JP6136453B2 - インクカートリッジ及びインクカートリッジの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク室を外気と連通させることによって、インク室を大気圧にする大気通路を有するインクカートリッジ及びその製造方法に関する。

従来より、インクを用いて記録用紙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。インクカートリッジは、画像記録装置に設けられた装着部に対して装着可能である。

画像記録装置に装着されるインクカートリッジの内部は、未使用状態においてインクカートリッジ内部のインクが漏れないように封止され、使用時に大気圧にされる。そのため、インクカートリッジに大気連通口を開閉する弁機構を設けることが考えられる。より詳細には、大気連通口に設けられた弁体がコイルバネ等によって大気連通口を閉鎖する方向に付勢されており、当該インクカートリッジが装着部に装着される際に、装着部に設けられたロッドがコイルバネの付勢力に抗して弁体を押圧することによって、大気連通口を開放する弁機構が知られている。

また、インクが消費されたインクカートリッジに対して、インクを再充填することによって再び使用可能とする方法も考案されている。インク室へのインクの再充填は、インク室の減圧や吸引などによって行われる（特許文献１，２）。

国際公開２０００／５８１００号 特開２０００−２３８２８３号公報

大気連通口は外部に開口されている必要があるが、外部に露出されていると、塵埃などの異物が侵入したり詰まったりするおそれがある。しかし、カバーなどによって大気連通口を覆ってしまうと、インクを再充填するときの減圧などの作業がし難くなったり、カバーを取り外す作業が必要となったりする。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクカートリッジの大気連通路に異物が進入することを抑制し、かつインクの再充填が容易な手段を提供することにある。

(1) 本発明は、インクが貯留されるインク室を有する本体と、上記本体に設けられており、上記インク室に貯留されたインクを外部へ流出させる供給部と、上記本体の外面に開口する大気口、及び上記インク室に開口する連通口を介して上記インク室を外部と連通する大気通路と、上記大気口を外部へ露出可能な開口を有しており、上記本体の外面を覆うカバーと、上記カバーの開口を覆って設けられており、記憶された情報を読み出し可能な記憶チップと、を具備するインクカートリッジの製造方法に関する。インクカートリッジの製造方法は、インクが消費された上記インクカートリッジの上記カバーから上記記憶チップを取り外す工程と、上記大気口を通じて上記インク室を減圧する工程と、減圧されたインク室に上記供給部を介してインクを導入する工程と、新しい記憶チップを上記カバーに取り付ける工程と、を含む。

インクカートリッジが使用されているときには、大気口が記憶チップに覆われているので、大気通路への異物の侵入が抑制される。インクが再充填されるときには、記憶チップの取り替えにおいて大気口が露出されるので、新しい記憶チップが取り付けられる前に、露出された大気口を通じてインク室を減圧してインクを導入することができる。なお、本発明において、インクとは、必ずしも有色の液体である必要はなく、例えば画像記録の前処理や後処理などを目的として媒体に付着される無色の液体も含まれる概念である。

(2) また、上記インクカートリッジの製造方法は、減圧されたインク室に導入されたインクの量又は減圧量に基づいて、インク室を含む本体の気密性を調べる工程を更に含んでもよい。

これにより、減圧されたインク室に導入されたインクの量に基づいて、インク室やインクカートリッジ内の空間の気密性を調べることができる。

(3) 本発明は、インクが貯留されるインク室を有する本体と、上記本体に設けられており、上記インク室に貯留されたインクを外部へ流出させる供給部と、上記本体の外面に開口する大気口、及び上記インク室に開口する連通口を介して上記インク室を外部と連通する大気通路と、上記大気口を外部へ露出可能な開口を有しており、上記本体の外面を覆うカバーと、上記カバーの開口を覆って設けられており、記憶された情報を読み出し可能な記憶チップと、を具備するインクカートリッジとして捉えられてもよい。

(4) また、上記インクカートリッジは、上記連通口を閉塞する第１位置、及び上記連通口を開放する第２位置に移動可能なバルブを更に具備するものであってもよい。

連通口がバルブによって開閉されるので、インク室の減圧や密閉が容易である。

(5) また、上記インクカートリッジは、上記大気通路に設けられており、上記大気通路を閉塞する半透膜と、上記大気通路に設けられたラビリンス形状の流路と、を更に具備するものであってもよい。

大気通路に半透膜が設けられているので、大気通路を通じてインク室からインクが流出することを抑制できる。また、大気通路にラビリンス形状の流路が設けられているので、大気通路を通じてインク室から水分が蒸発することを抑制できる。

(6) また、上記インクカートリッジは、一端側において上記連通口を介して上記インク室と連続し、他端側において上記ラビリンス形状の流路を介して外部と連続しており、上記バルブを移動可能に収容するバルブ室と、上記バルブに設けられており、上記バルブ室の一端側と他端側とを液密にシールするシール部材と、を更に具備しており、上記バルブ室に収容された上記バルブの一端側と他端側とを連通する上記大気通路の一部が、上記バルブに設けられており、上記半透膜が、上記バルブに設けられていてもよい。

半透膜がバルブに設けられているので、大気連通部において大気が流通する通路に半透膜を貼り付ける作業が容易である。バルブ室内にシール部材や大気通路の一部が設けられることにより、大気通路周辺のスペース効率が向上可能である。

(7) また、上記本体は、対向する開口を有するフレームと、当該開口をそれぞれ塞いで当該フレームにそれぞれ貼り付けられたフィルムと、を有しており、上記インク室は、上記フレーム及び上記フィルムにより区画された空間であり、上記大気口は、上記フレームの外面のうち上記フィルムが貼られていない面に設けられたものであってもよい。

大気口が、フィルムが貼られていないフレームの面に設けられているので、フィルムと大気連通口との干渉を避けるレイアウトが必要ではなく、その結果、インクカートリッジのスペース効率を向上させることができる。

(8) また、上記供給部は、装着姿勢の上記本体の下側に配置されており、上記大気口は、装着姿勢の上記本体の上側において、上記供給部とは異なる向きへ開口して配置されたものであってもよい。

これにより、大気口に減圧のために装着されるノズルと、供給部にインク供給のために装着されるノズルとが干渉し難くなる。

(9) 上記記憶チップは、当該インクカートリッジに関する情報を記憶するものであってもよい。

これにより、記憶チップから、インクカートリッジに関する情報を得ることができる。

本発明によれば、インクカートリッジの大気通路に異物が進入することを抑制し、かつインクの再充填が容易である。

図１は、実施形態に係るカートリッジ装着部１１０を備えたプリンタ１０の内部構造を模式的に示す模式断面図である。 図２は、リリース部材１３０が組み付けられたインクカートリッジ３０の外観構成を示す斜視図である。 図３は、リリース部材１３０が取り外されたインクカートリッジ３０の外観構成を示す斜視図である。 図４は、インクカートリッジ３０の内部構成を示す分解図である。 図５は、インクカートリッジ３０の内部構成を示す縦断面図である。 図６は、図５の部分拡大断面図である。 図７は、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面の拡大断面図である。 図８は、ＶＩＩ−ＶＩＩ断面においてバルブ４８が第２位置にある状態を示す拡大断面図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、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。

［プリンタ１０の概要］
図１に示されるように、プリンタ１０は、インクジェット記録方式に基づいて、記録用紙に対してインク滴を選択的に吐出することにより画像を記録するものである。プリンタ１０は、記録ヘッド２１と、インク供給装置１００と、記録ヘッド２１及びインク供給装置１００を接続するインクチューブ２０とを備えている。インク供給装置１００には、カートリッジ装着部１１０が設けられている。カートリッジ装着部１１０には、インクカートリッジ３０が装着され得る。カートリッジ装着部１１０には、その一面に開口１１２が設けられている。インクカートリッジ３０は、開口１１２を介してカートリッジ装着部１１０に挿入され、或いはカートリッジ装着部１１０から抜き出される。

インクカートリッジ３０には、プリンタ１０で使用可能なインクが貯留されている。カートリッジ装着部１１０に装着された状態において、インクカートリッジ３０と記録ヘッド２１とがインクチューブ２０で接続されている。記録ヘッド２１にはサブタンク２８が設けられている。サブタンク２８は、インクチューブ２０を通じて供給されるインクを一時的に貯留する。記録ヘッド２１は、インクジェット記録方式によって、サブタンク２８から供給されたインクをノズル２９から選択的に吐出する。

給紙トレイ１５から給紙ローラ２３によって搬送路２４へ送給された記録用紙は、搬送ローラ対２５によってプラテン２６上へ搬送される。記録ヘッド２１は、プラテン２６上を通過する記録用紙に対してインクを選択的に吐出する。これにより、記録用紙に画像が記録される。プラテン２６を通過した記録用紙は、排出ローラ対２２によって、搬送路２４の最下流側に設けられた排紙トレイ１６に排出される。

［インク供給装置１００］
図１に示されるように、インク供給装置１００は、プリンタ１０に設けられている。インク供給装置１００は、プリンタ１０が備える記録ヘッド２１へインクを供給するものである。インク供給装置１００は、インクカートリッジ３０を装着可能なカートリッジ装着部１１０を備えている。カートリッジ装着部１１０は、ケース１０１と、係合部材１４５と、インクニードル１１３と、光センサ１１４とを備えている。なお、図１においては、ケース１０１内にインクカートリッジ３０が装着された状態が示されている。カートリッジ装着部１１０には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのインクカートリッジ３０が収容可能であるが、図１においては、１つのインクカートリッジ３０が収容可能な空間が示されている。

図１に示されるように、インクニードル１１３は、管状の樹脂針からなり、ケース１０１の開口１１２に対向する面である終面の下部に設けられている。インクニードル１１３は、ケース１０１の終面において、カートリッジ装着部１１０に装着されたインクカートリッジ３０のインク供給部３４に対応する位置に配置されている。インクニードル１１３は、後述するインクカートリッジ３０のインク供給口７１に挿入されてインク供給バルブ７０を開く。これにより、インク室３６内のインクは、インク流路７２を通じてインクニードル１１３に接続されたインクチューブ２０に流出される。

また、図１に示されるように、光センサ１１４は、ケース１０１の終面におけるインクニードル１１３より重力方向の上側に設けられている。光センサ１１４は、馬蹄形の筐体の左右方向５１における一方側の先端に設けられた発光素子と、他方側の先端に設けられた受光素子とで構成されている。発光素子は、例えばＬＥＤ等であって、挿入及び取出方向５０と垂直な水平方向（図２の左右方向５１に相当）へ光を照射する。受光素子は、例えばフォトトランジスタ等であって、発光素子から照射された光を受光する。発光素子と受光素子との間の空間には、後述するインクカートリッジ３０の検知部３３が進入可能である。光センサ１１４の光路に検知部３３が進入すると、光センサ１１４は、検知部３３によって受光素子が受光する光量の変化を検知し得る。なお、図１の上下方向５２が重力方向に相当する。

さらに、図１に示されるように、係合部材１４５は、ケース１０１の上下方向５２における上側に設けられた天面において、開口１１２側に設けられた支軸１４７を中心に回動可能に設けられている。係合部材１４５は、カートリッジ装着部１１０に装着されたインクカートリッジ３０を装着状態に保持するためのものである。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、係合部材１４５は、後述するインクカートリッジ３０の係止部４５に係合され、インクカートリッジ３０を取出向き５５に押す力に抗してインクカートリッジ３０をカートリッジ装着部１１０内に保持する。一方、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０から取り出される場合、インクカートリッジ３０に設けられた回動部材８０の後端がユーザによって押し下げられることにより、係合部材１４５が反時計回りに回動して係止部４５との係合が解除される。これにより、インクカートリッジ３０は、カートリッジ装着部１１０から取り出し可能となる。

［インクカートリッジ３０］
図２から図８に示されるように、インクカートリッジ３０はインクが貯留される容器である。インクカートリッジ３０は、略直方体形状の本体３１と、ブラケット９０と、本体３１に収納された内部フレーム３５と、を具備する。インクカートリッジ３０の内部に形成されている空間がインクを貯留するインク室３６である。インク室３６は、内部フレーム３５によって形成されている。

インクカートリッジ３０は、図２及び図３に示された起立状態、つまり、同図のインクカートリッジ３０の下側の面を底面とし、同図の上側の面を上面として、カートリッジ装着部１１０に対して矢印５０で示される方向（以下「挿入及び取出方向５０」と表記する。）に沿って挿抜される。挿入及び取出方向５０は水平方向に沿っている。インクカートリッジ３０は、起立状態のままカートリッジ装着部１１０に挿抜される。この起立状態が、装着姿勢に相当する。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される向きが水平方向に沿った挿入向き５６であり、取り出される向きが取出向き５５である。また、起立状態における上下方向５２が、重力方向に相当する。すなわち、インクカートリッジ３０は、挿入及び取出方向５０に沿ってカートリッジ装着部１１０に挿入され、また、挿入及び取出方向５０に沿ってカートリッジ装着部１１０から抜き出される。なお、本実施形態では、挿入及び取出方向５０が水平方向に沿っているが、挿入及び取出方向５０は、重力方向や、水平方向及び重力方向と交差する方向であってもよい。

図２及び図３に示されるように、インクカートリッジ３０は、略直方体形状の本体３１と、前壁１４０側を構成するブラケット９０と、インク室３６を区画する内部フレーム３５とで構成される。本体３１にブラケット９０が組み付けられて、インクカートリッジ３０の外形が構成されている。内部フレーム３５は、組み付けられた本体３１及びブラケット９０の内部に収納される。インクカートリッジ３０は、全体として、左右方向５１に細く、上下方向５２及び前後方向５３が左右方向５１よりも大きい扁平形状である。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着されるときに挿入向き５６の前方側となるブラケット９０の壁が前壁１４０であり、挿入向き５６の後方側となる本体３１の壁が後壁４２である。前壁１４０と後壁４２とは、挿入及び取出方向５０（すなわち、前後方向５３）において対向している。内部フレーム３５が、フレームに相当する。ブラケット９０が、カバーに相当する。

［本体３１］
本体３１は、左右方向５１において互いに対向する側壁３７、３８と、上下方向５２の下側の下壁４１と、上下方向５２の上側の上壁２７とが、後壁４２から前後方向５３における前方側の前壁１４０へ向かって延設されて構成されており、前後方向５３において後壁４２に対向する面、及び上壁２７の一部が開口された箱形である。本体３１の内部には、開口を通じて内部フレーム３５が挿入される。内部フレーム３５の上壁３９及び前壁４０の一部は、本体３１の上壁２７から露出されている。すなわち、本体３１は、内部フレーム３５の後方側の一部を覆っている。なお、各図においては、側壁３７が現れていないが、側壁３７は側壁３８と左右方向５１において対向する壁である。

本体３１には、上壁２７の後方側に回動部材８０が設けられている。回動部材８０は、例えば図１に示されるように、屈曲された平板形状をなしており、その長手方向が前後方向５３に沿うように配置されている。回動部材８０は、その屈曲部に設けられた左右方向５１に沿って延びる軸（不図示）の周りに回動可能である。回動部材８０は、その先端が本体３１の上側に形成された係止面４６側へ延出されており、後端が後壁４２側へ延出されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、回動部材８０の屈曲部より先端側は、係止部４５に係合される係合部材１４５の下方に位置する。そして、インクカートリッジ３０をカートリッジ装着部１１０から取り出す際に、回動部材８０の後端がユーザによって押し下げられることにより、係合部材１４５と係止部４５との係合が解除される。

［ブラケット９０］
ブラケット９０は、左右方向５１において互いに対向する側壁１４３、１４４と、上下方向５２において互いに対向する上壁１４１及び下壁１４２とが前壁１４０から取出向き５５に延設されて構成されており、前後方向５３において前壁１４０に対向する面が開口された箱形である。ブラケット９０の内部には、開口を通じて内部フレーム３５が挿入される。すなわち、ブラケット９０は、内部フレーム３５のうちの本体３１によって覆われていない前方側の一部を覆っている。なお、各図においては、側壁１４３が現れていないが、側壁１４３は側壁１４４と対向する壁である。

ブラケット９０が本体３１に組み付けられた状態において、ブラケット９０の上壁１４１は、内部フレーム３５の上壁３９及び本体３１の上壁２７と連続してインクカートリッジ３０の上壁を構成する。ブラケット９０の下壁１４２は本体３１の下壁４１と連続してインクカートリッジ３０の下壁を構成し、ブラケットの側壁１４３、１４４は本体３１の側壁３７、３８とそれぞれ連続してインクカートリッジ３０の側壁を構成する。また、インクカートリッジ３０が組み立てられた状態において、インクカートリッジ３０の前壁を構成するブラケット９０の前壁１４０と、インクカートリッジ３０の後壁を構成する本体３１の後壁４２とは、前後方向５３において互いに対向する。インクカートリッジ３０において、前壁１４０と後壁４２とが対向する方向（すなわち、前後方向５３）が前後方向５３（水平方向）であって、本実施形態においては挿入及び取出方向５０と一致している。また、インクカートリッジ３０において、上壁３９と下壁４１とが対向する方向（すなわち、上下方向５２）が上下方向５２（重力方向）である。

ブラケット９０の側壁１４３、１４４には、上下方向５２の概ね中央で且つ前壁１４０に接する位置において、左右方向５１に貫通する開口９５が形成されている。この開口９５は、ブラケット９０に内部フレーム３５が挿入された状態において、内部フレーム３５の検知部３３を外部へ露出させる。したがって、開口９５は、内部フレーム３５の検知部３３に対応する位置、寸法、及び形状に形成されている。

また、ブラケット９０の前壁１４０には、上下方向５２の開口９５より上側において、前後方向５３へ貫通する孔９６が形成されている。孔９６は、ブラケット９０に内部フレーム３５が挿入された状態において、封止された大気連通部１２０を大気に対して開放（リリース）するリリース部材１３０が組み付けられるための孔になる。図２において、前後方向５３における孔９６の前端は、後述するインク供給部３４の先端よりも前方に配置されている。

さらに、ブラケット９０の前壁１４０には、上下方向５２の開口９５より下側において、前後方向５３へ貫通する孔９７が形成されている。孔９７は、ブラケット９０に内部フレーム３５が挿入された状態において、内部フレーム３５のインク供給部３４を外部へ露出させるための孔になる。したがって、孔９７は、内部フレーム３５のインク供給部３４に対応する位置、寸法、及び形状に形成されている。孔９７は、前後方向５３において孔９６よりも後方側に配置されている。

ブラケット９０の前壁１４０には、第１突起８５及び第２突起８６が設けられている。第１突起８５は、ブラケット９０の前壁１４０の上端において、前壁１４０から前方に向けて離れる向き（挿入向き５６）に突設されている。そして、孔９６は、第１突起８５の先端に設けられている。第２突起８６は、ブラケット９０の前壁１４０の下端において、前壁１４０から前方に向けて離れる向き（挿入向き５６）に突設されている。

ブラケット９０の上壁１４１には、上下方向５２へ貫通する開口８９が形成されている。開口８９は、ブラケット９０に内部フレーム３５が挿入された状態において、内部フレーム３５の大気口１２５を外部へ露出させ得る。したがって、開口８９は、内部フレーム３５の大気口１２５に対応する位置、寸法、及び形状に形成されている。具体的には、大気口１２５は、開口８９よりも小径であって、上下方向５２において開口８９と重なって配置されている。開口８９と大気口１２５とは、上下方向５２において所定の間隔が隔てられて配置されている。

ブラケット９０の上壁における開口８９の周囲には、記憶チップ８１を嵌め込み可能な支持部８８が形成されている。支持部８８は、矩形且つ平板形状の記憶チップ８１の周縁と係合可能な爪形状である。支持部８８に記憶チップ８１が嵌合されることによって、開口８９が記憶チップ８１により塞がれる。なお、支持部８８は、例えば、爪形状に代えて、記憶チップ８１の裏面に設けられた粘着テープが貼り付けられる面であってもよいし、ボス形状の樹脂が溶融されることによって記憶チップ８１が固定される構造であってもよい。

記憶チップ８１は、表面に電極を有しており、電気信号を記憶を可能なＩＣを有する平板形状の基板である。ＩＣには、インクカートリッジ３０の種別、すなわちインクの色や成分の違い、インク室３６に最初に貯留されるインクの量の違いなどのインクカートリッジ３０に関する情報が電気信号として記憶されている。記憶チップ８１の電極は、外部からのアクセスによって電気的に接続されるように、上方へ向けて露出されている。例えば、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、記憶チップ８１に電気的に接触する接点１０６（図１参照）を通じて、記憶チップ８１に電力が供給されて、ＩＣに記憶された情報が読み出し可能となる。

［内部フレーム３５］
図４及び図５に示されるように、内部フレーム３５は、左右方向５１に対向する一対の面が開口された環状に構成されている。そして、開口された一対の面にフィルム８２（図１参照）が貼り付けられて開口が塞がれることにより、その内部にインクを貯留可能なインク室３６が形成される。インク室３６を区画する前壁４０は、内部フレーム３５がブラケット９０に挿入された際に、ブラケット９０の前壁１４０に対向する壁面であり、大気連通部１２０、バルブ室３２、検知部３３、及びインク供給部３４が設けられている。

［検知部３３］
検知部３３は、上下方向５２における大気連通部１２０及びインク供給部３４の間において、内部フレーム３５の前壁４０から前方（挿入向き５６）に突設されている。検知部３３は、インク室３６に連通された箱形である。検知部３３は、ブラケット９０の開口９５を通じてインクカートリッジ３０の外部へ露出されている。また、検知部３３は、カートリッジ装着部１１０に設けられた光センサ１１４（図１参照）から出射されて、挿入及び取出方向５０と垂直な方向（本実施形態では、左右方向５１）に進行する光、例えば赤外光を透過させる透光性の樹脂からなる一対の壁を有する。なお、光は赤外光でもよいし、可視光であってもよい。

検知部３３の一対の壁の間はインクを貯留可能とするために中空とされている。図１に示されるように、検知部３３の一対の壁の間にはセンサーアーム６０のインジケータ部６２が位置している。センサーアーム６０は、板状のアーム本体６１の両端に、インジケータ部６２及びフロート部６３がそれぞれ設けられたものである。センサーアーム６０は、インク室３６において、左右方向５１に沿って延びる支軸６４により回動可能に支持されている。センサーアーム６０は、インク室３６に存在するインク量に対応して回動するものである。なお、図４及び図５においては、センサーアーム６０が省略されている。

インジケータ部６２は、センサーアーム６０が回動されることによって、検知部３３の重力方向の下側に位置する下位姿勢と、下位姿勢よりも検知部３３の重力方向の上側に位置する上位姿勢とに姿勢変化が可能である。インジケータ部６２が上位姿勢のときの検知部３３は、光センサ１１４から出射される赤外光を透過させる。一方、インジケータ部６２が下位姿勢のときの検知部３３は、光センサ１１４から出射される赤外光を遮光又は減衰させることによってインクの残量を検知させる。この検知部３３の透光状態に応じて、インク室３６内のインク残量が所定量未満になったことが判定される。

［インク供給部３４］
インク供給部３４は、上下方向５２における検知部３３より下側において、内部フレーム３５の前壁４０から挿入向き５６、すなわち前後方向５３における前向きに突設されている。インク供給部３４は、円筒形状の外形をなしており、ブラケット９０の前壁１４０に設けられた孔９７を通じて外側へ突出されている。インク供給部３４の突出端には、インク供給口７１が形成されている。また、図１に示されるように、インク供給部３４の内部には、インク供給口７１とインク室３６とを連通させるインク流路７２が形成されており、インク供給口７１を開閉させるインク供給バルブ７０が配置されている。

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、カートリッジ装着部１１０に設けられたインクニードル１１３がインク供給口７１に挿入される。そして、インクニードル１１３がインク供給バルブ７０を前後方向５３における後方に移動させることにより、インク供給口７１が開く。これにより、インク室３６内のインクは、インク流路７２を通ってインクニードル１１３へ流出される。インクの流出方向は、前後方向５３における前方と略同一である。なお、インク供給口７１は、必ずしもインク供給バルブ７０によって開閉可能な構成に限定されない。例えば、インク供給口７１がフィルムなどで閉塞されており、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、インクニードル１１３がフィルムを突き破ることによりインク供給口７１が開かれる構成であってもよい。

また、図４及び図５に示されるように、内部フレーム３５の前壁４０の下端には、一対の係合爪４３が形成されている。一対の係合爪４３の先端は、インクカートリッジ３０の左右方向５１の外向きへそれぞれ突出されている。一対の係合爪４３は、左右方向５１の中央に設けられた切欠き（不図示）により左右方向５１の寸法が縮小されるように弾性変形が可能である。一対の係合爪４３の先端は、ブラケット９０に設けられた一対の長孔９１へそれぞれ進入して、長孔９１を形成する円筒形状の内壁の内面と係合する。

さらに、内部フレーム３５の上壁３９には、係止部４５が形成されている。係止部４５は、インクカートリッジ３０の左右方向５１及び上下方向５２に拡がる係止面４６を有している。係止面４６は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、カートリッジ装着部１１０に設けられた係合部材１４５と係合される。係止部４５は、インク供給バルブ７０がインクニードル１１３を押す力によるインクカートリッジ３０を取出向き５５に押し出させる付勢力を受けて、インクカートリッジ３０を装着位置に保持するものである。

［大気連通部１２０］
図４から図８に示されるように、大気連通部１２０は、上下方向５２における検知部３３より上側において、内部フレーム３５に設けられている。大気連通部１２０は、インク室３６をインクカートリッジ３０の外部と連通させるためのものである。大気連通部１２０は、内部フレーム３５に設けられて、インク室３６に開口する連通口４４及び内部フレーム３５の上壁３９に開口する大気口１２５を接続してインク室３６を外部と連通する大気通路（連通口４４、バルブ室３２、孔１２２、ラビリンス路１２４、孔１２７、大気通路１２８、大気口１２５）と、連通口４４を閉塞する第１位置、及び連通口４４を開放する第２位置に移動可能なバルブ４８と、バルブ４８を第２位置へ付勢するコイルバネ４９と、を有する。

大気口１２５は、内部フレーム３５の係止部４５より前方において、後述される記憶チップ８１の裏面と対向する位置に形成されている。大気口１２５は、装着姿勢において上方を向いて内部フレーム３５の上壁３９に開口しており、インク供給部３４が延出する前後方向５３とは直交する上下方向５２を向いている。図２に示されるように、大気口１２５は、ブラケット９０及び記憶チップ８１に覆われているので、外側から目視することができないが、例えば、ブラケット９０と内部フレーム３５との隙間を通じて、インクカートリッジ３０の外方と連通している。

連通口４４は、内部フレーム３５においてインク室３６とバルブ室３２とを隔てる隔壁１２１に形成されている。バルブ室３２は、隔壁１２１から前後方向５３に沿って前壁４０側へ延出された円筒形状の空間であり、前壁４０側において開口している。バルブ室３２の周壁には、内部フレーム３５の左壁１２３へ貫通する孔１２２が形成されている。

内部フレーム３５の左壁１２３には、前後方向５３に沿ってＵターンを繰り返す微小なラビリンス路１２４が形成されている。ラビリンス路１２４は、内部フレーム３５の左壁１２３に形成された凹溝と、内部フレーム３５の左壁１２３に貼り付けられるフィルム８２とによって区画される空間である。ラビリンス路１２４は、左右方向５１においてバルブ室３２と重なって配置されている。

ラビリンス路１２４の一端は、内部フレーム３５の前側に形成された孔１２２によってバルブ室３２に連通されている。ラビリンス路１２４は、孔１２２から後方へ延び、Ｕターンしながら内部フレーム３５の上壁３９側へ延びている。さらに、ラビリンス路１２４は、上壁３９側から前後方向５３に沿って前方へ直線状に延び、ラビリンス路１２４の他端に形成された孔１２７に連通する。孔１２７は、内部フレーム３５内の大気通路１２８に連通している。大気通路１２８は、内部フレーム３５の左壁１２３から上壁３９へ貫通して大気口１２５と連通されている。このようにして、連通口４４からバルブ室３２、孔１２２、ラビリンス路１２４、孔１２７、大気通路１２８、大気口１２５を通じて、インク室３６を内部フレーム３５の外部へ連通する大気通路が形成されている。

内部フレーム３５において、バルブ室３２より前壁４０側には、上下方向５２に離間された一対の係合爪１２６が形成されている。係合爪１２６は、バルブ室３２の開口内側へ突出されている。係合爪１２６が、バルブ４８に設けられた一対の係合爪７４と係合することによって、バルブ室３２に挿入されたバルブ４８が第２位置より前壁４０側へスライドしてバルブ室３２から抜け出さないように保持される。

なお、バルブ４８が連通口４４を閉塞する第１位置に配置されている状態では、係合爪１２６と係合爪７４とは前後方向５３に離間している。換言すると、バルブ４８は、インクカートリッジ３０内において、この離間距離だけ移動することが可能である。

バルブ４８は、本体７５とシール部材７６とを有する。本体７５は、円筒形状の空間であるバルブ室３２に挿入可能な外形である。本体７５は、前後方向５３に細長であり、外面がバルブ室３２の内径より小さな円柱形状である。なお、本体７５は、全体としては円柱形状ではなく、中心から外向きへ「＋」形状に延びるリブなどの端面によって外形が円柱形状に形成されている。

本体７５には、バルブ室３２において隔壁１２１と対向する端面７８に開口する大気通路７７が形成されている。大気通路７７は、端面７８から前後方向５３に沿って延び、前後方向５３と直交する方向へ屈曲して本体７５の側面７９に開口している。つまり、大気通路７７は、本体７５の端面７８と側面とを連通する通路である。

本体７５の端面７８と反対側の端部には、上下方向５２に離間されて一対の係合爪７４が形成されている。一対の係合爪７４は、本体７５から上下方向５２にそれぞれ延出されて、その先端部が、本体７５の外面と間隙を形成して端面７８側に屈曲した鈎形状である。バルブ４８が、端面７８が隔壁１２１と対向する姿勢でバルブ室３２に挿入され、一対の係合爪７４が、バルブ室３２の開口の上下に設けられた係合爪１２６と係合することによって、バルブ４８がバルブ室３２から前壁４０側へ移動することが規制される。

本体７５の係合爪７４の間に位置する端面７３は、端面７８側に湾曲した凹面をなしている。端面７３には、後述されるリリース部材１３０が当接される。端面７３が最も端面７８側に凹んでいる位置は、本体７５の中心及び隔壁１２１の連通口４４の中心にほぼ合致している。端面７３が、このような凹面をなしていることによって、リリース部材１３０によってコイルバネ４９の付勢力に抗して第１位置へ押される本体７５への荷重が、本体７５の中心に合致する。

本体７５の端面７８側には、シール部材７６が設けられている。シール部材７６は、ゴムやエラストマーなどの弾性変形可能な部材である。シール部材７６は、本体７５の端面７８側を気密に覆うことができるキャップ形状である。シール部材７６には、本体７５の大気通路７７の開口と合致する開口が形成されている。したがって、本体７５の端面７８側がシール部材７６に覆われた状態において、大気通路７７は、シール部材７６の開口を通じて隔壁１２１側へ連通される。

シール部材７６は、その中央において端面７８から離れる向きへ突出する突起９２を有する。突起９２は、先端がドーム形状であり、その先端側が隔壁１２１の連通口４４の内壁１２９に密接可能な大きさである。突起９２が連通口４４に密接することによって、連通口４４が封止される。

シール部材７６は、本体７５の側面７９側において外側へ突出するＯリング部９３を有する。Ｏリング部９３は、本体７５の周りに延びる環形状をなしている。Ｏリング部９３は、バルブ室３２の内壁１１９に摺動可能に密接して、本体７５の端面７８側と係合爪７４側との間を液密にシールする。

本体７５の側面７９における大気通路７７の開口は、半透膜９４によって閉塞されている。半透膜９４は、気体の通過を許容し且つ液体の通過を規制する微小な孔を有する多孔質膜であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などのフッ素樹脂からなる。大気通路７７の開口が半透膜９４によって気体の通過を許容しつつ液体の通過を規制可能に閉塞されていることにより、半透膜９４よりも大気口１２５側にあるラビリンス路１２４にインクが進入することが防止される。

本体７５の側面７９における大気通路７７の開口と係合爪７４との間には、本体７５の周りに延びる凹溝９８が形成されており、凹溝９８にＯリング９９が嵌合されている。Ｏリング９９は、バルブ室３２の内壁１１９に摺動可能に密接して、本体７５の大気通路７７の開口側と係合爪７４側との間を液密にシールする。

図５及び図６に示されるように、バルブ室３２にバルブ４８が挿入された状態において、バルブ室３２の開口周縁の壁とバルブ４８の係合爪７４との間にコイルバネ４９が介設されている。コイルバネ４９に付勢されて、バルブ４８は、隔壁１２１から離れる向き（図５及び図６における左向き）へ付勢されて、係合爪７４と係合爪１２６とが係合することによって、シール部材７６の突起９２が連通口４４から離れた第２位置に保持される（図８参照）。

［リリース部材１３０］
図２及び図４に示されるように、ブラケット９０の孔９６には、リリース部材１３０が組み付けられる。リリース部材１３０は、ブラケット９０に組み付けられた状態において、バルブ４８を第１位置へ押し込むものである。

リリース部材１３０は、台座１３１、把手１３２、及びロッド１３３を有する。台座１３１は平板形状の部材であり、ブラケット９０の第１突起８５の先端に当接可能である。台座１３１の一方の面から把手１３２が突出されている。把手１３２は薄板のリブ形状であり、ユーザが指で挟み持つことができる程度の大きさである。

台座１３１の他方の面からロッド１３３が突出されている。ロッド１３３は、中心から外側へ「＋」形状に延びるリブにより形成されている。ロッド１３３は、ブラケット９０の孔９６に挿入可能な大きさである。ロッド１３３の先端面１３４は、台座１３１がブラケット９０の第１突起８５の先端に当接された状態において、バルブ４８の端面７３に当接して、コイルバネ４９の付勢力に抗してバルブ４８を第１位置へ押し込む箇所であり、ロッド１３３は、バルブ４８を第１位置へ押し込むに適した長さに設定されている。

ロッド１３３の外面には、外側へ突出する係合凸部１３５が形成されている。係合凸部１３５は、台座１３１から離間されて配置されている。係合凸部１３５と台座１３１との距離は、ブラケット９０の第１突起８５の先端を形成する壁の厚みに応じて設定されている。なお、図４には、１個の係合凸部１３５のみが現れているが、ロッド１３３の周りにおいて反対側にも同様の係合凸部１３５が設けられている。

ブラケット９０の孔９６の周縁の一部には、係合凸部１３５に対応した切欠き１３６が外側へ拡がるように形成されている。係合凸部１３５が切欠き１３６を挿通するようにして、リリース部材１３０のロッド１３３が孔９６に挿入される。ロッド１３３が孔９６に挿入された状態において、リリース部材１３０がロッド１３３の中心を軸として時計回り又は反時計回りに回転されると、係合凸部１３５が切欠き１３６に合致しない位置に移動する。その係合凸部１３５が孔９６の周縁に当接することによって、ロッド１３３が押し込んでいるバルブ４８からの反力、すなわちコイルバネ４９の付勢力に抗して、ロッド１３３が孔９６に挿通された状態に保持される。このようにして、図２に示されるように、リリース部材１３０がブラケット９０に組み付けられる。リリース部材１３０は、ブラケット９０に組み付けられた状態において、インク供給部３４と同じ側となるブラケット９０の前壁１４０から外側へ把手１３２が突出する。

［インクカートリッジ３０の大気開放］
未使用状態のインクカートリッジ３０は、例えばインク室３６が負圧状態に維持されている。また、大気連通部１２０は、図２に示されるように、ブラケット９０に組み付けられたリリース部材１３０によって、図７に示されるように、バルブ４８がコイルバネ４９の付勢力に抗してロッド１３３によって第１位置へ押し込まれ、シール部材７６の突起９２が隔壁１２１の連通口４４の内壁１２９に圧接されて連通口４４が閉塞されている。このようにして、インク室３６は外部に対して閉塞されているので、インク室３６内のインクが外部に漏れることが防止される。また、大気連通部１２０において連通口４４より外部側に位置する半透膜９４にインクが接触することがない。

インクカートリッジ３０を使用する際には、ユーザがリリース部材１３０をブラケット９０から取り外す。具体的には、ユーザが、リリース部材１３０の把手１３２を回転させて、係合凸部１３５を孔９６の切欠き１３６と合致させる。リリース部材１３０のロッド１３３には、バルブ４８を介してコイルバネ４９の付勢力が加わっているので、係合凸部１３５が切欠き１３６と合致すると、コイルバネ４９の付勢力によって、ロッド１３３が孔９６から抜ける向きへ押し出される。

図８に示されるように、ロッド１３３がブラケット９０の孔９６から抜けるに伴って、第１位置のバルブ４８が第２位置へ移動する。これにより、シール部材７６の突起９２が隔壁１２１の連通口４４から離れる。連通口４４を通じて、インク室３６がバルブ室３２と連通し、バルブ４８の本体７５の大気通路７７、バルブ室３２、ラビリンス路１２４、及び大気口１２５を通じて、インク室３６の大気層が外部に連通されて大気圧となる。

［インクの再充填］
インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されて使用され、インク室３６のインクがすべて消費されると、インクカートリッジ３０は廃棄される。例えば、プリンタ１０の販売店の店頭などにインクカートリッジ３０の回収ボックスが設置されて、廃棄されたインクカートリッジ３０が回収される。このようにして、インクが消費されたインクカートリッジ３０が回収され、洗浄後に、インク室３６へインクが再充填される。

回収されたインクカートリッジ３０において、ブラケット９０から記憶チップ８１が取り外される。これにより、ブラケット９０の開口８９を通じて、内部フレーム３５の上壁１４１に設けられた大気口１２５がアクセス可能に露出される。

露出された大気口１２５に、インク室３６を減圧するためのノズルが接続されて、インク室３６が減圧される。バルブ室３２においてバルブ４８はコイルバネ４９に付勢されて第２位置にあるので、バルブ室３２とインク室３６とを連通する連通口４４は開放されている。したがって、大気口１２５からバルブ室３２を通じてインク室３６を減圧することができる。また、インク供給部３４においてインク供給口７１はインク供給バルブ７０によって閉塞されているので、インク供給口７１からインク室３６へ大気が流入することがない。

インク室３６が減圧された後、インク供給部３４のインク供給口７１に、再充填するインクが流出可能なノズルが挿入される。そして、インク室３６が減圧されていることによって、そのノズルからインクが流出する。ノズルから流出したインクは、インク流路７２を通じてインク室３６へ進入する。そして、インクの進入によってインク室３６の空気層の減圧状態が大気圧に近づくことによって、ノズルからのインクの流出が止まる。このようにして、インク供給部３４からインク室３６へインクが導入される。

大気口１２５から一定量の大気を吸引することによって、インク室３６の減圧状態を一定として、ノズルから一定量のインクを流出させることができる。仮に、内部フレーム３５とフィルム８２との貼り付け部分にピンホールなどが生じていると、大気口１２５から一定量の大気を吸引しても、ピンホールなどからインク室３６へ大気が進入して、インク室３６が所望の減圧状態に到達しない。そのような状態では、インク供給部３４からインク室３６へインクを導入しても、インク室３６には所望のインク量より少ないインク量しか導入されないこととなる。したがって、減圧状態のインク室３６に導入されたインク量を計測することによって、内部フレーム３５とフィルム８２とによって区画された空間、すなわちインク室３６やラビリンス路１２４などの気密性が保持されているか否かを判定することができる。インク室３６へ導入されたインク量の計測は、例えば、内部フレーム３５を目視により確認してもよいし、インクが流出するノズルと接続されたインクタンクにおいてインクの減量分を計測してもよい。

インク室３６に所望の量のインクが導入された後、大気口１２５及びインク供給部３４から各々ノズルが取り外される。そして、ブラケット９０の支持部８８に新しい記憶チップ８１が取り付けられる。新しい記憶チップ８１により、大気口１２５を露出させていたブラケット９０の開口８９が閉塞される。

また、ブラケット９０の孔９６にリリース部材１３０が組み付けられて、リリース部材１３０に押し込まれて、バルブ４８が第１位置へ押し込まれ、シール部材７６の突起９２によって連通口４４が閉塞される。なお、必要であれば、新しい記憶チップ８１が取り付けられる前に、大気口１２５を通じて、インク室３６の空気層を減圧し、リリース部材１３０をブラケット９０に組み付けて連通口４４を閉塞してから、ブラケット９０の支持部８８に新しい記憶チップ８１が取り付けられてもよい。

［実施形態の作用効果］
本実施形態によれば、インクカートリッジ３０が使用されているときには、大気口１２５が記憶チップ８１に覆われているので、大気通路７７への異物の侵入が抑制される。インクが再充填されるときには、記憶チップ８１の取り替えにおいて大気口１２５が露出されるので、新しい記憶チップ８１が取り付けられる前に、露出された大気口１２５を通じてインク室３６を減圧してインクを導入することができる。

また、減圧されたインク室３６に導入されたインクの量に基づいて、インク室３６やラビリンス路１２４などの内部フレーム３５及びフィルム８２により区画される空間の気密性を調べることができる。なお、本実施形態では、インク量に基づいて気密性を判別したが、インク室３６内の減圧量（減圧値）に基づいて気密性が判別されてもよい。

また、内部フレーム３５の連通口４４がバルブ４８によって開閉されるので、インク室３６の減圧や密閉が容易である。また、バルブ室３２におけるバルブ４８のＯリング９９による気密性も確認することができる。

また、バルブ４８の本体７５には、大気通路７７を閉塞する半透膜９４が設けられているので、インク室３６が減圧されるときに大気口１２５からインクが流出することがない。また、インク室３６を減圧するときに、大気口１２５からインクが流出しているか否か調べることにより、半透膜９４が破損しているか否かを判定することができる。さらに、大気通路７７にはラビリンス路１２４が設けられているので、ラビリンス路１２４を区画する内部フレーム３５とフィルム８２との貼着部分にピンホールなどが無いかを判定することができる。

また、半透膜９４がバルブ４８の本体７５に設けられているので、大気連通部１２０において大気が流通する通路に半透膜９４を貼り付ける作業が容易である。つまり、バルブ４８がバルブ室３２から取り外された状態において、半透膜９４をバルブ４８の本体７５に貼り付けることができるので、例えばバルブ室３２内に半透膜９４を貼り付ける作業と比較して、作業性がよい。

また、バルブ室３２内にシール部材７６や大気通路の一部を設けることによって、バルブ室３２周辺のスペース効率が向上される。

また、大気口１２５が、内部フレーム３５においてフィルム８２が貼り付けられない上壁１４１に設けられているので、大気口１２５が設けられる上壁１４１が大型化することがない。

また、大気口１２５は、インク供給部３４のインク供給口７１とは異なる向きへ、つまり上向きへ開口しているので、大気口１２５及びインク供給部３４へ各々接続されるノズルが干渉し難い。

なお、本実施形態では、バルブ４８に大気通路７７が形成されているが、バルブ４８を設けずに、内部フレーム３５に大気通路を形成してもよい。

３０ インクカートリッジ
３２ バルブ室
３４ インク供給部
３５ 内部フレーム（本体）
３６ インク室
４４ 連通口
４８ バルブ
７６ シール部材
７７ 大気通路
８１ 記憶チップ
８２ フィルム
８９ 開口
９０ ブラケット（カバー）
９４ 半透膜
１２４ ラビリンス路
１２５ 大気口

Claims (9)

1. インクが貯留されるインク室を有する本体と、上記本体に設けられており、上記インク室に貯留されたインクを外部へ流出させる供給部と、上記本体の外面に開口する大気口、及び上記インク室に開口する連通口を介して上記インク室を外部と連通する大気通路と、上記大気口を外部へ露出可能な開口を有しており、上記本体の外面を覆うカバーと、上記カバーの開口を覆って設けられており、記憶された情報を読み出し可能な記憶チップと、を具備するインクカートリッジの製造方法であって、
   インクが消費された上記インクカートリッジの上記カバーから上記記憶チップを取り外す工程と、
   上記大気口を通じて上記インク室を減圧する工程と、
   減圧されたインク室に上記供給部を介してインクを導入する工程と、
   新しい記憶チップを上記カバーに取り付ける工程と、を含むインクカートリッジの製造方法。
2. 減圧されたインク室に導入されたインクの量又は減圧量に基づいて、インク室を含む本体の気密性を調べる工程を更に含む請求項１に記載のインクカートリッジの製造方法。
3. インクが貯留されるインク室を有する本体と、
   上記本体に設けられており、上記インク室に貯留されたインクを外部へ流出させる供給部と、
   上記本体の外面に開口する大気口、及び上記インク室に開口する連通口を介して上記インク室を外部と連通する大気通路と、
   上記大気口を外部へ露出可能な開口を有しており、上記本体の外面を覆うカバーと、
   上記カバーの開口を覆って設けられており、記憶された情報を読み出し可能な記憶チップと、を具備するインクカートリッジ。
4. 上記連通口を閉塞する第１位置、及び上記連通口を開放する第２位置に移動可能なバルブを更に具備する請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 上記大気通路に設けられており、上記大気通路を閉塞する半透膜と、上記大気通路に設けられたラビリンス形状の流路と、を更に具備する請求項３又は４に記載のインクカートリッジ。
6. 上記大気通路に設けられており、上記大気通路を閉塞する半透膜と、
   上記大気通路に設けられたラビリンス形状の流路と、
   一端側において上記連通口を介して上記インク室と連続し、他端側において上記ラビリンス形状の流路を介して外部と連続しており、上記バルブを移動可能に収容するバルブ室と、
   上記バルブに設けられており、上記バルブ室の一端側と他端側とを液密にシールするシール部材と、を更に具備しており、
   上記バルブ室に収容された上記バルブの一端側と他端側とを連通する上記大気通路の一部が、上記バルブに設けられており、
   上記半透膜が、上記バルブに設けられている請求項４に記載のインクカートリッジ。
7. 上記本体は、対向する開口を有するフレームと、当該開口をそれぞれ塞いで当該フレームにそれぞれ貼り付けられたフィルムと、を有しており、
   上記インク室は、上記フレーム及び上記フィルムにより区画された空間であり、
   上記大気口は、上記フレームの外面のうち上記フィルムが貼られていない面に設けられたものである請求項３から６のいずれかに記載のインクカートリッジ。
8. 上記供給部は、装着姿勢の上記本体の下側に配置されており、
   上記大気口は、装着姿勢の上記本体の上側において、上記供給部とは異なる向きへ開口して配置されたものである請求項３から７のいずれかに記載のインクカートリッジ。
9. 上記記憶チップは、当該インクカートリッジに関する情報を記憶するものである請求項３から８のいずれかに記載のインクカートリッジ。
   

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