JP7171422B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクカートリッジに関するものである。

インクジェットプリンタ等の記録装置に用いられるインクカートリッジとして、記録装置のインクカートリッジ装着部に対して着脱自在に構成されたものが知られている。このようなインクカートリッジは、記録装置とは別に単体で存在する場合（記録装置に装着されていない場合）に、インク供給口からインクが漏れないよう、インク供給口をシールしておく必要がある。その一方で、インクカートリッジを記録装置の装着部に装着した際には、供給口が開口してインクをスムーズに供給する必要がある。

特許文献１には、バルブがバネによってシール部材に付勢されることで、供給口をシールするインクカートリッジが記載されている。このインクカートリッジは、単体で存在する場合のインク漏れを抑制することができ、かつ記録装置側の供給管等によってバルブを押すことで、供給口を容易に開口することができる。

特開２００９－２５５５４５号公報

特許文献１に記載のインクカートリッジは、図１０に示すように、インクカートリッジ単体で存在する場合、バルブ１０１がバネ１０２によってシール部材１０３に押し付けられることで、供給口がシールされている。

しかしながら、このような構成においては、インクカートリッジが落下するなどしてバネの付勢力よりも強い力が瞬間的にバルブに働いた場合、バルブが解放されることがある。その結果、インクカートリッジが収納していたインクが漏れて外部に飛散し、ユーザーや床などへ付着する可能性がある。

本発明は、インクカートリッジ単体で存在する際には供給口のシール性が高く、記録装置に装着した際には開口しやすいシール構成を有し、落下等の衝撃の際にインク漏れが発生することを抑制したインクカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、内部にインクを収納し、前記インクを収納する内部から外部に向かって延在するインク流路を有するインクカートリッジであって、前記インク流路は、外部に向かって開口する第１の開口と、
前記第１の開口と反対側に開口し、貯留されたインクをインク流路内に供給する第２の開口と、前記第１の開口を前記インク流路内から外方に向かってシールする第１の弁と、前記第２の開口を前記インク流路内から前記インクカートリッジ内部に向かってシールする第２の弁と、前記第１の弁及び前記第２の弁に接続され、前記第１の弁によって前記第１の開口をシールするように付勢し、及び前記第２の弁によって前記第２の開口をシールするように付勢する付勢部材と、を有し、 前記インク流路は、前記第１の開口及び前記第２の開口とは別の開口であって、前記インクカートリッジの内部を外部と連通させることが可能な開口を有することを特徴とするインクカートリッジである。

本発明によれば、インクカートリッジ単体で存在する際には供給口のシール性が高く、記録装置に装着した際には開口しやすいシール構成を有し、落下等の衝撃の際にインク漏れが発生することを抑制したインクカートリッジを提供することができる。

インクジェットプリンタを示す図。 装着部を示す図。 装着部の電気接続部の周辺の構成を示す図。 インクカートリッジの外観を示す図。 インクカートリッジの分解図および断面図。 第２の弁を示す斜視図。 インクカートリッジの断面図。 第２の弁を示す図。 インクカートリッジの断面図。 インクカートリッジを示す図。

以下、本発明のインクカートリッジについて、図面を参照しながら具体的に説明する。尚、以下の各実施形態は、本発明を実施するための好適な一例であり、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。また、各実施形態に記載された内容は、記載内容の一部を組み合わせることができる。

［第１の実施形態］
＜記録装置＞
まず、本発明のインクカートリッジを装着する記録装置の一例であるインクジェットプリンタ１（以下、記録装置１）の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、記録装置１の内部構成図である。図１において、ｘ方向は水平方向、ｙ方向（紙面垂直方向）は後述する記録ヘッド８において吐出口が配列する方向、ｚ方向は重力（鉛直）方向をそれぞれ示す。尚、図１に示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向については、図１以降の図面においても同様の意味で用いる。例えば、図２で示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、それぞれ図１で示すｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と一致する方向である。

記録装置１は、プリント部２と、プリント部２の上方にスキャナ部３を備える複合機であり、記録動作と読取動作に関する様々な処理を、プリント部２とスキャナ部３で個別にあるいは連動して実行することができる。スキャナ部３は、ＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）とＦＢＳ（フラットベッドスキャナ）を備えており、ＡＤＦで自動給紙される原稿の読み取りと、ユーザーによってＦＢＳの原稿台に置かれた原稿の読み取り（スキャン）を行うことができる。尚、本実施形態はプリント部２とスキャナ部３を併せ持った複合機であるが、スキャナ部３を備えない形態であってもよい。図１は、記録装置１が記録動作も読取動作も行っていない待機状態にあるときを示す。

プリント部２において、筐体４の重力方向下方の底部には、記録媒体（カットシート）Ｓを収容するための第１カセット５Ａと第２カセット５Ｂが着脱可能に設置されている。第１カセット５ＡにはＡ４サイズまでの比較的小さな記録媒体が、第２カセット５ＢにはＡ３サイズまでの比較的大きな記録媒体が、平積みに収容されている。第１カセット５Ａ近傍には、収容されている記録媒体を１枚ずつ分離して給送するための第１給送ユニット６Ａが設けられている。同様に、第２カセット５Ｂ近傍には、第２給送ユニット６Ｂが設けられている。記録動作が行われる際にはいずれか一方のカセットから選択的に記録媒体Ｓが給送される。

搬送ローラ７、排出ローラ１２、ピンチローラ７ａ、拍車７ｂ、ガイド１８、インナーガイド１９及びフラッパ１１は、記録媒体Ｓを所定の方向に導くための搬送機構である。搬送ローラ７は、記録ヘッド８の上流側及び下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。ピンチローラ７ａは、搬送ローラ７と共に記録媒体Ｓをニップして回転する従動ローラである。排出ローラ１２は、搬送ローラ７の下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。拍車７ｂは、記録ヘッド８の下流側に配される搬送ローラ７及び排出ローラ１２と共に記録媒体Ｓを挟持して搬送する。

ガイド１８は、記録媒体Ｓの搬送経路に設けられ、記録媒体Ｓを所定の方向に案内する。インナーガイド１９は、ｙ方向に延在し、湾曲した側面を有し、当該側面に沿って記録媒体Ｓを案内する。フラッパ１１は、両面記録動作の際に、記録媒体Ｓが搬送される方向を切り替えるためのものである。排出トレイ１３は、記録動作が完了し排出ローラ１２によって排出された記録媒体Ｓを積載保持するためのトレイである。

本実施形態の記録ヘッド８は、フルラインタイプのカラーインクジェット記録ヘッドであり、記録データに従ってインクを吐出する吐出口が、図１におけるｙ方向に沿って記録媒体Ｓの幅に相当する分だけ複数配列されている。記録ヘッド８が待機位置にあるとき、記録ヘッド８の吐出口面８ａは、図１のようにキャップユニット１０によってキャップされている。記録動作を行う際は、プリントコントローラによって、吐出口面８ａがプラテン９と対向するように記録ヘッド８の向きが変更される。プラテン９は、ｙ方向に延在する平板によって構成され、記録ヘッド８によって記録動作が行われる記録媒体Ｓを背面から支持する。

記録ヘッド８は、フルラインタイプの記録ヘッドでなくてもよく、記録媒体Ｓの搬送方向と交差する方向にヘッドを往復移動させるシリアルスキャン形式の記録ヘッドであってもよい。

装着部１４は、インクカートリッジが装着される部分である。装着部１４は、記録装置１から取り外し可能にしておいてもよい。ここでは、装着部１４に４つのインクカートリッジが装着され、各インクカートリッジは記録ヘッド８へ供給される４色のインクのいずれかをそれぞれ貯留する例を示している。インク供給ユニット１５は、装着部１４と記録ヘッド８を接続する流路の途中に設けられ、記録ヘッド８内のインクの圧力及び流量を適切な範囲に調整する。本実施形態では循環型のインク供給系を採用しており、インク供給ユニット１５は記録ヘッド８へ供給されるインクの圧力と記録ヘッド８から回収されるインクの流量を適切な範囲に調整する。

メンテナンスユニット１６は、キャップユニット１０とワイピングユニット１７を備え、所定のタイミングにこれらを作動させて、記録ヘッド８に対するメンテナンス動作を行う。

尚、本明細書において「インク」とは、記録媒体に付与されることによって、画像の形成、または記録媒体の加工に用いられ得る任意の液体を含む。従って、本明細書における「インク」は、記録に用いられることが可能なあらゆる液体を包含する概念である。また記録の概念も特に限定されるものではなく、産業用途等にも適用可能である。例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷、半導体基板の作製などの用途としても用いることができる。これらのインクを収納する容器がインクカートリッジである。

図２に、図１の記録装置から装着部１４を取り出し、装着部１４を重力方向の斜め上方から見た図を示す。図２（ａ）は、装着部１４にインクカートリッジが装着される前の状態を示す図である。図２（ｂ）は、装着部１４にインクカートリッジ２０が装着された後の状態を示す図である。

図２に示す装着部１４は、４つの筒状の穴形成部材１４ａを有する。それぞれの穴形成部材１４ａは、穴１４ｄを形成している。インクカートリッジ２０は、装着部１４の穴形成部材１４ａが形成する穴１４ｄに挿入されることで、記録装置の装着部１４に装着される。穴形成部材１４ａは必ずしも複数設ける必要はない。例えば１つの穴形成部材が複数の穴を形成していてもよい。穴１４ｄの直径（穴１４ｄの延在方向と直交する方向の径）は、５０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下であることが好ましい。尚、穴１４ｄの延在方向と直交する方向の径が真円でない場合、穴１４ｄの直径は円相当径とする。

穴形成部材１４ａの奥側には、穴形成部材１４ａとは別の穴形成部材１４ｂが設けられている。インクカートリッジの装着の際には、穴形成部材１４ａは手前側、穴形成部材１４ｂが奥側となる。穴形成部材１４ｂにも穴（図２では不図示）が形成されており、穴形成部材１４ａの穴１４ｄと穴形成部材１４ｂの穴とは、装着部１４の内部で連通している。インクカートリッジ２０は、この連通してできた穴に挿入される。尚、穴形成部材１４ａと穴形成部材１４ｂとは別部材として設けなくてもよく、例えば２つの穴形成部材が一体となった部材を用いてもよい。穴形成部材１４ａを形成する材料としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合樹脂）、ＰＰＯ（ノリル）、ＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン樹脂）等が挙げられる。穴形成部材１４ｂを形成する材料としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰＯ等が挙げられる。

穴形成部材１４ａの穴１４ｄの手前側の開口には、ＩＤ用凹部１４ｃが設けられている。ＩＤ用凹部１４ｃは、インクカートリッジ２０の装着の際に、装着部１４に対してインクカートリッジ２０を大まかに位置合わせするために用いられる。図２では、穴１４ｄの円形の開口を一部凹ませることで、凹部形状のＩＤ用凹部１４ｃを形成している。

さらに、装着部１４には、インクカートリッジが有する複数のパッド電極と接触し、接触によってパッド電極と電気的に接続可能な状態となる複数の電気接続部（図２では不図示）が設けられている。図２においては、電気接続部は装着部１４の穴形成部材１４ｂに設けられている。

装着部１４の穴形成部材１４ｂが備える電気接続部の周辺を拡大した様子を、図３に模式的に示す。図３は、図２（ａ）のＡで囲った部分における、装着部１４の断面を示す図である。尚、図３では、穴形成部材１４ａを含め、装着部１４の一部を省略して示している。図３に示すように、穴形成部材１４ｂは穴１４ｆを形成している。穴１４ｆの奥側の面（穴形成部材１４ｂが形成する穴１４ｆの底面）から、管状のインク受け管２１が突出している。穴１４ｆの奥側の面は円の形状をしており、この円の中心から、穴１４ｆの奥側の面に対して垂直な方向（延在方向）に、インク受け管２１が突出している。インク受け管２１は、装着部１４に装着されたインクカートリッジから供給されるインクを受ける管である。インク受け管２１は、記録装置の記録ヘッドとインク流路でつながっており、インクカートリッジから受けたインクを記録ヘッドに供給する。１本のインク受け管は、１色のインクに対応している。従って、用いるインク色の分だけインク受け管を設けることが好ましい。インク受け管２１を形成する材料としては、ＳＵＳ（ステンレス）、ＰＰＯ等が挙げられる。インク受け管２１の直径（インク受け管の延在方向に直交する断面における径）は、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは３ｍｍ以上、４ｍｍ以下である。尚、穴１４ｆの直径（穴１４ｆの延在方向と直交する方向の径）は、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。穴１４ｆの直径は、穴１４ｄの直径よりも小さいことが好ましく、穴１４ｄの直径の４０％以上、５０％以下であることがより好ましい。

＜インクカートリッジ＞
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、インクカートリッジの様々な角度における外観を示した図である。図４に示すインクカートリッジ２０は、円柱（円筒）形状の筐体をベースとして構成されている。筐体の形状は円柱形状に限定されるものではなく、例えば三角柱形状や四角柱形状といった多角柱形状であってもよい。或いは円錐形状であってもよいし、三角錐形状、四角錐形状といった多角錐形状であってもよい。

インクカートリッジ２０は、インクカートリッジ２０の外方に面する部分として、第１の部分２０ａと、第２の部分２０ｂと、第３の部分２０ｃとを少なくとも有している。挿入部２４がある側の部分が第１の部分２０ａである。この第１の部分２０ａと反対側の部分が第２の部分２０ｂである。そして第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとは、第３の部分２０ｃでつながれている。第３の部分２０ｃは、第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとの間にあり、図４では、第３の部分２０ｃは第１の部分２０ａ及び第２の部分２０ｂに直交している。第１の部分２０ａ、第２の部分２０ｂ、及び第３の部分２０ｃは、図４に示すようにそれぞれ面であってもよい。或いは、第１の部分２０ａ、第２の部分２０ｂ、及び第３の部分２０ｃのうち少なくとも１つが面でなくてもよい。例えばインクカートリッジ２０が三角錐形状であった場合、第１の部分２０ａを三角錐の底面、第２の部分２０ｂを三角錐の底面上の頂点、第３の部分２０ｃを三角錐の側面とすることができる。この場合、第２の部分２０ｂは頂点であり、面ではない。

第１の部分２０ａには、図３等に示すインク受け管２１が挿入される挿入部２４がある。従って、第１の部分２０ａは筐体の前方の部分であるともいえる。図４では、第１の部分２０ａは面である。挿入部２４には、後述するが、開口を有するシール部材が設けられており、インク受け管は挿入部２４のシール部材が有する開口に挿入される。挿入部の直径（インク受け管が挿入されてくる方向に直交する方向の径）は、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。

インクカートリッジ２０は、内部にインクを収納する。収納されたインクは、挿入部２４（シール部材がある場合には、シール部材の開口）に挿入されたインク受け管を通して、記録装置に供給され、記録に用いられる。

インクカートリッジ２０は、径が相対的に大きい大径部と、大径部よりも径が相対的に小さい小径部とで構成されている。図４のインクカートリッジは円柱形状であり、ここでの径とは、円柱の高さ方向に垂直な方向に沿った断面における、円の直径である。小径部の、挿入部２４がある側の部分が、第１の部分２０ａである。第２の部分２０ｂは、大径部に設けられている。第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとをつなぐ第３の部分２０ｃは、大径部と小径部とにまたがり、大径部と小径部の間で段差を有する面である。インクカートリッジ２０の径は一定であってもよく、第３の部分２０ｃに段差を有さない形状とすることもできる。図４に示すインクカートリッジ２０は円柱形状であり、第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとが円柱の底面であり、第３の部分２０ｃは円柱の側面である。上述したように、インクカートリッジ２０は円柱形状に限られない。第１の部分２０ａや第２の部分２０ｂが段差を有する形状であってもよい。

インクカートリッジ２０の大径部の直径は、５０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることが好ましい。インクカートリッジ２０の小径部の直径は、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。インクカートリッジ２０は、収納するインクの量や種類に応じて、その直径を異ならせることができる。例えばあるインクカートリッジセットにおいて、大容量のインクカートリッジについては、大径部の直径を７０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下とし、小容量のインクカートリッジについては、大径部の直径を５０ｍｍ以上、６０ｍｍ以下とすることができる。但しこの場合であっても、装着の観点から、小径部の直径をインクカートリッジ間で揃えておくことが好ましい。即ち、収納するインクの量や種類が異なるインクカートリッジセットでは、インクカートリッジ間で、小径部の直径が同じで、大径部の直径が異なることが好ましい。

インクカートリッジ２０の大径部の長さは、１９０ｍｍ以上、２２０ｍｍ以下であることが好ましい。インクカートリッジ２０の小径部の長さは、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。尚、大径部及び小径部の長さとは、インクカートリッジ２０の第１の部分２０ａから第２の部分２０ｂに向かう方向に平行な方向の長さである。装着の観点から、インクカートリッジ２０の大径部及び小径部の長さは、上述のインクカートリッジセットのように収納するインクの量や種類が異なる場合であっても、長さを揃えておくことが好ましい。尚、インクカートリッジ２０の第１の部分２０ａから第２の部分２０ｂに向かう方向とは、第１の部分２０ａから第２の部分２０ｂまでを最短で結ぶ線の方向である。この方向は、図４ではインクカートリッジの長手方向と一致する。

次に、突出部２５とＩＤ用凸部２８について説明する。突出部２５とＩＤ用凸部２８は、第３の部分２０ｃに設けられている。図４では、突出部２５は、第３の部分２０ｃのうち小径部の部分にあり、第３の部分２０ｃを構成する突出部２５の周囲よりも突出している。突出部２５の周囲は円柱の側面となっており、突出部２５はこの円柱の側面から突出している。突出部２５は、突出部２５の天井となる天井面２５ａと、突出部側面２５ｂとを有する。突出部側面２５ｂは４面あり、これらを上方でつなぐのが天井面２５ａである。天井面２５ａの上には電極部２６がある。電極部２６には、記録装置（装着部）の電気接続部に接触して電気接続部と電気的に接続可能な状態となる、複数のパッド電極２７が設けられている。天井面２５ａは、インクカートリッジ２０の外方に面する部分であり、第１の部分２０ａと第２の部分２０ｂとをつなぐ部分の一部であるから、第３の部分２０ｃの一部である。即ち、天井面２５ａ上に設けられている電極部２６や複数のパッド電極２７は、第３の部分２０ｃに設けられている。電極部２６は、パッド電極２７のみで構成されていてもよい。この場合、突出部２５の天井面２５ａにパッド電極２７が直接配置される。

ＩＤ用凸部２８は、第３の部分２０ｃのうち大径部の部分で突出している。ＩＤ用凸部２８も、ＩＤ用凸部２８の周囲よりも突出している。ＩＤ用凸部２８の周囲は円柱の側面となっており、ＩＤ用凸部２８はこの円柱の側面から突出している。

インクカートリッジ２０について、筐体のうち特に第２の部分２０ｂ側の部分を形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。突出部２５を形成する材料としては、筐体と同様にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。電極部２６を形成する材料としては、ガラスエポキシやポリイミドのフレキシブルプリント板等が挙げられる。パッド電極２７を形成する材料としては、Ｎｉ、Ａｕ等が挙げられる。ＩＤ用凸部２８を形成する材料としては、筐体と同様にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

図５（ａ）、（ｂ）に、インクカートリッジ２０の内部構成を示す。図５（ａ）は、インクカートリッジ２０の分解図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した各部品を組み合わせた状態における、図５（ａ）のＡ－Ａ´における断面図である。筐体７０は、外層７０ａと内層７０ｂとの２層構成となっている。外層７０ａは実線で示す外側の層であり、剛性の高い材料で形成されることが好ましい。一方、内層７０ｂは点線で示す内側の層であり、柔軟な材料で形成されることが好ましい。即ち、外層７０ａは内層７０ｂよりも剛性が高いことが好ましい。外層７０ａと内層７０ｂは互いに分離可能な状態となっており、内層７０ｂの内側（内部）にインクが収納されている。外層７０ａと内層７０ｂは、共に同じ部分に開口を有し、内層７０ｂの開口がジョイント部材７３と接合することで閉鎖空間を構成する。この閉鎖空間にインクが収納される。外層７０ａと内層７０ｂは、インジェクションブローによって成形することが好ましい。外層７０ａを形成する材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等が挙げられる。内層７０ｂを形成する材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。

筐体７０は、カバー部材７８と接合される。筐体７０はインクカートリッジの大径部の一部を構成している。カバー部材７８はインクカートリッジの大径部の一部と小径部とを構成している。カバー部材７８の小径部には、挿入部２４が設けられている。カバー部材７８を形成する材料としては、ＰＥ、ＰＰ、ＡＢＳ等が挙げられる。カバー部材７８の長さは、６０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、６０ｍｍ以上、７０ｍｍ以下である。尚、カバー部材７８の長さとは、図５（ａ）の左右方向の長さである。また、インクカートリッジ２０が図５に示すような形状であれば、カバー部材７８の長さはインクカートリッジ２０の長手方向に沿う方向の長さである。

筐体７０は、外層にスクリュー状の溝８０を有する。スクリュー状の溝８０を設けることで、筐体７０の強度が高くなる。溝８０は１本の溝であってもよいし、個々につながっていない複数本の溝であってもよい。溝８０の延在方向は、インクカートリッジの長手方向に対して傾斜した方向であることが、筐体７０の強度の点から好ましい。

インクカートリッジ２０は、インクカートリッジ２０の外部（記録装置）にインクを供給し、収納しているインクの量が減少すると、その減少したインクの体積に応じて内層７０ｂが変形する。収納しているインクを最終的に使い切ると、内層７０ｂはつぶれた状態となる。一方、外層７０ａは、外層７０ａを剛性が高い材料で形成した場合、変形しにくく、その形状を維持する。筐体７０のうち、インクカートリッジの第２の部分には、大気連通口７１が開口している。大気連通口７１から、外層７０ａと内層７０ｂの間の空間に大気が導入される。ラベル７２によって、大気連通口７１の僅かな部分を除いて覆うことで、インクの蒸発を良好に抑制することができる。ラベル７２を形成する材料としては、ＰＰフィルム、紙等が挙げられる。

ジョイント部材７３は、先端にインク受け管が挿入される挿入部２４を有する。即ち、ジョイント部材７３がある場合、ジョイント部材７３がインクカートリッジの第１の部分の少なくとも一部を構成することになる。ジョイント部材７３には突出部２５が設けられており、突出部２５上に電極部２６が設けられている。また、ジョイント部材７３はカバー部材７８内に入り、カバー部材７８の開口７８ａより突出部２５が外部に露出しており、挿入部２４がカバー部材７８の開口７８ｂから外部に露出している。この場合、ジョイント部材７３はインクカートリッジの第１の部分２０ａの一部と第３の部分２０ｃの一部を構成する。

ジョイント部材７３及びその周辺の構成について、詳細に説明する。図５（ｂ）のＢで示す部分の拡大図を、図５（ｃ）に示す。ジョイント部材７３の筐体７０側には、インクを筐体７０からジョイント部材７３側に供給するための流路部材７９が接合されている。ジョイント部材７３と流路部材７９との接合は、例えば圧入や溶着によって行う。ジョイント部材７３と流路部材７９によって形成されている、ジョイント部材７３の内側の空間はインク流路（インク供給部７３ａ）である。ジョイント部材７３と流路部材７９との間には、筐体７０内に収容したインクをインク供給部７３ａ内に供給するための流路開口７９ａが開口している。後述するが、インクカートリッジが記録装置に装着されていない場合、流路開口７９ａは第２の弁７６によってインク供給部７３ａ側から付勢されることで、シールされている。図５（ｃ）に示すように、流路部材７９には、流路開口７９ａにそれぞれ連通する上部流路７９ｂと下部流路７９ｃが設けられている。上部流路７９ｂと下部流路７９ｃを設けることで、鉛直方向上方となる筐体上部のインクと、鉛直方向下方となる筐体下部（底部）のインクをなるべく均一に供給することができる。従って、例えば顔料インクを使用した場合に、筐体７０内で発生する顔料沈降による上下方向における顔料濃度分布を緩和したインクを供給することができる。

挿入部２４は、開口（第１の開口）になっている。この開口はシール部９０で形成されている。シール部９０は、ジョイント部材７３と一体に成型されたものであってもよいし、ジョイント部材７３とは別体であってもよい。インクカートリッジが記録装置に装着されていない場合、シール部９０に対して、第１の弁７４を付勢部材であるバネ７５で付勢して当接させることで、挿入部２４の開口をシールしている。シール部９０を形成する材料としては、ゴム、エラストマー等が挙げられる。付勢部材としては、安定性の点から、ここで示すようにバネを用いることが好ましく、ＳＵＳ（ステンレス）で形成されたバネを用いることがより好ましい。但し、付勢部材としてゴム等の弾性体を用いてもよい。

バネ７５の挿入部２４の開口をシールする側の端部と反対側の端部、即ち筐体７０側の端部には、上述した第２の弁７６が配置されている。第２の弁７６は、第１の弁７４と同様に、バネ７５に接続されており、バネ７５によって付勢されている。第２の弁７６はバネ７５に接続する側の面と反対側の面の外周部にリップ７６ｂを備えており、記録装置へのインク供給時以外では、バネ７５により流路部材７９側に付勢されている。これにより、リップ７６ｂが、流路部材７９のインク供給部７３ａ側の面７９ｄに当接し、流路部材７９の流路開口７９ａがインク供給部７３ａ側に対しシールされ、インク供給部７３ａと筐体７０の間が閉塞されている。

図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、第２の弁７６を、ジョイント部材７３の挿入部２４側から見た斜視図（図６（ａ））と、筐体７０側から見た斜視図（図６（ｂ））である。図６（ａ）に示すように、第２の弁７６のバネ７５に接続する側の面をバネ接続面７６ａとすると、バネ接続面７６ａの中央に、バネを支持するバネ支持部７６ｄがある。その反対側の面に、リップ７６ｂが設けられている。

図６（ｃ）、（ｄ）には、第２の弁７６の別の例を示す。図６（ｃ）、（ｄ）に示す第２の弁８６は、図６（ａ）、（ｂ）に示す第２の弁７６よりもシール性が高い。図６（ｃ）、（ｄ）に示す第２の弁８６は、バネ接続面８６ａ上に、バネ支持部８６ｄから外周に向かってリブ８６ｃが設けられている。このリブ８６ｃによって、バネ接続面８６ａの変形が抑制され、バネ７５による荷重がリップ８６ｂに効率よく伝達し、シール性をより向上することができる。リブ８６ｃは複数設けられていることが好ましく、中心に設けられたバネ支持部８６ｄから放射線状に広がるように設けられていることが好ましい。

他にも、第２の弁において、例えばリップのみをエラストマー、ゴム等柔軟性のある材質で形成し、その他の部分をＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等で形成することができる。第２の弁をこのような２色成形で形成することでも、シール性を向上させることができる。

本発明のシール構成についてさらに説明する。本発明のインクカートリッジは、内部にインクを収納している。そしてこのインクカートリッジの内部から外部に向かって延在するインク流路（インク供給部７３ａ）を備えている。インク流路は、インクカートリッジの外部に向かって開口する第１の開口（挿入部２４の開口）と、第１の開口をシールする第１の弁７４とを有する。また、第１の開口と反対側に開口する第２の開口（流路開口７９ａ）と、第２の開口をシールする第２の弁７６とを有する。さらに、第１の弁７４及び第２の弁７６に接続され、第１の弁７４及び第２の弁７６を付勢する付勢部材（バネ）７５を有する。本発明のインクカートリッジはこのような構成であるため、第１の弁７４もしくは第２の弁７６のどちらか一方が、それぞれがシールする開口を解放する側（解放する方向）に移動した場合、バネ７５が圧縮されることになる。このため、他方の弁に加わるバネ７５の荷重がより高まり、他方の弁側におけるシール性を高めることができる。例えば、図７（ａ）に示すように、インクカートリッジの落下時等の衝撃や突起物の衝突により、第１の弁７４が筐体７０側（白抜矢印方向）に移動してジョイント部材７３の挿入部２４を解放してしまったとする。この場合でも、第２の弁７６のシール性はより高まっているため、筐体７０側からインク供給部７３ａ内へのインク流入が抑制され、インクカートリッジの内部のインクが外部へ漏れてしまうことを抑制することができる。

これとは逆に、図７（ｂ）に示すように、インクカートリッジが落下するなどして筐体７０内が加圧され、第２の弁７６が挿入部２４側に移動して流路開口７９ａを解放してしまっても、第１の弁７４のシール性はより高まる。従って、外部へのインク漏れを抑制することができる。即ち、衝撃等に対して、外部へのインク漏れが抑制されたシール構成になっている。

尚、第１の弁７４および第２の弁７６において、同時に十分なシール効果を得るため、インクカートリッジが単体で存在する状態（記録装置に装着していない状態）において、バネ７５にかかる荷重は２Ｎ以上３Ｎ以下であることが好ましい。また、記録装置に装着する際のバネ７５にかかる荷重は、ユーザーの負荷を低減するため、５Ｎ以上６Ｎ以下であることが好ましい。

図７（ｃ）に、インクカートリッジから記録装置へ筐体７０内のインクを供給する際の状態を示す。インクカートリッジを記録装置に装着すると、インク受け管２１がジョイント部材７３の挿入部２４からインク供給部７３ａ内に挿入され、インク受け管２１によって第１の弁７４が筐体７０側に移動し、シール部９０から離れる。そしてインク受け管２１の開口２１ａがインク供給部７３ａと連通する。その後、インク受け管２１によってインク供給部７３ａ内が減圧され、第２の弁７６が挿入部２４側に移動する。このようにして流路開口７９ａから筐体７０内のインクがインク供給部７３ａ内に流入可能となり、筐体７０内インクがインク受け管２１を介して記録装置に供給される。インクの流れは、図７（ｃ）中に実矢印で示す方向である。即ち、インクカートリッジ単体で存在する際は供給口（第１の開口）のシール性が高く、記録装置に装着した際には供給口が開口しやすいシール構成になっている。

図８に、第２の弁７６を、図６（ａ）の矢印方向（図５の－ｙ方向）から見た図を示す。図８に示される第２の弁７６の最外径Ｄを直径として算出される円の面積は、２００ｍｍ^２以上４００ｍｍ^２以下であることが好ましい。この範囲とすることにより、記録装置に装着した時のバネにかかる荷重が５Ｎ以上６Ｎ以下である場合、記録装置へのインク供給時にインク供給部７３ａを減圧した際、第２の弁７６を容易に解放することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図９（ａ）に、第２の実施形態におけるインクカートリッジの断面図を示す。このインクカートリッジは、カバー部材を装着していない状態である。図９（ａ）のＣで示す部分の拡大図を、図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）では、後述するエア抜き工程時のインクカートリッジの姿勢を示すため、ジョイント部材７３の挿入部２４が上面になるように図示している。

ユーザーの使用形態に合わせ、同一容器でインクの初期充填量を変える場合、少ない充填量においては筐体７０内のエア比率が高くなるため、高温下に放置された際に内圧が高まり、筐体７０を変形させてしまう可能性がある。しかし、第１の実施形態で説明したように筐体７０を２層構成とし、内層７０ａを柔軟な材料にすることで、高温下においても筐体７０内を加圧にしない程度までエアを抜くことができる。

図９（ａ）、（ｂ）に示すインクカートリッジにエア抜き工程を行うときの状態を、図９（ｃ）、（ｄ）に模式的に示す。エア抜き工程においては、筐体７０内のエアのみを抜くため、インクカートリッジは鉛直方向に沿って縦向きとすることが好ましい。第１の実施形態でも説明したように、ジョイント部材８３と流路部材７９とによって形成される空間が、インク供給部８３ａである。ジョイント部材８３には、内部であるインク供給部８３ａと外部とを連通させることが可能なエア抜き口８３ｂが設けられている。エア抜き開口８３ｂは、上述した第１の開口や第２の開口とは別の開口である。インクカートリッジの製造工程において、筐体７０にインクを充填した後、流路部材７９と接合したジョイント部材８３を筐体７０と接合し、その後、筐体７０のインク収納部である内層７０ｂ内のエアを抜く。

エア抜き工程では、まずエア抜き口８３ｂからエアを吸引するなどし、インク供給部８３ａ内を減圧する。これにより、エア逆流抑止弁として機能する第２の弁７６が、挿入部２４側（白抜矢印方向）に移動し、流路開口７９ａが解放され、筐体７０の内部とインク供給部８３ａが連通する。その後さらに吸引することで、内層７０ｂ内のエアをエア抜き口８３ｂより抜き取ることができる（図中に破線矢印で示す）。このとき、内層７０ｂは、エア抜き量に合わせて、図中に実線矢印で示すように、収縮する方向に変形していく。

ここで、第１の弁７４のバネと接続する側の面（支持部７４ｄ側の面）を、第１の弁のバネ接続面７４ｅとする。エア抜き工程においては、第２の弁７６のみを移動させる必要がある。このため、第２の弁７６におけるバネと接続する側の面（バネ接続面）７６ａの面積は、第１の弁７４のバネ接続面７４ａの面積のよりも大きくすることが好ましい。具体的には、８倍以上１８倍以下とすることが好ましい。尚、それぞれの弁がバネ支持部を有する場合は、バネ支持部の上面をバネ接続面に含んで考えればよい。

また、このとき、第２の弁７６が挿入部２４側に移動するため、バネ７５が圧縮され、第１の弁７４による挿入部２４のシール性がより高まる。それにより、挿入部２４（第１の開口）からインク供給部８３ａ内へのエア侵入が抑制され、筐体７０内のエアのみを効率よく吸引することが可能となる。また、図９（ｄ）に示すように、エア抜き工程後には、エア抜き口８３ｂをフィルム７７の溶着によってシールする。この際、エア抜き工程からフィルム溶着工程の間は、インク供給部８３ａ内の減圧が解除されており、図９（ｄ）に示すように第２の弁７６が流路部材７９側に再び付勢される。これにより、流路開口７９ａがインク供給部８３ａに対して閉塞するため、筐体７０側へのエアの逆流を抑制することができる。

２４ 第１の開口（挿入部）
７４ 第１の弁
７５ 付勢部材（バネ）
７６ 第２の弁
７９ａ 第２の開口（流路開口）

Claims (13)

1. 内部にインクを収納し、前記インクを収納する内部から外部に向かって延在するインク流路を有するインクカートリッジであって、
   前記インク流路は、外部に向かって開口する第１の開口と、
   前記第１の開口と反対側に開口し、貯留されたインクをインク流路内に供給する第２の開口と、
   前記第１の開口を前記インク流路内から外方に向かってシールする第１の弁と、
   前記第２の開口を前記インク流路内から前記インクカートリッジ内部に向かってシールする第２の弁と、
   前記第１の弁及び前記第２の弁に接続され、前記第１の弁によって前記第１の開口をシールするように付勢し、及び前記第２の弁によって前記第２の開口をシールするように付勢する付勢部材と、
   を有し、
   前記インク流路は、前記第１の開口及び前記第２の開口とは別の開口であって、前記インクカートリッジの内部を外部と連通させることが可能な開口を有することを特徴とするインクカートリッジ。
2. 筐体と、前記筐体に接合されるジョイント部材とを有し、前記インク流路は前記ジョイント部材に設けられている請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記筐体は外層と内層とを有し、前記外層は前記内層よりも剛性が高い請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記付勢部材はバネである請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
5. 前記第２の弁は、前記付勢部材と接続する側の面と反対側の面にリップを備えている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 前記第２の弁は、前記付勢部材と接続する側の面に、前記付勢部材を支持する支持部と、前記支持部から前記第２の弁の外周に向かって延在するリブとを有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
7. 前記リブは、前記支持部から放射線状に広がるように複数設けられている請求項６に記載のインクカートリッジ。
8. 前記インクカートリッジが単体で存在する状態において、前記付勢部材にかかる荷重は、２Ｎ以上３Ｎ以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
9. 前記インクカートリッジを記録装置に装着する際において、前記付勢部材にかかる荷重は、５Ｎ以上６Ｎ以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
10. 前記別の開口はフィルムで溶着されてシールされている請求項１に記載のインクカートリッジ。
11. 前記別の開口は前記内部からエアを抜くためのエア抜き開口である請求項１または１０に記載のインクカートリッジ。
12. 前記第２の弁における前記付勢部材と接続する側の面の面積は、第１の弁における前記付勢部材と接続する側の面の面積よりも大きい請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
13. 前記ジョイント部材は、前記第１開口、前記第２の開口、前記第１の弁、前記第２の弁、前記付勢部材を備えており、
    前記第１の弁と前記第２の弁は各開口に対して独立して開閉動作が可能に前記付勢部材によって付勢されている請求項２に記載のインクカートリッジ。

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