JP5167659B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式の記録装置に適用されるインクカートリッジに関する。

従来より、インクジェット方式の記録装置（以下「記録装置」と略称する。）が知られている。この記録装置には、インクカートリッジが着脱可能に設けられている。この種のインクカートリッジの一例が特許文献１及び特許文献２に開示されている。インクカートリッジには、インクが収容されるインク室が設けられており、このインク室から記録装置にインクが供給される。記録装置に供給されたインクは、記録ヘッドのノズルから噴出されて記録用紙に付着する。これにより、記録用紙に画像が記録される。

特開２００２−３６５９６号公報（図１参照）

しかしながら、特許文献１に記載のインクカートリッジのように、インク供給口がインクカートリッジの幅方向中央に配置され、上記インク供給口の中心軸に沿ってその内孔がインク室まで達している構造においては、インクカートリッジを横置き、つまり、側面を下にして置いた場合に、以下の問題が生じ得る。

図８は、従来のインクカートリッジ３００を横置きにした状態を示す断面図である。このインクカートリッジ３００は、インク供給口３１０と、インク供給口３１０を塞ぐバルブを収容するためのバルブ収容室３１１と、バルブ収容室３１１とインク室３１２とを連通する連通孔３１３が設けられている。なお、図８では、バルブは省略されている。このインクカートリッジ３００では、インク供給口３１０と連通口３１３とが同一の軸線上に配置されており、且つ、連通孔３１３は微小径に形成されている。このようにインクカートリッジ３００が横置きにされた状態では、例えば、インクの液面３１５が連通孔３１３付近に位置する場合は、図８（ａ）に示されるように、インクの液面３１３によって連通孔３１３におけるインクのメニスカスが破れ、バルブ収容室３１１に空気が入り込むという問題がある（矢印３２１参照）。また、図８（ｂ）に示されるように、上記メニスカスが維持されたとしても、インクの液面３１３付近で漂う気泡３１６がインクと共にバルブ収容室３１１に入り込むおそれがある（矢印３２２参照）。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクの残量にかかわらず、インク供給口側に形成された空間へ空気や気泡が混入することを防止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、インクジェット記録方式のプリンタなどに適用されるインクカートリッジである。このインクカートリッジは、少なくとも一側面に開口を形成する外周壁を有するフレーム部、及び当該フレーム部の開口を形成する外周壁に溶着可能な合成樹脂製のフィルムにより、内部にインクを収容する第１空間を有する本体と、上記フレーム部に設けられ、上記第１空間と区画された第２空間を形成する区画壁と、上記区画壁に形成された切欠き及び上記フィルムにより形成され、上記第１空間と上記第２空間との間にインクを流通させるための第１連通孔と、上記外周壁のカートリッジ装着状態における底面側であって上記フレーム部の上面と底面とを繋ぐ背面に設けられ、上記第２空間からインクを外部へ導出するインク供給口と、上記第１空間の底面を形成する底壁の一部が凹陥状に形成された凹陥部と、を具備する。上記第１連通孔は、上記インク供給口より上記第１空間の底面側であって上記第１空間側の開口が上記凹陥部内に配置されており、上記インク供給口の中心を通る軸線を含まない大きさであって断面積が上記インク供給口の断面積と同等若しくはそれより小さい。

このように構成されているため、本体の側面を水平にして横置きにされた場合でも、第１連通孔におけるインクのメニスカスが保持される。したがって、第１空間内の空気が第１連通孔からダイレクトに第２空間に入り込むことはない。また、第１連通孔がインクの液面から離れているため、第１側面及び第２側面のいずれを下にして置かれた場合でも、インクの液面付近で漂っている気泡が第１連通孔から第２空間へ入り込むことはない。

上記第１連通孔の断面積は、上記インク供給口の断面積と同等若しくはそれより小さいので、第１連通孔におけるインクの流速が、インク供給口におけるインクの流速と同等若しくは早くなる。そのため、第１連通孔において気泡が滞留し難くなる。

上記インク供給口は、上記フレーム部の上面と底面とを繋ぐ背面に設けられており、上記第１連通孔は、上記インク供給口より上記第１空間の底面側に配置されているので、第１空間内のインクを使い切ることができ、インクの消費効率を向上させることができる。

上記第１連通孔における上記第１空間側の開口が、上記凹陥部内に配置されているので、凹陥部に溜まったインクの液面が下がって第１連通孔に達するまでの間、空気を第１連通孔に入り込ませることなく、インクを第２空間に供給することができる。その結果、本体内のほとんどのインクを使い切ることができる。

2) 上記区画壁は、合成樹脂で構成されている。この場合、上記切り欠きは、上記区画壁を型成形することにより形成される。これにより、切り欠きを容易に形成することができる。また、例えば、フレームの第１側面側と第２側面側とを異なる型で成形する場合は、一方の型を変更することにより、上記切り欠きのサイズを調整することが可能となる。これにより、型費用を抑え、上記切り欠きのサイズの異なるフレームを安価に得ることができる。また、切り欠きが形成されない他方の型を変更することで、第１空間や第2空間の容量を調整することができる。これにより、第１空間や第２空間の容量の異なる本体を安価に得ることができる。

3) 上記第１連通孔は、非円形状に形成されていることが望ましい。

本インクカートリッジでは、本体の第１空間に収容されたインクが、第１連通孔、第２空間、そしてインク供給口を順次経て外部に導出される。第１連通孔が非円形状に形成されていれば、仮に第１連通孔に気泡が付着しても、第１連通孔の内面と気泡の表面との間に隙間が形成される。したがって、第１連通孔は完全に閉塞されない。そのため、第１連通孔に気泡が付着しても、上記隙間を通じて第１連通孔におけるインクの流通が可能となる。

4) 上記第１連通孔は、多角形状に形成されていることが望ましい。これにより、第１連通孔の内面に形成された角部と気泡との間に形成された隙間からインクが流通する。

5) 上記第１連通孔の具体的形状としては、三角形状もしくは四角形状が好ましい。

多角形状といえども、辺の数が多くなると円形状に近づくため、好ましくない。最も気泡の流入を阻止することができる多角形状としては、三角形状や四角形状などのように、辺の数が少ないものが好ましい。

6) 上記第１空間の内壁面の一部が、上記凹陥部へ向けて傾斜している。これにより、上記凹陥部へ効率よくインクが集められる。

7) 上記第１空間の内壁面の一部が、上記凹陥部へ向けて階段状に傾斜していてもよい。この場合も、上記凹陥部へ効率よくインクが集められる。

8) 上記第２空間に設けられ、上記インク供給口を開閉するバルブ機構を更に備える。本発明は、このようなバルブ機構を備えるインクカートリッジに好適である。

9) 上記第２空間は、隔壁によって隔離された上記第１連通孔側の第１室と上記第１連通孔側の第２室とを有する。この場合、上記第１室は、上記インク供給口を通じて外部に連通されている。また、上記第１室及び上記第２室は、上記隔壁に設けられた第２連通孔を通じて連通されている。また、上記第２室は、上記第１連通孔を通じて上記第１空間に連通されている。

このように第２空間が構成されているため、第１空間に収容されたインクは、第１連通孔を通って第２室に流入し、第２連通孔を経て第１室に移り、インク供給口から外部へ導出される。これにより、仮に第２空間に気泡が進入したとしても、気泡は第２室で止められる。その結果、第１室への気泡の進入が阻止され、インク供給口から外部へ気泡が導出されることはない。

また、塵埃などの不純物が混入したインクを使用している場合は、その不純物が沈殿して第１空間の底面や凹陥部に集められる。この不純物とともにインクが第２空間に流入したとしても、不純物は第２室で止められる。その結果、第１室への不純物の進入が阻止され、インク供給口から外部へ不純物が導出されることはない。

10) 上記第２室は、上記第１室から離反する方向へ向けて先細り形状に形成されていることが好ましい。

本発明のインクカートリッジによれば、本体の側面を水平にして横置きにされた場合でも、第１連通孔におけるインクのメニスカスが保持される。したがって、第１空間内の空気が第１連通孔からダイレクトに第２空間に入り込むことはない。また、第１連通孔がインクの液面から離れているため、第１側面及び第２側面のいずれを下にして置かれた場合でも、気泡が第１連通孔から第２空間へ入り込むことはない。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ここに、図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観を示す斜視図である。図２は、インクカートリッジ１０が分解された状態を示す分解斜視図である。

図１及び図２に示されるように、インクカートリッジ１０は、インクが収容される本体１００（図２参照）と、ケース２０と、プロテクタ３０とを備えている。ケース２０は、本体１００の略全体を覆う。プロテクタ３０は、インクカートリッジ１０が搬送される際に本体１００のインク供給バルブ２００（本発明のバルブ機構に相当、図２参照）などを保護するものであり、ケース２０に着脱可能に取り付けられている。なお、本実施形態では、本体１００、ケース２０、及びプロテクタ３０は、樹脂材料により構成されている。したがって、金属材料が使用されていないので、廃棄処分の際に焼却することができる。例えば、樹脂材料としては、ナイロン、ポリエチレンやポリプロピレンなどが該当する。

ケース２０は、本体１００を２方向（図２の上下方向）から挟み込む２つのケース部材２１，２２で構成されている。第１ケース部材２１は、本体１００の図２下側面を覆う部材であり、第２ケース部材２２は、本体１００の図２上側面を覆う部材である。各ケース部材２１，２２は、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。これらのケース部材２１，２２は、本体１００を構成するフレーム部１１０（本発明のフレームに相当）やインク供給バルブ２００、大気連通バルブ１３１などに対応する形状に形成されている。

第１ケース部材２１には、本体１００の位置決めを行う棒状のピン２５ａ，２５ｂ，２５ｃが形成されている。ピン２５ａ〜２５ｃは、第１ケース部材２１の内面に垂直に立設されている。ピン２５ａ〜２５ｃで囲まれた部分に本体１００が装着される。これにより、ピン２５ａ〜２５ｃによって、本体１００が位置決めされ、本体１００が緩みなく第１ケース部材２１に仮付けされる。また、第２ケース部材２２には、ピン２５ａ〜２５ｃが形成された位置に対応して、ピン２５ａ〜２５ｃと嵌合する孔を有する嵌合孔部（図示せず）が設けられている。各ケース部材２１，２２が本体１００を挟み込むようにして接合され、ピン２５ａ〜２５ｃが上記嵌合孔部に嵌め入れられることにより、第１ケース部材２１と第２ケース部材とが互いに連結する。これにより、本体１００がケース２０によって保護される。

ケース２０には、突起片２６，２７が設けられている。突起片２６に切り欠き２６ａが設けられており、突起片２７に切り欠き２７ａが設けられている。これらの切り欠き２６ａ，２７ａに、プロテクタ３０に形成された図示しない突起が嵌合される。これにより、プロテクタ３０が、ケース２０に確実に取り付けられる。なお、ケース２０にプロテクタ３０が取り付けられた状態で、プロテクタ３０の貫通孔３１から大気連通バルブ１３１のロッド１３４が露出される。これにより、プロテクタ３０をケース２０から取り外すことなく、大気連通バルブ１３１を動作させることができる。

次に、図２〜図７を参照して、本体１００について説明する。ここに、図３は、インク注入部１５０側から見て本体１００の左側の面を示す図である。図４は、インク注入部１５０側から見て本体１００の右側の面を示す図である。図５は、バルブ収容室１２０の断面構造を示す部分断面図である。図６は、インク供給室１７５付近の構造を示す部分拡大図である。図６の（ａ）には、インク供給室１７５付近の概略構造が示されており、（ｂ）には、（ａ）における切断線VIb−VIbの断面構造が示されており、（ｃ）には、インク量が減少した状態が示されており、（ｄ）には、インクの供給が終了した状態が示されている。図７は、本体１００が横置きにされた状態の断面構造を示す断面図である。図７の（ａ）には、左側面１０５を下にして横置きされた状態が示されており、（ｂ）には、右側面１０６を下にして横置きされた状態が示されている。なお、図３では、インク供給バルブ２００及び大気連通バルブ１３１が本体１００から取り外された状態が示されている。また、図３及び図４では、フィルム１６０が省略されている。また、図５では、インク供給バルブ２００の一部が省略されている。

図２に示されるように、本体１００は、扁平形状の略６面体として構成されている。詳細には、本体１００は、幅方向（矢印５１の方向）に細く、高さ方向（矢印５２の方向）に長く、奥行き方向（矢印５３の方向）が上記高さ方向よりもさらに長い略直方体形状に形成されている。この本体１００は、図３及び図４に示された起立状態で、つまり、図中の下側の面を底面１０４とし、図中の上側の面を上面１０３として記録装置に装着される。インクカートリッジ１０は、記録装置に対して矢印５０で示される挿入方向に挿入される。なお、本体１００において、矢印５０の方向の前方側の面、つまり、底面１０４から起立するように設けられた面が本体１００の背面１０２である。また、この背面１０２に対向する面が本体１００の正面１０１である。正面１０１、背面１０２、上面１０３、底面１０４に連結された面が側面１０５及び側面１０６（本発明の第１側面及び第２側面に相当）である。これら側面１０５，１０６は、背面１０２と底面１０４との共有辺に交差する一対の辺を有し、互いに対向するよう配置されている。本実施形態では、一対の側面１０５，１０６が本体１００において６面体の最大面積となっている。

本体１００は、大別して、フレーム部１１０と、合成樹脂製のフィルム１６０（本発明の第１被覆部材及び第２被覆部材に相当）と、センサーアーム９０と、大気連通バルブ１３１と、インク供給バルブ２００とにより構成されている。フレーム部１１０の両側面（図２の上下の２面）にフィルム１６０が溶着されることにより、その内部に、インクを収容することが可能なインク室１７０（本発明の第１空間に相当）が形成される。

フレーム部１１０は、本体１００の筐体を構成する部材であり、本体１００の六面１０１〜１０６を形成する。したがって、本体１００の六面１０１〜１０６は、フレーム部１１０の六面に一致する。以下において、本体１００の各面に付された符号を用いてフレーム部１１０の各面を示す。

フレーム部１１０は、透光性のある透明或いは半透明の樹脂材料で構成されており、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。このフレーム部１１０は、大別して、複数の壁部材（外周壁１１１等）と、インク注入部１５０と、検知窓１４０と、バルブ収容室１２０と、バルブ収容室１３０と、傾斜部８０とを備える。

図３及び図４に示されるように、フレーム部１１０は、外周壁１１１と、複数の内壁１１２とを備える。内壁１１２は、外周壁１１１の内側に配設されている。外周壁１１１及び内壁１１２は、フレーム部１１０として一体に形成されており、本体１００の左側面１０５から右側面１０６に渡って設けられている。外周壁１１１は、内部に空間を形成するように、正面１０１、上面１０３、背面１０２、底面１０４に概ね沿って環状に配設されている。これにより、フレーム部１１０の左側面１０５に開口１１４ａが形成され、右側面１０６に開口１１４ｂが形成される。

外周壁１１１及び内壁１１２の側面１０５，１０６側の外縁部分には、溶着部１１６（黒塗りの部分）が設けられている。この溶着部１１６に、超音波溶着によってフィルム１６０が溶着される。これにより、開口１１４ａ及び開口１１４ｂがフィルム１６０によって閉塞されて、外周壁１１１とフィルム１６０とによって囲まれたインク室１７０が区画される。このように区画されたインク室１７０にインクが収容される。

本実施形態では、内壁１１２は、外周壁１１１で囲まれた領域内において分散された状態で配設されている。そのため、フィルム１６０の弛みを抑制しつつ、インク室１７０におけるインクの流通性を高めることができる。また、内壁１１２が分散して配置されているため、例えば、軟性な樹脂材料でケース２０が形成されている場合に、そのケース２０が本体１００側に変形したとしても、内壁１１２によってケース２０の変形を規制することができる。これにより、ケース２０やフィルム１６０の破損を防止することができる。さらに、外周壁１１１及び内壁１１２は、側面１０５，１０６の方向、つまり、矢印５１（図１参照）で示される幅方向に延設されているため、フレーム部１１０を射出成形する場合に、複雑な金型を必要としない。これにより、インクカートリッジ１０の製作コストの低減を図ることができる。

インク注入部１５０は、インクをインク室１７０に注入するために設けられている。インク注入部１５０は、フレーム部１１０に一体に成形されている。このインク注入部１５０は、本体１００の正面１０１の中段付近よりやや下側に配設されている。

図４に示されるように、インク注入部１５０は、筒部１５２と、連通孔１５３と、隔壁１５６と、連通孔１５４とを主に備えている。筒部１５２は、正面１０１からインク室１７０側に穿設された略円筒状の孔であり、その奥部が閉塞されている。連通孔１５３は、筒部１５２とインク室１７０との間を連通するものである。この連通孔１５３は、筒部１５２の側壁に形成されている。この連通孔１５３は、筒部１５２の側壁を本体１００の右側面１０６側に貫通している。

隔壁１５６は、連通孔１５３をインク室１７０に対して隔離するとともに、後述する注入路１５８を形成するものである。隔壁１５６は、筒部１５２の外面に右側面１０６側へ向けて立設された横向き略Ｕ字状のリブ部材からなり、本体１００の奥行き方向（図４の矢印５３の方向）に延設された細長形状を呈する。隔壁１５６の右側面１０６側の外縁部分には溶着部１１６が設けられている。この溶着部１１６にもフィルム１６０が溶着される。右側面１０６の開口１１４ｂがフィルム１６０で閉塞された状態で、隔壁１５６及びフィルム１６０で囲まれた部分に注入路１５８が形成される。この注入路１５８は、インクが注入されたときにインクがインク室１７０へ向かって流れる流路である。隔壁１５６の正面１０１側に連通孔１５４が形成されている。この連通孔１５４によって、隔壁１５６が正面１０１側でインク室１７０側に開放されている。したがって、注入路１５８は、連通孔１５４を通じてインク室１７０に連通している。

筒部１５２の正面１０１側の開口は、本体１００の外部に開放されたインク注入口（不図示）である。このインク注入口からインクが注入される。インク注入口から注入されたインクは、筒部１５２の内部から連通孔１５３を通って注入路１５８に流れ込み、そして、連通孔１５４からインク室１７０に流入する。

検知窓１４０は、インク室１７０に収容されているインクの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１４０は、フレーム部１１０に一体に形成されている。したがって、検知窓１４０は、フレーム部１１０と同じ材質、つまり、透光性のある透明或いは半透明の樹脂材料で構成されている。そのため、検知窓１４０は、外部からの光を透過することができる。なお、検知窓１４０は、記録装置に取り付けられたフォトインタラプタなどの光センサによって検出光が照射される。本実施形態では、上記検出光は、側壁１４０ｂに照射される。

検知窓１４０は、図３〜図５に示されるように、本体１００の背面１０２の中段付近から外向き、つまり、インク室１７０とは反対側の方向（図３の左向き）へ突出している。具体的には、検知窓１４０は、背面１０２に平行で、この背面１０２から外向きに所定距離だけ離反された矩形状の前壁１４０ａ（図５参照）と、この前壁１４０ａの幅方向の二辺を含む一対の側壁１４０ｂと、前壁１４０ａの上下の二辺を含む上壁１４０ｃ及び底壁１４０ｄとにより区画されている。前壁１４０ａの幅（図２の矢印５１方向の寸法）は、本体１００の背面１０２の幅よりも小さく形成されている。

図５に示されるように、検知窓１４０の内部に空間１４２が形成されている。空間１４２は、インク室１７０に連続している。空間１４２に、センサーアーム９０のインジケータ部９２が進入或いは退出する。なお、図３及び図４では、インジケータ部９２が空間１４２に進入した姿勢が実線で示されており、図５では、破線で示されている。

センサーアーム９０は、インク室１７０に収容されたインクの液量を検知するための部材である。センサーアーム９０の一方端に、空間１４２に進入或いは退出されるインジケータ部９２が設けられている。センサーアーム９０の他方端に、内部が中空状に形成されたフロート部９３が設けられている。このセンサーアーム９０は、外周壁１１１の幅方向（矢印５１の方向）の中心に立設されたリブ９４に揺動可能に支持されている。フロート部９３は浮きの役割を担っており、インク量に応じて上下に変位する。これにより、フロート部９３の変位量に応じてセンサーアーム９０が回動する。リブ９４は、背面１０２及び底面１０４で形成されるコーナー付近の外周壁１１１に設けられており、このリブ９４に、センサーアーム９０を軸支する支持部９７（図５参照）が形成されている。

センサーアーム９０は、インク室１７０内に十分な量のインクが収容されている場合は、図３及び図４に示されるようにインジケータ部９２が空間１４２に進入した姿勢を維持する。一方、インクが所定量未満になるとフロート部９３が下降して、インジケータ部９２が空間１４２から退出した姿勢を維持する。空間１４２におけるインジケータ部９２の有無を検知窓１４０の外部からフォトインタラプタなどの光センサで監視することで、インク室１７０内のインクの液量が所定量あるかどうかを検知することができる。

インク室１７０には、図３及び図４に示されるように、背面１０２及び底面１０４で形成されるコーナー部分に、傾斜部８０が設けられている。この傾斜部８０は、検知窓１４０の空間１４２や外周壁１１１における背面１０２側の垂直面１７２に付着したインクをインク室１７０の底面１７１、より詳細には、底面１７１に形成された凹陥部１１７へ円滑に導くために設けられたものである。傾斜部８０は、垂直面１７２から凹陥部１１７へ向けて傾斜する第１傾斜面８１と、該第１傾斜面８１の下方に位置する第２傾斜面８２とを有する。

第１傾斜面８１は、外周壁１１１の上記コーナー部分が傾斜されることによって形成される。また、第２傾斜面８２は、後述する隔壁１７７が傾斜されることによって形成される。第１傾斜面８１と第２傾斜面とに間には、段が設けられている。したがって、傾斜部８０は、側面１０５，１０６の方向から見て階段状に形成されている。このような傾斜部８０が設けられているため、凹陥部１１７へ効率よくインクを集めることができる。

本実施形態では、傾斜部８０は、第１傾斜面８１と第２傾斜面８２とによって階段状に構成されているが、もちろん、垂直面１７２から凹陥部１１７へ向けて段を有しない傾斜面で構成されていてもよい。また、第１傾斜面８１が空間１４２の底面と連続して形成されていてもよい。つまり、空間１４２の底面が傾斜されており、その底面が第１傾斜面８１に連続するように傾斜部８０が構成されていてもよい。これにより、外周壁１１１のみならず、空間１４２に付着したインクを円滑にインク室１７０の底面１７１へ導くことができる。

図３に示されるように、フレーム部１１０の背面１０２の上部、言い換えれば、検知窓１４０の上方に、円形の開口１３２が設けられている。開口１３２に連続してフレーム部１１０の内部に円筒状のバルブ収容室１３０が形成されている。バルブ収容室１３０は、その奥部においてインク室１７０に連通している。バルブ収容室１３０に、大気連通バルブ１３１が収容される。

大気連通バルブ１３１は、開口１３２からインク室１７０に至る経路を開放又は閉鎖する弁機構であり、バルブ本体１３７やバネ１３６、シール部材１３３、ロッド１３４、カバー１３５などの部材によってユニット化された構造を有する。大気連通バルブ１３１は、常時は、バネ１３６の付勢力によって上記経路を閉鎖する方向にバルブ本体１３７が押し付けている。ロッド１３４は、背面１０２側に突出している。このロッド１３４が上記付勢力に抗して開口１３２の奥部へ押圧されることにより、上記経路が開放される。なお、バルブ収容室１３０及び大気連通バルブ１３１は本発明に関係しないため、詳細な説明は省略する。

図４及び図５に示されるように、フレーム部１１０の背面１０２の下部、言い換えれば、検知窓１４０の下方に、円形の開口１２２が設けられている。この開口１２２に連続してフレーム部１１０の内部側に、本発明の第２空間の一例であるバルブ収容室１２０及びインク供給室１７５が形成されている。なお、バルブ収容室１２０が本発明の第１室に相当し、インク供給室１７５が本発明の第２室に相当する。

バルブ収容室１２０は、開口１２２から本体１００のインク室１７０へ向かう方向（矢印５３の方向）に沿ってフレーム部１１０の内側に延設されている。バルブ収容室１２０は、図示されるように、外周壁１１１の外側に設けられている。一方、インク供給室１７５は、背面１０２側から見てバルブ収容室１２０の奥側に設けられている。このインク供給室１７５は、外周壁１１１の内側に設けられている。つまり、インク供給室１７５とバルブ収容室１２０とは、外周壁１１１によって仕切られるように隔離されている。以下、外周壁１１１において、インク供給室１７５とバルブ収容室１２０とを仕切る部分を隔壁１７９と称する。

バルブ収容室１２０は、略円筒状に形成された側壁１２４（図５参照）によってその側面が区画され、隔壁１７９によってその奥面が区画されている。このバルブ収容室１２０に、逆止弁１９０及びインク供給バルブ２００（図３参照）が収容される。

インク供給バルブ２００は、開口１２２からバルブ収容室１２０に至る経路を開放又は閉鎖する弁機構であり、バルブ本体２０７（本発明の蓋体に相当）やバネ２０６（本発明の弾性部材に相当）、シール部材２０４、カバー２０５などの部材によってユニット化された構造を有する。バルブ本体２０７は、バルブ収容室１２０内で、後述するインク供給口２１０を閉塞する位置とインク供給口２１０を開放する位置との間で移動可能に配設されている。インク供給バルブ２００は、常時は、バネ２０６の付勢力によって、インク供給口２１０を閉塞する方向にバルブ本体２０７を押し付けている。そして、インク供給口２１０に外部側からインクニードルが挿入されて上記付勢力に抗してバルブ本体２０７が押圧されると、バルブ本体２０７がスライドして、上記インク供給口２１０が開放される。このとき、インク室１７０内のインクがインク供給室１７５及びバルブ収容室１２０を経てインク供給口２１０から外部へ流出可能な状態となる。

図５に示されるように、開口１２２の外縁部にシール部材２０４を介してカバー２０５が取り付けられている。カバー２０５には貫通孔２１４が設けられ、シール部材２０４には貫通孔２１５が設けられている。このカバー２０５が上記外縁部に取り付けられた状態で、インクニードルが挿入可能なインク供給口２１０（貫通孔２１４，２１５）が形成される。このインク供給口２１０は、その中心がバルブ収容室１２０の円筒中心線１７６に一致するように形成されている。

逆止弁１９０は、インク室１７０からバルブ収容室１２０へのインクの流通を許容し、バルブ収容室１２０からインク供給室１７５へのインクの流通を制限するものである。逆止弁１９０は、バルブ収容室１２０とインク供給室１７５とを連通する後述の連通孔１８１（本発明の第２連通孔に相当）に装着される。この逆止弁１９０は、バルブ収容室１２０からインク供給室１７５へのインクの逆流を抑止するために設けられている。

インク供給室１７５は、右側面１０６から見て略三角形状に形成されている。このインク供給室１７５は、右側面１０６から見て横向き略Ｖ字状の隔壁１７７（本発明の区画壁に相当）と外周壁１１１の一部を構成する隔壁１７９とによって区画されている。したがって、インク供給室１７５は、バルブ収容室１２０から奥行き方向（矢印５３の方向）へ向かうにつれて先細り形状に形成されている。インク供給室１７５とバルブ収容室１２０とは、隔壁１７９を間に介在させて本体１００の奥行き方向（矢印５３の方向）に隣接している。隔壁１７７の右側面１０６側の外縁部分には溶着部１１６が設けられている。この溶着部１１６にもフィルム１６０が溶着される。右側面１０６の開口１１４ｂがフィルム１６０で閉塞されることにより、隔壁１７７、隔壁１７９、及びフィルム１６０で囲まれた空間にインク供給室１７５が形成される。

隔壁１７９には、インク供給室１７５とバルブ収容室１２０とを連通する連通孔１８１が形成されている。この連通孔１８１は、上記インク供給口２１０と同じように、その中心がバルブ収容室１２０の円筒中心線１７６に一致するように形成されている。

図６（ａ）に示されるように、隔壁１７７は、連通孔１８１を囲むように設けられている。隔壁１７７のうち、下側の壁（以下「下壁」と称する。）１７７ｂには、インク室１７０とインク供給室１７５とを連通する連通孔１８２（本発明の第１連通孔に相当）が形成されている。この連通孔１８２は、連通孔１８１及びインク供給口２１０それぞれの中心を通る円筒中心線１７６から下方へずらされた箇所に形成されている。なお、隔壁１７７のうち、上側の壁（以下「上壁」と称する。）１７７ａは、後述する凹陥部１１７へ向けて傾斜されている。この上壁１７７ａによって第２傾斜面８２が形成されている。

図６（ｂ）に示されるように、下壁１７７ｂに切り欠き１８４が形成されている。この切り欠き１８４は、下壁１７７ｂの右側面１０６側の端部に設けられている。切り欠き１８４は、下壁１７７ｂの右側面１０６側の端部の一部が略コの字状に切り欠かれることにより形成される。切り欠き１８４は、フレーム部１１０を射出成形することによってフレーム部１１０と同時に形成される。この切り欠き１８４と、下壁１７７ｂの溶着部１１６に溶着されたフィルム１６０とによって、連通孔１８２が形成される。これにより、断面が矩形状（四角形状）に形成された連通孔１８２が、右側面１０６側のフィルム１６０に隣接して設けられる。

本実施形態では、連通孔１８２は、インク供給口２１０或いは連通孔１８１よりも小さい断面積に形成されている。したがって、インク供給口２１０から外部へインクが流出された場合に、連通孔１８２におけるインクの流速は、インク供給口２１０及び連通孔１８１における流速よりも大きい。そのため、連通孔１８２付近で気泡などが滞留し難くなる。

下壁１７７ｂの下方に、凹陥部１１７が設けられている。凹陥部１１７は、インク室１７０の底面１７１を形成する底壁１１８の一部を凹陥状に一段低くして陥没させることにより形成される。なお、外周壁１１１のうち、インク室１７０の底面１７１を形成する部分が底壁１１８である。本実施形態では、この凹陥部１１７で区画される凹部空間１１９に、連通孔１８２のインク室１７０側の開口が配置されている。

図６（ｂ）に示されるように、凹陥部１１７は、リブ９４より右側面１０６側のみに設けられており、リブ９４より左側面１０５側には設けられていない。凹陥部１１７の直上のリブ９４には、リブ９４を右側面１０６側から左側面１０５側へ貫通する貫通孔９５が形成されている。この貫通孔９５を通ってインクが右側面１０６側と左側面１０５側との間で流通する。なお、凹陥部１１７は右側面１０６側のみに設けられているため、例えば、インク室１７０内のインクの液面が底面１７１より下がった場合には、リブ９４の左側面１０５側に残ったインクは、貫通孔９５を通って凹陥部１１７へ流入する。このような凹陥部１１７が設けられているため、凹陥部１１７に溜められたインクの液面が下がって連通孔１８２に達するまでの間、空気を連通孔１８２に入り込ませることなく、インクをインク供給室１７５に供給することができる。

本実施形態では、図６（ｂ）に示されるように、隔壁１７７は、インク室１７０とバルブ収容室１２０とをインク供給室１７５で隔てるように設けられている。即ち、インク供給室１７５は、インク室１７０との連通を連通孔１８２のみで行い、バルブ収容室１２０との連通を連通孔１８１のみで行う。したがって、インク供給口２１０が開放されると、インク室１７０に収容されたインクが、凹陥部１１７から連通路１８２を通ってインク供給室１７５に流入し、インク供給室１７５から連通孔１８１を通ってバルブ収容室１２０に流入する（図６（ｃ）の矢印５４）。そして、バルブ収容室１２０からインク供給口２１０を通って外部へインクが流出される（図６（ｃ）の矢印５５）。

次に、図６（ｃ）及び図６（ｄ）を参照して、インク供給口２１０が開放されたときのインク流路、つまり、インク室１７０からバルブ収容室１２０へのインク流路（図６（ｃ）の矢印５４）について説明する。

図６（ｃ）に示されるように、インク室１７０に収容されたインクの液面６０が凹陥部１１７より上方で、且つ、連通孔１８１及びインク供給口２１０より下方に位置する場合は、図示されるように、凹部空間１１９がインクで満たされている。上述したように、連通孔１８２は、凹部空間１１９内に配置されているため、記録装置に対するインクカートリッジ１０の装着姿勢において、連通孔１８２に空気や気泡が入り込むことはない。したがって、この場合は、たとえインク液面６０が連通孔１８１及びインク供給口２１０より下方に位置していたとしても、インク室１７０内のインクは、凹陥部１１７から連通孔１８２、インク供給室１７５、連通孔１８１、バルブ収容室１２０、そしてインク供給口１２０を通るインク流路（図６（ｃ）の矢印５４，５５）で外部へ流出する。

なお、本実施形態では、バルブ収容室１２０は５に示されるように略円筒状に形成されている。連通孔１８１に逆止弁１９０が装着され、バルブ収容室１２０内にインク供給バルブ２００が収容される。そのため、本体１００の底面１０４を略フラットにしたままの状態で、連通孔１８１をインク室１７０の底面１７１に近づけて配置するのに限界がある。隔壁１１７を設けない構成では、連通孔１８１よりインクの液面６０が下がると、連通孔１８１から空気が入り込むため、インクの供給ができなくなり、インク室１７０内に消費できないインクが残ることになる。しかし、隔壁１１７を設けることで、連通孔１８２を連通孔１８１やインク供給口２１０より下方で、しかも底面１７１の近傍に配置することが可能になる。これにより、インクの液面６０が連通孔１８２より下がるまでインクを供給することができるので、インクの消費効率が向上する。

また、本実施形態では、連通孔１８２の断面が矩形状（四角形状）に形成されているため、矢印５４で示されるインク流路を通ってインクが流通する際に、インク中の気泡が凹部空間１１９から連通孔１８２に到達したとしても、連通孔１８２の４つのコーナー部分に気泡が接触しない部分が形成される。そのため、気泡によって連通孔１８２が完全に閉塞されることがないため、常に、矢印５４で示されるインク流路を確保することができる。

次に、図７を参照して、連通孔１８２が右側面１０６側のフィルム１６０に隣接して設けられることによる作用効果について説明する。なお、ここでは、例えば、保守点検等を理由に、記録装置から取り外されたインクカートリッジ１０を例にとって説明する。この場合、インク室１７０には略半分程度のインクが収容されているものとする。

図７（ａ）に示されるように、左側面１０５を下にしてインクカートリッジ１０を横置きにした場合は、インクの液面６０は、概ね、幅方向（矢印５１の方向）の中央付近に位置する。図示されるように、連通孔１８２は、右側面１０６側のフィルム１６０に隣接しており、インクの液面６０からは十分に離されている。したがって、液面６０付近で漂う気泡６３が連通孔１８２に入り込むことはない。また、液面６０の揺れなどによって連通孔１８２におけるインクのメニスカスが破られることもない。

また、図７（ｂ）に示されるように、右側面１０６を下にしてインクカートリッジ１０を横置きにした場合は、連通孔１８２は、インク層の底面に位置する。そのため、インクの液面６０付近で漂う気泡が連通孔１８２に入り込むことはない。また、連通孔１８２はインク中にあるため、ダイレクトに空気が入り込むこともない。

このように連通孔１８２が配置されているため、いずれの側面１０５，１０６を下にしてインクカートリッジ１０を横置きにしても、インク室１７０の空気がインク供給室１７２に入り込むことはない。

上述の実施形態では、連通孔１８２の断面形状を矩形状に形成することとしたが、例えば、連通孔１８２の断面形状を三角形状に形成してもよい。この場合、隔壁１１７に三角形状の切り欠きを形成して、この切り欠きとフィルム１６０とによって連通孔１８２を形成することが可能のである。もちろん、連通孔１８２の断面形状は、矩形状や三角形状に限られず、五角形状、或いはそれ以上の角を有する多角形状に形成してもかまわない。また、多角形状に限られず、連通孔１８２の断面形状が楕円などの非円形状であってもよい。このような形状に連通孔１８２の断面が形成されていても、連通孔１８２が気泡によって完全に閉塞されない。

また、上述の実施形態では、連通孔１８２を右側面１０６のフィルム１６０に隣接して設けたが、左側面１０５のフィルム１６０に隣接して設けてもよい。また、フィルム１６０に隣接させることなく、連通孔１８２を左側面１０５或いは右側面１０６のいずれかの近傍に配設してもよい。この場合も、インク室１７０からインク供給室１７２への空気の進入が防止される。

なお、上述した実施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することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観を示す斜視図である。 図２は、インクカートリッジ１０が分解された状態を示す分解斜視図である。 図３は、インク注入部１５０側から見て本体１００の左側の面を示す図である。 図４は、インク注入部１５０側から見て本体１００の左側の面を示す図である。 図５は、バルブ収容室１２０の断面構造を示す部分断面図である。 図６は、インク供給室１７５付近の構造を示す部分拡大図であり、（ａ）には、インク供給室１７５付近の概略構造が示されており、（ｂ）には、（ａ）における切断線VIb−VIbの断面構造が示されており、（ｃ）には、インク量が減少した状態が示されており、（ｄ）には、インクの供給が終了した状態が示されている。 図７は、本体１００が横置きにされた状態の断面構造を示す部分断面図であり、（ａ）には、左側面１０５を下にして横置きされた状態が示されており、（ｂ）には、右側面１０６を下にして横置きされた状態が示されている。 図８は、従来のインクカートリッジ３００を横置きにした状態を示す部分断面図である。

１０・・・インクカートリッジ
２０・・・ケース
３０・・・プロテクタ
８０・・・傾斜部
８１・・・第１傾斜面
８２・・・第２傾斜面
９０・・・センサーアーム
１００・・・本体
１１０・・・フレーム部（フレーム）
１１７・・・凹陥部
１２０・・・バルブ収容室（第２空間、第１室）
１４０・・・検知窓
１５０・・・インク注入部
１６０・・・フィルム（第１被覆部材、第２被覆部材）
１７０・・・インク室（第１空間）
１７５・・・インク供給室（第２空間、第２室）
１７７・・・隔壁
１７９・・・隔壁
１８１・・・連通孔（第２連通孔）
１８２・・・連通孔（第１連通孔）
１８４・・・切り欠き
１９０・・・逆止弁
２００・・・インク供給バルブ（バルブ機構）
２１０・・・インク供給口

Claims (10)

1. 少なくとも一側面に開口を形成する外周壁を有するフレーム部、及び当該フレーム部の開口を形成する外周壁に溶着可能な合成樹脂製のフィルムにより、内部にインクを収容する第１空間を有する本体と、
   上記フレーム部に設けられ、上記第１空間と区画された第２空間を形成する区画壁と、
   上記区画壁に形成された切欠き及び上記フィルムにより形成され、上記第１空間と上記第２空間との間にインクを流通させるための第１連通孔と、
   上記外周壁のカートリッジ装着状態における底面側であって上記フレーム部の上面と底面とを繋ぐ背面に設けられ、上記第２空間からインクを外部へ導出するインク供給口と、
   上記第１空間の底面を形成する底壁の一部が凹陥状に形成された凹陥部と、を具備しており、
   上記第１連通孔は、上記インク供給口より上記第１空間の底面側であって上記第１空間側の開口が上記凹陥部内に配置されており、上記インク供給口の中心を通る軸線を含まない大きさであって断面積が上記インク供給口の断面積と同等若しくはそれより小さいインクカートリッジ。
2. 上記区画壁は、合成樹脂で構成されており、
   上記切り欠きは、上記区画壁を型成形することにより形成される請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 上記第１連通孔は、非円形状に形成されている請求項１又は２に記載のインクカートリッジ。
4. 上記第１連通孔は、多角形状に形成されている請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 上記第１連通孔は、三角形状もしくは四角形状に形成されている請求項４に記載のインクカートリッジ。
6. 上記第１空間の内壁面の一部が、上記凹陥部へ向けて傾斜している請求項１に記載のインクカートリッジ。
7. 上記第１空間の内壁面の一部が、上記凹陥部へ向けて階段状に傾斜している請求項６に記載のインクカートリッジ。
8. 上記第２空間に設けられ、上記インク供給口を開閉するバルブ機構を更に備える請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジ。
9. 上記第２空間は、隔壁によって隔離された上記インク供給口側の第１室と上記第１連通孔側の第２室とを有し、
   上記第１室は、上記インク供給口を通じて外部に連通され、
   上記第１室及び上記第２室は、上記隔壁に設けられた第２連通孔を通じて連通され、
   上記第２室は、上記第１連通孔を通じて上記第１空間に連通されている請求項１から８のいずれかに記載のインクカートリッジ。
10. 上記第２室は、上記第１室から離反する方向へ向けて先細り形状に形成されている請求項９に記載のインクカートリッジ。

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