置に着脱可能なインクカートリッジが広く知られている。上記インクカートリッジには、記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給部が設けられている。インクカートリッジの一例として、上記インク供給部に、インクの流出を止める弁機構が設けられたものが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

図７は、特許文献１に開示された弁機構を有するインク供給部１４０の断面構造を模式的に示す部分断面図である。図７に示されるように、インク供給部１４０は、インクカートリッジの外壁１４１に穿設された孔１４２と、孔１４２を開閉する弁体１４３と、孔１４２を閉塞する方向へ弁体１４３を押し付けるコイルバネ１４４と、孔１４２の外側面に設けられたシール部材１４５とを備える。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に挿入されると、カートリッジ装着部に設けられた管状のニードル１４７がシール部材１４５によってシールされつつ孔１４２に進入する（図７（Ａ））。インクカートリッジの挿入過程において、ニードル１４７の先端が弁体１４３に当接され、その後、コイルバネ１４４の付勢力に抗して弁体１４３が押し込められると、弁体１４３が孔１４２から離反する（図７（Ｂ），（Ｃ））。これにより、孔１４２が開放されて、ニードル１４７の内孔を通ってインクが記録ヘッドへ供給される。

特開２００７−９０７３３号公報 特開昭６３−１３７４９号公報

しかしながら、カートリッジ装着部に設けられたニードルは、インクカートリッジの挿入方向とは逆の方向へ突出しているため、仮に、誤った装着方法でインクカートリッジが挿入されると、ニードルが折損する場合が生じ得る。ニードルが折損すると記録ヘッドへのインクの供給ができなくなり、その結果、ユーザは、画像記録装置のメーカ等に修理を依頼しなければならないため、画像記録装置を使用することができなくなる。

そこで、本発明は、上記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、ニードルの折損を原因とする画像記録装置の使用不可期間を短縮することが可能なインクカートリッジを提供することにある。

1) 本発明は、記録ヘッドに至るインク流路と連通する受給部を備えたインクジェット記録装置に着脱可能なインクカートリッジであって、少なくとも前面と該前面から離間された後面とにより形成され、インクが収容される内部空間を有する本体と、上記前面を構成する前壁に設けられた第１孔と、上記内部空間に配設され、上記第１孔を閉塞する第１位置及び上記第１孔を開放する第２位置に移動可能に構成され、上記第１孔を閉塞する面に上記後面側とは反対方向へ延出された筒体が設けられた第１弁体と、上記第１孔を閉塞する方向へ上記第１弁体を付勢する第１弾性部材と、上記筒体の外周面から該筒体の内孔へ貫通する第２孔と、を具備する。上記筒体は、上記第１孔に対して上記本体の内側から外側へ挿通されている。上記第２孔は、上記第１弁体が上記第１位置に移動したときに上記前面より外側に配置され、上記第１弁体が上記第１弾性部材に抗しつつ上記第２位置に移動したときに上記内部空間に配置されている。当該インクカートリッジが上記インクジェット記録装置に装着された状態で、上記筒体の延出端が上記受給部に連結する。

このように、筒体がインクカートリッジの本体に設けられているため、仮に筒体が折損したことによりインクの供給ができなくなり、画像記録装置が使用できなくなったとしても、インクカートリッジを交換するという簡単な作業をユーザが行うことにより、画像記録装置の修理をメーカ等に依頼することなく、画像記録装置を使用可能な状態に修復することが可能となる。

また、本発明のインクカートリッジにおいては、筒体は、第１孔から上記後面側とは反対方向へ、つまり、前面から外方向へ延出されている。このインクカートリッジにおいて、内部空間から第１孔を経て筒体の延出端に至る部分がインク流路となる。インクカートリッジが装置に装着され、筒体が受給部に挿入されると、インクカートリッジ側のインク流路と受給部側のインク流路とが接続される。インクカートリッジが装置に装着される過程において、記録ヘッドに至るインク流路内で筒体によって押し退けられた流体（インク又は空気など）は筒体の延出端から内孔に進入する。そして、上記内孔に進入した流体は、内孔及び第１孔を経て内部空間に入る。これにより、記録ヘッドに至るインク流路内のインクに負荷が付与されない。したがって、記録ヘッドに至るインク流路内のインクの圧力上昇が防止される。

この構成によれば、インクカートリッジの装着過程で筒体の延出端が受給部に挿入されると、受給部側のインク流路の流体が筒体によって押し退けられる。押し退けられた流体は、筒体の内孔及び第２孔を通じて筒体の外部へ排出される。筒体が更に挿入され、第１端が受給部の所定の位置まで達すると、筒体の進入が阻止される。その後、インクカートリッジが挿入方向へ押し込まれると、挿入方向と逆方向への押圧力が筒体に作用する。これにより、第１弁体が第１位置から第２位置へ移動する。この移動に伴い、第２孔は、上記前面の外側から内部空間側に配置される。これにより、圧力上昇を伴うことなく、インクカートリッジ側のインク流路と受給装置側のインク流路とが接続される。

2) 上記筒体は、上記第１位置にあるとき、上記内孔が上記第２孔を介して大気連通されている。

3) 上記第２孔は、上記第１弁体の近傍に設けられていることが好ましい。これにより、第１弁体の移動ストロークを小さくすることができる。

4) また、本発明のインクカートリッジは、上記第１孔に上記筒体が挿通された状態で、上記第１孔と上記筒体の外周面との間隙をシールするシール部材を更に備える。これにより、上記第１孔の内面と上記筒体の外周面との間隙のシール性を高めることができる。

5) 上記筒体は、上記第１孔から上記前面に対して略垂直な方向へ延出していることが望ましい。

6) 上記筒体は、上記前面を構成する前壁の下端近傍に設けられたものであってもよい。

7) 本発明は、少なくとも前面と該前面から離間された後面とにより形成され、インクが収容される内部空間を有する本体と、上記本体の前面を構成する前壁に設けられた第１孔と、上記内部空間に配設され、上記第１孔を閉塞する第１位置と上記第１孔を開放する第２位置とに移動可能な第１弁体と、上記第１孔を閉塞する方向へ上記第１弁体を付勢する第１弾性部材と、上記第１弁体に設けられ、上記第１孔を上記前壁の内側から外側へ挿通されて上記後面側とは反対方向へ延出された筒体と、上記筒体の外周面から該筒体の内孔へ貫通する第２孔とを具備し、上記第２孔は、上記第１弁体が上記第１位置に移動したときに上記前面より外側に配置され、上記第１弁体が上記第１弾性部材に抗しつつ上記第２位置に移動したときに上記内部空間に配置されているインクカートリッジとして具体化され得る。

8) また、本発明は、インクカートリッジと、該インクカートリッジから供給されるインクを受ける受給部とを備えたインク供給装置として捉えることができる。この場合、上記インクカートリッジは、少なくとも前面と該前面から離間された後面とにより形成され、インクが収容される内部空間を有する本体と、上記本体の前面を構成する前壁に設けられた第１孔と、上記第１孔を上記前壁の内側から外側へ挿通する筒体を有する第１弁体と、上記第１弁体を上記第１孔へ向けて付勢する第１弾性部材と、上記筒体の外周面から該筒体の内孔へ貫通する第２孔とを具備する。上記第１弁体は、上記第２孔が上記前面より外側に位置する第１位置と上記第２孔が上記内部空間に位置する第２位置とに移動可能に構成され、上記筒体が上記受給部との間でインク流路を形成した状態で上記第１弾性部材の付勢力に抗しつつ上記第１位置から上記第２位置へ移動するよう構成されている。

本発明によれば、筒体がインクカートリッジに設けられているため、仮に筒体が折損してインクの供給ができなくなり、画像記録装置が使用できなくなったとしても、インクカートリッジを交換することによって、画像記録装置の修理をメーカ等に依頼することなく、当該インクカートリッジが適用される画像記録装置を直ぐに使用可能な状態に修復することが可能となる。

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、以下の各実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、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。

〈第１の実施形態〉
図１から図５を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。ここに、図１は、記録装置２５０の内部機構を示す模式断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジ１０の構成を示す模式図である。図３は、カートリッジ装着部２７６の構成を模式的に示す縦断面図である。図４は、インクカートリッジ１０がケース２８０に挿入された状態を示す模式断面図である。図５は、バルブ装置６６及び連結部２８５の構成及びその動作を示す模式断面図である。

まず、図１を参照して、インクジェット方式の記録装置２５０の概略構成及びその動作について説明する。記録装置２５０は、複数色のインク、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のインクを用いてカラー画像或いはモノクロ画像を記録用紙に記録するものである。図１に示されるように、記録装置２５０は、大別して、給紙装置２５２、搬送装置２５３、記録ユニット２５４、インク供給機構２５５（本発明のインク供給装置の一例）を備える。記録装置２５０の底面に、給紙トレイ２５７が設けられている。給紙トレイ２５７に積載された記録用紙は、給紙装置２５２によって搬送路２５９へ送給される。

搬送路２５９に搬送装置２５３が配設されている。搬送装置２５３は、搬送ローラ対２６１と搬送ローラ対２６２とを有する。搬送ローラ対２６１によって記録用紙がプラテン２６４へ向けて搬送される。プラテン２６４の上方に記録ユニット２５４が配設されている。記録ユニット２５４は、キャリッジ２６６と記録ヘッド２７２とを備えており、記録ヘッド２７２のヘッド制御基板２７０に画像信号が入力されると、記録用紙に向けてサブタンク２６８内のインクがノズル２７４から吐出される。つまり、記録ユニット２５４によって、プラテン２６４上を通過する記録用紙に画像が記録される。プラテン２６４を通過した記録用紙は、搬送ローラ対２６２によって、搬送路２５９の最下流側に設けられた排紙トレイ２５８に排出される。

インク供給機構２５５は、インクカートリッジ１０とカートリッジ装着部２７６（本発明の受給部の一例）とにより構成されている。カートリッジ装着部２７６にインクカートリッジ１０（本発明のインクカートリッジの一例）が装着される。カートリッジ装着部２７６には、各インクカートリッジ１０それぞれに対応するケース２８０（図３参照）が設けられている。ケース２８０にインクカートリッジ１０が装着された状態で、カートリッジ装着部２７６はインクカートリッジ１０から供給されるインクを受ける。本第１の実施形態では、４色のインクに対応して４つのケース２８０が設けられている。インクカートリッジ１０は、ケース２８０に対して着脱可能に構成されている。インクカートリッジ１０は、インク室１１を備えた筐体２０（本発明の本体の一例）を有する。インク室１１内のインクは、インクチューブ２７８を通じて、インク室１１から記録ヘッド２７２へ供給される。

次に、図２を参照して、インクカートリッジ１０の構成について詳細に説明する。図２の（Ａ）には、インクカートリッジ１０の正面図が示されており、（Ｂ）には、インクカートリッジ１０の縦断面図が示されている。

インクカートリッジ１０はインクが貯留される容器であり、図２に示されるように、略直方体形状に形成されている。詳細には、インクカートリッジ１０は、幅方向に細く、高さ方向（矢印２６の方向）に長く、奥行き方向（矢印２５の方向）が上記高さ方向よりも長い略直方体形状に形成されている。このインクカートリッジ１０は、主として、筐体２０と、検知窓３９と、センサーアーム６０と、バルブ装置６６とを備える。

筐体２０は、インクカートリッジ１０の内部と外部とを区画形成するものである。筐体２０の内部に形成された空間がインク室１１である。筐体２０は、光透過性を有する樹脂(例えばポリエチレン、ＡＢＳ樹脂など)で構成されている。したがって、インク室１１は外部から光透過可能である。

検知窓３９は、インク室１１に貯留されているインクの液量を視覚的或いは光学的に検知するためのものである。検知窓３９は、筐体２０において、ケース２８０（図３参照）の奥部に配置される壁面、つまり、インクカートリッジ１０の前面４０に設けられている。本第１の実施形態では、検知窓３９は、前面４０の中段付近から外側（図２（Ｂ）の左側）へ突出している。検知窓３９は、筐体２０と一体に形成されており、筐体２０の一部を構成している。したがって、検知窓３９は、筐体２０と同じ材質、すなわち、光透過性を有する樹脂で構成されている。

なお、本第１の実施形態では、検知窓３９を含む筐体２０全体を光透過性を有する樹脂で構成することとしたが、筐体２０のうち検知窓３９を除く部分を遮光性を有するケースで覆ってもよく、また、遮光性を有するフィルムで被覆してもよい。また、筐体２０の他の例として、前面４０から上面４１、背面４２、底面４３に至る各面を形成する樹脂製の環状の枠体と、この枠体の両側面の開口を被覆するフィルムとにより構成された筐体を採用することでもきる。また、前面４０から上面４１、背面４２、底面４３に至る各面を形成する樹脂製の箱状の枠体と、この枠体の一側面の開口を被覆するフィルムとにより構成された筐体を採用することもできる。

図２（Ｂ）に示されるように、検知窓３９の内部に空間４６が形成されている。空間４６は、インク室１１に連続している。空間４６内を、センサーアーム６０のインジケータ部６２が移動する。このインジケータ部６２を記録装置側の光学センサが検知することにより、インク残量を検知することができる。なお、図２（Ｂ）では、インジケータ部６２が空間４６の下部に位置する姿勢が実線で示され、インジケータ部６２が空間４６の上部に位置する姿勢が破線で示されている。

センサーアーム６０は、筐体２０の内部に設けられている。センサーアーム６０は、インク室１１に貯留されたインクの液量が所定量になったことを検知するための部材である。センサーアーム６０は、光透過性を有しない合成樹脂で構成されている。このセンサーアーム６０は、アーム本体６３と、インジケータ部６２と、他端部であるフロート部６４とを有する。

アーム本体６３には、センサーアーム６０の軸６１が設けられている。筐体２０の両方の側面４４の内面に、軸６１と係合する軸部（不図示）が設けられている。この軸部によってセンサーアーム６０が矢印２３，２４の方向へ回動可能に支持される。

アーム本体６３及びそのインジケータ部６２は、板状部材で構成されている。詳細には、アーム本体６３及びそのインジケータ部６２は、筐体２０の側面４４に直交する方向、即ち図２（Ｂ）において紙面に垂直な方向の寸法（幅寸法）が薄く形成されてなる。

アーム本体６３の他端部にフロート部６４が設けられている。フロート部６４は、例えば内部が空洞化された中空形状に形成されている。本第１の実施形態では、インク中において、軸６１からフロート部６４に至る部分が浮き上がるようにフロート部６４が形成されている。言い換えれば、インク中において、フロート部６４は浮力体の役割を担う。なお、軸６１からフロート部６４に至る部分或いはその一部分をインクの比重よりも小さい比重の材料で形成してもよい。

インクカートリッジ１０の前面４０側に、アーム本体６３の一端部であるインジケータ部６２が設けられている。センサーアーム６０が図２（Ｂ）において反時計方向（矢印２３の方向）へ回動されると、インジケータ部６２が検知窓３９の空間４６に進入する。空間４６に進入したインジケータ部６２は、検知窓３９の底面を構成する壁４７に当接して、それ以上の進入が阻止される。一方、センサーアーム６０が図２（Ｂ）において時計方向（矢印２４の方向）へ回動されると、インジケータ部６２が壁４７から離反して、その一部が空間４６から退出する（図２（Ｂ）の破線参照）。退出したインジケータ部６２は、壁４７から矢印２４の方向へ隔てた所定の位置で静止する。

本第１の実施形態では、センサーアーム６０は、軸６１からフロート部６４に至る部分が軸６１からインジケータ部６２に至る部分よりも空気中において重くなるよう形成されている。また、インク室１１に所定量以上のインクが貯留されている状態、言い換えれば、フロート部６４がインク液中にある状態では、フロート部６４は、フロート部６４側の部分とインジケータ部６２側の部分との重量の均衡を逆転させる浮力を発生させる。つまり、インク室１１に所定量以上のインクが貯留されている状態では、センサーアーム６０は、フロート部６４の浮力によって、インジケータ部６２の下端が壁４７に当接した姿勢で支持される。一方、インク室１１内のインクが所定量未満となって、フロート部６４の浮力が作用しない状態では、センサーアーム６０は、軸６１を中心に矢印２４の方向へ回動する。これにより、インジケータ部６２が空間４６の上部に位置する姿勢となる（図２（Ｂ）の破線参照）。なお、インジケータ部６２は、検知窓３９が空間４６から完全に退出する必要はなく、後述の光センサ１０３（図３参照）の検出領域から退避する程度に空間４６内を移動するものであればよい。

インクカートリッジ１０の上面４１には、筐体２０を貫通する大気連通口５０が形成されている。大気連通口５０は、上面４１において、前面４０側に配置されている。この大気連通口５０を通じて、インク室１１の空気層とインクカートリッジ１０の外部の大気とが連通している。この大気連通口５０によって、インク室１１内のインク量の変動にかかわらず、インク室１１内の気圧が大気圧に保たれる。

また、図２に示されるように、検知窓３９の下側にバルブ装置６６が設けられている。バルブ装置６６は、大別して、バルブ収容部７５と、バルブ本体９７と、コイルバネ９６（本発明の第１弾性部材の一例）と、シール部材９３（本発明のシール部材の一例）と、キャップ９５などの部材で構成されている。

前面４２の下端にバルブ収容部７５が設けられている。バルブ収容部７５は円筒状に形成されており、図５に示されるように、前面４２から外側へ突出している。バルブ収容部７５は、筐体２０と一体に形成されており、筐体２０の一部を構成している。したがって、バルブ収容部７５は、筐体２０と同じように、光透過性を有する樹脂で構成されている。

バルブ収容部７５の壁面で囲まれた内部空間がバルブ室８１である。バルブ室８１は、その奥側の壁８５に形成された孔８３を通じてインク室１１に連通している。したがって、インク室１１のインクは孔８３を通ってバルブ室８１に流入する。なお、本第１の実施形態におけるインク室１１及びバルブ室８１が、本発明の内部空間に相当する。

バルブ収容部７５の前方側端部は開放されており、バルブ収容部７５の内孔と同径の開口８８が形成されている。開口８８の外縁部分にシール部材９３が設けられている。シール部材９３は、バルブ収容部７５の外径と略同寸法に形成されたシリコン製の板状部材である。

キャップ９５は、円形の底を有するカップ状に形成されている。キャップ９５の内径はバルブ収容部７５の外径より若干大きく形成されている。このキャップ９５は、開口８８の周縁との間にシール部材９３を介在させた状態で、バルブ収容部７５の前方側を覆うようにして該バルブ収容部７５に取り付けられる。バルブ収容部７５に取り付けられたキャップ９５は、シール部材９３を押圧した状態で所定の係合手段（不図示）によってバルブ収容部７５に固定される。これにより、キャップ９５、シール部材９３及び開口８８の周縁における液密状態（液密性）が確保される。

シール部材９３及びキャップ９５それぞれには、バルブ収容部７５の軸線と交差する箇所に孔７７，７８が設けられている。具体的には、シール部材９３の中心に孔７７（本発明の第１孔の一例）が設けられ、キャップ９５の中心に孔７８が設けられている。孔７８の外径は、孔７７の外径よりも大きい寸法に形成されている。また、孔７８の外径は、後述するロッド９２が挿通可能な程度であって、ロッド９２の外径より小さい寸法に形成されている。シール部材９３及びキャップ９５がバルブ収容部７５に取り付けられることによって、各孔７７，７８を介して外部とバルブ室８１とが連通する。

バルブ室８１にバルブ本体９７が収容されている。バルブ本体９７は、バルブ収容部７５の軸方向に移動可能に設けられる。バルブ本体９７は、その移動に伴ってシール部材９３に対して接離するピストン９１（本発明の第１弁体の一例）と、該ピストン９１からバルブ本体９７の軸方向へ延出されたロッド９２（本発明の筒体の一例）とを有するものであり、所謂、ピストンバルブとして構成されている。

ロッド９２は、シール部材９３に対向するピストン９１の基準面６８からバルブ収容部７５の軸方向へ延出している。ロッド９２のピストン９１側の端部（以下「基端」と称する。）７０は、基準面６８の中心に接合している。図５に示されるように、ロッド９２は、ピストン９１の位置にかかわらず、孔７７，７８に挿通されており、その一部が外部に露出されている。したがって、ロッド９２は、図２に示されるように、側面視で孔７７，７８を経てインクカートリッジ１０の前面４０から外方向（図２（Ｂ）では左方向）へ常に突出している。本第１の実施形態では、ロッド９２は、前面４０に対して交差する方向へ、具体的には、前面４０に略垂直な方向へ突出している。なお、ロッド９２の基端７０が、本発明の第２端に相当する。

ロッド９２の外径は、シール部材９３の貫通孔よりも若干大きい寸法に形成されている。したがって、ロッド９２がインク供給口７９に挿通されると、ロッド９２の外周面によって孔７７の径方向の面積が拡大される。これにより、ロッド９２の外周面とシール部材９３との間が液密状に保たれる。また、バルブ本体９７がバルブ室８１内を軸方向へ移動した場合でも、ロッド９２の外周面と孔７７の周縁とが摺接（弾接）することにより、それらの間が液密状が保たれる。

ロッド９２は、図５に示されるように、ロッド９２を径方向へ貫通する２つの孔７２，７３が設けられている。孔７２は、基端７０の近傍に設けられており、孔７３は、ロッド９２の突出側の端部（以下「先端」と称する。）７１の近傍に設けられている。なお、ロッド９２の先端７１が、本発明の第１端に相当する。

ロッド９２には、先端７１から基端７０へ軸方向に沿って穿設された内孔７４が設けられている。この内孔７４は基準面６８付近まで達している。つまり、ロッド９２は、筒状に形成されている。内孔７４は、先端７１の近傍で孔７３につながっており、基端７０の近傍で孔７２につながっている。したがって、孔７２、孔７３及び孔７４は相互に接続されている。なお、本第１の実施形態では、２つの孔７２，７３は、ロッド９２を径方向へ貫通するものとしたが、孔７２，７３は、少なくとも、ロッド９２の外周壁を内孔７４へ貫通するものであればよい。

ピストン９１のロッド９２側とは反対側、換言すれば壁８５側には、凹部９８が設けられている。凹部９８と壁８５との間にコイルバネ９６が収容されている。コイルバネ９６は、圧縮された状態で凹部９８と壁８５との間に収容されている。したがって、コイルバネ９６によって、バルブ本体９７の基準面６８がシール部材９３に押し付けられる方向へ弾性的に付勢されている。本第１の実施形態では、図５（Ａ）に示されるように、コイルバネ９６によってピストン９１が押し付けられて、基準面６８がシール部材９３に接する第１位置までバルブ本体９７が移動すると、孔７２はシール部材の孔７７よりも外部側に配置される。このとき、ロッド９２の外周面と孔７７との間は液密状に保たれている。そのため、孔７７は閉塞されている。したがって、孔７７から外部へバルブ室８１内のインクが漏出することはない。

一方、コイルバネ９６の付勢力に抗してバルブ本体９７がコイルバネ９６を圧縮する方向、つまり、インク室１１側へ押し込まれると、ロッド９２の基端７０側がバルブ室８１の内部に進入する。また、ピストン９１の基準面６８がシール部材９３及びその孔７７から離反する。バルブ本体９７がバルブ室８１側の所定の第２位置（図５（Ｃ）に示される位置）まで移動すると、孔７２はシール部材の孔７７よりもバルブ室８１側に配置される。このとき、ロッド９２の外周面と孔７７との間は液密状に保たれているが、孔７２、内孔７４及び孔７３を経てバルブ室８１と外部とが連通する。つまり、孔７７が、孔７２と内孔７４と孔７３とを通じて外部に開放される。

次に、図３及び図４を参照して、カートリッジ装着部２７６の構成について詳細に説明する。カートリッジ装着部２７６は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのケース２８０が幅方向に並列されて構成されている。

図３に示されるように、ケース２８０は、ケース本体２８１とロックレバー２８３とを備える。ケース本体２８１に、収容室２８２が形成されている。この収容室２８２に、インクカートリッジ１０が収容される。ケース本体２８１の前面に開口２８４が設けられている。ケース２８０は、開口２８４を通じてケース本体２８１にインクカートリッジ１０を着脱することが可能に構成されている。

収容室２８２の奥側に、光センサ２３０が設けられている。光センサ２３０は、ケース本体２８１の背面を構成する壁２８６に設けられている。光センサ２３０は、インクカートリッジ１０内のインク量が所定量になったかどうかを検知するためのものである。本第１の実施形態では、光センサ２３０として、発光素子及び受光素子を有する透過型のフォトインタラプタが用いられる。光センサ２３０の発光素子と受光素子との間に、発光素子から出射された光の光路となる領域２３１が形成されている。領域２３１に検知窓３９が挿入されたときの光センサ２３０の出力信号（受光量）に基づいて、インクの残量が所定量になったことが検知される。

壁２８６の下部には、連結部２８５（本発明の受給部の一例）が設けられている。連結部２８５は、壁２８６の内面から収容室２８２側に突出している。この連結部２８５は、インクカートリッジ１０がケース２８０に装着された状態で、インクカートリッジ１０から供給されるインクを受ける部分である。つまり、インクカートリッジ１０のバルブ装置６６と連結される部分である。なお、連結部２８５については後段で詳述する。

壁２８６の下端近傍には、該壁２８６を貫通する孔２２９が設けられている。孔２２９にインクチューブ２７８（図１参照）が接続される。孔２２９は、壁２８６の外面から連結部２８５に接続されている。したがって、連結部２８５にバルブ装置６６が連結されると、連結部２８５から孔２２９及びインクチューブ２７８を経て記録ヘッド２７２（図１参照）に至るインク流路が形成される。

ロックレバー２８３は、開口２８４を開閉するとともに、収容室２８２においてインクカートリッジ１０を確実に固定するためのものである。このロックレバー２８３は、開口２８４の上縁の軸２９０を中心に回転可能に支持されている。ロックレバー２８３には、押圧部２９２と操作部２９３と爪２９４とが設けられている。押圧部２９２は、ロックレバー２８３の内面２９６の略中央付近に設けられており、内面２９６から突出している。操作部２９３は、ロックレバー２８３の外面２９７の回動端側に設けられている。また、爪２９４は、ロックレバー２８３の内面２９６の回動端に設けられている。開口２８４の下縁には、ロックレバー２８３に設けられた爪２９４と係合する溝２９９が設けられている。

図４に示されるように、インクカートリッジ１０が収容室２８２に収容された状態で、ロックレバー２８３が開口２８４を閉じる方向へ回動されると、押圧部２９２が押し込まれたインクカートリッジ１０の背面４２に当接する。このとき、オペレータが操作部２９３を適度な力でインクカートリッジ１０の挿入方向（図３中の矢印の方向）へ押しつけると、押圧部２９２を支点としてロックレバー２８３が撓み、ロックレバー２８３の回動端側が挿入方向へ進み、爪２９４が溝２９９に挿入される。このとき、インクカートリッジ１０の背面４２は押圧部２９２から適度な押圧力を受けるため、インクカートリッジ１０がケース２８０において確実に固定される。

次に、図５を参照して、連結部２８５について詳細に説明する。連結部２８５は、ゴムや熱可塑性エラストマ、シリコンなどの可撓性を有する合成樹脂で構成されており、概ね横向き碗状に形成された碗部２３３と、壁２８６に接着される脚部２３５とを有する。脚部２３５は、碗部２３３の外周縁部を周方向に渡って設けられており、壁２８６に対して液密状態を保持している。脚部２３５が壁２８６に接着されることにより、碗部２３３と壁２８６との間に空間２３７が形成される。この空間２３７に孔２２９の内部側が接続されている。つまり、孔（切り込み）２２９を通じて、孔２２９に接続されたインクチューブ２７８と空間２３７とが連通している。なお、連結部２８５は、ロッド９２が挿通可能な孔を壁２８６に形成された簡素な構成とすることも可能である。

碗部２３３には、バルブ装置６６のロッド９２が挿通される挿通口２３９が設けられている。挿通口２３９は、インクカートリッジ１０が収容室２８２に挿入された際のロッド９２の位置に対応する箇所に設けられている。挿通口２３９の外径は、ロッド９２の外径より若干小さい寸法に形成されている。したがって、ロッド９２が挿通口２３９に挿通されると、ロッド９２の外周面によって挿通口２３９の周縁が伸張する。これにより、ロッド９２の外周面と挿通口２３９の周縁とが密着されるため、ロッド９２と挿通口２３９との間が液密状に保たれる。

以下、図５を参照して、バルブ装置６６を連結部２８５に連結する動作について説明する。図５（Ａ）には、ロッド９２の先端７１が挿通口２３９に到達した状態が示されている。図５（Ｂ）には、ロッド９２の先端７１が壁２８６に到達した状態が示されている。図５（Ｃ）には、コイルバネ９６が圧縮された状態が示されている。なお、図中の破線矢印は、インク又は空気の流れを示す。

インクカートリッジ１０がケース２８０の収容室２８２に挿入されて、図５（Ａ）に示されるように、ロッド９２の先端７１が挿通口２３９に到達すると、挿通口２３９が先端７１によって塞がれる。その後、更にインクカートリッジ１０が挿入されると、ロッド９２の先端７１が壁２８６に到達する（図５（Ｂ）参照）。先端７１が壁２８６に到達した時点では、バルブ本体９７のピストン９１は、コイルバネ９６によってその基準面６８がシール部材９３に押し付けられた状態を保持している。つまり、ピストン９１は、上記第１位置に配置されている。

先端７１が挿通口２３９の入口から後壁２８６に到達する間に、ロッド９２によって空間２３７内のインク・空気が押し退けられる。このようにして押し退けられたインク・空気は、先端７１から内孔７４に進入する。そして、内孔７４内の空気が孔７２を通って外部に抜け出る。そのため、空間２３７から孔２２９を経てインクチューブ２７８に至るインク流路が圧迫されない。これにより、上記インク流路におけるインクの圧力の上昇が防止される。

先端７１が壁２８６に到達した時点で、先端７１は壁２８６に当接しているため、ロッド９２は、壁２８６によって挿入方向への移動が規制される。つまり、ロッド９２は、挿入方向への移動が後壁２８６によって阻止される。この状態からオペレータがレバー２８３を閉方向に回動させてインクカートリッジ１０を更に挿入すると、コイルバネ９６が圧縮されて、インクカートリッジ１０の挿入方向とは逆の方向（図５の紙面右方向）へバルブ本体９７が相対的に移動する。つまり、バルブ本体９７が、コイルバネ９６の付勢力に抗して壁８５に近づく方向へ移動する。なお、筐体２０は、壁２８６に近づく方向に移動する。バルブ本体９７が、図５（Ｃ）に示される第２位置に移動すると、ロッド９２に設けられた孔７２がシール部材９３を通過して、バルブ室８１に進入する。これにより、インク室１１（図２参照）から孔８３、バルブ室８１、孔７２、内孔７４、孔７３、空間２３７、孔２２９、そしてインクチューブ２７８を経て記録ヘッド２７２に至るインク流路（図５（Ｃ）の矢印参照）が形成される。

図７に示される従来のインク供給部１４０においては、ニードル１４７の先端が孔１４２に進入してから（図７（Ａ）参照）、先端が弁体１４３に接触するまで（図７（Ｂ）参照）の間は、ニードル１４７によって押し退けられた孔１４２内の空気（若しくはインク）は、ニードル１４７の内孔に進入する。したがって、ニードル１４７から記録ヘッドに至るインク流路内のインクが圧迫されて、インク圧が上昇することになる。上記インク流路内のインクが圧迫されると、記録ヘッドのノズルにおけるインクのメニスカスが影響を受けて、例えば、隣接する各ノズルから露出されたインク滴同士が結合するという問題が生じる。かかる問題は、画像品質の低下に発展するため好ましくない。

これに対し、上述の如く構成された本第１の実施形態のインクカートリッジ１０によれば、インクカートリッジ１０の装着過程において、ロッド９２の先端７１が挿通口２３９に挿入されたとしても、空間２３７内の空気やインクがロッド９２の内孔７４に入り込む。したがって、空間２３７から孔２２９、インクチューブ２７８、記録ヘッド２７２に至るインク流路内のインクの圧力上昇が防止される。その結果、ノズル２７４におけるインクのメニスカスが安定し、ひいては画像品質の低下が防止される。

〈第２実施形態〉
以下、図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。ここに、図６は、本発明の第２の実施形態を説明する模式図であって、ニードル１００及び連結部１０３の構成及びその動作を示す模式断面図である。なお、上述の第１実施形態と共通する構成要素については、第１実施形態で用いた符号と同じ符号を付すことでその説明を省略する。

上述の第１の実施形態では、インクカートリッジ１０にバルブ装置６６を設け、バルブ本体９７のロッド９２を筒状に形成することにより、ロッド９２内にインクを流通させる構造を採用している。しかしながら、このような構造に本発明は限定されず、例えば、図６に示されるように、バルブ装置６６を設けずに、前面４０に垂直に設けられ、前面４０から外方向へ突出する管状のニードル１００を筐体２０に設けた簡素な構造を採用することも可能である。このニードル１００の先端７１には、ニードル１００の径方向に貫通する孔７３が設けられている。

一方、ニードル１００が連結される連結部２８５には、上述の第１の実施形態の構成に加えて、コイルバネ１０４（本発明の第２弾性部材の一例）と蓋体１０５（本発明の第２弁体の一例）とからなるバルブ装置１０６が設けられている。バルブ装置１０６は、連結部２８５の空間２３７内に配置されている。具体的には、蓋体１０５が、挿通口２３９の内部側を閉塞する第３位置（図６（Ａ），（Ｂ）参照）と、挿通口２３９を開放する第４位置（図６（Ｃ）参照）との間で移動可能に設けられている。また、コイルバネ１０４が、圧縮された状態で蓋体１０５と後壁２８６との間に配置されている。蓋体１０５には、後壁２８６側へ突出した座部１０８が設けられており、コイルバネ１０４の一端が座部１０８に装着されている。

以下、図６を参照して、ニードル１００を連結部２８５に連結する動作について説明する。図６（Ａ）には、ニードル１００の先端７１が挿通口２３９に到達した状態が示されている。図６（Ｂ）には、ニードル１００の先端７１が蓋体１０５に到達した状態が示されている。図６（Ｃ）には、コイルバネ１０４がニードル１００によって圧縮された状態が示されている。なお、図中の破線矢印は、インク又は空気の流れを示す。

インクカートリッジ１０がケース２８０の収容室２８２に挿入されて、図６（Ａ）に示されるように、ニードル１００の先端７１が挿通口２３９に到達すると、挿通口２３９が先端７１によって塞がれる。その後、更にインクカートリッジ１０が挿入されると、ニードル１００の先端７１が蓋体１０５に到達する（図６（Ｂ）参照）。先端７１が蓋体１０５に到達した時点では、蓋体１０５は、コイルバネ１０４によって挿通口２３９を塞ぐ方向へ付勢されて、挿通口２３９を閉塞する第３位置に配置されている。

先端７１が挿通口２３９の入口から蓋体１０５に到達する間に、挿通口２３９内から押し退けられたインク又は空気は、先端７１から内孔７４に進入する。そして、内孔７４内の空気がインク室１１へ入り込む。そのため、空間２３７から孔２２９を経てインクチューブ２７８に至るインク流路が圧迫されず、該インク流路におけるインク圧の上昇が防止される。

インクカートリッジ１０が挿入方向へ押圧されると、蓋体１０５は先端７１に押圧されて、コイルバネ１０４の付勢力に抗して後壁２８６側へ移動する。これにより、コイルバネ１０４は、挿通口２３９から離反する。このとき、挿通口２３９が開放される。これにより、インク室１１から内孔７４、孔７３、空間２３７、孔２２９、そしてインクチューブ２７８を経て記録ヘッド２７２に至るインク流路（図５（Ｃ）の矢印参照）が形成される。

このような構造を有するインクカートリッジ１０であれば、ニードル１００が挿通口２３９に挿入されると、ニードル１００よって押し退けられた空間２３７内の空気又はインクがニードル１００の内孔７４に入り込むため、空間２３７から孔２２９、インクチューブ２７８、記録ヘッド２７２に至るインク流路内のインクの圧力上昇が防止される。

なお、本第２の実施形態においては、ニードル１００からのインクの漏れを防止するために、ニードル１００の基端付近のインク室１１にスポンジや綿などのインク吸収体を設けることが好ましい。また、ニードル１００の内孔７４の先端７１側と、孔７３とを塞ぐためにフィルムなどを熱溶着などによって接着してもよい。この場合、ユーザは、インクカートリッジ１０の装着前に上記フィルムを剥がすことを要する。

図１は、記録装置２５０の内部機構を示す模式断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジ１０の構成を示す模式図であり、（Ａ）にインクカートリッジ１０の正面図が示されており、（Ｂ）にインクカートリッジ１０の縦断面図が示されている。 図３は、カートリッジ装着部２７６の構成を模式的に示す縦断面図である。 図４は、インクカートリッジ１０がケース２８０に挿入された状態を示す模式断面図である。 図５は、バルブ装置６６及び連結部２８５の構成及びその動作を示す模式断面図である。 図６は、本発明の第２の実施形態を説明する模式図であって、ニードル１００及び連結部１０３の構成及びその動作を示す模式断面図である。 図７は、従来の弁機構を有するインク供給部１４０の断面構造を模式的に示す部分断面図である。

１０・・・インクカートリッジ
１１・・・インク室
２０・・・筐体（本体）
５０・・・大気連通口
６６・・・バルブ装置
７０・・・基端（第２端）
７１・・・先端（第１端）
７２・・・孔（第２孔）
７７・・・孔（第１孔）
８１・・・バルブ室
９１・・・ピストン（第１弁体）
９２・・・ロッド（筒体）
９５・・・キャップ
９６・・・コイルバネ（第１弾性部材）
９７・・・バルブ本体
１００・・・ニードル
１０１・・・孔
１０４・・・コイルバネ（第２弾性部材）
１０５・・・蓋体（第２弁体）
１０６・・・バルブ装置
２３９・・・挿通口（受給口）
２５５・・・インク供給機構（インク供給装置）
２７６・・・カートリッジ装着部（受給装置）
２８５・・・連結部（受給部）
２８６・・・壁

Claims (8)

1. 記録ヘッドに至るインク流路と連通する受給部を備えたインクジェット記録装置に着脱可能なインクカートリッジであって、
   少なくとも前面と該前面から離間された後面とにより形成され、インクが収容される内部空間を有する本体と、
   上記前面を構成する前壁に設けられた第１孔と、
   上記内部空間に配設され、上記第１孔を閉塞する第１位置及び上記第１孔を開放する第２位置に移動可能に構成され、上記第１孔を閉塞する面に上記後面側とは反対方向へ延出された筒体が設けられた第１弁体と、
   上記第１孔を閉塞する方向へ上記第１弁体を付勢する第１弾性部材と、
   上記筒体の外周面から該筒体の内孔へ貫通する第２孔と、を具備しており、
   上記筒体は、上記第１孔に対して上記本体の内側から外側へ挿通されており、
   上記第２孔は、上記第１弁体が上記第１位置に移動したときに上記前面より外側に配置され、上記第１弁体が上記第１弾性部材に抗しつつ上記第２位置に移動したときに上記内部空間に配置されており、
   当該インクカートリッジが上記インクジェット記録装置に装着された状態で、上記筒体の延出端が上記受給部に連結するインクカートリッジ。
2. 上記筒体は、上記第１位置にあるとき、上記内孔が上記第２孔を介して大気連通されている請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 上記第２孔は、上記第１弁体の近傍に設けられている請求項１又は２に記載のインクカートリッジ。
4. 上記第１孔に上記筒体が挿通された状態で、上記第１孔と上記筒体の外周面との間隙をシールするシール部材を更に備える請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジ。
5. 上記筒体は、上記第１孔から上記前面に対して略垂直な方向へ延出している請求項１から４のいずれかに記載のインクカートリッジ。
6. 上記筒体は、上記前面を構成する前壁の下端近傍に設けられたものである請求項１から５のいずれかに記載のインクカートリッジ。
7. 少なくとも前面と該前面から離間された後面とにより形成され、インクが収容される内部空間を有する本体と、
   上記本体の前面を構成する前壁に設けられた第１孔と、
   上記内部空間に配設され、上記第１孔を閉塞する第１位置と上記第１孔を開放する第２位置とに移動可能な第１弁体と、
   上記第１孔を閉塞する方向へ上記第１弁体を付勢する第１弾性部材と、
   上記第１弁体に設けられ、上記第１孔を上記前壁の内側から外側へ挿通されて上記後面側とは反対方向へ延出された筒体と、
   上記筒体の外周面から該筒体の内孔へ貫通する第２孔とを具備し、
   上記第２孔は、上記第１弁体が上記第１位置に移動したときに上記前面より外側に配置され、上記第１弁体が上記第１弾性部材に抗しつつ上記第２位置に移動したときに上記内部空間に配置されているインクカートリッジ。
8. インクカートリッジと、該インクカートリッジから供給されるインクを受ける受給部とを備えたインク供給装置であって、
   上記インクカートリッジは、
   少なくとも前面と該前面から離間された後面とにより形成され、インクが収容される内部空間を有する本体と、
   上記本体の前面を構成する前壁に設けられた第１孔と、
   上記第１孔を上記前壁の内側から外側へ挿通する筒体を有する第１弁体と、
   上記第１弁体を上記第１孔へ向けて付勢する第１弾性部材と、
   上記筒体の外周面から該筒体の内孔へ貫通する第２孔とを具備し、
   上記第１弁体は、上記第２孔が上記前面より外側に位置する第１位置と上記第２孔が上記内部空間に位置する第２位置とに移動可能に構成され、上記筒体が上記受給部との間でインク流路を形成した状態で上記第１弾性部材の付勢力に抗しつつ上記第１位置から上記第２位置へ移動するインク供給装置。

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