JP3712181B2 - 記録装置用インクカートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッキング部材とこれに接合される移動可能なバルブ部材とによりインク導出部を構成し、記録装置への非装着状態においてはインクの漏出を効果的に阻止することができると共に、記録装置への装着状態においては、記録装置側にインクを円滑に導出することができるように構成した記録装置用インクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばオフィス向けもしくは業務用に提供されるインクジェット式記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジを、例えば装置本体側に配置されたカートリッジホルダに装着させる構成とされている。
【０００３】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各インクカートリッジから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したような構成の記録装置に用いられるインクカートリッジとしては、記録装置への非装着状態においては、インクの漏出を効果的に阻止することができると共に、記録装置への装着状態においては、記録装置側にインクを円滑に導出することができるように構成したインク導出部を備える必要がある。
【０００５】
そこで、前記インク導出部に、円環状に形成されたパッキング部材と移動可能なバルブ部材とを具備したインクカートリッジの構成を、すでに本件出願人において提案している。この様な構成のインク導出部を備えたインクカートリッジによると、記録装置への非装着状態においては、前記パッキング部材の端面に前記バルブ部材が接合されるために、円環状に形成されたパッキング部材における中央の開口部から、インクが漏出するのを効果的に阻止するように作用する。
【０００６】
また、記録装置への装着時においては、パッキング部材における中央の開口部に相対的に摺接して進入する記録装置側に配置されたインク導入管の先端部が、前記バルブ部材に当接して押し戻すように作用する。したがって、前記インク導入管を介して記録装置側にインクを円滑に供給することができる。
【０００７】
さらに、前記したインク導出部を備えたインクカートリッジによると、必要に応じてインクカートリッジを記録装置に対して装着または非装着を繰り返しても、記録装置側に配置されたインク導入管の抜き差しの繰り返しにより、パッキング部材等が劣化するなどの問題を防ぐことができ、その耐久性を確保することもできる。
【０００８】
ところで、前記した構成のインク導出部に備えられている円環状のパッキング部材は、カートリッジを記録装置に装着させる場合において、記録装置側のインク導入管の外周面に摺接させるために、前記インク導入管の外径よりも若干細い内径を持たせる必要がある。この場合、前記パッキング部材の内径を同一寸法の円筒状内周面として構成した場合においては、カートリッジを記録装置に装着させる場合において、パッキング部材の内周面の全面が、記録装置側のインク導入管の外周面に対して一様に摺接される。
【０００９】
このために、カートリッジを記録装置に装着させる時点における機械的な摩擦抵抗が大きく発生する。一方、カートリッジを記録装置から離脱させる場合においては、前記インク導入管の外周面にインクが付着している関係で、離脱時の摩擦抵抗は非常に小さくなる。したがって、特に、インクカートリッジを記録装置へ装着させる場合において、円環状のパッキング部材は、前記摩擦抵抗を受けて円筒状内周面が例えば奥側に横向き状態に転回するという異常な変形を受け、この様に転回した状態で装着状態が維持されるという問題が発生する。
【００１０】
したがって、比較的長時間にわたってパッキング部材が前記した異常変形を受け、この状態でカートリッジを取り外した場合においては、パッキング部材に対する前記バルブ部材の接合状態が不良となり、インクの漏出が発生するという問題が発生する。
【００１１】
本発明は、前記した問題点を解決するためになされたものであり、特に、インクカートリッジを記録装置へ装着させる場合において、円環状のパッキング部材が異常変形状態となるのを防止し得るインクカートリッジを提供することを目的とするものである。加えて本発明は、前記パッキング部材をインク導出部に組み込んだ状態において、パッキング部材の組み込み方向の誤りを確実に発見することが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ものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかる記録装置用インクカートリッジは、内部にインクが貯留され、記録装置への装着状態において前記インクを記録装置側に導出させる筒状のインク導出部を備えた記録装置用インクカートリッジであって、前記インク導出部の内部には、円環状に形成されたパッキング部材と、移動可能なバルブ部材と、前記バルブ部材を前記パッキング部材に向かって付勢するバネ部材とが具備され、前記記録装置への装着状態において、前記パッキング部材の開口部内周面に摺接して相対的に進入するインク導入管の先端部によって前記バルブ部材が押し込まれることで、前記パッキング部材の一端面へのバルブ部材の接合が解かれて、インクの導出が可能に構成されると共に、前記記録装置への非装着状態において、前記バネ部材によってバルブ部材が前記パッキング部材の一端面に向かって当接してインクの導出が阻止できるように構成され、且つ前記パッキング部材におけるいずれか一方の端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成され、前記パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第１の組み込み状態においては、前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が確保され、前記パッキング部材の前記溝部が形成された他端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第２の組み込み状態においては、前記溝部によって前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が不可能となるように構成されている点に特徴を有する。
【００１３】
この場合、前記パッキング部材における他端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように、複数の溝部がそれぞれ放射状に形成されていることが望ましい。
【００１４】
また、前記バルブ部材をパッキング部材の一端面に向かって付勢するバネ部材が具備されていることが望ましく、記録装置への装着状態において、パッキング部材の前記開口部内周面に摺接して相対的に進入するインク導入管の先端部によって前記バルブ部材が押し戻され、バルブ部材によるパッキング部材の一端面への接合が解除されるように構成される。
【００１５】
そして、好ましくは円環状に形成された前記パッキング部材の中央の開口部内周面には、記録装置側に配置されたインク導入管の外周面に接するために、前記インク導入管の外形よりも内径を細くした環状の摺接部がさらに形成され、且つ前記摺接部は、パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面側に偏らせて形成した構成とされる。
【００１６】
一方、前記した移動可能なバルブ部材には、好ましくはパッキング部材の一端面に接合してインクの導出を阻止する円盤状部材と、前記円盤状部材の外周に沿って間欠的に配置され、それぞれバルブ部材の移動方向に沿って伸びる複数本のガイド部材とが具備され、パッキング部材の一端面への前記円盤状部材の接合が解かれた状態において、円盤状部材の外周に沿って間欠的に配置された前記各ガイド部材間に形成された隙間を介してインクが導出されるように構成される。
【００１７】
そして、好ましい実施の形態においては、前記インク導出部は、可撓性素材により形成されて内部にインクが貯留されたインクパックの一部に配置され、且つ前記インク導出部は、インクパックを収容したカートリッジケースの一部に、カートリッジケースから露出するようにして取り付けられた構成とされる。また、好ましい実施の形態においては、前記カートリッジケースは気密状態に構成され、カートリッジケースと前記インクパックとの間の空間部に、加圧空気を導入することができる加圧空気の導入口が形成された構成とされる。
【００１８】
前記した構成のインクカートリッジによると、インク導出部に装着される円環状に形成されたパッキング部材の中央の開口部内周面には、前記インク導入管の外形よりも内径を細くした環状の摺接部が形成されているので、インクカートリッジを記録装置に装着した場合において、この摺接部が記録装置側に配置されたインク導入管の外周面に接するように作用する。したがって、カートリッジを記録装置に装着させる時点において、パッキング部材がインク導入管との間で受ける機械的な摩擦抵抗を低減させることができる。
【００１９】
加えて、前記摺接部はバルブ部材が接合するパッキング部材の一端面側に偏らせて形成した構成とされているので、前記摺接部はインク導入管との摩擦によって、インク導入管の相対的な進入方向の奥側に向かって若干変形される。しかしながら、パッキング部材の奥側の端部に向かっては逃げの余裕があるため、パッキング部材は前記摩擦抵抗を受けて円筒状内周面が、例えば奥側に横向き状態に転回するという異常な変形状態に達するのを防止することができる。
【００２０】
一方、前記パッキング部材におけるいずれか一方の端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成され、前記パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第１の組み込み状態においては、前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が確保され、前記パッキング部材の前記溝部が形成された他端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第２の組み込み状態においては、前記溝部によって前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が不可能となるように構成されているので、インク導出部にパッキング部材を組み込むに際して、組み込み方向に誤りが生じた場合においては、バルブ部材とパッキング部材との間でシールをとることが不可能となる。したがって、インクカートリッジにインクを封入しようとした際に、即座にインク導出部よりインクが漏出するので、前記した組み立て不良を確実に発見することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクカートリッジを利用し得るインクジェット式記録装置の好ましい例を図に基づいて説明する。図１は、その記録装置の基本構成を平面図で示したものである。図１における符号１はキャリッジを示し、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。
【００２２】
また、キャリッジ１には、前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備されている。そして、この各サブタンク７ａ〜７ｄには、装置本体に配置されたカートリッジホルダ８に装着されたインクカートリッジとしてのメインタンク９ａ〜９ｄから、可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが供給されるように構成されている。
【００２３】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるように構成されている。
【００２４】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、図には示されていないが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。そして、キャッピング手段１１の印字領域側に隣接して、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【００２５】
次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて、それぞれ相当する各部を同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、圧力調整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ供給されるように構成されている。
【００２６】
なお、前記圧力調整弁２２は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定以上に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。
【００２７】
さらに、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、これに基づいて空気加圧ポンプ２１の駆動を停止させると共に、圧力検出器２３によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１を駆動させるように制御する。したがって、この繰り返しによって前記した各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧は所定の範囲に維持されるようになされる。
【００２８】
前記メインタンク９としてのインクカートリッジの詳細な構成については後述するが、その概略構成は図２に示されたように、その外郭を構成するケースが気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９の外郭ケースとインクパック２４とで形成される空間が圧力室２５を構成しており、この圧力室２５内に、前記圧力検出器２３を介した加圧空気が供給されるように構成されている。
【００２９】
この構成により各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ加圧空気による加圧を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生するように成される。
【００３０】
なお、前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれ各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……を介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００３１】
図２に示すように、サブタンク７には内部にフロート部材３１が配置されており、そのフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そしてホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生されるインク量検出手段を構成している。
【００３２】
したがって、例えばサブタンク７内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ２６が開弁される。
【００３３】
このような作用により、メインタンク９内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク７内に個別に送出される。そして、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて、前記インク補給バルブ２６が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンク内には常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【００３４】
そして、各サブタンク７からはバルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ（チューブポンプ）に接続されている。
【００３５】
図３乃至図５は、以上のように構成されたインクジェット式記録装置に用いられるインクカートリッジの構成を示したものである。なお、図３はメインタンクの全体構成を斜視図で示しており、図４は図３に示すＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態のメインタンクの拡大断面図で示している。また、図５は図３に示すカートリッジケース内に収納されたインクパック２４の構成を示した斜視図である。まず、図３および図４に示すようにカートリッジケースは、上ケース４１および下ケース４２により構成されている。その下ケース４２は偏平状の函型形状になされており、上面が開放されてその内部にはインクを封入した状態のインクパック２４（図５参照）が収納できるように構成されている。
【００３６】
この実施の形態においては、図４に示されたように下ケース４２に収納されたインクパック２４の各四辺を押さえるために、中央部が窓状に開口された四辺形の中蓋４３が挿入されており、さらに下ケース４２の開口端縁に形成された鍔部４２ａおいて、太線で示されたようにフィルム部材４４が熱溶着されて、下ケース４２が気密状態となるように閉塞されている。そして、その上部から偏平函型形状に成された上ケース４１が装着された構成とされている。
【００３７】
前記上ケース４１には、その内面に沿って楔形の爪部４１ａが間欠的に形成されており、上ケース４１を下ケース４２に対して押し込むことにより、前記各爪部４１ａが下ケース４２の開口端縁に形成された前記鍔部４２ａに係合し、両者は一体に結合される。この構成によって、フィルム部材４４により閉塞された下ケース４２内に加圧空気が導入された場合、フィルム部材４４は上ケース４１の内面に沿って添接するようにして位置しているので、加圧空気を受けてフィルム部材４４が外側に膨出するのを避けることができる。
【００３８】
図５は前記のように形成されたカートリッジケース内に収納されたインクパック２４の構成を示したものである。このインクパック２４は、矩形状に形成された２枚の可撓性素材、例えばポリエチレンフィルムが用いられ、ガスバリア性の向上のために、例えばアルミ泊等が表面にラミネートされている。そして、長手方向の側端部におけるほぼ中央部にはインク導出部５０が取り付けられている。
【００３９】
前記インク導出部５０が取り付けられた側端部と、これに直交する長手方向の両側端部の三辺が、まず熱溶着によって接合されて袋状に形成される。なお、符号２４ｂは前記三辺に施された熱溶着部分を示す。そして、前記のようにして袋状に形成されたインクパック２４における残りの一辺における開口を利用して、インクパック２４内にインクが導入され、最後に残りの一辺が熱溶着によって接合されて、インクパック内にインクが封入された状態とされる。なお、符号２４ｃは前記残りの一辺に施された熱溶着部分を示す。
【００４０】
以上のように構成されたインクカートリッジとしてのメインタンク９は、図３に示されたように、カートリッジケースの一面に、記録装置へ装着する場合に利用される位置決め手段としての一対の開口穴５１が形成されている。この一対の開口穴５１は、ケースの前記一面における長手方向に沿った２か所に離間した状態で配置されており、これは下ケース４２を例えば射出成形する場合において、同時に一体に形成されている。また、前記２か所に配置された位置決め開口穴５１のほぼ中間部に、インクパックからのインク導出部５０が、図示せぬ気密用のＯリングを噛んだ状態で取り付けられている。
【００４１】
そして、前記２か所に配置された各開口穴５１の両外側には、加圧空気の導入口５２、および当該インクカートリッジに関する情報を読み出し書き込みすることができる半導体記憶素子を備えた回路基板５３がそれぞれ配置されている。なお、加圧空気の導入口５２は、下ケース４２を成形する場合において同時に中空状に一体に成形され、これを介してフィルム部材４４により閉塞された下ケース４２内に加圧空気が導入できるように構成されている。
【００４２】
図６には、前記したように形成されたインクカートリッジとしてのメインタンク９の前記一面側の端部が断面状態で示されており、記録装置側のカートリッジホルダ８に配置された接続機構５５に対してメインタンク９が装着される（または取り外される）状態を示している。図に示すように、カートリッジホルダ８側には、円柱状に形成された一対の位置決めピン５６が配置されており、メインタンク９側に形成された前記一対の位置決め開口穴５１が、各位置決めピン５６を包囲して装着されるように構成されている。
【００４３】
このように、メインタンク９側に位置決め用の開口穴５１がケースの前記一面における長手方向に沿った２か所に配置された構成とされているので、記録装置側に配置された２本の位置決めピン５６の基端部への装着により、カートリッジとしてのメインタンク９の三次元方向の位置決めを達成することができる。前記位置決めピン５６に対してメインタンク９が装着されることによって、一対の位置決めピン５６を挟むほぼ中央部に配置された中空状のインク導入管５７が、インクパックからのインク導出部５０に差し込まれ、カートリッジからインクが導出できる態勢となされる。
【００４４】
また、メインタンク９の装着により、加圧空気の導入口５２がカートリッジホルダ８側に配置された加圧空気の送出口５８に接続され、メインタンク９側に加圧空気が導入することができる態勢になされる。さらに、メインタンク９側に配置された前記回路基板５３に対して複数の接触片を備えた端子機構５９が接続され、回路基板５３に備えられた半導体記憶素子との間で、データの授受が実現できる態勢になされる。
【００４５】
次に図７および図８は、前記したインクパック２４の端部中央に配置されたインク導出部５０の構成を示したものである。なお、図７はこれを分解斜視図によって示しており、図８は拡大中央断面図で示している。このインク導出部５０には、インクパック２４の端部中央に封止状態で取り付けられた筒状部材６１が具備されており、この筒状部材６１内にはコイル状のバネ部材６２が収納されている。さらに前記バネ部材６２を介して移動可能なバルブ部材６３が筒状部材６１内に収納されている。
【００４６】
そして、筒状部材６１の出口端部には、円環状に形成されたパッキング部材６４が筒状部材６１に対して嵌め込まれてシールされており、さらに前記パッキング部材６４の離脱を阻止するために開口６５ａを備えたキャップ部材６５が、筒状部材６１の出口端部を覆うようにして取り付けられてインク導出部５０を構成している。
【００４７】
前記バルブ部材６３は、図８に示されたようにコイル状のバネ部材６２によって、パッキング部材６４の一端面に向かって付勢されており、これにより前記パッキング部材６４の一端面に前記バルブ部材６２が接合してインクの導出が阻止されるように構成されている。そして、バルブ部材６３には、パッキング部材の一端面に接合してインクの導出を阻止する機能として働く円盤状部材６３ａが具備されている。さらに円盤状部材６３ａの外周に沿って間欠的に、複数本のガイド部材６３ｂが円盤状部材６３ａに一体に形成されている。
【００４８】
したがって、前記バルブ部材６３は軸方向に伸びる複数本のガイド部材６３ｂによって、筒状部材６１内を摺動して移動できるように機能する。また、円盤状部材６３ａの外周に沿って間欠的に複数本のガイド部材６３ｂが配置されたことにより、図７に示したように各ガイド部材間には隙間６３ｃが形成される。この隙間６３ｃは、後述するように、パッキング部材の一端面に対する前記円盤状部材の接合が解かれた状態において、インクが導出される際のインク流路として機能する。
【００４９】
一方、図１０および図１１には、前記したパッキング部材６４の構成が示されている。図１０における（ａ）および（ｂ）は、パッキング部材をそれぞれ表裏方向から視た状態の斜視図で示している。また、図１１（ａ）はパッキング部材を一端面方向から視た正面図で、同図（ｃ）は側面図で、同図（ｄ）は他端面方向から視た裏面図で、さらに同図（ｂ）は同図（ｄ）におけるＢ−Ｂ線から矢印方向に視た断面図で示している。
【００５０】
パッキング部材６４は、ゴム素材を円環状に成形することにより、その中央に貫通状態の開口部６４ａが形成されている。そして、パッキング部材６４における前記バルブ部材６３に対向する一端面には、図１１（ｂ）に示されたように環状の突出部６４ｂが、前記開口部６４ａを取り囲むようにして形成されている。したがって、前記したバルブ部材６３における円盤状部材６３ａが、この突出部６４ｂに接合されることにより、突出部６４ｂは変形し、円盤状部材６３ａとの間でシール作用を果たすようになされる。
【００５１】
また、パッキング部材６４における開口部６４ａの内周面には、記録装置側に配置された前記インク導入管５７の外周面に接するために、図１１（ｂ）に示されたように前記インク導入管５７の外形よりも内径を細くした環状の摺接部６４ｃが形成されている。この摺接部６４ｃは、バルブ部材６３が接合する前記一端面側、すなわち前記溝部６４ｄが形成されていない側に偏らせて形成されている。
【００５２】
一方、前記パッキング部材６４の他端面側、すなわち、インク導入管５７が装着および離脱される側には、中央の開口部６４ａの内周面から外周面に通ずるように、複数の溝部６４ｄがそれぞれ放射状に形成されている。この実施の形態においては、前記溝部６４ｄは図１０（ａ）および図１１（ｄ）に示されたように、６つの溝部６４ｄがほぼ等間隔をもって放射状に形成されている。この様に構成されたパッキング部材６４は、図８に示したように溝部６４ｄが施された他端面側が、インク導出部５０の出口側に位置するように組み込まれる。この状態を後述するようにパッキング部材６４の第１の組み込み状態と称する。
【００５３】
なお、前記したパッキング部材６４の他端面側には、図１０（ａ）および図１１（ｂ）に示されたように、ほぼ４５度の角度をもって面取り６４ｅが施されている。この面取り６４ｅは、円環状に形成された前記パッキング部材６４において、敢えて重心位置を偏らせるために形成されている。すなわち、この様な面取り６４ｅを施し、パッキング部材の重心位置を偏らせることにより、自動組立機を利用する場合において、例えば微振動を与えてパッキング部材６４の表裏を一致させて配列させることができる。
【００５４】
図１２はインクカートリッジの装着により、カートリッジホルダ側に配置された中空状のインク導入管５７が、前記インク導出部５０に差し込まれ、カートリッジからインクが導出できるようになされる状態を断面図によって示したものである。なお、図１２（ａ）は両者が接続される以前の状態を示し、また図１２（ｂ）は両者が接続された状態を示している。ここで、インクカートリッジが記録装置側に装着されない図１２（ａ）の状態においては、前記したようにコイル状のバネ部材６２の付勢力によって、インク導出部５０は閉弁状態とされている。
【００５５】
また、インクカートリッジが記録装置に装着された場合には、図１２（ｂ）に示すように、インク導入管５７の先端部が前記バネ部材６２の付勢力に抗してバルブ部材６３を内部に押し込むように作用する。このために、パッキング部材６４に対するバルブ部材６３の接合が解かれ、開弁状態になされる。このために、矢印で示したインク流路が形成され、インク導入管５７の側壁に形成された開口部５７ａを介して記録装置側にインクが導入される。
【００５６】
ここで、図１１（ｂ）に基づいて説明したように、パッキング部材６４における開口部６４ａの内周面には環状の摺接部６４ｃが形成されており、しかも、この摺接部６４ｃは、バルブ部材６３が接合する前記一端面側に偏らせて形成されている。この構成により、図１２（ｂ）に示すようにインクカートリッジを記録装置に装着した場合において、前記摺接部６４ｃは、インク導入管５７との摩擦によってインク導入管の相対的な進入方向の奥側に向かって若干変形される。しかしながら、パッキング部材６４の奥側の端部に向かっては、逃げの余裕があるために、パッキング部材は前記摩擦抵抗を受けて開口部６４ａの内周面が、例えば奥側に横向き状態に転回するという異常な変形状態に達するのを防止することができる。
【００５７】
なお、インクカートリッジを記録装置から取り外す場合においては、インク導入管５７の外周面にインクが付着している関係で、離脱時の摩擦抵抗は非常に小さくなり、前記摺接部６４ｃを一方に偏らせて成形したことによる弊害は発生しない。
【００５８】
また、前記したようにパッキング部材６４の他端面側には、複数の溝部６４ｄがそれぞれ放射状に形成されている。そして、図８に示すようにパッキング部材６４が正常な状態でインク導出部５０に組み込まれた場合（パッキング部材６４の第１の組み込み状態になされた場合）においては、前記したように摺接部６４ｃを一端面側に偏らせて成形させた作用効果を発揮することができる。しかしながら、パッキング部材６４の向きを誤って逆方向に組み込んだ場合（パッキング部材６４の第２の組み込み状態になされた場合）においては、摺接部６４ｃを一端面側に偏らせて成形したことによる作用効果を得ることができず、むしろ弊害が発生する。
【００５９】
そこで、パッキング部材６４の他端面側に複数の溝部６４ｄを形成させたことにより、パッキング部材６４の装着方向の誤りを確実に発見することができる。図９は、パッキング部材６４の向きを誤って逆方向に組み込んだ状態、すなわちパッキング部材６４が第２の組み込み状態になされた場合を示している。この場合においては、溝部６４ｄが形成されたパッキング部材の端面が、バルブ部材６３に向かって位置することになり、インクパック内のインクは溝部６４ｄを介して中央の開口部６４ａより漏出することになる。すなわち、前記溝部６４ｄの存在によって前記パッキング部材６４と前記バルブ部材６３との間におけるシール作用は不可能になる。
【００６０】
これは、図５に基づいて説明したように、インクパック２４にインクを注入する場合においては、インク導出部５０を下向きにして、インク導出部５０の配置位置とは逆側におけるのインクパック２４の開口を利用するようになされる。したがって、インクパック内にインクを注入する工程において、インク導出部５０よりインクが漏出する。これにより、パッキング部材６４の組み込み方向が誤っていることを即座に発見することができ、インクカートリッジが不良状態で出荷されるのを未然に防止することができる。
【００６１】
なお、前記した実施の形態においては、パッキング部材の他端面側に６つの溝部６４ｄが形成されているが、これは少なくとも１つの溝部が形成されていれば、同様の作用効果を得ることができる。また、前記した実施の形態においては、インクカートリッジのケース内に加圧空気を導入するようにした例を示しているが、本発明においては、この様な構成以外のインクカートリッジに採用しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかる記録装置用インクカートリッジによると、パッキング部材における一方の端面に、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成された構成とされているので、パッキング部材の組み込み方向の誤りを容易に発見することができる。そして、パッキング部材には一端面側に偏らせて摺接部を形成したので、カートリッジを記録装置に着脱させる際に、無理な摩擦の発生を防止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるインクカートリッジを使用し得るインクジェット式記録装置の一例を示した平面図である。
【図２】図１に示す記録装置におけるインクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図３】本発明にかかるインクカートリッジの外観構成を示した斜視図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態のインクカートリッジの拡大断面図である。
【図５】図３に示したカートリッジ内に収納されたインクパックの構成を示した斜視図である。
【図６】インクカートリッジの一面側の端部およびカートリッジホルダに配置された接続機構の構成を示した断面図である。
【図７】インクパックの端部に配置されたインク導出部の構成を示した分解斜視図である。
【図８】同じくインク導出部の構成を示した中央断面図である。
【図９】インク導出部におけるパッキング部材の組み込み方向を逆にした例を示す中央断面図である。
【図１０】パッキング部材をそれぞれ表裏方向から視た状態の斜視図である。
【図１１】パッキング部材を各面から視た状態および断面状態を示す図である。
【図１２】インクカートリッジの非装着状態および装着状態における作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
６ 記録ヘッド
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ） サブタンク
８ カートリッジホルダ
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ） メインタンク（インクカートリッジ）
２４ インクパック
２５ 圧力室
２６ インク補給バルブ
４１ 上ケース
４２ 下ケース
５０ インク導出部
５２ 加圧空気導入口
５７ インク導入管
６１ 筒状部材
６２ バネ部材
６３ バルブ部材
６３ａ 円盤状部材
６３ｂ ガイド部材
６３ｃ 隙間
６４ パッキング部材
６４ａ 開口部
６４ｂ 突出部
６４ｃ 摺接部
６４ｄ 溝部
６４ｅ 面取り
６５ キャップ部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッキング部材とこれに接合される移動可能なバルブ部材とによりインク導出部を構成し、記録装置への非装着状態においてはインクの漏出を効果的に阻止することができると共に、記録装置への装着状態においては、記録装置側にインクを円滑に導出することができるように構成した記録装置用インクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばオフィス向けもしくは業務用に提供されるインクジェット式記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジを、例えば装置本体側に配置されたカートリッジホルダに装着させる構成とされている。
【０００３】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各インクカートリッジから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したような構成の記録装置に用いられるインクカートリッジとしては、記録装置への非装着状態においては、インクの漏出を効果的に阻止することができると共に、記録装置への装着状態においては、記録装置側にインクを円滑に導出することができるように構成したインク導出部を備える必要がある。
【０００５】
そこで、前記インク導出部に、円環状に形成されたパッキング部材と移動可能なバルブ部材とを具備したインクカートリッジの構成を、すでに本件出願人において提案している。この様な構成のインク導出部を備えたインクカートリッジによると、記録装置への非装着状態においては、前記パッキング部材の端面に前記バルブ部材が接合されるために、円環状に形成されたパッキング部材における中央の開口部から、インクが漏出するのを効果的に阻止するように作用する。
【０００６】
また、記録装置への装着時においては、パッキング部材における中央の開口部に相対的に摺接して進入する記録装置側に配置されたインク導入管の先端部が、前記バルブ部材に当接して押し戻すように作用する。したがって、前記インク導入管を介して記録装置側にインクを円滑に供給することができる。
【０００７】
さらに、前記したインク導出部を備えたインクカートリッジによると、必要に応じてインクカートリッジを記録装置に対して装着または非装着を繰り返しても、記録装置側に配置されたインク導入管の抜き差しの繰り返しにより、パッキング部材等が劣化するなどの問題を防ぐことができ、その耐久性を確保することもできる。
【０００８】
ところで、前記した構成のインク導出部に備えられている円環状のパッキング部材は、カートリッジを記録装置に装着させる場合において、記録装置側のインク導入管の外周面に摺接させるために、前記インク導入管の外径よりも若干細い内径を持たせる必要がある。この場合、前記パッキング部材の内径を同一寸法の円筒状内周面として構成した場合においては、カートリッジを記録装置に装着させる場合において、パッキング部材の内周面の全面が、記録装置側のインク導入管の外周面に対して一様に摺接される。
【０００９】
このために、カートリッジを記録装置に装着させる時点における機械的な摩擦抵抗が大きく発生する。一方、カートリッジを記録装置から離脱させる場合においては、前記インク導入管の外周面にインクが付着している関係で、離脱時の摩擦抵抗は非常に小さくなる。したがって、特に、インクカートリッジを記録装置へ装着させる場合において、円環状のパッキング部材は、前記摩擦抵抗を受けて円筒状内周面が例えば奥側に横向き状態に転回するという異常な変形を受け、この様に転回した状態で装着状態が維持されるという問題が発生する。
【００１０】
したがって、比較的長時間にわたってパッキング部材が前記した異常変形を受け、この状態でカートリッジを取り外した場合においては、パッキング部材に対する前記バルブ部材の接合状態が不良となり、インクの漏出が発生するという問題が発生する。
【００１１】
本発明は、前記した問題点を解決するためになされたものであり、特に、インクカートリッジを記録装置へ装着させる場合において、円環状のパッキング部材が異常変形状態となるのを防止し得るインクカートリッジを提供することを目的とするものである。加えて本発明は、前記パッキング部材をインク導出部に組み込んだ状態において、パッキング部材の組み込み方向の誤りを確実に発見することが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ものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかる記録装置用インクカートリッジは、内部にインクが貯留され、記録装置への装着状態において前記インクを記録装置側に導出させる筒状のインク導出部を備えた記録装置用インクカートリッジであって、前記インク導出部の内部には、円環状に形成されたパッキング部材と、移動可能なバルブ部材と、前記バルブ部材を前記パッキング部材に向かって付勢するバネ部材とが具備され、前記記録装置への装着状態において、前記パッキング部材の開口部内周面に摺接して相対的に進入するインク導入管の先端部によって前記バルブ部材が押し込まれることで、前記パッキング部材の一端面へのバルブ部材の接合が解かれて、インクの導出が可能に構成されると共に、前記記録装置への非装着状態において、前記バネ部材によってバルブ部材が前記パッキング部材の一端面に向かって当接してインクの導出が阻止できるように構成され、且つ前記パッキング部材におけるいずれか一方の端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成され、前記パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第１の組み込み状態においては、前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が確保され、前記パッキング部材の前記溝部が形成された他端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第２の組み込み状態においては、前記溝部によって前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が不可能となるように構成されている点に特徴を有する。
【００１３】
この場合、前記パッキング部材における他端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように、複数の溝部がそれぞれ放射状に形成されていることが望ましい。
【００１４】
また、前記バルブ部材をパッキング部材の一端面に向かって付勢するバネ部材が具備されていることが望ましく、記録装置への装着状態において、パッキング部材の前記開口部内周面に摺接して相対的に進入するインク導入管の先端部によって前記バルブ部材が押し戻され、バルブ部材によるパッキング部材の一端面への接合が解除されるように構成される。
【００１５】
そして、好ましくは円環状に形成された前記パッキング部材の中央の開口部内周面には、記録装置側に配置されたインク導入管の外周面に接するために、前記インク導入管の外形よりも内径を細くした環状の摺接部がさらに形成され、且つ前記摺接部は、パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面側に偏らせて形成した構成とされる。
【００１６】
一方、前記した移動可能なバルブ部材には、好ましくはパッキング部材の一端面に接合してインクの導出を阻止する円盤状部材と、前記円盤状部材の外周に沿って間欠的に配置され、それぞれバルブ部材の移動方向に沿って伸びる複数本のガイド部材とが具備され、パッキング部材の一端面への前記円盤状部材の接合が解かれた状態において、円盤状部材の外周に沿って間欠的に配置された前記各ガイド部材間に形成された隙間を介してインクが導出されるように構成される。
【００１７】
そして、好ましい実施の形態においては、前記インク導出部は、可撓性素材により形成されて内部にインクが貯留されたインクパックの一部に配置され、且つ前記インク導出部は、インクパックを収容したカートリッジケースの一部に、カートリッジケースから露出するようにして取り付けられた構成とされる。また、好ましい実施の形態においては、前記カートリッジケースは気密状態に構成され、カートリッジケースと前記インクパックとの間の空間部に、加圧空気を導入することができる加圧空気の導入口が形成された構成とされる。
【００１８】
前記した構成のインクカートリッジによると、インク導出部に装着される円環状に形成されたパッキング部材の中央の開口部内周面には、前記インク導入管の外形よりも内径を細くした環状の摺接部が形成されているので、インクカートリッジを記録装置に装着した場合において、この摺接部が記録装置側に配置されたインク導入管の外周面に接するように作用する。したがって、カートリッジを記録装置に装着させる時点において、パッキング部材がインク導入管との間で受ける機械的な摩擦抵抗を低減させることができる。
【００１９】
加えて、前記摺接部はバルブ部材が接合するパッキング部材の一端面側に偏らせて形成した構成とされているので、前記摺接部はインク導入管との摩擦によって、インク導入管の相対的な進入方向の奥側に向かって若干変形される。しかしながら、パッキング部材の奥側の端部に向かっては逃げの余裕があるため、パッキング部材は前記摩擦抵抗を受けて円筒状内周面が、例えば奥側に横向き状態に転回するという異常な変形状態に達するのを防止することができる。
【００２０】
一方、前記パッキング部材におけるいずれか一方の端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成され、前記パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第１の組み込み状態においては、前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が確保され、前記パッキング部材の前記溝部が形成された他端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第２の組み込み状態においては、前記溝部によって前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が不可能となるように構成されているので、インク導出部にパッキング部材を組み込むに際して、組み込み方向に誤りが生じた場合においては、バルブ部材とパッキング部材との間でシールをとることが不可能となる。したがって、インクカートリッジにインクを封入しようとした際に、即座にインク導出部よりインクが漏出するので、前記した組み立て不良を確実に発見することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクカートリッジを利用し得るインクジェット式記録装置の好ましい例を図に基づいて説明する。図１は、その記録装置の基本構成を平面図で示したものである。図１における符号１はキャリッジを示し、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。
【００２２】
また、キャリッジ１には、前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備されている。そして、この各サブタンク７ａ〜７ｄには、装置本体に配置されたカートリッジホルダ８に装着されたインクカートリッジとしてのメインタンク９ａ〜９ｄから、可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが供給されるように構成されている。
【００２３】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるように構成されている。
【００２４】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、図には示されていないが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。そして、キャッピング手段１１の印字領域側に隣接して、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【００２５】
次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて、それぞれ相当する各部を同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、圧力調整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ供給されるように構成されている。
【００２６】
なお、前記圧力調整弁２２は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定以上に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。
【００２７】
さらに、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、これに基づいて空気加圧ポンプ２１の駆動を停止させると共に、圧力検出器２３によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１を駆動させるように制御する。したがって、この繰り返しによって前記した各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧は所定の範囲に維持されるようになされる。
【００２８】
前記メインタンク９としてのインクカートリッジの詳細な構成については後述するが、その概略構成は図２に示されたように、その外郭を構成するケースが気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９の外郭ケースとインクパック２４とで形成される空間が圧力室２５を構成しており、この圧力室２５内に、前記圧力検出器２３を介した加圧空気が供給されるように構成されている。
【００２９】
この構成により各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ加圧空気による加圧を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生するように成される。
【００３０】
なお、前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれ各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……を介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００３１】
図２に示すように、サブタンク７には内部にフロート部材３１が配置されており、そのフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そしてホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生されるインク量検出手段を構成している。
【００３２】
したがって、例えばサブタンク７内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ２６が開弁される。
【００３３】
このような作用により、メインタンク９内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク７内に個別に送出される。そして、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて、前記インク補給バルブ２６が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンク内には常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【００３４】
そして、各サブタンク７からはバルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ（チューブポンプ）に接続されている。
【００３５】
図３乃至図５は、以上のように構成されたインクジェット式記録装置に用いられるインクカートリッジの構成を示したものである。なお、図３はメインタンクの全体構成を斜視図で示しており、図４は図３に示すＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態のメインタンクの拡大断面図で示している。また、図５は図３に示すカートリッジケース内に収納されたインクパック２４の構成を示した斜視図である。まず、図３および図４に示すようにカートリッジケースは、上ケース４１および下ケース４２により構成されている。その下ケース４２は偏平状の函型形状になされており、上面が開放されてその内部にはインクを封入した状態のインクパック２４（図５参照）が収納できるように構成されている。
【００３６】
この実施の形態においては、図４に示されたように下ケース４２に収納されたインクパック２４の各四辺を押さえるために、中央部が窓状に開口された四辺形の中蓋４３が挿入されており、さらに下ケース４２の開口端縁に形成された鍔部４２ａおいて、太線で示されたようにフィルム部材４４が熱溶着されて、下ケース４２が気密状態となるように閉塞されている。そして、その上部から偏平函型形状に成された上ケース４１が装着された構成とされている。
【００３７】
前記上ケース４１には、その内面に沿って楔形の爪部４１ａが間欠的に形成されており、上ケース４１を下ケース４２に対して押し込むことにより、前記各爪部４１ａが下ケース４２の開口端縁に形成された前記鍔部４２ａに係合し、両者は一体に結合される。この構成によって、フィルム部材４４により閉塞された下ケース４２内に加圧空気が導入された場合、フィルム部材４４は上ケース４１の内面に沿って添接するようにして位置しているので、加圧空気を受けてフィルム部材４４が外側に膨出するのを避けることができる。
【００３８】
図５は前記のように形成されたカートリッジケース内に収納されたインクパック２４の構成を示したものである。このインクパック２４は、矩形状に形成された２枚の可撓性素材、例えばポリエチレンフィルムが用いられ、ガスバリア性の向上のために、例えばアルミ泊等が表面にラミネートされている。そして、長手方向の側端部におけるほぼ中央部にはインク導出部５０が取り付けられている。
【００３９】
前記インク導出部５０が取り付けられた側端部と、これに直交する長手方向の両側端部の三辺が、まず熱溶着によって接合されて袋状に形成される。なお、符号２４ｂは前記三辺に施された熱溶着部分を示す。そして、前記のようにして袋状に形成されたインクパック２４における残りの一辺における開口を利用して、インクパック２４内にインクが導入され、最後に残りの一辺が熱溶着によって接合されて、インクパック内にインクが封入された状態とされる。なお、符号２４ｃは前記残りの一辺に施された熱溶着部分を示す。
【００４０】
以上のように構成されたインクカートリッジとしてのメインタンク９は、図３に示されたように、カートリッジケースの一面に、記録装置へ装着する場合に利用される位置決め手段としての一対の開口穴５１が形成されている。この一対の開口穴５１は、ケースの前記一面における長手方向に沿った２か所に離間した状態で配置されており、これは下ケース４２を例えば射出成形する場合において、同時に一体に形成されている。また、前記２か所に配置された位置決め開口穴５１のほぼ中間部に、インクパックからのインク導出部５０が、図示せぬ気密用のＯリングを噛んだ状態で取り付けられている。
【００４１】
そして、前記２か所に配置された各開口穴５１の両外側には、加圧空気の導入口５２、および当該インクカートリッジに関する情報を読み出し書き込みすることができる半導体記憶素子を備えた回路基板５３がそれぞれ配置されている。なお、加圧空気の導入口５２は、下ケース４２を成形する場合において同時に中空状に一体に成形され、これを介してフィルム部材４４により閉塞された下ケース４２内に加圧空気が導入できるように構成されている。
【００４２】
図６には、前記したように形成されたインクカートリッジとしてのメインタンク９の前記一面側の端部が断面状態で示されており、記録装置側のカートリッジホルダ８に配置された接続機構５５に対してメインタンク９が装着される（または取り外される）状態を示している。図に示すように、カートリッジホルダ８側には、円柱状に形成された一対の位置決めピン５６が配置されており、メインタンク９側に形成された前記一対の位置決め開口穴５１が、各位置決めピン５６を包囲して装着されるように構成されている。
【００４３】
このように、メインタンク９側に位置決め用の開口穴５１がケースの前記一面における長手方向に沿った２か所に配置された構成とされているので、記録装置側に配置された２本の位置決めピン５６の基端部への装着により、カートリッジとしてのメインタンク９の三次元方向の位置決めを達成することができる。前記位置決めピン５６に対してメインタンク９が装着されることによって、一対の位置決めピン５６を挟むほぼ中央部に配置された中空状のインク導入管５７が、インクパックからのインク導出部５０に差し込まれ、カートリッジからインクが導出できる態勢となされる。
【００４４】
また、メインタンク９の装着により、加圧空気の導入口５２がカートリッジホルダ８側に配置された加圧空気の送出口５８に接続され、メインタンク９側に加圧空気が導入することができる態勢になされる。さらに、メインタンク９側に配置された前記回路基板５３に対して複数の接触片を備えた端子機構５９が接続され、回路基板５３に備えられた半導体記憶素子との間で、データの授受が実現できる態勢になされる。
【００４５】
次に図７および図８は、前記したインクパック２４の端部中央に配置されたインク導出部５０の構成を示したものである。なお、図７はこれを分解斜視図によって示しており、図８は拡大中央断面図で示している。このインク導出部５０には、インクパック２４の端部中央に封止状態で取り付けられた筒状部材６１が具備されており、この筒状部材６１内にはコイル状のバネ部材６２が収納されている。さらに前記バネ部材６２を介して移動可能なバルブ部材６３が筒状部材６１内に収納されている。
【００４６】
そして、筒状部材６１の出口端部には、円環状に形成されたパッキング部材６４が筒状部材６１に対して嵌め込まれてシールされており、さらに前記パッキング部材６４の離脱を阻止するために開口６５ａを備えたキャップ部材６５が、筒状部材６１の出口端部を覆うようにして取り付けられてインク導出部５０を構成している。
【００４７】
前記バルブ部材６３は、図８に示されたようにコイル状のバネ部材６２によって、パッキング部材６４の一端面に向かって付勢されており、これにより前記パッキング部材６４の一端面に前記バルブ部材６２が接合してインクの導出が阻止されるように構成されている。そして、バルブ部材６３には、パッキング部材の一端面に接合してインクの導出を阻止する機能として働く円盤状部材６３ａが具備されている。さらに円盤状部材６３ａの外周に沿って間欠的に、複数本のガイド部材６３ｂが円盤状部材６３ａに一体に形成されている。
【００４８】
したがって、前記バルブ部材６３は軸方向に伸びる複数本のガイド部材６３ｂによって、筒状部材６１内を摺動して移動できるように機能する。また、円盤状部材６３ａの外周に沿って間欠的に複数本のガイド部材６３ｂが配置されたことにより、図７に示したように各ガイド部材間には隙間６３ｃが形成される。この隙間６３ｃは、後述するように、パッキング部材の一端面に対する前記円盤状部材の接合が解かれた状態において、インクが導出される際のインク流路として機能する。
【００４９】
一方、図１０および図１１には、前記したパッキング部材６４の構成が示されている。図１０における（ａ）および（ｂ）は、パッキング部材をそれぞれ表裏方向から視た状態の斜視図で示している。また、図１１（ａ）はパッキング部材を一端面方向から視た正面図で、同図（ｃ）は側面図で、同図（ｄ）は他端面方向から視た裏面図で、さらに同図（ｂ）は同図（ｄ）におけるＢ−Ｂ線から矢印方向に視た断面図で示している。
【００５０】
パッキング部材６４は、ゴム素材を円環状に成形することにより、その中央に貫通状態の開口部６４ａが形成されている。そして、パッキング部材６４における前記バルブ部材６３に対向する一端面には、図１１（ｂ）に示されたように環状の突出部６４ｂが、前記開口部６４ａを取り囲むようにして形成されている。したがって、前記したバルブ部材６３における円盤状部材６３ａが、この突出部６４ｂに接合されることにより、突出部６４ｂは変形し、円盤状部材６３ａとの間でシール作用を果たすようになされる。
【００５１】
また、パッキング部材６４における開口部６４ａの内周面には、記録装置側に配置された前記インク導入管５７の外周面に接するために、図１１（ｂ）に示されたように前記インク導入管５７の外形よりも内径を細くした環状の摺接部６４ｃが形成されている。この摺接部６４ｃは、バルブ部材６３が接合する前記一端面側、すなわち前記溝部６４ｄが形成されていない側に偏らせて形成されている。
【００５２】
一方、前記パッキング部材６４の他端面側、すなわち、インク導入管５７が装着および離脱される側には、中央の開口部６４ａの内周面から外周面に通ずるように、複数の溝部６４ｄがそれぞれ放射状に形成されている。この実施の形態においては、前記溝部６４ｄは図１０（ａ）および図１１（ｄ）に示されたように、６つの溝部６４ｄがほぼ等間隔をもって放射状に形成されている。この様に構成されたパッキング部材６４は、図８に示したように溝部６４ｄが施された他端面側が、インク導出部５０の出口側に位置するように組み込まれる。この状態を後述するようにパッキング部材６４の第１の組み込み状態と称する。
【００５３】
なお、前記したパッキング部材６４の他端面側には、図１０（ａ）および図１１（ｂ）に示されたように、ほぼ４５度の角度をもって面取り６４ｅが施されている。この面取り６４ｅは、円環状に形成された前記パッキング部材６４において、敢えて重心位置を偏らせるために形成されている。すなわち、この様な面取り６４ｅを施し、パッキング部材の重心位置を偏らせることにより、自動組立機を利用する場合において、例えば微振動を与えてパッキング部材６４の表裏を一致させて配列させることができる。
【００５４】
図１２はインクカートリッジの装着により、カートリッジホルダ側に配置された中空状のインク導入管５７が、前記インク導出部５０に差し込まれ、カートリッジからインクが導出できるようになされる状態を断面図によって示したものである。なお、図１２（ａ）は両者が接続される以前の状態を示し、また図１２（ｂ）は両者が接続された状態を示している。ここで、インクカートリッジが記録装置側に装着されない図１２（ａ）の状態においては、前記したようにコイル状のバネ部材６２の付勢力によって、インク導出部５０は閉弁状態とされている。
【００５５】
また、インクカートリッジが記録装置に装着された場合には、図１２（ｂ）に示すように、インク導入管５７の先端部が前記バネ部材６２の付勢力に抗してバルブ部材６３を内部に押し込むように作用する。このために、パッキング部材６４に対するバルブ部材６３の接合が解かれ、開弁状態になされる。このために、矢印で示したインク流路が形成され、インク導入管５７の側壁に形成された開口部５７ａを介して記録装置側にインクが導入される。
【００５６】
ここで、図１１（ｂ）に基づいて説明したように、パッキング部材６４における開口部６４ａの内周面には環状の摺接部６４ｃが形成されており、しかも、この摺接部６４ｃは、バルブ部材６３が接合する前記一端面側に偏らせて形成されている。この構成により、図１２（ｂ）に示すようにインクカートリッジを記録装置に装着した場合において、前記摺接部６４ｃは、インク導入管５７との摩擦によってインク導入管の相対的な進入方向の奥側に向かって若干変形される。しかしながら、パッキング部材６４の奥側の端部に向かっては、逃げの余裕があるために、パッキング部材は前記摩擦抵抗を受けて開口部６４ａの内周面が、例えば奥側に横向き状態に転回するという異常な変形状態に達するのを防止することができる。
【００５７】
なお、インクカートリッジを記録装置から取り外す場合においては、インク導入管５７の外周面にインクが付着している関係で、離脱時の摩擦抵抗は非常に小さくなり、前記摺接部６４ｃを一方に偏らせて成形したことによる弊害は発生しない。
【００５８】
また、前記したようにパッキング部材６４の他端面側には、複数の溝部６４ｄがそれぞれ放射状に形成されている。そして、図８に示すようにパッキング部材６４が正常な状態でインク導出部５０に組み込まれた場合（パッキング部材６４の第１の組み込み状態になされた場合）においては、前記したように摺接部６４ｃを一端面側に偏らせて成形させた作用効果を発揮することができる。しかしながら、パッキング部材６４の向きを誤って逆方向に組み込んだ場合（パッキング部材６４の第２の組み込み状態になされた場合）においては、摺接部６４ｃを一端面側に偏らせて成形したことによる作用効果を得ることができず、むしろ弊害が発生する。
【００５９】
そこで、パッキング部材６４の他端面側に複数の溝部６４ｄを形成させたことにより、パッキング部材６４の装着方向の誤りを確実に発見することができる。図９は、パッキング部材６４の向きを誤って逆方向に組み込んだ状態、すなわちパッキング部材６４が第２の組み込み状態になされた場合を示している。この場合においては、溝部６４ｄが形成されたパッキング部材の端面が、バルブ部材６３に向かって位置することになり、インクパック内のインクは溝部６４ｄを介して中央の開口部６４ａより漏出することになる。すなわち、前記溝部６４ｄの存在によって前記パッキング部材６４と前記バルブ部材６３との間におけるシール作用は不可能になる。
【００６０】
これは、図５に基づいて説明したように、インクパック２４にインクを注入する場合においては、インク導出部５０を下向きにして、インク導出部５０の配置位置とは逆側におけるのインクパック２４の開口を利用するようになされる。したがって、インクパック内にインクを注入する工程において、インク導出部５０よりインクが漏出する。これにより、パッキング部材６４の組み込み方向が誤っていることを即座に発見することができ、インクカートリッジが不良状態で出荷されるのを未然に防止することができる。
【００６１】
なお、前記した実施の形態においては、パッキング部材の他端面側に６つの溝部６４ｄが形成されているが、これは少なくとも１つの溝部が形成されていれば、同様の作用効果を得ることができる。また、前記した実施の形態においては、インクカートリッジのケース内に加圧空気を導入するようにした例を示しているが、本発明においては、この様な構成以外のインクカートリッジに採用しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかる記録装置用インクカートリッジによると、パッキング部材における一方の端面に、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成された構成とされているので、パッキング部材の組み込み方向の誤りを容易に発見することができる。そして、パッキング部材には一端面側に偏らせて摺接部を形成したので、カートリッジを記録装置に着脱させる際に、無理な摩擦の発生を防止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるインクカートリッジを使用し得るインクジェット式記録装置の一例を示した平面図である。
【図２】図１に示す記録装置におけるインクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図３】本発明にかかるインクカートリッジの外観構成を示した斜視図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態のインクカートリッジの拡大断面図である。
【図５】図３に示したカートリッジ内に収納されたインクパックの構成を示した斜視図である。
【図６】インクカートリッジの一面側の端部およびカートリッジホルダに配置された接続機構の構成を示した断面図である。
【図７】インクパックの端部に配置されたインク導出部の構成を示した分解斜視図である。
【図８】同じくインク導出部の構成を示した中央断面図である。
【図９】インク導出部におけるパッキング部材の組み込み方向を逆にした例を示す中央断面図である。
【図１０】パッキング部材をそれぞれ表裏方向から視た状態の斜視図である。
【図１１】パッキング部材を各面から視た状態および断面状態を示す図である。
【図１２】インクカートリッジの非装着状態および装着状態における作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
６ 記録ヘッド
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ） サブタンク
８ カートリッジホルダ
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ） メインタンク（インクカートリッジ）
２４ インクパック
２５ 圧力室
２６ インク補給バルブ
４１ 上ケース
４２ 下ケース
５０ インク導出部
５２ 加圧空気導入口
５７ インク導入管
６１ 筒状部材
６２ バネ部材
６３ バルブ部材
６３ａ 円盤状部材
６３ｂ ガイド部材
６３ｃ 隙間
６４ パッキング部材
６４ａ 開口部
６４ｂ 突出部
６４ｃ 摺接部
６４ｄ 溝部
６４ｅ 面取り
６５ キャップ部材
Claims (4)
- 内部にインクが貯留され、記録装置への装着状態において前記インクを記録装置側に導出させる筒状のインク導出部を備えた記録装置用インクカートリッジであって、
前記インク導出部の内部には、円環状に形成されたパッキング部材と、移動可能なバルブ部材と、前記バルブ部材を前記パッキング部材に向かって付勢するバネ部材とが具備され、前記記録装置への装着状態において、前記パッキング部材の開口部内周面に摺接して相対的に進入するインク導入管の先端部によって前記バルブ部材が押し込まれることで、前記パッキング部材の一端面へのバルブ部材の接合が解かれて、インクの導出が可能に構成されると共に、前記記録装置への非装着状態において、前記バネ部材によってバルブ部材が前記パッキング部材の一端面に向かって当接してインクの導出が阻止できるように構成され、
且つ前記パッキング部材におけるいずれか一方の端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように少なくとも１つの溝部が形成され、
前記パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第１の組み込み状態においては、前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が確保され、
前記パッキング部材の前記溝部が形成された他端面が前記バルブ部材側に向かって組み込まれたパッキング部材の第２の組み込み状態においては、前記溝部によって前記パッキング部材と前記バルブ部材との間におけるシール作用が不可能となるように構成されていることを特徴とする記録装置用インクカートリッジ。 - 前記パッキング部材における他端面には、中央の開口部内周面から外周面に通ずるように、複数の溝部がそれぞれ放射状に形成されてなる請求項１に記載の記録装置用インクカートリッジ。
- 円環状に形成された前記パッキング部材の中央の開口部内周面には、記録装置側に配置されたインク導入管の外周面に接するために、前記インク導入管の外形よりも内径を細くした環状の摺接部がさらに形成され、且つ前記摺接部は、パッキング部材の前記溝部が形成されていない一端面側に偏らせて形成してなる請求項１または請求項２に記載の記録装置用インクカートリッジ。
- 前記移動可能なバルブ部材には、前記パッキング部材の一端面に接合してインクの導出を阻止する円盤状部材と、前記円盤状部材の外周に沿って間欠的に配置され、それぞれバルブ部材の移動方向に沿って伸びる複数本のガイド部材とが具備され、パッキング部材の一端面への前記円盤状部材の接合が解かれた状態において、円盤状部材の外周に沿って間欠的に配置された前記各ガイド部材間に形成された隙間を介してインクが導出されるように構成した請求項１または請求項３に記載の記録装置用インクカートリッジ。
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