JP3770315B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、着脱可能なインク容器から記録ヘッドにインクを供給し、記録ヘッドからインク滴を記録媒体に吐出させて記録を行うインクジェット記録装置、及びこれに適したインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平9-207349号公報に見られるようにキャリッジに装着したインクカートリッジのインクをインク供給部からインクジェット記録ヘッドに供給する記録装置に使用するインクカートリッジは、大気連通部とインク供給部とがいずれもシール部材で封止されて使用前のインクの脱気度が保証されており、使用にあたっては大気連通部のシール部材をピン等により開封させ、インク供給部をジョイントピン等で記録ヘッドと接続するように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、コンピュータの小型化に伴ってインクジェット記録装置の薄型化や、他の装置、例えばスキャナーやコンピュータと積み重ねて設置することが望まれている。
このような要望に対応するには、インクカートリッジを前面から着脱できること、いわゆるフロントローデングできることが望ましい。
前述したインクカートリッジをフロントローデングする場合には、インクカートリッジを９０度傾け、インク供給口を水平方向に進退させることにより着脱できるが、背高状態となり、着脱操作が不安定になるという問題がある。そればかりでなく、インク供給口と対向する面、つまり蓋に形成されている大気連通口が内部のインクに晒される結果、温度変化などによりインクが漏れ出す虞がある。このような問題を解消するため、特開平7-68770号公報に見られるようにインク容器の側面にインク供給口を形成して、水平方向への進退により記録装置に着脱可能なインクカートリッジが提案されている。
しかしながら、インク容器と記録ヘッドとを接続するインク流路が長くなり、キャリッジの面積、若しくは容積が大きくなるという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはキャリッジの大型化を招くことなくフロントローデングが可能なインクカートリッジを提供することである。
本発明の他の目的は、上述のインクカートリッジに適したインクジェット記録装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために本発明においては、インクを収容する少なくとも１つのインク収容室が形成された容器の底部に、記録装置のインクジェット記録ヘッドと連通してインクを供給するためのインク供給口を備えたインクカートリッジにおいて、前記容器の底部と一定の間隙を設け、かつ前記底部の領域内に位置するように前記底部に平行に延びるインク供給路と、前記インク供給路の先端に、前記記録ヘッドに連通するインク誘導部材に接続可能で、かつ前記底部に対して垂直な開口面を有するインク供給口とを備え、前記底部の下面に位置する前記間隙の領域を記録装置に形成された突起にガイドされて前記インク供給口が前記インク誘導部材に挿入される。
【０００５】
【作用】
インクカートリッジのインク供給口を、インク供給路がインクカートリッジの底面と平行になるように形成することで、記録ヘッドまでのインク流路を短縮でき、キャリッジの面積、若しくは容積の増加を抑えることができる。また、インク流路の近傍の間隙が記録装置の突起にガイドされるから、確実にインク誘導部材に接続される。
【０００６】
【発明の実施態様】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明のインクカートリッジの一実施例を示すものであって、インクカートリッジ１は、インクを収容する容器本体２と、容器本体の開口を封止する蓋体３とにより構成されている。容器本体２は、異なる種類のインクを収容する関係上、複数の垂直壁により複数のインク収容室４に分割され、各インク収容室に対応する面には略Ｌ字状のインク流路５がインク収容室４と同数平行に形成されている。
【０００７】
また、容器本体２の挿入方向の先端の側壁には、インク情報を格納した記憶手段６が取付けられている。この記憶手段６は、図２（ａ）、（ｂ）に示したように基板１０の表面側にキャリッジに設けられたコネクタと導電的に接触可能な複数の電極１１を、また基板の裏面に電極１１と接続され、データを格納する記憶素子１２を実装して構成されている。
【０００８】
各インク流路の先端には、後述するインク供給針と係合するインク供給口７が底面に垂直で、かつ底部２ａから一定の間隔ｇを有するように間隙Ｇが形成され、インク供給口７をインク供給針の貫通が可能な遮気性フィルム８により封止されている。
【０００９】
上記インクカートリッジを図３に示した断面図に基づいて詳述する。
容器本体２に形成された各インク収容室４には、インクを含浸することができる多孔質材９が収容され、また底面からインク収容室に突出するようにインク流路５に連通するインク流入口１３が形成されている。インク流入口１３に上端には気泡や異物を濾過するフィルタ１４が設けられている。
【００１０】
一方、蓋体３は、各インク収容室４に対応するようにインク注入口１５、大気開放口１６、大気開放口１６から連通口を形成する凹部１７と、これらを接続し所定の流体抵抗を付与する細溝１８が形成されている。凹部１７は、若干斜め下方に延びる貫通孔１９と垂直に延びる垂直孔２０とを介して細溝１８の端部に接続されている。
これらインク注入口１５、大気開放口１６、細溝１８、及び垂直孔２０は、遮気性を備えたフィルム２１により封止され、また、凹部１７は、遮気性を備えかつ破断が容易なフィルム２２により封止されている。
【００１１】
なお、この実施例においては、インク供給口の近傍にはバネ２３によりインク供給口の側に付勢され、インク供給針の挿入により開弁される弁２４が収容されている。
【００１２】
図４は、上述したインクカートリッジ１によりインクの供給を受ける記録装置の一実施例を示すものであって、印刷機構を収容する略箱型のケース３０は、その前面の上半部にヒンジにより開放可能にケース蓋３１を設けて構成されている。開放領域にはガイド棒３２により案内されて水平方向に往復移動するキャリッジ３３が配置されている。
【００１３】
キャリッジ３３は、図５に示したように概略インクカートリッジ１を水平方向から収容できる箱型の本体３４と、下方をヒンジ３５により支持されたカートリッジレバー３６とにより構成され、下面にインクジェット記録ヘッド３７が設けられている。
【００１４】
また、インクカートリッジが装填されたときインクカートリッジ１のインク供給口７と対向する位置には、記録ヘッド３７に連通するインク供給針３８が水平方向に突出するように配置され、その上部にはインクカートリッジ１の底部２ａとインク流路５との間隙に進入する突起３９が配置されている。
【００１５】
さらに、本体の上面３４ａの、インクカートリッジ１がインク供給針３８と連通関係を形成するよりも手前側で凹部１７のフィルム２２を破断する破断具４０、この実施例では複数の突起を放射状に配置した突起車が配置されている。
【００１６】
この実施例において、インクカートリッジを記録装置に装着する場合、図４に示したようにキャリッジ３３をインクカートリッジ１の交換に適した位置、この実施例では右端側に移動させてケース蓋３１を開放する。
上述の操作により露出したキャリッジ３３のカートリッジレバー３６を回動させて箱型に形成された本体３４の前面を開放する。
【００１７】
この状態で、インク供給口７が奥側となるようにインクカートリッジ１を把持してキャリッジ３３に位置決めして水平に押し込むと、その過程で破断具４０がフィルム２２に弾接してフィルム２２を破断し、インク収容室４を大気に開放する（図６（ａ））。
【００１８】
更に水平に奥まで押し込むと、インクカートリッジ１は、底面２ａとインク流路５の間隙Ｇに進入した突起３９に案内され、インク供給口７にインク供給針３８が貫入する。これにより弁２４が後退してインク収容室４と記録ヘッドが連通する。
ところで、インク供給口７の弁２４が開弁される以前にインク収容室４が大気に開放されているため、カートリッジ１の装着によって、ヘッド側からインクカートリッジ側へインクが逆流することはない。
【００１９】
キャリッジ３３にインクカートリッジ１が装着された状態では、記録ヘッド３７がインクカートリッジ１の底面直下に位置するから、インクカートリッジの側面にインク供給口が形成されている従来のインクカートリッジよりもキャリッジの面積や容積が小さくなり、記録装置の小型化を図ることが可能となる。
【００２０】
インクカートリッジのインクが消費され尽くした場合には、装着時と同様、図４に示したようにキャリッジ３３をインクカートリッジ１の交換に適した位置に移動させてケース蓋３１を開放してカートリッジレバー３６を回動させて箱型の本体３４の前面を開放する。
【００２１】
この状態で、インクカートリッジ１を水平に引き抜くと、突起３９にガイドされてインク供給口７がインク供給針３８から後退し、弁２４がバネ２３に押されてインク供給口７を封止する。さらにインクカートリッジ１を水平方向に移動させるとキャリッジ３３から取り出すことができる。
この状態では残存するインクは多孔質材９の毛細管力で保持されており、またインク供給口７が弁２４により封止されているから、インク収容室４のインクが外に漏れ出すことはない。
【００２２】
図７（ａ）、（ｂ）は、キャリッジの他の実施例を示すものであって、インクカートリッジ１の挿入方向の先端側、図では左端側が下方となるように付勢されたレバー４１を軸４２により回動可能に支持し、レバー４１の先端側に破断具４０を取り付けて構成されている。
【００２３】
この実施例においてインクカートリッジ１をキャリッジ３３に装填して水平方向に押し込むと、インクカートリッジの上部先端がレバー４１の後端に当接する（図７（ａ））。この状態でインクカートリッジを更に押し込むと、レバー４１が時計方向に回動して破断具４０がフィルム２２を破断し、インク収容室４が大気に開放される。
【００２４】
インクカートリッジ１をさらに押し込むと、インク供給口７がインク供給針３８に係合するから（図７（ｂ））、インク収容室４のインクを記録ヘッド３７に供給することができる。
【００２５】
図８（ａ）、（ｂ）は、キャリッジの他の実施例を示すものであって、この実施例ではインクカートリッジ１の挿入方向の先端側、図では左端側が下方となるように付勢されたレバー４１を軸４２により回動可能に支持し、レバー４１の先端側に鋭部４３が形成されている。
【００２６】
この実施例においてインクカートリッジ１をキャリッジ３３に装填して水平方向に押し込むと、インクカートリッジの上部先端がレバー４１の後端に当接する（図８（ａ））。この状態でインクカートリッジ１を更に押し込むと、レバー４１が時計方向に回動して鋭部４３がフィルム２２を破断し、インク収容室４が大気に開放される。
【００２７】
インクカートリッジをさらに押し込むと、インク供給口７がインク供給針３８に係合するから（図８（ｂ））、インク収容室４のインクを記録ヘッド３７に供給することができる。
【００２８】
図９は、本発明のインクカートリッジの他の実施例を示すものであって、この実施例においては、蓋体３の凹部１７から離れた位置に、挿入方向の先端側に開口５０ａを有する溝５０が形成され、凹部１７及び溝５０を封止するように遮気性のフィルム２２が貼着されている。
【００２９】
図１０は、同上インクカートリッジに適したキャリッジの一実施例を示すものであって、キャリッジ３３は、前述の実施例と同様に箱型の本体３４と、下方をヒンジ３５により支持されたカートリッジレバー３６とにより構成され、下面にインクジェット記録ヘッド３７が設けられている。
【００３０】
また、インクカートリッジが装填されたときインクカートリッジ１のインク供給口７と対向する位置には、記録ヘッド３７に連通するインク供給針３８が水平方向に突出するように配置され、その上部にはインクカートリッジ１の底部２ａとインク流路５との間隙に進入する突起３９が配置されている。
【００３１】
さらに、箱型の本体３４の、インクカートリッジ１がインク供給針３８と連通関係を形成するよりも手前側で溝５０に貫入してフィルム２２を捲り上げる突起４４が配置されている。
【００３２】
この実施例において、カートリッジレバー３６を回動させて箱型の本体３４の前面を開放し、インク供給口７が奥側となるようにインクカートリッジ１を把持してキャリッジ３３に位置決めして水平に押し込むと、その過程で突起４４が溝５０に進入してフィルム２２を蓋体３の凹部１７から剥離して、インク収容室４を大気に開放する（図１１（ａ））。
【００３３】
更に水平に置くまで押し込むと、インクカートリッジ１は、底面１ａとインク流路５の間に進入した突起３９に案内され、インク供給口７にインク供給針３８が貫入する。これにより弁２４が後退してインク収容室４と記録ヘッドが連通する（図１１（ｂ））。
【００３４】
なお、上述した複数の実施例においては、インク流路５をカートリッジの挿入方向の後端側に若干ずらして設けているが、図１２に示したように凸部１３がインク収容室４の中心領域で、かつ記録ヘッド３７がインクカートリッジ１の底面領域に位置するように壁面からの距離Ｌを調整して形成すれば、多孔質材９のインクを均一に記録ヘッド３７に供給することができ、インクの残量を可及的に少なくすることができる。
【００３５】
また上述した複数の実施例においては、インク供給針３８を挿通してインクカートリッジと記録ヘッドとを連通させるように構成しているが、図１３に示したようにインクを含浸、貯蔵する多孔質材９よりも毛細管力が大きな第２の多孔質材５１を、多孔質材９と弾接するようにインク流路５に装填するとともに、記録ヘッド３７に連通するインク誘導管５２が弾接する開口５３を形成しても同様の作用を奏する。なお、この実施例のように第２の多孔質材５１を使用する場合には、インク供給路５’を図１４に示したように垂直な管として形成し、インク誘導管５２と対向する領域に開口５４を形成しても同様の作用を奏する。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のインクカートリッジ、及び記録装置によれば、記録ヘッドまでのインク流路を短縮して、キャリッジの面積や容積を抑えて、フロントローデングが可能な小型の記録装置を実現することができる。また、インク流路の近傍を記録装置の突起にガイドして、フロントローデングによりインク供給口を確実にインク誘導部材に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上インクカートリッジに装着される記憶手段の一実施例を、表裏の構造で示す図である。
【図３】同上インクカートリッジの断面構造を示す図である。
【図４】同上インクカートリッジを使用するのに適したインクジェット記録装置の一実施例を示す図である。
【図５】同上インクジェット記録装置のキャリッジの構造を示す断面図である。
【図６】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれインクカートリッジが装着される過程で大気に連通される状態、及び記録ヘッドにインクの供給が可能となった状態を示す図である。
【図７】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれキャリッジの他の実施例を、インクカートリッジが装着される過程で大気に連通される状態、及び記録ヘッドにインクの供給が可能となった状態を示す図である。
【図８】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれキャリッジの他の実施例を、インクカートリッジが装着される過程で大気に連通される状態、及び記録ヘッドにインクの供給が可能となった状態を示す図である。
【図９】本発明のインクカートリッジの一実施例を示す斜視図である。
【図１０】同上インクカートリッジに適したキャリッジの構造を示す図である。
【図１１】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれキャリッジの他の実施例を、インクカートリッジが装着される過程で大気に連通される状態、及び記録ヘッドにインクの供給が可能となった状態を示す図である。
【図１２】本発明のインクカートリッジ、及びキャリッジの他の実施例を示す図である。
【図１３】本発明のインクカートリッジ、及びキャリッジの他の実施例を示す図である。
【図１４】本発明のインクカートリッジ、及びキャリッジの他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ インクカートリッジ
２ 容器本体
２ａ 底部
３ 蓋体
４ インク収容室
５ インク流路
６ 記憶手段
７ インク供給口
８ 遮気性フィルム
９ 多孔質材
１７ 凹部
１８ 細溝
２１ フィルム
２２ フィルム
３３ キャリッジ
３４ 本体
３６ カートリッジレバー
３７ インクジェット記録ヘッド
３８ インク供給針
４０ 破断具

Claims (6)

1. インクを収容する少なくとも１つのインク収容室が形成された容器の底部に、記録装置のインクジェット記録ヘッドと連通してインクを供給するためのインク供給口を備えたインクカートリッジにおいて、
   前記容器の底部と一定の間隙を設け、かつ前記底部の領域内に位置するように前記底部に平行に延びるインク供給路と、前記インク供給路の先端に、前記記録ヘッドに連通するインク誘導部材に接続可能で、かつ前記底部に対して垂直な開口面を有するインク供給口とを備え、前記底部の下面に位置する前記間隙の領域を記録装置に形成された突起にガイドされて前記インク供給口が前記インク誘導部材に挿入されるインクカートリッジ。
2. 前記インク供給口の近傍に、前記インク誘導部材の進入により開弁する弁手段が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. 前記容器の上面に前記インク収容室に連通する凹部が形成され、前記凹部が破断可能なフィルムにより封止されている請求項１に記載のインクカートリッジ。
4. 前記凹部が、前記容器の上面に形成された細溝からなるキャピラリを介して前記インク収容室に連通されている請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 前記インク供給路及びインク供給路のインク収容室に連通する位置が、一方に偏して形成されている請求項１に記載のインクカートリッジ。
6. 前記フィルムが破断されて前記インク収容室が大気に開放された後に前記インク供給口が前記インクジェット記録ヘッドに連通される請求項１に記載のインクカートリッジ。

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