JP2020066141A

JP2020066141A - 連結構造及び画像形成装置

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Publication number: JP2020066141A
Application number: JP2018198573A
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Inventors: 前嶌　正展; Masanobu Maeshima; 正展前嶌
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Priority date: 2018-10-22
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Abstract

【課題】インクの漏れを防止できると共にインクを安定に供給できるインクコンテナと被供給体との連結構造を提供する。【解決手段】連結構造２００は、インクコンテナの口栓を封止するキャップ３９と、被供給体の被供給口に装着されるジョイント２０１と、を備える。前記キャップ３９は、インクの供給口８１に連通するコンテナ側連通路１０９と、前記供給口８１を開閉するコンテナ開閉弁５３と、を有し、前記ジョイント２０１は、インクの流入口２５７に連通する本体側連通路２２９と、前記流入口２５７を開閉すると共に、該流入口２５７よりも前記インクコンテナ側に突出する本体開閉弁２０７と、前記本体開閉弁２０７を前記インクコンテナ側に付勢する第１の付勢部材２４９と、を有する。前記本体開閉弁２０７は、前記第１の付勢部材２４９が最も圧縮された状態であっても、前記流入口２５７よりも前記インクコンテナ側に突出している。【選択図】図７

Description

本発明は、インクコンテナとインクが供給される被供給体とを連結する連結構造及びこの連結構造を備える画像形成装置に関する。

従来、インクジェット式の画像形成装置は、記録ヘッドによって用紙等の記録媒体にインクを吐出して画像を形成する。画像形成装置は、インクを収容するインクコンテナを備え、インクコンテナから被供給体である記録ヘッドへインクを供給する。このようなインクコンテナは、インク供給中や輸送中にインクが漏出しないことが要求される。

特許文献１には、容器に形成されたインク供給口をシール材で塞いだインクカートリッジ（インクコンテナ）が記載されている。記録ヘッドに連通するインク供給針をシール材に貫通させて、インク供給針を通して容器から記録ヘッドにインクを供給するようになっている。

特開２００７−３８５３７号公報

特許文献１のようにシール材を使用する場合、インク供給針を貫通させた際に、インク供給針によって破断されたシール材が異物として容器に混入する虞がある。また、インクの供給口を大きくすることができないので、インクの供給量が制限されるという問題がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、インクの漏れを防止できると共にインクを安定に供給できるインクコンテナと被供給体との連結構造、及びこの連結構造で連結されたインクコンテナ及び被供給体を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の連結構造は、インクコンテナと該インクコンテナからインクが供給される被供給体とを連結する連結構造であって、前記インクコンテナの口栓を封止するキャップと、前記被供給体の被供給口に装着されるジョイントと、を備え、前記キャップは、前記被供給体へのインクの供給口に連通するコンテナ側連通路と、前記供給口を開閉するコンテナ開閉弁と、を有し、前記ジョイントは、前記インクコンテナからのインクの流入口に連通する本体側連通路と、前記流入口を開閉すると共に、該流入口よりも前記インクコンテナ側に突出する本体開閉弁と、前記本体開閉弁を前記インクコンテナ側に付勢する第１の付勢部材と、を有し、前記本体開閉弁は、前記第１の付勢部材が最も圧縮された状態であっても、前記流入口よりも前記インクコンテナ側に突出しており、前記キャップと前記ジョイントとが連結される際、前記本体開閉弁が前記コンテナ開閉弁に当接し、前記第１の付勢部材の付勢力に抗して押し込まれて前記流入口が開放され、前記第１の付勢部材が最も圧縮された状態まで前記本体開閉弁が押し込まれた後、前記本体開閉弁が前記コンテナ開閉弁を押し込んで前記供給口を開放し、前記コンテナ側連通路と前記本体側連通路とを介して前記インクコンテナと前記被供給体とを連通させることを特徴とする。

本発明の連結構造において、前記ジョイントは、前記本体側連通路、前記本体開閉弁及び前記第１の付勢部材を備える可動体と、前記可動体を前記インクコンテナ側に付勢する第２の付勢部材と、を備えていることを特徴としてもよい。

本発明の連結構造において、前記キャップは、前記コンテナ側連通路から前記インクコンテナへのインクの逆流を防止する逆流防止弁と、前記逆流防止弁と前記コンテナ開閉弁との間の前記コンテナ側連通路に封入されたインクの液圧によって前記コンテナ開閉弁が押圧される環状の突部と、を有し、前記突部は、前記供給口に向かってテーパー状に形成されており、前記コンテナ側連通路の連通方向に沿った断面視において、前記突部を前記供給口に向かって延長した仮想線が交差するテーパー角度は６０°以上、１２０°以下であることを特徴としてもよい。

本発明の画像形成装置は、前記連通構造によって連結される前記インクコンテナ及び前記被供給体と、前記インクコンテナから前記被供給体に供給されたインクを用いて画像を形成する画像形成部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な動作で、インク漏れを生じることなくインクコンテナを被供給体に連通させることができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、インクコンテナを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、インクコンテナのインクパック、口栓及びキャップを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、インクコンテナの口栓及びキャップを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、インクコンテナの口栓及びキャップを示す断面図である。本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、ジョイントを示す断面図である。本発明の一実施形態に係る連結構造（キャップの接続部をジョイントの接続筒に挿入した状態）を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る連結構造（本体開閉弁が押し込まれた状態）を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る連結構造（コンテナ開閉弁が押し込まれた状態）を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る連結構造（ジョイントとキャップの連通路がインクパックと連通した状態）を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る連結構造（ロック機構解除時）を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態に係る連結構造及び画像形成装置について説明する。

まず、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について、図１を参照して説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の左側、右側、上側、下側を示す。

プリンター１の装置本体３には、給紙部５と、インクジェット方式の画像形成部７と、排紙トレイ９と、が備えられている。給紙部５は、装置本体３の下部に設けられ、用紙を収容する複数の給紙カセットと、給紙カセットのそれぞれから用紙を給送する給紙装置と、を備えている。画像形成部７は、給紙部５の上方に設けられ、ヘッドユニット１１と搬送ユニット１３と、を備えている。

ヘッドユニット１１は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）に対応する４つの記録ヘッド１５（１５Ｋ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ）を有している。４つの記録ヘッド１５Ｋ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙは、左右方向に並列して配置されている。搬送ユニット１３は、ヘッドユニット１１に近接する位置と、ヘッドユニット１１から離間する位置と、に昇降可能に支持されている。印字動作時には、搬送ユニット１３が上昇して、ヘッドユニット１１との間に、図１の右から左へ向かう画像形成路Ｐを形成する。また、装置本体３には、給紙部５から画像形成路Ｐを通って排紙トレイ９に向かう用紙の搬送経路１７が設けられている。

さらに、装置本体３には、４つのインクコンテナ収容部１９（１９Ｋ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ）が上下に並んで形成されている。４つのインクコンテナ収容部１９Ｋ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙには、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを収容するインクコンテナ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙが収容される。インクコンテナについては後述する。各インクコンテナ収容部１９には、インクコンテナ２１からインクが供給される被供給口１９ａが形成されている。被供給口１９ａは、インク供給路２３によってヘッドユニット１１に接続している。インク供給路２３には、インクの供給方向において上流側から順にポンプ２５とサブタンク２７とが備えられている。

インクコンテナ２１が、対応するインクコンテナ収容部１９に収容されると、連結構造２００によってインクコンテナ２１と被供給口１９ａとが連結される。連結構造２００については後述する。その後、ポンプ２５を駆動させると、インクは、インクコンテナ２１から被供給口１９ａを通ってインク供給路２３に供給される。その後、一旦サブタンク２７に貯留された後、対応する記録ヘッド１５に供給される。つまり、記録ヘッド１５は、インクコンテナ２１からインクが供給される被供給体である。

次に、このような構成を備えたプリンター１の印字動作（画像形成動作）について説明する。プリンター１が外部コンピューター等から画像データを受信すると、給紙部５から用紙が搬送経路１７へ送り出され、画像形成路Ｐを通過する際に、各記録ヘッド１５が画像データの情報に基づいてインクを吐出する。これにより、カラーインク画像が用紙の表面に形成される。カラーインク画像を形成された用紙は、搬送経路１７を搬送されながら乾燥装置（図示省略）によって表面のインクを乾燥された後、排紙トレイ９に排出される。

次に、インクコンテナ２１について、図２を参照して説明する。図２はインクコンテナを示す斜視図である。４つのインクコンテナ２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙは同様の構成であるため、以下では、１つのインクコンテナ２１について説明する。

インクコンテナ２１は、ケース３１と、ケース３１に収容されるインクパック３３と、を備えている。

ケース３１は、扁平な直方体の箱状に形成され、インクコンテナ収容部１９に収納可能な寸法を有している。ケース３１の一方の端面には、矩形の開口３１ａが形成されている。開口３１ａの周囲は、四角筒状の取付壁３１ｂで囲まれている。ケース３１の他方の端面には、インクパック３３を装着するための挿入口（図示省略）が形成されている。

インクパック３３について、図２と、図３及び図４を参照して説明する。図３はインクパックを示す斜視図、図４はインクパックの一端部を示す斜視図である。

インクパック３３は、袋体３５と、口栓３７と、キャップ３９と、を備えている。図３に示されるように、袋体３５は、長形のガゼットタイプの袋であり、長方形状の上面フィルム及び下面フィルムと、一対の側面フィルムと、によって形成される。各側面フィルムは、長手方向に沿った中心線に沿って二つ折りされている。各フィルムは溶着によって接続されている。袋体３５にインクが充填されると、各側面フィルムの折り返しが伸ばされて起立し、略直方体形状に膨張する。このとき、側面フィルムの押し返しが伸ばされた分だけ、袋体３５の長さが縮小する。一方で、インクが排出されると、各側面フィルムが二つ折りされて上面フィルムと下面フィルムとが重なり、袋体３５の長さが伸張する。

各フィルムは、柔軟性（可撓性）を有するフィルム材によって形成される。フィルム材は、２層以上の樹脂やアルミニウム等の材料を積層して構成され、例えば、表面側から順に、ポリエステル、アルミニウム、ナイロン、低密度ポリエチレンを積層して構成される。表面層にポリエステルを採用することで、袋体３５の外観と強度が向上する。アルミニウムの層を採用することで、袋体３５のガスバリア性が向上し、インクの保存性が高まる。ナイロンの層を採用することで、袋体３５の機械的強度及び耐衝撃性が向上する。裏面層（最内面層）に低密度ポリエチレンやポリプロピレンを採用することで、溶着によってフィルム材を袋状にする際の溶着強度が高まり、シール性が向上する。

口栓３７は、袋体３５の上面フィルムと下面フィルムの一方の端部に挟まれて、両フィルムに溶着されている。キャップ３９は、口栓３７を封止している。口栓３７とキャップ３９については後述する。

インクパック３３が挿入口を通してケース３１に収容されると、図２に示されるように、ケース３１の開口３１ａから、キャップ３９で封止された口栓３７が露出する。

次に、図４と図５を参照して、口栓３７とキャップ３９とについて説明する。図５は口栓及びキャップを示す断面図である。

まず、口栓３７について説明する。口栓３７は、中空部を有する円筒形状の部材である。口栓３７は、ケース３１に固定される固定部４１を有している。固定部４１は、口栓３７の外周面の軸方向の略中央に、円周方向に沿って形成されている。固定部４１は、軸方向に所定の間隔を開けて円周方向に沿って形成された２つのリブであり、２つのリブの間にケース３１の固定部（図示省略）が挟まれて、口栓３７がケース３１に固定されるようになっている。

口栓３７は、軸方向における固定部４１の一方の側のコンテナ側端部４３と他方の側のキャップ側端部４５と、を有している。コンテナ側端部４３は、図４にも示されるように、袋体３５の上面フィルムと下面フィルムとに挟まれて、両フィルムに溶着されている。これにより、袋体３５の内部と口栓３７の中空部とが連通する。図５に示されるように、キャップ側端部４５の外周面には、第１雄ねじ４７と、凸部４９と、が形成されている。凸部４９は、固定部４１に隣接して、キャップ側端部４５の周方向の一部に沿って形成されている。第１雄ねじ４７は、凸部４９よりも先端側（袋体３５と反対側）に形成されている。

次に、キャップ３９について説明する。図５に示されるように、キャップ３９は、キャップ本体５１と、キャップ本体５１に収容されるコンテナ開閉弁５３及び逆流防止弁５５と、を備えている。

まず、キャップ本体５１について説明する。キャップ本体５１は、互いに組付けられる主本体部５７と副本体部５９とで構成されている。

主本体部５７は、口栓３７に取り付けられる取付部６１と、インクコンテナ収容部１９に接続される接続部６３と、を有している（図４も参照）。

取付部６１は有底筒状に形成され、端壁部６５と、外筒部６７と、内筒部６９と、を有している。端壁部６５は、平板のリング形状で、中心に円形の開口６５ａが形成されている。端壁部６５の外径は、口栓３７のキャップ側端部４５の外径より僅かに大きい。

外筒部６７は、端壁部６５の外周縁に沿って筒状に形成されている。外筒部６７の内周面には、第１雌ねじ７１と凹部７３とが形成されている。第１雌ねじ７１は、口栓３７の第１雄ねじ４７に螺合可能であり、凹部７３は、口栓３７の凸部４９に係合可能である。

内筒部６９は、端壁部６５の開口６５ａよりもやや外側に、開口６５ａを中心とする筒状に形成されている。内筒部６９の長さは、外筒部６７の長さよりも短い。内筒部６９の内周面には、第２雌ねじ７５が形成されている。

取付部６１は、さらに、外シール７７と内シール７９とを有している。外シール７７と内シール７９とは、端壁部６５に形成されている。外シール７７は、外筒部６７の内側に、外筒部６７とやや隙間を開けて筒状に形成されている。口栓３７の第１雄ねじ４７と外筒部６７の第１雌ねじ７１とを螺合したとき、キャップ側端部４５の内周面に外シール７７が密着する。これにより、キャップ本体５１と口栓３７との間が液密に封止され、インク漏れが防止される。内シール７９は、端壁部６５の開口６５ａに沿って、内筒部６９とやや隙間を開けて筒状に形成されている。

接続部６３は、端壁部６５の開口６５ａに沿って筒状に形成されている。接続部６３の先端の開口は、インクの供給口８１を形成している。接続部６３の内周面には、突部８３が形成されている。突部８３は、供給口８１の内側に、円周方向に沿って環状に形成されている。突部８３の内側（供給口８１と反対の側）の端面８３ａは、供給口８１の側に向かって先細の傾斜面となっている。接続部６３の軸方向に沿った断面視において、端面８３ａを延長した仮想線が交差する角度αは１２０°である。また、接続部６３の外周面には、凹部８５が形成されている。凹部８５は、供給口８１の内側に、円周方向に沿って環状に形成されている。凹部８５には、Ｏリング８７が収容されている。

副本体部５９は有底筒状に形成され、円形の端壁部９１と、円筒状の周壁部９３と、を有している。端壁部９１の中心には、円筒状の流入口９５が形成されている。周壁部９３は、所定の内径と外径とを有している。内径は、主本体部５７の端壁部６５の開口６５ａの径と同等であり、外径は、主本体部５７の内筒部６９の内径よりも小さい。周壁部９３の外周面には、流入口９５と反対側の端部に、第２雄ねじ９７が形成されている。第２雄ねじ９７は、主本体部５７の内筒部６９の第２雌ねじ７５に螺合可能である。また、周壁部９３の内周面には、内側に突き出た段部９９が周方向に沿って形成されている。

副本体部５９には、円筒状の補助筒体１０１が収容されている。補助筒体１０１の外径は、副本体部５９の周壁部９３の内径よりも小さい。補助筒体１０１の一端側の開口には、格子状のストッパー１０３が形成されている。さらに、一端側の外周面には、外方向に張り出す環状部１０５が形成されている。補助筒体１０１は、副本体部５９に収容されて、環状部１０５が段部９９に当接している。

副本体部５９は、第２雄ねじ９７を、主本体部５７の内筒部６９の第２雌ねじ７５に螺合させることで、主本体部５７に組み付けられる。この際、主本体部５７の内シール７９が副本体部５９の周壁部９３に入り込んで、周壁部９３の内周面に接触する。また、内シール７９の先端が、補助筒体１０１の環状部１０５に当接する。これにより、主本体部５７と副本体部５９との間が液密に封止される。このように両者が組付けられることで、副本体部５９の流入口９５から、副本体部５９の中空部（補助筒体１０１の中空部）と接続部６３との中空部を通って、接続部６３の供給口８１へ向かうインクのコンテナ側連通路１０９が形成される。

次に、コンテナ開閉弁５３について説明する。コンテナ開閉弁５３は、略円柱状の本体部１１１と、環状の弾性部材としてのＯリング１２５と、を有している。本体部１１１の長さは、キャップ本体５１の副本体部５９に収容された補助筒体１０１の環状部１０５と、接続部６３の供給口８１との間の長さよりも短い。本体部１１１の外径は、突部８３の内径よりも小さい。本体部１１１の軸方向の略中央には、環状のフランジ部１２１が形成されている。フランジ部１２１の外径は、接続部６３の内径よりも小さく、突部８３の内径よりも大きい。Ｏリング１２５は、本体部１１１の先端面１１１ａ側の外周に沿って装着されている。

コンテナ開閉弁５３は、本体部１１１の先端面１１１ａが供給口８１の側となる向きで接続部６３に収容されている。コンテナ開閉弁５３のフランジ部１２１と、副本体部５９に収容された補助筒体１０１の環状部１０５との間には、弁付勢ばね１２３が配置されている。弁付勢ばね１２３は、コンテナ開閉弁５３を、補助筒体１０１（副本体部５９）に対して供給口８１の方向に付勢して、Ｏリング１２５が突部８３の端面８３ａに当接している。これにより、コンテナ開閉弁５３が供給口８１を閉止する。

次に、逆流防止弁５５としてのボール５５について説明する。ボール５５は球状の部材であり、直径は、副本体部５９に収容される補助筒体１０１の内径よりも小さい。

ボール５５は、補助筒体１０１に収容されている。補助筒体１０１のストッパー１０３とボール５５との間には、ボール付勢ばね１３１が配置されている、ボール５５は、ボール付勢ばね１３１で流入口９５の方向に付勢されて、Оリング１３３を介して副本体部５９の端壁部９１に当接している。これにより、ボール５５が流入口９５を閉止する。

上記構成を有するキャップ３９で口栓３７を封止するには、キャップ３９の取付部６１を、口栓３７のキャップ側端部４５に被せて、キャップ３９を口栓３７に対して閉方向に回転する。すると第１雄ねじ４７と第１雌ねじ７１とが螺合して、キャップ３９が口栓３７に取り付けられる。また、凸部４９が凹部７３に入り込んで、口栓３７に対するキャップ３９の開方向の回転が防止される。

次に、上記のインクパック３３にインクを充填する方法について説明する。まず、キャップ３９を取り外した状態で、口栓３７から袋体３５にインクを充填する。この際、口栓３７の中空部までインクを充填する。その後、キャップ３９の第１雌ねじ７１を口栓３７の第１雄ねじ４７に螺合させて、キャップ３９を口栓３７に取り付ける。この際、前述のように、キャップ３９の取付部６１と口栓３７のキャップ側端部４５との間は、外シール７７によって液密に封止される。

キャップ３９においては、前述のように、コンテナ開閉弁５３は弁付勢ばね１２３によって供給口８１の方向に付勢され、Ｏリング１２５が突部８３の端面８３ａに当接して、供給口８１を封止している。また、ボール５５はボール付勢ばね１３１によって流入口９５の方向に付勢されて、Ｏリング１３３を介して副本体部５９の端壁部９１に当接して、流入口９５を封止している。つまり、コンテナ開閉弁５３とボール５５との間のコンテナ側連通路１０９は中空状態である。

次に、空気抜き用の器具を用いて、インクパック３３内の空気を抜く。空気抜き用器具は、例えば、ニードルと、吸引ポンプと、を備えている。ニードルは、キャップ３９の接続部に接続されて、供給口８１からコンテナ側連通路１０９へ挿入可能である。ポンプは、ニードル通して空気を吸引する。ニードルが接続部６３に接続されて供給口８１から接続部６３に入り込み、コンテナ開閉弁５３の本体部１１１の先端面１１１ａに当接する。その後、ニードルが接続部６３に押し込まれ、コンテナ開閉弁５３は、弁付勢ばね１２３の付勢力に抗して押し込まれる。これにより、Ｏリング１２５が突部８３の端面８３ａから離間して供給口８１が開き、コンテナ側連通路１０９と空気抜き用器具のポンプとが連通する。

その後ポンプを駆動すると、ニードルを通してコンテナ側連通路１０９内の空気が引かれ、ボール５５がボール付勢ばね１３１の付勢力に抗して供給口８１の側に移動し、Ｏリング１３３が副本体部５９の端壁部９１から離間する。これにより、流入口９５が開き、コンテナ側連通路１０９が口栓３７の中空部及び袋体３５の内部に連通する。そして、口栓３７の中空部及び袋体３５の内部のインクが、流入口９５を通ってコンテナ側連通路１０９に入り込み、コンテナ側連通路１０９を通って、供給口８１から空気抜き用器具の方向に引かれる。

コンテナ側連通路１０９から空気が引かれてインクのみが排出され、コンテナ側連通路１０９にインクのみが充填されるようになると、ポンプの駆動を停止してニードルを接続部６３から取り外す。すると、コンテナ開閉弁５３は弁付勢ばね１２３で供給口８１の方向に付勢されて、Ｏリング１２５が突部８３の端面８３ａに当接する。さらに、ボール５５がボール付勢ばね１３１で流入口９５の方向に付勢されてＯリング１３３が副本体部５９の端壁部９１に当接する。これにより、供給口８１がコンテナ開閉弁５３で閉止されると共に流入口９５がボール５５で閉止されて、コンテナ側連通路１０９がインクで満たされた状態で密閉される。

次に、インクコンテナ収容部１９とインクコンテナ２１との連結構造２００について説明する。連結構造２００は、インクコンテナ２１のキャップ３９と、インクコンテナ収容部１９の被供給口１９ａに装着されるジョイントと、によって構成される。図６を参照して、ジョイントについて説明する。図６はジョイントの断面図である。

ジョイント２０１は、本体筒２０３と、本体筒２０３に収容される可動体としての可動筒２０５と、可動筒２０５に収容される本体開閉弁２０７と、可動筒２０５に取り付けられる接続筒２０９と、を備えている。

本体筒２０３は、インクコンテナ収容部１９の被供給口１９ａに収容可能な外径を有する筒状部材である。本体筒２０３は、キャップ３９と連結される側の外側開口２０３ａと、インクコンテナ収容部１９の側の内側開口２０３ｂと、を有している。本体筒２０３の外周面には、本体筒２０３の軸方向の略中央に、フランジ部材２１１が固定されている。フランジ部材２１１は、本体筒２０３が被供給口１９ａに収容された際にインクコンテナ収容部１９に固定される。

本体筒２０３の内周面には、ばね受け部２１３が周方向に沿って形成されている。ばね受け部２１３は、軸方向の中央よりもやや内側開口２０３ｂよりの位置から内方向に突出する平板リング状の端壁と、本体筒２０３の内周面と所定の間隔を開けた円筒状の周壁と、を有している、周壁は、端壁の内端から、軸方向の中央よりもやや外側開口２０３ａよりの位置まで伸びている。さらに、本体筒２０３の内周面には、外側開口２０３ａ側の端部に、パッキン２１５が係止されている。

可動筒２０５は、同軸上に設けられる大径筒部２２１と小径筒部２２３とを有し、本体筒２０３に収容可能な外径と、本体筒２０３よりも長い長さを有している。可動筒２０５の中空部は、大径筒部２２１の側の流入口２２５から、小径筒部２２３の側の供給口２２７へ向かうインクの本体側連通路２２９を形成している。大径筒部２２１の外径は、本体筒２０３のばね受け部２１３の周壁の内径よりも小さい。

大径筒部２２１の外周面には、凹部２３１とフランジ部２３３とが形成されている。凹部２３１は、流入口２２５の側の端部に、周方向に沿って環状に形成されている。凹部２３１には、Оリング２３５が収容されている。フランジ部２３３は、大径筒部２２１の軸方向の略中央に、周方向に沿って環状に形成されている。フランジ部２３３の外径は、本体筒２０３のばね受け部２１３の周壁の内径よりも大きい。また、大径筒部２２１の内周面には、軸方向に沿った複数個のリブ２３７が形成されている。複数個のリブ２３７は、小径筒部２２３の側の端部に、周方向に所定の間隔を開けて形成されている。

可動筒２０５は、大径筒部２２１が外側開口２０３ａの側で小径筒部２２３が内側開口２０３ｂの側となる向きで、本体筒２０３の中空部に収容されている。フランジ部２３３は、ばね受け部２１３とパッキン２１５との間を、本体筒２０３の軸方向に沿って移動可能である。フランジ部２３３とばね受け部２１３との間には、第２の付勢部材としての可動筒付勢ばね２３９が配置されている。可動筒付勢ばね２３９のばね定数は、キャップ３９のコンテナ開閉弁５３を付勢する弁付勢ばね１２３のばね定数よりも大きい。可動筒付勢ばね２３９は、フランジ部２３３がパッキン２１５に当接するまで、可動筒２０５を外側開口２０３ａの方向に付勢する。この状態で、大径筒部２２１の先端（流入口２２５）は、本体筒２０３の外側開口２０３ａから突出する。

本体開閉弁２０７は、略円柱状の部材であり、可動筒２０５の大径筒部２２１に収容可能な外径を有している。本体開閉弁２０７の一方の端面２０７ａ（先端面）には、突出部２４１が本体開閉弁２０７と同軸上に突出している。突出部２４１は、本体開閉弁２０７よりも小径の円柱状に形成されている。本体開閉弁２０７の外周面には、２つのフランジ部２４３と、凹部２４５とが形成されている。２つのフランジ部２４３は、本体開閉弁２０７の軸方向の略中央に、軸方向に所定の間隔を開けて形成されている。凹部２４５は、２つのフランジ部２４３と先端面２０７ａとの間に、環状に形成されている。凹部２４５には、Оリング２４７が収容されている。

本体開閉弁２０７は、突出部２４１が可動筒２０５の流入口２２５から突出する姿勢で、可動筒２０５の大径筒部２２１に収容されている。本体開閉弁２０７のフランジ部２４３と大径筒部２２１のリブ２３７との間には、第１の付勢部材としての弁付勢ばね２４９が配置されている。弁付勢ばね２４９のばね定数は、キャップ３９の弁付勢ばね１２３のばね定数よりも小さい。弁付勢ばね２４９は、本体開閉弁２０７を流入口２２５の側へ付勢している。弁付勢ばね２４９が最も収縮した状態でも、本体開閉弁２０７の突出部２４１は流入口２２５から突出している。

接続筒２０９は、円形の端壁部２５１と、筒状の周壁部２５３と、ガイド筒２５５と、を有している。端壁部２５１の中心には、円形の開口２５７が形成されている。開口２５７の直径は、可動筒２０５の大径筒部２２１の流入口２２５の内径よりも小さく、本体開閉弁２０７の突出部２４１の外径よりも大きい。周壁部２５３は、端壁部２５１の一方の面の外周に沿って筒状に形成されている。ガイド筒２５５は、端壁部２５１の他方の面に、開口２５７を中心とする筒状に形成されている。

接続筒２０９の周壁部２５３には、可動筒２０５の大径筒部２２１の先端部が挿入されている。大径筒部２２１の先端面は、接続筒２０９の端壁部２５１に当接している。端壁部２５１は、流入口２２５の内側に張り出しており、流入口２２５の直径を、実質的に開口２５７の直径に狭めている。以降の説明において、便宜上、開口２５７を流入口とする。大径筒部２２１の凹部２３１に収容されたОリング２３５は、大径筒部２２１と接続筒２０９との間を液密に封止している。前述のように、本体開閉弁２０７は弁付勢ばね２４９で付勢されて、Ｏリング２４７が接続筒２０９の端壁部２５１に当接し、突出部２４１は、流入口２５７を通ってガイド筒２５５内に突き出ている。これにより、本体開閉弁２０７が流入口２５７を閉止している。

上記説明した連結構造２００におけるジョイント２０１とキャップ３９の連結について、図７〜図１０を参照して説明する。図７〜図１０は連結構造の断面図である。

まず、図７に示されるように、キャップ３９の接続部６３を、ジョイント２０１の接続筒２０９のガイド筒２５５に挿入する。接続部６３をガイド筒２５５に沿って押し込むと、ジョイント２０１の本体開閉弁２０７の突出部２４１の先端面が、キャップ３９のコンテナ開閉弁５３の本体部１１１の先端面１１１ａに当接する。この際、接続部６３のОリング８７によって、接続部６３とガイド筒２５５との間が液密に封止される。

さらにキャップ３９を押し込んでいくと、図８に示されるように、ジョイント２０１の本体開閉弁２０７が、キャップ３９のコンテナ開閉弁５３によって、弁付勢ばね２４９の付勢力に抗して押し込まれる。つまり、ジョイント２０１の本体開閉弁２０７を付勢する弁付勢ばね２４９のばね定数は、キャップ３９のコンテナ開閉弁５３を付勢する弁付勢ばね１２３のばね定数よりも小さいので、ジョイント２０１の本体開閉弁２０７が優先的に押し込まれる（図８の白抜き矢印参照）。すると、Ｏリング２４７が接続筒２０９の端壁部２５１から離間して、流入口２５７が開く。本体開閉弁２０７は、弁付勢ばね２４９が最も収縮されるまで押し込まれる。これにより、本体開閉弁２０７の押し込みが規制される。前述のように、弁付勢ばね２４９が最も収縮しても、突出部２４１は流入口２５７から突き出ている。

さらにキャップ３９を押し込んで、接続部６３の先端面が接続筒２０９の端壁部２５１に当接すると、ジョイント２０１の本体開閉弁２０７の押し込みが規制されているので、今度は、図９に示されるように、流入口２５７から突き出た突出部２４１が、キャップ３９のコンテナ開閉弁５３を押し込み、コンテナ開閉弁５３は、弁付勢ばね１２３の付勢力に抗してキャップ本体５１に対して押し込まれる（図９の白抜き矢印参照）。つまり、可動筒付勢ばね２３９のばね定数は、キャップ３９の弁付勢ばね１２３のバネ定数よりも大きいので、突出部２４１がキャップ３９のコンテナ開閉弁５３を押し込む際、可動筒２０５は後退せずにコンテナ開閉弁５３が優先的に押し込まれる。これにより、Ｏリング１２５が突部８３の端面８３ａから離間し、接続部６３の供給口８１が開く。

このようにキャップ３９の供給口８１とジョイント２０１の流入口２５７とが開き、キャップ３９のコンテナ側連通路１０９がジョイント２０１の本体側連通路２２９に連通する。これにより、キャップ３９のコンテナ側連通路１０９に封入されていたインクが、供給口８１から流入口２５７を通って、ジョイント２０１の本体側連通路２２９に流れ込む。なお、キャップ３９のコンテナ側連通路１０９の流入口９５は、ボール５５で閉止されているので、コンテナ側連通路１０９へインクは流れ込まない。

その後、ポンプ２５（図１参照）を駆動させることで、前述のインク充填動作と同様の作用によって、図１０に示されるように、ボール５５がボール付勢ばね１３１の付勢力に抗して流入口９５から離れる方向に移動し（図１０の白抜き矢印参照）、Ｏリング１３３が副本体部５９の端壁部９１から離間して流入口９５が開く。これにより、インクパック３３内のインクが、流入口９５からキャップ３９のコンテナ側連通路１０９に入り込み、供給口８１から流入口２５７を通ってジョイント２０１の本体側連通路２２９に流れ込んで、供給口２２７からインク供給路２３（図１参照）に供給される。

インクコンテナ２１のケース３１とインクコンテナ収容部１９は、前述のように連結構造２００によってキャップ３９とジョイント２０１とが接続された際に、両者を離脱不能に固定するロック機構（図示省略）を備えている。ロック機構は、インクコンテナ２１（ケース３１）をインクコンテナ収容部１０へさらに押し込むことにより解除されるようになっている。

したがって、ロック機構を解除してインクコンテナ２１をインクコンテナ収容部１９から取り外す際は、インクコンテナ２１をインクコンテナ収容部１９の側へ比較的強い力で押し込む。すると、図１１に示されるように、キャップ３９の接続部６３がジョイント２０１の接続筒２０９を押し込み、接続筒２０９を介して可動筒２０５が押し込まれる。本体筒２０３はインクコンテナ収容部１９に固定されているので、可動筒２０５は可動筒付勢ばね２３９の付勢力に抗して本体筒２０３に対して後退する。これによりロック機構が解除される。

上記説明したように本発明の連結構造２００によれば、インクコンテナ２１のキャップ３９をインクコンテナ収容部１９のジョイント２０１に押し込むことで、まず、キャップ３９とジョイント２０１との間が液密に封止され、ジョイント２０１の流入口２５７が開いた後で、キャップ３９の供給口８１が開く（キャップ３９とジョイント２０１間の封止と流入口２５７の開放の順序は逆でもよい）。このため、インク漏れを生じることなくインクコンテナ２１の連通路１０９がジョイント２０９の連通路２２９に連通して、インクコンテナ２１からインク供給路２３へインクを供給することができる。したがって、簡単な動作で、インクコンテナ２１と非供給体である記録ヘッド１５と接続させることができる。また、両者を連通させる際に、フィルムを破損させるような作業が不要であるので、異物が発生したり異物が混入したりすることを防止できる。

さらに、キャップ３９とジョイント２０１を連通したままで可動筒２０５が本体筒２０３に対して押し込み可能であるので、本実施形態のプリンター１のように、キャップ３９とジョイント２０１とが接続されてロック機構によって離脱不能に固定された後で、さらにインクコンテナ２１を押し込んでロック機構を解除する構成にも容易に対応できる。

また、インクコンテナ２１において、コンテナ側連通路１０９に封入されたインクの液圧によってコンテナ開閉弁５３が接続部６３の突部８３に当接している。インクは液体のため、圧力が加わってもほとんど体積が変化しない。したがって、インクの液圧によってコンテナ側連通路１０９を確実に密閉することができる。また、本実施形態では、コンテナ開閉弁５３のＯリング１２５が突部８３に当接している。この際、Ｏリング１２５が変形して楔状に突部８３に食い込んでいるので、密閉性をより高めることができる。ただし、Ｏリング１２５ではなく本体部１１１が突部８３に直接当接してもよい。

このように、インクコンテナ収容部１９にインクコンテナ２１を装着する際のように強い力でコンテナ開閉弁５３を押し込まない限り、コンテナ開閉弁５３は移動しない。言い換えると、インクコンテナ２１の輸送中に振動したりコンテナ開閉弁５３に外圧がかかったりした程度の力では、コンテナ開閉弁５３が移動しないので、インクの漏れを確実に防止することができる。

また、コンテナ開閉弁５３のＯリング１２５が当接する突部８３の端面８３ａは、テーパー角度αが６０°から１２０°に形成されている。Ｏリング１２５と端面８３ａとの間に一定の隙間を開けるためのＯリング１２５の移動量は、テーパー角度αが大きい場合の方が、テーパー角度αが小さい場合よりも小さい。つまり、テーパー角度αが大きいほど、少ない移動量で隙間を開けることができる。一方で、Ｏリング１２５は、開閉弁５３の本体部１１１と突部８３の端面８３ａとの間に楔状に食い込んでいる。この際、テーパー角度αが小さいほど、Ｏリング１２５が楔状に変形する度合いが大きくなり、Оリング１２５の弾性変形による密閉性が上がる。つまり、テーパー角度αは、Ｏリング１２５の移動量をできるだけ少なくしつつ、Ｏリング１２５による密閉性を確保できる角度であることが好ましい。一例として、テーパー角度αが１３０°の場合は、インクの漏れが発生した。一方、テーパー角度αが６０°以下では、インクの供給に支障が生じた。そこで、テーパー角度αを、６０°よりも大きく１２０°以下とすることで、インクの漏れを防止しつつ、被供給体に接続された際には、適切な大きさの力でインクを被供給体に供給することができる。

また、インクパック３３内のインクが消費されてインクパック３３を交換する際には、インクコンテナ２１をコンテナ収容部１９から引き出す。すると、ジョイント２０１の本体開閉弁２０７が接続部６３から離間して、コンテナ開閉弁５３を押し込む力が解除され、コンテナ開閉弁５３は弁付勢ばね１２３で付勢されて、Ｏリング１２５を介して突部８３に当接して、供給口８１を閉止する。その後、インクパック３３をケース３１から取り出す。この際、供給口８１がコンテナ開閉弁５３で閉止されているので、インク漏れは生じない。その後、新しいインクパック３３をケース３１に収容する。

本発明は特定の実施形態について記載されてきたが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の範囲及び主旨を逸脱しない限りにおいて、当業者は上記実施形態を改変可能である。

１プリンター（画像形成装置）
７画像形成部
１５記録ヘッド（被供給体）
１９ａ被供給口
２１インクコンテナ
３７口栓
３９キャップ
５３コンテナ開閉弁
５５ボール（逆流防止弁）
８１供給口
８３突部
８３ａ端面
１０９コンテナ側連通路
２００連結構造
２０１ジョイント
２０５可動筒（可動体）
２０７本体開閉弁
２２９本体側連通路
２３９可動筒付勢ばね（第２の付勢部材）
２４９弁付勢ばね（第１の付勢部材）
２５７開口（流入口）

Claims

インクコンテナと該インクコンテナからインクが供給される被供給体とを連結する連結構造であって、
前記インクコンテナの口栓を封止するキャップと、
前記被供給体の被供給口に装着されるジョイントと、を備え、
前記キャップは、
前記被供給体へのインクの供給口に連通するコンテナ側連通路と、
前記供給口を開閉するコンテナ開閉弁と、を有し、
前記ジョイントは、
前記インクコンテナからのインクの流入口に連通する本体側連通路と、
前記流入口を開閉すると共に、該流入口よりも前記インクコンテナ側に突出する本体開閉弁と、
前記本体開閉弁を前記インクコンテナ側に付勢する第１の付勢部材と、を有し、
前記本体開閉弁は、前記第１の付勢部材が最も圧縮された状態であっても、前記流入口よりも前記インクコンテナ側に突出しており、
前記キャップと前記ジョイントとが連結される際、前記本体開閉弁が前記コンテナ開閉弁に当接し、前記第１の付勢部材の付勢力に抗して押し込まれて前記流入口が開放され、
前記第１の付勢部材が最も圧縮された状態まで前記本体開閉弁が押し込まれた後、
前記本体開閉弁が前記コンテナ開閉弁を押し込んで前記供給口を開放し、前記コンテナ側連通路と前記本体側連通路とを介して前記インクコンテナと前記被供給体とを連通させることを特徴とする連結構造。
前記ジョイントは、
前記本体側連通路、前記本体開閉弁及び前記第１の付勢部材を備える可動体と、
前記可動体を前記インクコンテナ側に付勢する第２の付勢部材と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
前記キャップは、
前記コンテナ側連通路から前記インクコンテナへのインクの逆流を防止する逆流防止弁と、
前記逆流防止弁と前記コンテナ開閉弁との間の前記コンテナ側連通路に封入されたインクの液圧によって前記コンテナ開閉弁が押圧される環状の突部と、を有し、
前記突部は、前記供給口に向かってテーパー状に形成されており、前記コンテナ側連通路の連通方向に沿った断面視において、前記突部を前記供給口に向かって延長した仮想線が交差するテーパー角度は６０°以上、１２０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の連結構造。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の連結構造によって連結される前記インクコンテナ及び前記被供給体と、
前記インクコンテナから前記被供給体に供給されたインクを用いて画像を形成する画像形成部と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。