JP5492345B1 - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】インクカートリッジを印刷装置から取り外したときに、インクカートリッジのインク供給口からインクが垂れるのを抑止する。
【解決手段】インクカートリッジ（４０）のソケット部５０を印刷装置（１０）のジョイント部３０から取り外す際に、ソケット部５０のソケット本体５１内で前後方向に移動可能な中栓５３には、ジョイント部３０のジョイント本体３１に形成した挿入軸３１ｆが挿入されるインク保持部５３ａ１が設けられ、このインク保持部５３ａ１に挿入された挿入軸３１ｆが引き抜かれることで、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅの近傍に存在するインクＩＫをインク保持部５３ａ１にて保持することを特徴とするインクカートリッジ（４０）を提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクカートリッジを印刷装置から取り外したときに、インクカートリッジのインク供給口からインクが垂れるのを抑止できるインクカートリッジに関する。

一般的に、インクジェット方式を適用したインクジェット印刷装置は、例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）などのインクをインク色ごとに収納した複数のインクカートリッジを用いている。

そして、各色のインクカートリッジからインクをインク色ごとに設けたインクジェットヘッドに供給し、各色のインクジェットヘッドから各色のインクを用紙に向かって吐出させることにより、用紙上に画像や文字をカラー印刷できるので、家庭用や業務用の印刷装置として多用されているし、ブラック（Ｋ）のインク１色だけでも単色印刷できるように構成されている。

この際、インク色ごとにインクを収納した複数のインクカートリッジは、インクジェット印刷装置に着脱自在に装着されているが、このインクカートリッジをインクジェット印刷装置から取り外したときに、インクカートリッジのインク供給口にインクがたまっているので、インク供給口からインク垂れが発生することがある。

そこで、インクカートリッジをインクジェット印刷装置から取り外したときに、インクカートリッジのインク供給口からインクが垂れるのを防止できるインクカートリッジがある（例えば、特許文献１参照）。

上記した特許文献１に開示されたインクカートリッジでは、ここでの図示を省略するものの、インクカートリッジは、カートリッジ本体にインク供給口が形成されている。また、カートリッジ本体のインク供給口の外側周囲に形成した凹部内にインク供給口から漏れたインクを吸収して保持する吸収体がウレタンフォームなどを用いて装着されている。

一方、インクジェット記録装置(インクジェット印刷装置）内のヘッドホルダーには、インクカートリッジのインク供給口が挿脱されるインク導入部材が突設されている。

従って、インクジェット記録装置にインクカートリッジを装着した後に、ヘッドホルダーに突設したインク導入部材からカートリッジ本体に形成したインク供給口を取り外したときに、インク供給口から漏れたインクが吸収体に保持されるので、インクカートリッジを取替える際にインクが垂れたり、ヘッドホルダーや、カートリッジ本体の吸収体が装着されている部分以外の面にインクが付着するのを防止できる。

特開平９−２００１５号公報

ところで、特許文献１に記載のインクカートリッジでは、前述したように、カートリッジ本体のインク供給口から漏れたインクを吸収して保持する吸収体をインク供給口の近傍に装着しているものの、この吸収体はウレタンフォームなどを用いているので油性のインクにより膨潤して劣化し、吸収体の劣化によりインクが吸収できなくなるという問題がある。

また、インクジェット記録装置とインクカートリッジとの間で脱着を繰り返した際に、吸収体がインクを吸収できる量を超えてインクが吸収できなくなり、インク供給口からインクが垂れてしまう場合がある。

そこで、上記した吸収体を用いることなく、インクカートリッジを印刷装置から取り外したときに、インクカートリッジのインク供給口からインクが垂れるのを抑止できるインクカートリッジを提供することを目的とする。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、インクを収納するインク収納容器と、
前記インク収納容器の一端に設けられ、印刷装置のジョイント部との脱着を行うソケット部と、
前記ソケット部に設けられたインク供給口と、
前記インク収納容器側からの付勢力により、前記インク供給口へのインク経路を封止する中栓と、
前記ソケット部を前記ジョイント部に装着する際に、前記ジョイント部に設けられた挿入軸により前記付勢力に抗して前記中栓を押圧することで前記インク経路を連通するインクカートリッジにおいて、
前記中栓には、前記挿入軸が挿入されるインク保持部が設けられ、
前記ソケット部を前記ジョイント部から引き抜く際、
前記挿入軸による前記インク保持部の押圧を解除して前記インク経路を封止した後に、前記ジョイント部と前記ソケット部との嵌合状態が解除され、その後、前記挿入軸が前記インク保持部内から引き抜かれることで、前記インク供給口の近傍に存在する前記インクを前記インク保持部にて保持することを特徴とするインクカートリッジである。

また、第２の発明は、上記した第１又は第２の発明のインクカートリッジにおいて、
前記挿入軸は軸線方向に伸びる形状で設けられており、一方、前記インク保持部は前記挿入軸の軸線と平行な面を有する凹部であることを特徴とするインクカートリッジである。

第１の発明のインクカートリッジによれば、ジョイント部に設けた挿入軸によりソケット部内で押圧される中栓にインクを保持するインク保持部を設けることで、挿入軸をインク保持部内から引き抜いた際にインク供給口の近傍に付着したインクを保持しているので、ジョイント部とソケット部との間で脱着を繰り返してもソケット本体のインク供給口からインクが垂れることを抑止できる。

また、インクカートリッジを印刷装置から取り外しても、中栓のインク保持部に保持されたインクは表面張力によりインク保持部から垂れることを抑止できるので、安心してインクカートリッジの持ち運ぶことが可能になる。

また、ソケット部をジョイント部から引き抜く際、挿入軸によるインク保持部の押圧を解除してインク供給口へのインク経路を封止した後に、ジョイント部とソケット部との嵌合状態が解除され、その後、挿入軸がインク保持部内から引き抜かれるので、嵌合状態を解除した際にも、挿入軸がインク保持部内に挿入されているので、挿入軸をインク保持部から引き抜いたときに、インク保持部に対して負圧が発生し、及び／又は、インク保持部とインクとの間で表面張力が生じるので、嵌合を解除した際に生じるインクの飛び散りを打ち消す力を発生させることができ、インク挿入口からのインク垂れ量を軽減できる。

また、第２の発明のインクカートリッジによれば、挿入軸は軸線方向に伸びる形状で設けられており、一方、インク保持部は挿入軸の軸線と平行な面を有する凹部であるので、インクカートリッジを印刷装置内で約２°程度傾けて設置しても、重力方向に対してインク供給口からのインクの垂れ落ちを抑止できる。

本発明に係るインクカートリッジを適用したインクジェット印刷装置の概略構成を示した構成図である。 本発明に係るインクカートリッジの外観形状を示した斜視図である。 （ａ），（ｂ）は印刷装置内のカートリッジ取付機構部に本発明に係るインクカートリッジを連結させる状態を示した斜視図，縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は印刷装置内のジョイント部と、このジョイント部に嵌合されるインクカートリッジ内のソケット部とを拡大して示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は印刷装置内のジョイント部にインクカートリッジのソケット部を嵌合させる動作を順に示した動作図である。 （ａ）〜（ｄ）はインクカートリッジのソケット部から印刷装置内のジョイント部を引き抜く動作を順に示した動作図である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明に係るインクカートリッジにおいて、ソケット本体内の中栓の先端側に形成したインク保持部の形状をそれぞれ示した図である。

以下に本発明に係るインクカートリッジを実施する形態について、図１〜図７を参照して詳細に説明する。

本発明に係るインクカートリッジを説明する前に、図１を用いて本発明に係るインクカートリッジが適用されるインクジェット印刷装置について簡略に説明する。

図１は本発明に係るインクカートリッジが適用されるインクジェット印刷装置の概略構成を示している。

図１に示す如く、インクジェット印刷装置（以下、単に印刷装置と記す）１０では、この印刷装置１０内に設けたカートリッジ取付機構部２０のホルダー２１に支持されたジョイント部３０に、本発明に係るインクカートリッジ４０内に設けたソケット部５０が着脱自在に接続されている。

この際、カートリッジ取付機構部２０のホルダー２１は、前板２１ａの下方に連接してカートリッジ載置台２１ｂが一体的に形成されており、このカートリッジ載置台２１ｂ上にインクカートリッジ４０が印刷装置１０に向かってインクＩＫが流れるように約２°程度傾斜して搭載されている。

そして、後述するように、カートリッジ取付機構部２０にインクカートリッジ４０が連結された後に、ホルダー２１の前板２１ａに支持されたジョイント部３０が印刷装置１０内に設けたカム駆動機構部１１によってインクカートリッジ４０内のソケット部５０に対して前後方向に駆動されるようになっている。

一方、本発明に係るインクカートリッジ４０は、直方形状の外箱４１内にソケット部５０がこの外箱４１の前面４１ａ側に向かって配設されていると共に、ソケット部５０の後端に油性を有するインクＩＫを収納したインク収納容器６０が取り付けられている。

また、外箱４１にはＩＣタグ４２が取り付けられ、且つ、このＩＣタグ４２と対向してＩＣタグ受信機１２が印刷装置１０内に設置されており、ＩＣタグ受信機１２によってＩＣタグ４２内に格納されたインクＩＫの色情報などを無線で受信できるようになっている。

この印刷装置１０では、例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）など多色のインクＩＫを各色ごとに収納した複数のインクカートリッジ４０が装着されているが、ここでは一つのインクカートリッジ４０に対して図示して以下説明する。

上記したインクカートリッジ４０からのインクＩＫは、ソケット部５０から印刷装置１０のジョイント部３０を経由してインク補給経路１３を通して電磁開閉弁１４の開閉操作によりインクタンク１５に充填されている。

また、インクタンク１５には、充填されたインクＩＫの量を測定する液面センサＳが設けられており、この液面センサＳの検出結果に応じて電磁開閉弁１４の開閉が不図示の制御部を介して制御されている。

尚、インクカートリッジ４０からインクタンク１５へのインクＩＫの供給は、高所に配置されたインクカートリッジ４０と、その低所に設置されたインクタンク１５との圧力差により行われている。

この後、インクタンク１５に充填されたインクＩＫは、インク供給路１６を通じてインク分配器１７に送られて、このインク分配器１７で複数のインクジェットヘッド１８に分配される。そして、複数のインクジェットヘッド１８からインクＩＫを用紙Ｐに向けて吐出させることで用紙Ｐ上に画像や文字を印刷できるように構成されている。

ここで、本発明に係るインクカートリッジ４０の構成について図２〜図４を用いて説明する。

図２は本発明に係るインクカートリッジの外観形状を斜視的に示している。また、図３（ａ），（ｂ）は印刷装置内のカートリッジ取付機構部に本発明に係るインクカートリッジを連結させる状態を示している。また、図４（ａ）〜（ｄ）は印刷装置内のジョイント部と、このジョイント部に嵌合される本発明に係るインクカートリッジ内のソケット部とを拡大して示している。

まず、図２に示す如く、本発明に係るインクカートリッジ４０は、紙材などを用いて外箱４１が垂直方向の縦寸法と水平方向の横寸法との比を１：２程度に設定して箱状に形成されている。

また、外箱４１の前面４１ａ側には、連結部材４３が樹脂材又は金属材などの剛性を有する板材を用いて外箱４１に一体的に取り付けられている。

上記した連結部材４３は、インクカートリッジ４０を印刷装置１０（図１）と連結させる機能と、インクカートリッジ４０内でソケット部５０を連結する機能とを備えている。

そして、連結部材４３の外側中央上下部位には、印刷装置１０（図１）のカートリッジ取付機構部２０に連結されるロック用凹部４３ａ，４３ｂが形成されている。

更に、連結部材４３の外側上部でロック用凹部４３ａの両側には、一対の凸部４３ｃ，４３ｃが突出形成されており、これら一対の凸部４３ｃ，４３ｃはホルダー２１の前板２１ａの上方部位に取り付けられたカートリッジ取付センサ２４｛図３（ａ）｝に検知されるようになっている。

また、連結部材４３は、中央部位に丸孔４３ｄが貫通して形成され、この丸孔４３ｄ内にソケット部５０を臨ませており、且つ、後述するソケット部５０のソケット本体５１に形成したインク供給口５１ｅを印刷装置１０（図１）側に向けて露出させている。

上記したインク供給口５１ｅは、例えば直径がφ３ｍｍ程度に大径に開口されており、且つ、大径に形成したインク供給口５１ｅから大量のインクＩＫが印刷装置１０（図１）側に供給できるように構成されている。

そして、本発明に係るインクカートリッジ４０は、ソケット部５０が印刷装置１０（図１）内のジョイント部３０（図１）と対向して配設されていると共に、ソケット部５０のソケット本体５１の後方部位にフィルム材を用いて袋状に形成したインク収納容器６０｛図３（ｂ）｝が熱溶着により取り付けられている。従って、ソケット部５０はインク収納容器６０の一端となる前端に設けられている。

次に、図３（ａ），（ｂ）に示す如く、本発明に係るインクカートリッジ４０を印刷装置１０（図１）内のカートリッジ取付機構部２０に接続するときに、カートリッジ取付機構部２０は、樹脂材を用いて基台となるホルダー２１が、略垂直な前板２１ａと、前板２１ａの下方に連接して横設したカートリッジ載置台２１ｂと、前板２１ａの左右に連接して垂設した左右一対の側板（２１ｃ…図示せず），２１ｄとで剛性を有する枠体に一体的に形成されている。

上記したホルダー２１の前板２１ａの中心部位には、ガイド溝付き貫通孔２１ｅ１を有する円環部２１ｅがインクカートリッジ４０側とは反対側となる後方側に向かって突出形成されている。

そして、ホルダー２１の円環部２１ｅのガイド溝付き貫通孔２１ｅ１内には、ジョイント部３０のジョイント本体３１に形成した第１，第２外周側円筒部３１ａ，３１ｂが前後方向にスライド可能に嵌合して支持されている。

この際、ホルダー２１の円環部２１ｅの後端には、ジョイント部３０が円環部２１ｅのガイド溝付き貫通孔２１ｅ１内から抜け出るのを規制するストッパ２１ｆが一体的に設けられている。このストッパ２１ｆには、後述するジョイント本体３１に形成した外周側凸部３１ｃが接離するようになっている。

また、ホルダー２１のカートリッジ載置台２１ｂは、底面２１ｂ１が水平に形成されており、この底面２１ｂ１の上方に傾斜面２１ｂ２が前板２１ａ側に向かって高さが低くなるように約２°程度傾斜して形成されている。

そして、カートリッジ載置台２１ｂの傾斜面２１ｂ２上にインクカートリッジ４０を搭載したときに、インクカートリッジ４０内のインクＩＫがジョイント部３０側に向かって流れるようになっている。

更に、ホルダー２１の上下には、板バネ材の一端にローラ２２ａ，２３ａをそれぞれ取り付けて弾性変位するロック部材２２，２３が設けられている。そして、これらのロック部材２２，２３と対向して、インクカートリッジ４０の外箱４１の前面４１ａ側に設けた連結部材４３の上下にロック用凹部４３ａ，４３ｂが形成されている。

そして、インクカートリッジ４０を手動によりカートリッジ取付機構部２０のホルダー２１側に押し込んで接続している。このときに、ホルダー２１の上下に設けたロック部材２２，２３のローラ２２ａ，２３ａが、インクカートリッジ４０に設けた連結部材４３のロック用凹部４３ａ，４３ｂ内に嵌め込まれるので、ホルダー２１にインクカートリッジ４０が連結されて、このホルダー２１の上方部位に取り付けたカートリッジ取付センサ２４と連結部材４３の凸部４３ｃ（図２）とでインクカートリッジ４０の連結状態を検知している。

一方、インクカートリッジ４０を手動によりホルダー２１側から引き抜くと、ホルダー２１側への連結が解除されるようになっている。

更に、後述の動作で説明するように、インクカートリッジ４０をカートリッジ取付機構部２０のホルダー２１側に押し込んでインクカートリッジ４０がホルダー２１側に連結されたときに、ジョイント部３０とソケット部５０は僅かな間隔を隔てて対向している。そして、連結後に印刷装置１０（図１）内に設けたカム駆動機構部１１によってジョイント部３０がインクカートリッジ４０内のソケット部５０に対して前後方向に移動可能になっている。

これにより、インクカートリッジ４０がホルダー２１に先に連結されている場合においてのみ、ジョイント部３０とソケット部５０とが嵌合される。

この理由は、先に図１を用いて説明したように、インクカートリッジ４０の外箱４１に取り付けたＩＣタグ４２から出力されるインクＩＫの色情報をＩＣタグ受信機１２で受信してインクカートリッジ４０のインクＩＫの色が正しいことを確認した後に、ジョイント部３０をソケット部５０に嵌合させる必要があるためである。

この際、プラグ状に構成したジョイント部３０を雄型プラグ部と呼称し、一方、ソケット状に構成したソケット部５０を雌型ソケット部と呼称した場合に、雄型プラグ部（３０）と雌型ソケット部（５０）とが雄雌嵌合されることになる。

ここで、実施形態の要部を構成する印刷装置１０内のジョイント部３０と、インクカートリッジ４０内のソケット部５０とについて、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

（ジョイント部３０）
図４（ａ），（ｂ）に示す如く、印刷装置１０内に設けたジョイント部３０は、ジョイント本体３１の先端外周に取り付けたキャップ３６側が後述するインクカートリッジ４０内に設けたソケット部５０への嵌合側として構成されている。

そして、ジョイント部３０の基体となるジョイント本体３１は、樹脂材を用いて一体的に形成されている。

上記したジョイント本体３１は、インクカートリッジ４０内のソケット部５０と対向する先端部位に第１外周側円筒部３１ａがキャップ３６を取り付けできる径及び長さに形成されている。また、第１外周側円筒部３１ａの後方に連接して第２外周側円筒部３１ｂが第１外周側円筒部３１ａよりも大径で且つキャップ３６の外径と略同径で長尺に形成されている。

また、ジョイント本体３１は、長尺な第２外周側円筒部３１ｂの中間部位に外周側凸部３１ｃが短尺に突出形成されていると共に、第２外周側円筒部３１ｂの後端にフランジ部３１ｄが図３（ａ）に示すように上下左右に対して長方形状に形成されている。

この際、ジョイント本体３１の第１，第２外周側円筒部３１ａ，３１ｂは、先の図３（ｂ）で示したように、カム駆動機構部１１の駆動力によりホルダー２１の円環部２１ｅのガイド溝付き貫通孔２１ｅ１内を前後方向に移動するときに、第２外周側円筒部３１ｂの中間部位に形成した外周側凸部３１ｃによって回り止めとストッパとが図られている。

図４（ａ），（ｂ）に戻り、ジョイント本体３１の先端側の内周部位には、先端側円形凹部３１ｅが円形凹状に凹ませて形成されており、且つ、この先端側円形凹部３１ｅ内の中心部位に挿入軸３１ｆが軸線方向に伸びる形状でキャップ３６よりも前方に向かって突出形成されている。

上記したジョイント本体３１の先端側に突出形成した挿入軸３１ｆは、後述するソケット本体５１のインク供給口５１ｅと対向して、このインク供給口５１ｅの孔径よりも細径に形成されているので、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅからインクＩＫがジョイント本体３１内に供給されるようになっている。

また、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの先端には、先端尖鋭部３１ｆ１が円錐状に形成されており、この先端尖鋭部３１ｆ１はソケット本体５１のインク供給口５１ｅから進入した後に後述するソケット本体５１内に収納された中栓５３のインク保持部５３ａ１に対して進退し易い形状になっている。

また、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの後方下方には、ソケット本体５１から供給されたインクＩＫを流入させるインク流入経路３１ｇがフランジ部３１ｄまで連通して形成されている。

上記から、ジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅの内周面と、細径の挿入軸３１ｆの外周面との間には、円環状（リング状）の空間が形成されている。

更に、ジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅ内で環状（リング状）の空間内には、この後方側から先端側に向かって圧縮バネ３２と、挿入軸３１ｆに沿って往復移動可能に設けられたインク流出防止部材３３と、Ｏリング押さえ部材３４と、Ｏリング３５とが挿入軸３１ｆを通り抜けて収納されている。

これらの各部材３２〜３５は、インクカートリッジ４０から供給されるインクＩＫをジョイント本体３１のインク流入経路３１ｇに向けて流入させることができるように形成されている。

具体的には、挿入軸３１ｆに沿って移動可能なインク流出防止部材３３は、ジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅの内径と略同径に円板部３３ａが形成され、且つ、この円板部３３ａの外周部位に複数のインク流入孔３３ｂが貫通して形成されていると共に、円板部３３ａの前側に３箇所の突起３３ｃが円周方向に１２０°間隔でソケット本体５１のインク供給口５１ｅ側に向かって突出形成されている。

また、ジョイント部３０とソケット部５０とが嵌合した際に、上記したインク流出防止部材３３は、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅを形成する外面と対向しており、且つ、３箇所の突起３３ｃがインク供給口５１ｅを形成する外面と接触する一方、３箇所の突起３３ｃ以外の部分は接触しないようになっている。

そして、ジョイント部３０とソケット部５０の嵌合時に、３箇所の突起３３ｃ以外の部分と、インク供給口５１ｅを形成する外面との間に形成された隙間にインク供給口５１ｅからのインクＩＫが流入し、このインクＩＫがインク流出防止部材３３の円板部３３ａに形成した複数のインク流入孔３３ｂを通り抜けて、最終的にインク流入経路３１ｇへと流れることになる。

従って、インク流出防止部材３３は、複数のインク流入孔３３ｂを通ってこのインク流出防止部材３３の後側に浸入したインクＩがソケット本体５１側に流出するのを防止する機能を備えていることになる。

更に、ジョイント本体３１の第１外周側円筒部３１ａに、大径丸孔３６ａを中心部に形成したキャップ３６を取り付けることで、先端側円形凹部３１ｅ内に収納した各部材３２〜３５がキャップ３６によって閉じられているが、後述するように先端側円形凹部３１ｅ内及びキャップ３６の大径丸孔３６ａ内には、ソケット部５０のソケット本体５１のインク供給口５１ｅ側が進退可能になっている。

（ソケット部５０）
図４（ｃ），（ｄ）に示す如く、インクカートリッジ４０内に設けたソケット部５０は、ソケット本体５１の先端側に形成した内周側円筒部５１ｆ及び先端側円環状凹部５１ａｆ側が印刷装置１０内に設けたジョイント部３０への被嵌合側として構成されている。

そして、ソケット部５０の基体となるソケット本体５１も、ジョイント本体３１と同様に、樹脂材を用いて一体的に形成されている。

上記したソケット本体５１は、ジョイント部３０のジョイント本体３１と対向する先端部位に外周側大径円筒部５１ａがジョイント本体３１の第１，第２外周側円筒部３１ａ，３１ｂよりも大径でこの第１，第２外周側円筒部３１ａ，３１ｂの先端部位を収納できる長さに形成されている。

また、ソケット本体５１は、外周側大径円筒部５１ａの後方に連接して外周側円形凸部５１ｂが外周側大径円筒部５１ａよりも大径で短尺に形成され、且つ、外周側円形凸部５１ｂの後方に連接して外周側テーパ状円筒部５１ｃが後端側に向かって徐々に外径が細くなるように短尺に形成されている。

更に、ソケット本体５１は、外周側テーパ状円筒部５１ｃの後方に連接して外周側小径円筒部５１ｄがインク収納容器６０の前面６０ａの近傍まで形成されている。

また、ソケット本体５１は、先端面にインク供給口５１ｅを挿入軸３１ｆの径よりも大径に開口した内周側円筒部５１ｆがキャップ３６の大径丸孔３６ａ内及びジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅ内に進退できるように形成されている。

そして、このインク供給口５１ｅ内にジョイント本体３１内に形成した挿入軸３１ｆが進退可能になっていると共に、外周側大径円筒部５１ａの内周面と内周側円筒部５１ｆの外周面との間には円環状（リング状）の空間を有する先端側円環状凹部５１ａｆが先端側に凹状に形成されている。

更に、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅの後方からソケット本体５１の後端に向かって第１円形凹部５１ｇ，テーパ状凹部５１ｈ，第２円形凹部５１ｉがこの順で内径が大きくなるように階段状に形成されている。

また、ソケット本体５１の第１円形凹部５１ｇ，テーパ状凹部５１ｈ，第２円形凹部５１ｉ内に収納される中栓５３は、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅと対向する第１円筒部５３ａと、この第１円筒部５３ａの後方に連接して第１円筒部５３ａよりも大径な第２円筒部５３ｂと、この第２円筒部５３ｂの後方に連接して第２円筒部５３ｂよりも大径な円形凸部５３ｃと、この円形凸部５３ｃの後方に連接して小径で長尺な細径軸部５３ｄとが一体形成されている。

そして、中栓５３の第１円筒部５３ａの先端面中心部位に、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆが挿脱されるインク保持部５３ａ１が有底孔として形成されている。

このインク保持部５３ａ１は、図４（ｄ）に示す如く、孔径φＤが挿入軸３１ｆの軸径φｄよりも僅かに大きく（φＤ＞φｄ）、且つ、所定の深さＦで形成されている。

上記した中栓５３の先端側に形成したインク保持部５３ａ１は、この実施形態の要部となるものであり、後述の動作で説明するように、ジョイント本体３１をソケット本体５１に嵌合するときにジョイント本体３１の挿入軸３１ｆが挿入されて、この挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１で中栓５３を後方に向かって押圧するようになっている。

また、インク保持部５３ａ１は、このインク保持部５３ａ１に挿入された挿入軸３１ｆを引き抜いたときに、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅの近傍に存在するインクＩＫを吸い込んで保持することができるようになっている。

また、中栓５３の第１，第２円筒部５３ａ，５３ｂ側からＯリング５４を嵌め込んでこのＯリング５４を円形凸部５３ｃに当接させている。

更に、中栓５３の細径軸部５３ｄに圧縮バネ５５を挿入した後に、この細径軸部５３ｄを軸受け部材５６の軸孔５６ａに嵌合させて、この軸受け部材５６をソケット本体５１の第２円形凹部５１ｉ内とインク収納容器６０の前面６０ａとの間で固定支持している。この際、軸受け部材５６のフランジ部５６ｂには、インク収納容器６０内のインクＩＫを第２円形凹部５１ｉ内に流入させるインク流入孔５６ｃが貫通して形成されている。

そして、インクカートリッジ４０の未使用時に、中栓５３が圧縮バネ５５の付勢力によりソケット本体５１のインク供給口５１ｅ側に移動している。このときに、中栓５３の第２円筒部５３ｂに嵌め込んだＯリング５４が中栓５３の円形凸部５３ｃとソケット本体５１のテーパ状凹部５１ｈとに当接しているので、第２円形凹部５１ｉ内に形成されているインク流出経路５１ｊが閉じられるために、インク収納容器６０内のインクＩＫがインク供給口５１ｅに流れ出るのを防止されている。

また、ソケット本体５１の後端外周部位は、インク収納容器６０の前面６０ａに取り付けた容器支持筒体６１がＯリング６２を介して嵌め込まれているので、ソケット本体５１とインク収納容器６０との間でもインク漏れを防止している。

次に、上記のように構成した本発明に係るインクカートリッジ４０の動作について、図１〜図６を併用して動作順に説明する。

図５（ａ）〜（ｃ）は印刷装置内のジョイント部にインクカートリッジのソケット部を嵌合させる動作を順に示している。また、図６（ａ）〜（ｄ）はインクカートリッジのソケット部から印刷装置内のジョイント部を引き抜く動作を順に示している。

（ジョイント部３０にソケット部５０を嵌合させる動作）
まず、図５（ａ）は、インクカートリッジ４０がカートリッジ取付機構部２０に固定配置されたホルダー２１に連結された直後で、このホルダー２１に前後移動可能に支持されたジョイント部３０がソケット部５０に嵌合する前の状態を示している。

この際、ジョイント部３０がソケット部５０に嵌合する状態とは、ジョイント部３０のキャップ３６側がソケット本体５１の先端側円環状凹部５１ａｆ内に進入し、且つ、ジョイント本体３１内に設けたＯリング３５がソケット本体５１の内周先端側に形成した内周側円筒部５１ｆに摺接した状態であるので、図５（ａ）の場合はＯリング３５が内周側円筒部５１ｆから離間しているので嵌合前の状態である。

そして、インクカートリッジ４０がホルダー２１に連結されたときに、印刷装置１０内に設けたＩＣタグ受信機１２でインクカートリッジ４０の外箱４１に取り付けたＩＣタグ４２からのインクＩＫの色情報を受信して、不図示の制御部でインクＩＫの色情報が対応する色のインクカートリッジ４０を取り付けるホルダー２１と一致しているか否かを判断しているので、インク色の色違いを先に検出できる。

また、印刷装置１０のジョイント部３０と、インクカートリッジ４０のソケット部５０とが僅かな間隔を隔てて対向しており、且つ、ジョイント部３０をソケット部５０側に移動させるカム駆動機構部１１は停止して待機状態に至っている。

即ち、ジョイント部３０側では、ジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅ内の中心部位に形成した挿入軸３１ｆがジョイント本体３１の第１外周側円筒部３１ａに取り付けたキャップ３６よりも前方に突出している。

一方、ソケット部５０側では、ソケット本体５１の第１円形凹部５１ｇ，テーパ状凹部５１ｈ，第２円形凹部５１ｉ内において、Ｏリング５４を嵌め込んだ中栓５３が圧縮バネ５５の付勢力により前方のインク供給口５１ｅ側に移動してインク供給口５１ｅを塞いでいる。

更に、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆがソケット部５０のソケット本体５１のインク供給口５１ｅ内に進入し、且つ、挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１がソケット本体５１の第１円形凹部５１ｇ内の前方に移動している中栓５３のインク保持部５３ａ１を臨んでいる。

次に、図５（ｂ）は、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆでソケット本体５１内の中栓５３を後方に押し込む直前の状態を示している。

ここでは、カム駆動機構部１１を始動してジョイント部３０をソケット部５０に向かって前方に移動させる。そして、ジョイント本体３１の第１外周側円筒部３１ａに取り付けたキャップ３６側が、ソケット本体５１の先端側に形成した先端側円環状凹部５１ａｆ内に進入する。

これに伴って、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅ側がジョイント本体３１内のキャップ３６，Ｏリング３５及びＯリング押さえ部材３４に順に入り込むので、ジョイント本体３１内の圧縮バネ３２の付勢力によりインク流出防止部材３３に形成した３箇所の突起３３ｃ（図４）がソケット本体５１のインク供給口５１ｅを形成する外面と接触する。

これと同時に、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆがソケット本体５１の第１円形凹部５１ｇ内の前方に移動している中栓５３のインク保持部５３ａ１に挿入される。

そして、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１が中栓５３の第１円筒部５３ａに形成したインク保持部５３ａ１の底部に当接するが、中栓５３はまだ後方に移動していないので、中栓５３によってソケット本体５１内のインクＩＫはシールドされている。

次に、図５（ｃ）は、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆでソケット本体５１内の中栓５３を後方に押し込んだ状態を示している。

ここでは、カム駆動機構部１１を図５（ｂ）の状態から継続して動作させ、ジョイント部３０をソケット部５０側に向かって更に移動させると、ジョイント本体３１の第１外周側円筒部３１ａに取り付けたキャップ３６側が、ソケット本体５１の先端側に形成した先端側円環状凹部５１ａｆ内の奥方まで進入する。

これに伴って、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅを形成する外面でジョイント本体３１内のインク流出防止部材３３に形成した３箇所の突起３３ｃ（図４）を後方に押すので、ジョイント本体３１内の圧縮バネ３２が縮む。

そして、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１がソケット本体５１内に収納された中栓５３のインク保持部５３ａ１を圧縮バネ５５に抗してインク供給口５１ｅとは反対側に押し込むので、ソケット本体５１の第１円形凹部５１ｇ，テーパ状凹部５１ｈ，第２円形凹部５１ｉ内にインク流出経路５１ｊが形成される。

更に、ソケット本体５１の内周側円筒部５１ｆは、ジョイント本体３１内に収納されたＯリング３５の内周面に当接するので、ジョイント本体３１内でのインク漏れを防止できる。

これにより、ソケット本体５１内のインクＩＫは、ソケット本体５１内に形成されたインク流出経路５１ｊを通ってインク供給口５１ｅからジョイント本体３１内に入り込み、このジョイント本体３１内に形成したインク流入経路３１ｇを通って印刷装置１０側に供給される。

（ソケット部５０からジョイント部３０を引き抜く動作）
インクカートリッジ４０内のソケット部５０から印刷装置１０内のジョイント部３０を引き抜く場合には、先に説明した図５（ａ）〜（ｃ）の動作とは逆に図５（ｃ）〜（ａ）の順に動作を行えば良いものであるので、ここでは図６（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

まず、図６（ａ）に示した状態は、先に説明した図５（ｃ）に示した状態と同じであり、ジョイント部３０のキャップ３６側がソケット本体５１の先端側円環状凹部５１ａｆ内の奥方まで進入して、ジョイント部３０がソケット部５０に嵌合している。

このとき、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１は、ソケット本体５１内で後方に移動した中栓５３のインク保持部５３ａ１の底部に当接している。また、中栓５３の後方移動により、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅが開けられているので、ソケット本体５１内のインクＩＫがインク供給口５１ｅからジョイント本体３１内に供給されている。

次に、図６（ｂ）に示した状態は、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆを中栓５３のインク保持部５３ａ１から引き抜く方向（矢印方向）にカム駆動機構部１１を動作させて、挿入軸３１ｆによる中栓５３への押圧を解除しているが、ジョイント部３０はソケット部５０に嵌合したままソケット本体５１の先端側円環状凹部５１ａｆ内の前方に後退している。

そして、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの引き抜きに追従して、Ｏリング５４を嵌め込んだ中栓５３は圧縮バネ５５の付勢力によりソケット本体５１内の前方に移動してインク供給口５１ｅを塞ぐのでインク流出経路５１ｊは封止される。

このとき、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１は、圧縮バネ５５の付勢力により中栓５３のインク保持部５３ａ１の底部に当接したままである。

次に、図６（ｃ）に示した状態は、カム駆動機構部１１を図６（ｂ）の状態から継続して動作させると、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆが中栓５３のインク保持部５３ａ１から更に引き抜く方向（矢印方向）に移動して、ジョイント部３０とソケット部５０との嵌合を解除した状態になる。

ここでは、中栓５３がソケット本体５１内の前方に既に移動済みであるので停止している。

一方、ジョイント部３０の矢印方向への移動により、ジョイント部３０のキャップ３６側がソケット本体５１の先端側円環状凹部５１ａｆ内から抜け出すと共に、ジョイント本体３１内に設けたＯリング３５がソケット本体５１の内周先端側に形成した内周側円筒部５１ｆから離間するので、ジョイント部３０とソケット部５０との嵌合が解除される。

このとき、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ１は、中栓５３のインク保持部５３ａ１の前方まで後退するが、インク保持部５３ａ１内から抜け出ていない。

次に、図６（ｄ）に示した状態は、カム駆動機構部１１を図６（ｃ）に示した状態から更に継続して動作させることで、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆが中栓５３のインク保持部５３ａ１からより更に引き抜く方向（矢印方向）に移動するので、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆが中栓５３のインク保持部５３ａ１内から完全に抜け出る。

ここで、図６（ｃ）で説明したようにソケット本体５１内のインク流出経路５１ｊが封止され、且つ、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆが中栓５３のインク保持部５３ａ１内に挿入されている状態からこの挿入軸３１ｆを引き抜くと、インク保持部５３ａ１に対して負圧が発生し、及び／又は、インク保持部５３ａ１とインクＩＫとの間で表面張力が生じるので、ジョイント部３０とソケット部５０との嵌合を解除した際に生じるインクＩＫの飛び散りを打ち消す力を発生させることができる。

この際、前述したように、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの軸径φｄ｛図３（ｄ）｝は、中栓５３のインク保持部５３ａ１の孔径φＤ｛図３（ｄ）｝よりも小さく設定されているが、両者３１ｆ，５３ａ１間の隙間が小さければ負圧による影響が大きくなり、一方、両者３１ｆ，５３ａ１間の隙間が大きければ表面張力による影響が大きくなる。

これにより、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅの近傍のインクＩＫがインク保持部５３ａ１内に吸い込まれて保持されるので、ジョイント部３０とソケット部５０との間で脱着を繰り返してもソケット本体５１のインク供給口５１ｅからインクＩＫが垂れることを抑止できる。

また、インクカートリッジ４０を印刷装置１０から取り外しても、中栓５３のインク保持部５３ａ１に保持されたインクＩＫは表面張力によりインク保持部５３ａ１から垂れることを抑止できるので、安心してインクカートリッジ４０の持ち運ぶことが可能になる。

従って、上記した図６（ａ）〜（ｄ）で説明したように、ソケット部５０をジョイント部３０から引き抜く際、挿入軸３１ｆによるインク保持部５３ａ１の押圧を解除してインク経路を封止した後に、ジョイント部３０とソケット部５０との嵌合状態が解除され、その後、挿入軸３１ｆがインク保持部５３ａ１内から引き抜かれることになる。

ここで、印刷装置１０のホルダー２１上にインクカートリッジ４０を実装と同じ状態で搭載して、図５（ａ）〜（ｃ）に示した嵌合動作と、図６（ａ）〜（ｄ）に示した引き抜き動作とを交互に繰り返して、ソケット本体５１のインク供給口５１ｅから垂れるインク垂れの実験を行ったところ、下記の表１の結果が得られた。

この際、ジョイント本体３１の挿入軸３１ｆの軸径φｄ｛図３（ｂ）｝を２ｍｍに形成し、一方、中栓５３のインク保持部５３ａ１の孔径φＤ｛図３（ｄ）｝を２．５ｍｍに形成して実験を行った。

また、中栓５３のインク保持部５３ａ１の深さＦ｛図３（ｄ）｝を、実施例１では６ｍｍ、実施例２では１１ｍｍ、実施例３では１４ｍｍ、比較例では０ｍｍ（現行）に設定してそれぞれ実験を行った。

そして、各例に対して１〜１０回目，１１〜２０回目，２１〜３０回目，３１〜４０回目，４１〜５０回目に亘り脱着を繰り返して、各１０回のインク垂れ量の合計値（ｇ）をそれぞれ計測した上で、これらの計測値に対するインク垂れ量の全体平均値（ｇ）を求めた。

表１に示したように、インク垂れ量（ｇ）は、実施例１で０．０８ｇ、実施例２で０．３６ｇ、実施例３で０．５３ｇ、比較例で０．６５ｇとなった。

上記から、中栓５３のインク保持部５３ａ１の深さＦ｛図３（ｄ）｝を、実施例１〜３に基づいて６ｍｍ〜１４ｍｍの範囲に設定すれば、インク保持部５３ａ１からのインク垂れ量を軽減できることが判明した。

一方、比較例（現行）の場合には、中栓５３の前方にインク保持部５３ａ１が形成されていないので、インク垂れ量が多く使用に耐えないので、本実施形態では中栓５３の前方にインク保持部５３ａ１を形成することでインク垂れに対して改善を図ることができた。

次に、中栓５３の前方側に形成したインク保持部５３ａ１の形状について、図７（ａ）〜（ｆ）を用いていくつかの例を説明する。

まず、図７（ａ）に示した実施例のインク保持部５３ａ１は、先に説明したと同様に、中栓５３の第１円筒部５３ａの前方側に円柱型凹形状の有底孔として形成されている。

次に、図７（ｂ）に示した変形例１のインク保持部５３ａ２は、中栓５３の第１円筒部５３ａの前方側に四角柱型凹形状の有底孔として形成されている。

次に、図７（ｃ）に示した変形例２のインク保持部５３ａ３は、中栓５３の第１円筒部５３ａの前方側に四角錐型凹形状の有底孔として形成されている。

次に、図７（ｄ）に示した変形例３のインク保持部５３ａ４は、中栓５３の第１円筒部５３ａの前方側に２段円柱型奥広凹形状の有底孔として形成されている。

次に、図７（ｅ）に示した変形例４のインク保持部５３ａ５は、中栓５３の第１円筒部５３ａの前方側に２段円柱型前広凹形状の有底孔として形成されている。

次に、図７（ｆ）に示した変形例５のインク保持部５３ａ６は、中栓５３の第１円筒部５３ａの前方側に円錐型凹形状の有底孔として形成されている。

そして、先に説明したように、ジョイント本体３１に挿入軸３１ｆを軸線方向に伸びる形状に形成し、且つ、挿入軸３１ｆの先端を上記した各インク保持部５３ａ１〜５３ａ６の形状に対応して押圧可能に形成した場合に、上記した実施例及び変形例１〜４では各インク保持部５３ａ１〜５３ａ５が、挿入軸３１ｆの軸線と平行な面を有する凹部に形成されているために、インクカートリッジ４０を印刷装置１０内で約２°程度傾けて設置しても、重力方向に対してインク供給口５１ｅからのインクＩＫの垂れ落ちを抑止できる。

一方、上記した変形例５では、インク保持部５３ａ６が挿入軸３１ｆの軸線と平行な面を有する凹部に形成せずに円錐型凹形状となっているが、インク保持部５３ａ６の入り口側の径を挿入軸３１ｆの径よりも少し大きめに形成することで、インク供給口５１ｅからのインクＩＫの垂れ落ちを抑止できる。

以上詳述した本発明に係るインクカートリッジ４０では、ジョイント部３０のジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅ内の中心部位に形成した挿入軸３１ｆをジョイント本体３１よりも前方に突出させた例について図４を用いて説明したが、これに限ることなく、ジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅを挿入軸３１ｆの先端尖鋭部３１ｆ1の近傍まで伸ばしても良い。この場合には、ジョイント本体３１の先端側円形凹部３１ｅの長さに合わせてソケット本体５１の先端側円環状凹部５１ａｆを深く形成すれば対応できる。

また、本発明に係るインクカートリッジ４０において、ソケット部５０を印刷装置１０内のジョイント部３０に嵌合したり、引き抜くときに、ジョイント部３０をカム駆動機構部１１でソケット部５０に対して前後方向に移動させた例について説明したが、これに限ることなく、ジョイント部３０を印刷装置１０内に固定設置し、この固定設置したジョイント部３０に対してインクカートリッジ４０のソケット部５０を手動にて挿脱させるように構成しても良い。この場合でも、本実施形態を採用すれば、手動操作によりソケット部５０をジョイント部３０から引き抜く際、挿入軸３１ｆによるインク保持部５３ａ１の押圧を解除してインク供給口５１ｅへのインク経路を封止した後に、ジョイント部３０とソケット部５０との嵌合状態が解除され、その後、挿入軸３１ｆをインク保持部５３ａ１内から引き抜くことができる。

１０…インクジェット印刷装置、１１…カム駆動機構部、１２…ＩＣタグ受信機、
１５…インクタンク、１８…インクジェットヘッド、
２０…カートリッジ取付機構部、
２１…ホルダー、２１ａ…前板、２１ｂ…カートリッジ載置台、
（２１ｃ），２１ｄ…側板、２１ｅ…円環部、２１ｅ１…ガイド溝付き貫通孔、
２１ｆ…ストッパ、２２，２３…ロック部材、
３０…ジョイント部（雄型プラグ部）、
３１…ジョイント本体、３１ａ…第１外周側円筒部、３１ｂ…第２外周側円筒部、
３１ｃ…外周側凸部、３１ｄ…フランジ部、３１ｅ…先端側円形凹部、
３１ｆ…挿入軸、３１ｆ１…先端尖鋭部、３１ｇ…インク流入経路、
３２…圧縮バネ、３３…インク流出防止部材、３４…Ｏリング押さえ部材、
３５…Ｏリング、３６…キャップ、３６ａ…大径丸孔、
４０…インクカートリッジ、
４１…外箱、４１ａ…前面、４１ｂ，４１ｃ…ロック用凹部、４２…ＩＣタグ、
４３…連結部材、
５０…ソケット部（雌型ソケット部）、
５１…ソケット本体、５１ａ…外周側大径円筒部、５１ｂ…外周側円形凸部、
５１ｃ…外周側テーパ状円筒部、５１ｄ…外周側小径円筒部、
５１ｅ…インク供給口、５１ｆ…内周側円筒部、５１ａｆ…先端側円環状凹部、
５１ｇ…第１円形凹部、５１ｈ…テーパ状凹部、
５１ｉ…第２円形凹部、５１ｊ…インク流出経路
５３…中栓、５３ａ…第１円筒部、５３ａ１〜５３ａ６…インク保持部、
５３ｂ…第２円筒部、５３ｃ…円形凸部、５３ｄ…細径軸部、
５４…Ｏリング、５５…圧縮バネ、
５６…軸受け部材、５６ａ…軸孔、５６ｂ…フランジ部、
６０…インク収納容器、６０ａ…前面、６１…容器支持筒体、６２…Ｏリング。

Claims (2)

1. インクを収納するインク収納容器と、
   前記インク収納容器の一端に設けられ、印刷装置のジョイント部との脱着を行うソケット部と、
   前記ソケット部に設けられたインク供給口と、
   前記インク収納容器側からの付勢力により、前記インク供給口へのインク経路を封止する中栓と、
   前記ソケット部を前記ジョイント部に装着する際に、前記ジョイント部に設けられた挿入軸により前記付勢力に抗して前記中栓を押圧することで前記インク経路を連通するインクカートリッジにおいて、
   前記中栓には、前記挿入軸が挿入されるインク保持部が設けられ、
   前記ソケット部を前記ジョイント部から引き抜く際、
   前記挿入軸による前記インク保持部の押圧を解除して前記インク経路を封止した後に、前記ジョイント部と前記ソケット部との嵌合状態が解除され、その後、前記挿入軸が前記インク保持部内から引き抜かれることで、前記インク供給口の近傍に存在する前記インクを前記インク保持部にて保持することを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記挿入軸は軸線方向に伸びる形状で設けられており、一方、前記インク保持部は前記挿入軸の軸線と平行な面を有する凹部であることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。

Images