JP6451325B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドをメンテナンスするために行うクリーニングで消費したインクを回収する廃インク回収部を備えるインクカートリッジに関する。

インクジェットプリンターは、インクを吐出するインクノズルの目詰まりを防ぐあるいは解消するため、インクノズル内のインクを吐出あるいは吸引するクリーニングを行う。クリーニングで吐出あるいは吸引したインクは、ノズル面を覆うキャップを経由して、廃インク回収部に回収される。この種のインクジェットプリンターにおいて、未使用のインクを貯留するインクカートリッジ内に廃インク回収室を設けたものがある。特許文献１には、この種のインクカートリッジが開示されている。

特開２００４−７４５９９号公報

インクジェットプリンターは、インクノズル内の増粘したインクを吐出するために、インクジェットヘッドのインク流路内のインクを完全に置換するような強力なクリーニングを行うことがあるが、このようなクリーニングを行うと、廃インク回収室に一度に多くのインクが流入する。従って、廃インク回収室の容量が小さく、すでに廃インク回収室に多くの廃インクが貯まっていた場合には、ここでさらに強力なクリーニングを行うと廃インク回収室からインクが溢れてしまうために、クリーニングを実行できず、インクカートリッジを交換しなくてならない。廃インク回収室の容量が足りないことによるインクカートリッジの交換を回避するためには、廃インク回収室の容量を大きくしなければならない。しかしながら、廃インク回収室の容量を大きくすると、インクカートリッジが大型化する。その結果、インクジェットプリンターも大型化してしまう。

また、廃インク回収室の容量が足りずにインクカートリッジを交換する場合、インク室にまだインクが残った状態でインクカートリッジを交換することで、未使用のインクが使われずに無駄になってしまうおそれがある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、廃インク回収室にインクを収容できなくなることによるインクカートリッジの交換を回避することにより、インクを無駄なく使い切ることができ、且つ、インクカートリッジの大型化を回避できるインクカートリッジを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のインクカートリッジは、大気開放部が形成されたケースと、前記ケースの内部空間の少なくとも一部を、インク室と廃インク回収室とに仕切る仕切り部材と、を有し、前記仕切り部材は、前記インク室と前記廃インク回収室とを連通させる廃インク導入口と、前記廃インク導入口と前記大気開放部とを、前記インク室を経由して連通させる大気連通流路と、を備えることを特徴とする。

本発明は、このように、インク室と、廃インク回収室とを連通する廃インク導入口を備える。また、廃インク導入口は、インク室を経由して大気開放部と連通している。従って、廃インク回収室の容量をオーバーするインクを、廃インク導入口からインク室に流入させることができる。従って、インク室のインクを使い切る前に、廃インク回収室の容量が足りずにインクカートリッジの交換が必要になることを回避できる。よって、インク室のインクを無駄なく使い切ることができる。また、回収した廃インクを再利用することもできるので、インクの無駄が少ない。また、インクカートリッジの交換が必要になることを回避するために廃インク回収室の容量を大きくする必要がないので、インクカートリッジの大型化を回避できる。

本発明において、前記仕切り部材は、前記ケースの内部空間の一部を上下に仕切っており、前記仕切り部材の下方に前記インク室が位置し、前記廃インク回収室は、前記仕切り部材の上方に位置する廃インク流入空間、および、前記インク室の側方に位置する廃インク室を備え、前記廃インク室の上端が前記廃インク流入空間と繋がっていることが望ましい。このようにすると、廃インク室からオーバーフローするインクを、廃インク流入空間を経由して、上方からインク室に流入させることができる。また、廃インク室とインク室を横に並べて配置できるので、外部から廃インクを導入する廃インク導入部を、インク室から外部にインクを供給するインク供給部と並べて配置することができる。

本発明において、前記ケースは、複数のインク室を備えていてもよい。この場合には、前記仕切り部材は、前記複数のインク室の上端を封鎖する複数の封鎖部を備え、当該複数の封鎖部のうちの１つに前記廃インク導入口が形成され、前記大気連通流路は、隣り合う前記インク室同士を連通させるインク室連通流路と、前記複数のインク室のうちの１つと前記大気開放部とを連通させる大気開放部連通流路と、を備えることが望ましい。このようにすると、廃インクが１つのインク室から溢れたとしても、インク室連通流路を経由して他のインク室に流入するため、廃インク回収室の容量が足りずにインクカートリッジの交換が必要になることを回避することができる。

この場合に、前記複数のインク室および前記複数の封鎖部は、１列に配列しており、前記大気開放部連通流路は、配列方向の一端に位置する前記インク室と、前記大気開放部とを連通しており、前記廃インク導入口は、前記配列方向の他端に位置する前記インク室の上端を封鎖する前記封鎖部に形成されていることが望ましい。このようにすると、大気開放部から最も離れたインク室に最初に廃インクが流入し、順次、大気開放部に近い側のインク室に廃インクが流入してゆく。そして、最後に、大気開放部に最も近いインク室に廃インクが流入する。従って、１方向のインクの流れによって、全てのインク室に廃インクを行き渡らせることができ、インク室連通流路を経由する空気および廃インクの移動をスムーズに行うことができる。

また、この場合に、隣り合う前記インク室の底部同士を連通させる底部連通流路を備えることが望ましい。このようにすると、複数のインク室で、インク量の違いによって内圧が異なる場合に、その圧力差によってインク室間でインクが移動する。これにより、インク室のインク量を均等にすることができる。

本発明において、前記インク室をインク室上部空間とその下側のインク貯留室とに仕切る可動蓋と、前記インク室の内周面と前記可動蓋の外周面との間に形成されるインクメニスカスの耐圧よりも弱い力で、前記可動蓋を前記インク室上部空間側に押圧する押圧部材と、を有することが望ましい。このようにすると、インク室上部空間に廃インクが流入していないときは、可動蓋の外周面との間に形成されるインクメニスカスが壊れないので、可動蓋の上にインクが流出することはないが、インク室上部空間に廃インクが流入すると、この廃インクによってメニスカスが壊されて、可動蓋の下側のインク貯留室に廃インクが導入される。従って、インク貯留室に廃インクを回収して再利用することができ、無駄になるインクを減らすことができる。

本発明において、前記ケースは、前記インク室および前記廃インク回収室が形成されたケース本体と、前記大気開放部が形成され、前記ケース本体の上端開口を封鎖する蓋部材と、を備え、前記大気開放部は、前記大気連通流路に連通する気泡トラップ室と、前記気泡トラップ室と外部とを連通する溝と、を備えることが望ましい。例えば、前記気泡トラップ室の底部に開口部が形成され、前記仕切り部材は、前記開口部内に突出する筒状突起を備え、前記大気連通流路は、前記筒状突起内を通り、前記気泡トラップ室に連通する構成にすることができる。このようにすると、廃インクと共にインク室に流入した気泡が大気連通流路を通って気泡トラップに流出し、気泡トラップ内で弾けて消滅する。従って、気泡が外部へ連通する溝を通り、外部へ流出した瞬間に弾けてケースをインクで汚してしまうことがない。

本発明を適用したインクカートリッジを装着するインクジェットプリンターの概略構成図である。 本発明を適用したインクカートリッジの平面図、正面図、側面図である。 図２のインクカートリッジの分解斜視図である。 図２のインクカートリッジの断面図およびその部分拡大図である。 図２のインクカートリッジの仕切り板を示す斜視図である。 回収した廃インクをインク室に導入する過程を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクカートリッジ、およびこのインクカートリッジを装着して印刷するインクジェットプリンターの実施の形態を説明する。

（インクジェットプリンター）
図１は、本発明を適用したインクカートリッジを装着するインクジェットプリンターの概略構成図である。インクジェットプリンター１は、記録紙２を搬送するプラテン３と、このプラテン３にノズル面が対峙しているインクジェットヘッド４と、インクジェットヘッド４を搭載しており記録紙２の搬送方向Ｙ１と交差する移動方向Ｘ１に往復移動するキャリッジ５と、インクカートリッジ装着部７と、インクジェットプリンター１の各部を制御する駆動制御部８とを有する。インクカートリッジ装着部７には、インクジェットヘッド４のインクノズルにインクを供給するインクカートリッジ１０が装着される。

インクカートリッジ１０は、後述するように、独立した４つのインク室と、廃インクを回収する１つの廃インク室とを備える。インクカートリッジ装着部７は、各インク室からインクを取り出すためのインク供給針７（１）〜７（４）と、廃インク室へ廃インクを排出するためのインク回収針７（５）を備える。インクカートリッジ装着部７にインクカートリッジ１０を装着すると、インクカートリッジ１０からインクジェットヘッド４へインクを供給するインク供給経路が形成される。

また、インクジェットプリンター１は、プラテン３からキャリッジ５の移動方向Ｘ１に外れた位置に配置されたノズルキャップ９を備える。このノズルキャップ９はインクポンプ６を介してインク回収針７（５）に繋がっている。従って、インクカートリッジ１０をインクカートリッジ装着部７に装着すると、ノズルキャップ９からインク回収針７（５）を経てインクカートリッジ１０内の廃インク室に到る廃インク回収経路が形成される。インクジェットヘッド４のノズル面４ａにノズルキャップ９を被せた状態でインクポンプ６を駆動すると、廃インクを廃インク室に回収できる。

（インクカートリッジ）
図２はインクカートリッジ１０を示す平面図、正面図、および側面図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は左側側面図、図２（ｄ）は右側側面図である。また、図３はインクカートリッジ１０の分解斜視図である。また、図４はインクカートリッジの断面図およびその部分拡大図であり、図４（ａ）は図２のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の領域Ｂの部分拡大図である。

本明細書では、相互に直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とする。図２〜図４に示すＸＹＺの３方向は、矢印の向きが＋方向（正方向）、矢印の向きとは逆向きが−方向（負方向）を示す。また、鉛直方向はＺ方向であり、−Ｚ方向が鉛直下方向である。図２〜図４に示すＸＹＺの３方向は、図１に示すインクジェットプリンター１のインクカートリッジ装着部７に装着された状態のインクカートリッジ１０の姿勢に対応しており、インクカートリッジ１０からインクを供給している状態の姿勢である。

図２に示すように、インクカートリッジ１０は、Ｘ方向に長い略直方体状のカートリッジケース１２を備える。カートリッジケース１２は、ケース本体１２ａと、蓋板１２ｂ（蓋部材）を備える。ケース本体１２ａは、カートリッジケース１２の底面および側面を構成し、上側（＋Ｚ方向）に開口する形状である。蓋板１２ｂは、カートリッジケース１２の上面を構成する板状の部材であり、ケース本体１２ａの上端開口を封鎖する。

図３に示すように、ケース本体１２ａの内部空間は、カートリッジケース１２の長手方向（Ｘ方向）に沿って５つに仕切られている。長手方向の一方側（−Ｘ方向側）の端部に位置する空間は、後述する廃インク回収室２０の一部を構成する廃インク室２１であり、他の４つの空間は、インク室３０（１）〜３０（４）である。インク室３０（１）〜３０（４）は、廃インク室２１に対して＋Ｘ方向側で、インク室３０（１）、３０（２）、３０（３）、３０（４）の順で＋Ｘ方向に向かって一列に並んでいる。ケース本体１２ａの底部には、インク室３０（１）〜３０（４）からインクを取り出すためのインク取り出し部４０（１）〜４０（４）と、廃インクを廃インク室２１に回収するための廃インク回収部４０（５）が形成されている。

ケース本体１２ａの内部に形成されるインク室３０（１）〜３０（４）は、円形断面で上下方向（Ｚ方向）に延びる空間である。ケース本体１２ａは、インク室３０（１）〜３０（４）を囲む外周壁を含む円筒状容器部１４（１）〜１４（４）を備える。円筒状容器部１４（１）〜１４（４）はＸ方向に１列に並んでおり、隣り合う円筒状容器部同士が繋がっている。また、廃インク室２１は矩形断面で上下方向（Ｚ方向）に延びる空間であり、ケース本体１２ａは、廃インク室２１を囲む角筒状容器部１５を備える。角筒状容器部１５は円筒状容器部１４（１）と繋がっている。円筒状容器部１４（１）〜１４（４）と角筒状容器部１５の上端は、ＸＹ面と平行な平面部１６に繋がっている。平面部１６の外周端は、上方に立ち上がる枠状部１７に繋がっている。

ケース本体１２ａと蓋板１２ｂの間には、平板状の仕切り板５０（仕切り部材）が配置されている。仕切り板５０は、平面部１６に上側から当接して円筒状容器部１４（１）〜１４（４）の上端開口を封鎖する。これにより、インク室３０（１）〜３０（４）の上端が封鎖される。仕切り板５０と蓋板１２ｂとの間には、インク室３０（１）〜３０（４）の上方で横方向（Ｘ方向）に延びる空間が形成される。この空間は、廃インク室２１からオーバーフローしたインクが流入するインクトラップ２２（廃インク流入空間）である。インクトラップ２２と廃インク室２１は、廃インク室２１の上端で繋がっており、全体として、直角に屈曲した形状の廃インク回収室２０を構成する。廃インク回収室２０にはインク保持部材１８、１９が配置される。インク保持部材１８、１９は、繊維部材、あるいは、発泡体などの多孔質部材である。インク保持部材１８は廃インク室２１に配置され、インク保持部材１９はインクトラップ２２に配置される。

蓋板１２ｂは、廃インク室２１とインクトラップ２２が繋がる位置の上方に形成された大気開放部６０を備える。廃インク回収室２０は、この大気開放部６０を介して大気開放される。インク保持部材１９は、大気開放部６０と重なる部位に形成された開口部１９ａを備える。大気開放部６０は、開口部１９ａに面するため、インク保持部材１９から離れている。また、インク保持部材１９は、インク室３０（１）〜３０（４）の配列方向に並ぶ同一形状の開口部１９ｂ〜１９ｄと、大気開放部６０から最も離れた位置にあるインク室３０（４）の上方に位置する開口部１９ｅを備える。

（インク室）
インク室３０（１）〜３０（４）には、同一色のインクが充填される。インク室３０（１）〜３０（４）の構造は同一であるので、インク室３０（１）の構造を説明し、他のインク室３０（２）〜３０（４）については同一の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。インク室３０（１）は、上述した円筒状容器部１４（１）の内部空間であり、その上端は、上述したように仕切り板５０によって封鎖されている。円筒状容器部１４（１）の内部には、コイルばね３４（押圧部材）および可動蓋３３が挿入されている。コイルばね３４は、可動蓋３３と円筒状容器部１４（１）の底面１４ｂとの間に配置されている。可動蓋３３は、コイルばね３４によって上方に押圧されている。

円筒状容器部１４（１）には、円筒状容器部１４（１）の内周面１４ａと底面１４ｂ、および可動蓋３３によって、インクが貯留されるインク貯留室３５が区画形成される。インク貯留室３５のインクは、底面１４ｂの中央に配置されたインク取り出し部４０（１）から外部に吸引される。可動蓋３３の上側には、仕切り板５０との間に、可動蓋３３の位置（高さ）に応じた容積の上部空間３８（インク室上部空間）が形成される。上部空間３８は、仕切り板５０に形成されている大気連通流路７０を介して、蓋板１２ｂの大気開放部６０に連通する。

可動蓋３３は、円筒状容器部１４（１）の内周面１４ａに沿って上下に往復移動可能である。可動蓋３３は、円盤状の蓋本体部分３３ａと、この外周縁から下方に延びている一定長さの筒状胴部３３ｂとを備える。筒状胴部３３ｂを所定の長さとすることにより、可動蓋３３のがたつきや筒状胴部３３ｂの内周面１４ａに対する凝着などを伴うことなく、円滑に可動蓋３３を移動させることができる。インク貯留室３５にインクを充填すると、円筒状容器部１４（１）の内周面１４ａと可動蓋３３との隙間３７にインクが入り込んでインクメニスカスを形成する。隙間３７は、インク取り出し部４０（１）に作用するインク吸引力よりも当該隙間３７に形成されるインクメニスカスの強度の方が大きくなる寸法に設定されている。

インク室３０（１）のインク貯留室３５にインクが充填されている状態では可動蓋３３が仕切り板５０の側に上昇している。すなわち、可動蓋３３は円筒状容器部１４（１）の上端位置近傍に位置している。また、可動蓋３３と円筒状容器部１４（１）の内周面１４ａとの隙間３７にはインクメニスカスが形成されているので、仕切り板５０と可動蓋３３との間の上部空間３８とインク貯留室３５とは、当該可動蓋３３によって仕切られた状態にある。さらに、コイルばね３４によって可動蓋３３が押し上げられているので、インク貯留室３５は、常に所定の負圧状態に保持される。このため、インク取り出し部４０（１）にインク吸引力が作用しない状態においても、インク貯留室３５からインク取り出し部４０（１）を介してインクが外部に漏洩することがない。

コイルばね３４による可動蓋３３の押し上げ力は、インクメニスカスの強度、および、インク取り出し部４０（１）に作用するインク吸引力よりも小さくなるように設定されているので、コイルばね３４の押し上げ力でインクメニスカスが壊されて気泡がインク貯留室３５に入ることはない。このため、インク取り出し部４０（１）からインクが吸引されると、インク吸引量に応じて可動蓋３３がインク取り出し部４０（１）の側に移動することになる。例えば、コイルばねの押し上げ力は、隙間３７に形成されるインクメニスカスの強度に基づき、５ｇｆ〜１５ｇｆに設定されている。

円筒状容器部１４（１）の内周面１４ａは、底面１４ｂと繋がる部分の近傍で、下方に向かうに連れて内径寸法が漸減するテーパ状内周面１４ｄとなっている。インク室３０（１）のインク量が減少すると、可動蓋３３が円筒状容器部１４（１）の底面近傍まで下降する。可動蓋３３が円筒状容器部１４（１）のテーパ状内周面１４ｄに到ると、可動蓋３３の下降に伴って、可動蓋３３とテーパ状内周面１４ｄとの間で隙間３７が漸減する。その結果、隙間３７に形成されるインクメニスカス強度が高くなる。

このように、インク室３０（１）では、可動蓋３３が下降したことに伴ってコイルばね３４が圧縮されて可動蓋３３の押し上げ力が増加するが、その一方で、隙間３７に形成されるインクメニスカス強度が高くなるように構成されている。従って、インク残量が少なくなった状態においても、隙間３７に形成されるインクメニスカスが破壊されることを確実に回避でき、インクメニスカスが壊れて、可動蓋３３の上側の上部空間３８から気泡がインク貯留室３５に侵入することを防止できる。可動蓋３３の下端がテーパ状内周面１４ｄの下端に至ると、可動蓋３３が当該内周側面部分に嵌り込み、ロックされた状態が形成される。

（インク取り出し部）
インク取り出し部４０（１）〜４０（４）の構造は同一であるので、インク取り出し部４０（１）の構造を説明し、他のインク取り出し部４０（２）〜４０（４）については同一の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。円筒状容器部１４（１）の底面１４ｂの中央には円形開口４１が形成され、この外周縁部分からは、円筒状容器部１４（１）の底部から下方に突出する円筒枠４２が形成されている。この円筒枠４２の内側には円盤状のゴムパッキン４３が装着されており、その中心に形成された貫通孔がインク取り出し孔４０ｂとして機能する。円形開口４１のインク貯留室３５側の外周縁部分からも円筒枠４４が上方に突出しており、この中心開口がインク取り出し孔４０ｂとインク貯留室３５とを連通する連通路４５となる。連通路４５には、インク取り出し孔４０ｂを封鎖可能な弁４６が配置されており、この弁４６はコイルばね４７によってゴムパッキン４３の背面に押し付けられ、インク取り出し孔４０ｂを封鎖している。円筒枠４２の先端には、ゴムパッキン４３を下側から押さえる押さえ部材４８が取り付けられている。

インクカートリッジ１０がインクカートリッジ装着部７に装着されると、インク供給針７（１）の先端は、弁４６を押し上げながら、インク取り出し孔４０ｂを通って連通路４５に挿入される。この結果、インク供給針７（１）の先端に開口するインク吸引流路と連通路４５とが連通され、インク貯留室３５のインクをインク供給針７（１）の側に供給することが可能になる。インク供給針７（１）の外周面にはゴムパッキン４３が密着するので、インク供給針７（１）の周囲からインクが漏れることはない。

インク貯留室３５内に突出している円筒枠４４の上端開口には異物除去用のフィルター４９が取り付けられている。従って、インク貯留室３５からインク供給針７（１）の側に供給されるインクに混入している異物がこのフィルター４９によって捕捉され、インクジェットヘッド４の側に入り込むことを防止できる。

（仕切り板）
図５は仕切り板５０の斜視図であり、図５（ａ）は上面側から見た斜視図、図５（ｂ）は下面側から見た斜視図である。図５（ｂ）に示すように、仕切り板５０の裏面（下面）には、インク室３０（１）〜３０（４）を封鎖するための封鎖部５１（１）〜５１（４）が１列に並んでいる。図３に示すように、インク室３０（１）の上端開口は、ケース本体１２ａの平面部１６と繋がる円形の開口縁を備える。封鎖部５１（１）は、この開口縁と重なる位置で環状に延在する円環状突起５２を備える。円環状突起５２の内周側には、円形凹部５３が形成されている。封鎖部５１（２）〜（４）も同様の形状であり、それぞれ、円環状突起５２および円形凹部５３を備える。これら４つの円環状突起５２は、インク室３０（１）〜３０（４）の開口縁の領域で平面部１６と熱融着されている。これにより、仕切り板５０が平面部１６に接合され、インク室３０（１）〜３０（４）が封鎖部５１（１）〜５１（４）で封鎖された状態が形成される。

封鎖部５１（１）と封鎖部５１（２）の間には、Ｘ方向に延在する溝５４（１）が形成されている。この溝５４（１）で隣り合う円形凹部５３が連通している。同様に、封鎖部５１（２）と封鎖部５１（３）の間には溝５４（２）が形成され、封鎖部５１（３）と封鎖部５１（４）の間には溝５４（３）が形成されている。これら３本の溝５４（１）〜５４（３）によって、４つの円形凹部５３が互いに連通する状態になっている。４つの円形凹部５３は、それぞれ、インク室３０（１）〜３０（４）の上部空間３８の上端面となる。つまり、これらの３本の溝５４（１）〜５４（３）は、全体として、４つのインク室３０（１）〜３０（４）を連通させるインク室連通流路７１を構成する。

図５（ａ）に示すように、仕切り板５０の上面には、３つの突出部５５が形成されている。これら３つの突出部５５は、その裏側に形成されている３本の溝５４（１）〜５４（３）に対応する部位である。上述したように、インク保持部材１９には、これらの突出部５５に対応する位置に開口部１９ｂ〜１９ｄが形成されている。

仕切り板５０は、長手方向（Ｘ方向）の一端に直線状端縁５０ｂが形成され、他端に半円状端縁５０ａが形成されている。図３に示すように、直線状端縁５０ｂは、廃インク室２１とインクトラップ２２とが繋がる角部に位置する。また、半円状端縁５０ａは、廃インク室２１から最も離れたインク室３０（４）を封鎖する封鎖部５１（４）の側に形成されている。直線状端縁５０ｂの中央には矩形の延出部５０ｃが形成され、ここに円筒状突起５６が形成されている。

円筒状突起５６は、仕切り板５０の上面から蓋板１２ｂの側（＋Ｚ方向）に突出する。円筒状突起５６の上端は、インク保持部材１９に形成された開口部１９ａを通り、蓋板１２ｂに設けられた大気開放部６０に挿入される。円筒状突起５６を上下に貫通するように大気開放部連通流路７２が形成されている。大気開放部連通流路７２の上端は蓋板１２ｂの大気開放部６０に連通し、下端は封鎖部５１（１）で開口して、円環状突起５２に形成された短い溝を通って封鎖部５１（１）の円形凹部５３に連通する。従って、大気開放部連通流路７２は、大気開放部６０とインク室３０（１）の上部空間３８とを連通する。

また、仕切り板５０には、半円状端縁５０ａの側の端部に廃インク導入口５７が形成されている。廃インク導入口５７は、仕切り板５０をその厚さ方向に貫通する貫通部であり、インクトラップ２２とインク室３０（４）の上部空間３８とを連通している。廃インク導入口５７は、インクトラップ２２に形成されたインク保持部材１９の開口部１９ｅに面する。

このような仕切り板５０の構成により、インクカートリッジ１０には、４つのインク室３０（１）〜３０（４）の上部空間３８同士を連通するインク室連通流路７１（溝５４（１）〜（３））が形成されている。そして、インク室３０（１）〜３０（４）の一方の端に位置するインク室３０（１）の上部空間３８が大気開放部連通流路７２によって蓋板１２ｂの大気開放部６０に連通され、他方の端に位置するインク室３０（４）の上部空間３８が廃インク導入口５７によってインクトラップ２２に連通されている。つまり、インク室連通流路７１と大気開放部連通流路７２は、全体として、４つのインク室３０（１）〜３０（４）の上部空間３８を順次経由して、廃インク導入口５７と大気開放部６０とを連通する大気連通流路７０を構成する。

（大気開放部）
図４（ｂ）は、蓋板１２ｂの大気開放部６０の部分断面図である。図３、図４（ｂ）に示すように、大気開放部６０は、気泡トラップ室８０と、蓋板１２ｂの上面で気泡トラップ室８０を囲む矩形の領域に形成された溝６１と、気泡トラップ室８０および溝６１が形成された領域に溶着されるフィルム６２を備える。溝６１の一端はフィルム６２の外部まで延びており、他端は気泡トラップ室８０に連通する。溝６１は、蓋板１２ｂの上面で折り返しながら延びているので、気泡トラップ室８０から外部に連通するまでの経路が長い。このような溝形状により、大気開放部６０を経由して、インク室３０（１）〜３０（４）および廃インク回収室２０に収容されたインク中の水分が奪われることを抑制している。

気泡トラップ室８０は、蓋板１２ｂに形成された凹部である。蓋板１２ｂには、気泡トラップ室８０の底部８１の中央を貫通する開口部８２が形成されている。気泡トラップ室８０の上部は上述したフィルム６２で塞がれており、フィルム６２は気泡トラップ室８０の底部８１から離れている。仕切り板５０の円筒状突起５６は、開口部８２に下側から挿入され、気泡トラップ室８０内に突出する。気泡トラップ室８０の底部８１には、開口部８２を囲む領域に突起８３が形成されている。突起８３の上部と円筒状突起５６の上部には積層フィルム８４が熱溶着され、開口部８２を塞いでいる。円筒状突起５６の先端には、大気開放部連通流路７２と気泡トラップ室８０とを連通させる接続流路７３が形成されている。

気泡トラップ室８０には、後述するように、大気開放部連通流路７２の側から廃インク中に空気が混ざることでできた気泡が流入することがある。この気泡は、気泡トラップ室８０に流入することで大気開放部連通流路７２側からのインクの供給が絶たれ、その結果、積層フィルム８４に接触して弾けて消失する。つまり、大気開放部６０は、空気と共に気泡が流入したとしても、その気泡を気泡トラップ室８０で消失させることができる。従って、外部への気泡の流出を回避できる。

（インク室への廃インクの導入）
図６は、回収した廃インクをインク室に導入する過程を示す説明図である。図６（ａ）は、４つのインク室３０（１）〜３０（４）のインクが使用によって減少し、可動蓋３３がインク室上端から下降した位置にある状態を示す。この状態では、可動蓋３３の上方に上部空間３８が形成されている。

上述したように、インクカートリッジ１０は、インクジェットヘッド４の側からインク回収針７（５）を経由して廃インクが導入される廃インク室２１と、インク室３０（１）〜３０（４）の上部に延びてその一端が廃インク室２１に繋がるインクトラップ２２とを備える廃インク回収室２０を有する。また、インクカートリッジ１０は、４つのインク室３０（１）〜３０（４）の上部空間３８を順次経由して、インクトラップ２２に連通する廃インク導入口５７と大気開放部６０とを連通する大気連通流路７０（インク室連通流路７１、大気開放部連通流路７２）を有する。この大気連通流路７０は、以下に説明するように、廃インク回収室２０の廃インクをインク室３０（１）〜３０（４）へ導入する廃インク導入流路として機能することになる。

すなわち、図６（ａ）において矢印Ｃで示すように、廃インク室２１から廃インクがオーバーフローした場合には、そのインクはインクトラップ２２を経由してインク室３０（４）の上まで流れ、廃インク導入口５７からインク室３０（４）の上部空間３８に流入する。また、これに伴い、図６（ａ）において矢印Ｄで示すように、各インク室３０（１）〜３０（４）の上部空間３８を通って大気開放部６０へ空気が送り出される。

図６（ｂ）に示すように、廃インク導入口５７からインク室３０（４）へオーバーフローした分の廃インクが流入すると、このインクは上部空間３８で可動蓋３３の上に溜まる。また、廃インクがインク室３０（４）の上部空間３８でさらにオーバーフローしたときは、インク室連通流路７１を構成する溝５４（３）を通って、隣のインク室３０（３）の上部空間３８へ廃インクが流出することになる。ここで、廃インクは、インクトラップ２２中のインク保持部材１９が含んでいた空気の一部と共にインク室３０（４）の上部空間３８へ送り込まれるので、空気を含んで気泡が混じった状態になっていることがある。この場合には、図６（ｂ）に示すように、上部空間３８が完全にインクで満たされる前に、隣のインク室３０（３）の上部空間３８へ廃インクがオーバーフローしてゆく。このように、廃インク導入口５７から導入された廃インクは、インク室連通流路７１を経由して、インク室３０（４）、インク室３０（３）、インク室３０（２）、インク室３０（１）の順で、各インク室の上部空間３８に供給される。

インク室３０（４）の上部空間３８に廃インクが流入すると、可動蓋３３と円筒状容器部１４（４）の内周面１４ａとの隙間３７に形成されるインクメニスカスが廃インクに接触して壊れる。その結果、上部空間３８の廃インクは、可動蓋３３がコイルばね３４によって上方に押圧されているので、可動蓋３３の下側のインク貯留室３５に流入し、可動蓋３３が上昇する。図６（ｃ）は、この状態を示す。すなわち、インクカートリッジ１０は、オーバーフローした廃インクがインク貯留室３５に戻る構造になっている。

インク室３０（１）〜３０（４）は、大気開放部連通流路７２および大気開放部６０によって、大気連通状態に保たれている。従って、廃インク導入口５７からインク室３０（１）〜３０（４）の上部空間３８へ廃インクが導入されると、上部空間３８の空気が大気開放部６０へ送られ、その仲には、気泡交じりのインクも含まれることがある。このような場合に、上述した気泡トラップ室８０で気泡を弾けさせることができるので、大気連通状態が保たれる。従って、廃インクをインク室３０（１）〜３０（４）に送り込み続けることができる。

ここで、図６（ｄ）に示すように、インク室３０（１）〜３０（４）の底部には、隣り合うインク室のインク貯留室３５同士を連通させる底部連通流路３９を形成してもよい。このようにすることで、隣り合うインク貯留室３５のインク量が異なる場合に、その内圧を等しくするように、底部連通流路３９を経由して、インク貯留室３５間でインクが移動する。これにより、図６（ｄ）に示すように、インク室３０（１）〜３０（４）のインク量を均等にすることができる。

以上のように、本形態のインクカートリッジ１０は、インク室３０（１）〜３０（４）と、その上方に位置するインクトラップ２２とを連通する廃インク導入口５７を備える。また、廃インク導入口５７は、インク室３０（１）〜３０（４）を経由して大気開放部６０と連通している。従って、廃インク回収室２０の容量をオーバーするインクを、インクトラップ２２を経由して、廃インク導入口５７からインク室３０（１）〜３０（４）に流入させることができる。従って、インク室３０（１）〜３０（４）のインクを使い切る前に、廃インク回収室２０の容量が足りずにインクカートリッジ１０の交換が必要になることを回避できる。よって、インク室３０（１）〜３０（４）のインクを無駄なく使い切ることができる。また、回収した廃インクを再利用することもできるので、インクの無駄が少ない。また、廃インク回収室２０の容量不足によるインクカートリッジの交換を回避するために廃インク回収室２０の容量を大きくする必要がないので、インクカートリッジ１０の大型化を回避できる。

また、本形態では、インク室３０（１）〜３０（４）が複数で１列に配置されており、その一端に廃インク室２１があり、ここからインク室３０（１）〜３０（４）の上部を通るインクトラップ２２を経由して、大気開放部６０から最も離れたインク室３０（４）に廃インクを送り込む。そして、順次、大気開放部６０に近い側のインク室に廃インクが流入してゆく。そして、最後に、大気開放部に最も近いインク室３０（１）に廃インクが流入する。従って、１方向のインクの流れによって、全てのインク室３０（１）〜３０（４）に廃インクを行き渡らせることができ、インク室連通流路７１を経由する空気および廃インクの移動をスムーズに行うことができる。

また、本形態では、廃インクと共にインク室３０（１）〜３０（４）に流入した気泡が大気連通流路７０を通って気泡トラップ室８０に流出し、気泡トラップ室８０内で弾けて消滅する。従って、気泡によって大気開放部６０が塞がれてしまい、その結果、インク室３０（１）〜３０（４）への廃インクの導入が妨げられることを防ぐことができる。また、外部への気泡の流出を回避でき、外部へ流出した瞬間に気泡が弾けて、カートリッジケース１２をインクで汚してしまうことがない。

１…インクジェットプリンター、３…プラテン、４…インクジェットヘッド、４ａ…ノズル面、５…キャリッジ、６…インクポンプ、７…インクカートリッジ装着部、７（１）〜７（４）…インク回収針、７（５）…インク供給針、８…駆動制御部、９…ノズルキャップ、１０…インクカートリッジ、１２…カートリッジケース（ケース）、１２ａ…ケース本体、１２ｂ…蓋板（蓋部材）、１４（１）〜１４（４）…円筒状容器部、１４ａ…内周面、１４ｂ…底面、１４ｄ…テーパ状内周面、１５…角筒状容器部、１６…平面部、１７…枠状部、１８…インク保持部材、１９…インク保持部材、１９ａ〜１９ｅ…開口部、２０…廃インク回収室、２１…廃インク室、２２…インクトラップ（廃インク流入空間）、３０（１）〜３０（４）…インク室、３３…可動蓋、３３ａ…蓋本体部分、３３ｂ…筒状胴部、３４…コイルばね、３５…インク貯留室、３７…隙間、３８…上部空間（インク室上部空間）、３９…底部連通流路、４０（１）〜４０（４）…インク取り出し部、４０（５）…廃インク回収部、４０ｂ…インク取り出し孔、４１…円形開口、４２…円筒枠、４３…ゴムパッキン、４４…円筒枠、４５…連通路、４６…弁、４７…コイルばね、４８…押さえ部材、４９…フィルター、５０…仕切り板（仕切り部材）、５０ａ…半円状端縁、５０ｂ…直線状端縁、５０ｃ…延出部、５１（１）〜（４）…封鎖部、５２…円環状突起、５３…円形凹部、５４（１）〜（３）…溝、５５…突出部、５６…円筒状突起、５７…廃インク導入口、６０…大気開放部、６１…溝、６２…フィルム、７０…大気連通流路、７１…インク室連通流路、７２…大気開放部連通流路、７３…接続流路、８０…気泡トラップ室、８１…底部、８２…開口部、８３…突起、８４…積層フィルム、Ｘ１…移動方向、Ｙ１…搬送方向

Claims (7)

1. ケースと、
   前記ケースの内部空間の少なくとも一部を、インク室と廃インク回収室とに仕切る仕切部材と、を有し、
   前記ケースは、
   前記インク室および前記廃インク回収室が形成されたケース本体と、
   大気開放部が形成され、前記ケース本体の開口を封鎖する蓋部材と、を備え、
   前記仕切り部材は、
   前記インク室と前記廃インク回収室とを連通させる廃インク導入口と、
   前記廃インク導入口と前記大気開放部とを、前記インク室を経由して連通させる大気連通流路と、を備え、
   前記大気開放部は、
   前記大気連通流路に連通する気泡トラップ室と、
   前記気泡トラップ室と外部とを連通する溝と、
   を備えることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記仕切り部材は、前記ケースの内部空間の一部を上下に仕切っており、
   前記仕切り部材の下方に前記インク室が位置し、
   前記廃インク回収室は、
   前記仕切り部材の上方に位置する廃インク流入空間、および、前記インク室の側方に位置する廃インク室を備え、
   前記廃インク室の上端が前記廃インク流入空間と繋がっていることを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記ケースは、複数のインク室を備え、
   前記仕切り部材は、
   前記複数のインク室を封鎖する複数の封鎖部を備え、
   前記封鎖部のうちの１つに前記廃インク導入口が形成され、
   前記大気連通流路は、
   隣り合う前記インク室同士を連通させるインク室連通流路と、
   前記複数のインク室のうちの１つと前記大気開放部とを連通させる大気開放部連通流路と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記複数のインク室および前記複数の封鎖部は、１列に配列しており、
   前記大気開放部連通流路は、配列方向の一端に位置する前記インク室と、前記大気開放部とを連通しており、
   前記廃インク導入口は、前記配列方向の他端に位置する前記インク室を封鎖する前記封鎖部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 隣り合う前記インク室の底部同士を連通させる底部連通流路を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のインクカートリッジ。
6. 前記インク室をインク室上部空間とその下側のインク貯留室とに仕切る可動蓋と、
   前記インク室の内周面と前記可動蓋の外周面との間に形成されるインクメニスカスの耐圧よりも弱い力で、前記可動蓋を前記インク室上部空間側に押圧する押圧部在と、を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項に記載のインクカートリッジ。
7. 前記気泡トラップ室の底部に開口部が形成され、
   前記仕切り部材は、前記開口部内に突出する筒状突起を備え
   前記大気連通流路は、前記筒状突起内を通り、前記気泡トラップ室に連通することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの項に記載のインクカートリッジ。

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