インクカートリッジ
【課題】従来のインクカートリッジは、温度変化に起因するインクカートリッジ内の熱膨張した空気圧を開放することができなくインク吐出口からインクが漏れるという問題があった。
【解決手段】大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室内に備える構成とした。これにより温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を圧力開放気液分離室に開放し、インク吐出口からのインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができる。
【解決手段】大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室内に備える構成とした。これにより温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を圧力開放気液分離室に開放し、インク吐出口からのインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置に装着されるインクカートリッジに関する。さらに詳しくは、インクカートリッジに備える大気開放口とインク吐出口との間に圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を備えることにより、温度変化によるインクカートリッジ内の圧力上昇があっても吐出口や大気開放口からインクが漏れ出すことがなく良好な印刷ができるインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の一例として挙げられるインクジェット式プリンタは、通常、装置内のインクカートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジに貯留されているインクを記録ヘッドへ送り込み、この記録ヘッドが用紙等の被記録媒体にインク滴を噴射・塗布することで、画像や文字の記録を行う。
【０００３】
インクジェット式プリンタにおける記録ヘッドは、熱や振動を利用してインク滴の噴射を制御するもので、印刷中の機械的振動や温度変化によりインクカートリッジ内のインクがインク吐出口から漏れ出し記録ヘッドに過剰のインクを流出して良好な印刷ができなくなり、ひいては記録ヘッドの故障を招くという問題がある。また、インクカートリッジの輸送中や保管中の温度変化が起因するインクカートリッジ内の体積膨張がインク吐出口や大気開口からインクが漏れ出すという問題がある。
【０００４】
そこで、上記の問題点を解決するために、インクカートリッジ内を複数のリブで区画した複数のインク室（４室）を構成し、インク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填し、この吸収体の毛管力によりインク吐出口からのインク漏れを解消する試みのインクカートリッジが提案されている。また、複数のインク室（４室）のうち、インク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填するとともに、かつ吐出口からもっとも離れた側壁に接合したインク室にインク吸収体を充填してバッファー室とし、インク吐出口からのインク漏れを解消する試みのインクカートリッジが提案されている。（例えば特許文献１〜３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−４００４４号公報
【特許文献２】特開平６−４００４１号公報
【特許文献３】特開平７−１９５７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３に提案されているインクカートリッジは、温度変化の程度が緩やかで且つその変化幅が少ない場合に適用されるものであり、急激な温度変化やその変化幅が大きい場合においてはインク吐出口や大気開口からインクが漏れるという問題がある。上記特許文献１〜３に提案されているインクカートリッジは、例えば、インクカートリッジ内を複数のリブで区画して横に複数並んだインク室（４室）とインクカートリッジの側面に配置した吐出口とインク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填した構成としている。そしてインクが消費されていくとインク吸収体が充填されていない中央部のインク室には空気が存在する空間部が形成されてしまうが、温度変化によりインク室内に圧力変化が生じるとこのインク室には大気開口がないからインク室内のインクは、圧力開放がされずインク吐出口に移動しインク吐出口側でのインク漏れにつながる。ましてインク吐出口がインクカートリッジの底部に設けられたケースにおいてはインク吐出口からインク漏れすることは明らかである。結局、インク室内の圧力変化によって移動するインクは他のインク室に圧力を分散するだけで圧力開放ができていないから、インク吐出口からインクが漏れ出す事が見られた。
【０００７】
また、上記特許文献１〜３に提案されているインクカートリッジのうち、インクカートリッジ内を複数のリブで区画した複数のインク室（４室）を構成し、インク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填し、かつ吐出口からもっとも離れた側壁に接合したインク室にインク吸収体を充填してバッファー室とした場合であっても、インクが消費されインク吸収体が充填されていない中央部のインク室に空気が存在する空間部が形成されてしまい、温度変化によりインク室内に圧力変化が生じるとこのインク室には大気開口がないからインク室内のインクは、圧力開放がされずインク吐出口とバッファー室に移動し、このバッファー室内にはインク吸収体が空隙なく充填されているので、このインク吸収体が逆に抵抗となってインク吐出口側でのインク漏れにつながる。結局、バッファー室内を設けた場合であってもインク室内の圧力変化によって移動するインクは他のインク室に圧力を分散するだけで圧力開放ができていないから、インク吐出口からインクが漏れ出す事が見られた。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、インク室内で発生する圧力をインク室外に大きな影響を与える前に解消することであり、そのためにはインク室内で発生した圧力を開放するための空間部と空間部の配置がインク吐出口に影響しない位置に配置する必要があることを見出した。
【０００９】
また、インク吸収体をインク吐出口側とそこから離れた２室を介した端部室とに夫々に充填した場合には、その間にあるインク室のインクが少なくなるとお互いに綱引きをし始めて、結果的にインクが途切れインク供給できなくなることも見出した。
【００１０】
即ち、従来のインクカートリッジは、温度変化によるインクカートリッジ内の熱膨張した空気圧を結果的に、大気開口やインク吐出口に直接伝達してしまうため、インクの移動を伴いインク漏れが発生するという欠陥がある。本発明は上記知見により、温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を開放し、大気開口やインク吐出口からのインク漏れを低減あるいは防止することを第１の課題とし、インク漏れが少ないインクカートリッジを提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、第１の課題に加えて、同一機種のインクカートリッジに対して、インク充填量を増量することを第２の課題とし、インク容量が増大したインク漏れがない良好な印刷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。
さらに、付随して輸送中の衝撃に対してもインク漏れを起こさないインクカートリッジを提供することを目的とする。
【００１２】
この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
即ち、本発明の第１の発明は、大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室の内部に備えたことを特徴とするインクカートリッジである。
【００１４】
本発明の第２の発明は、第１の発明に記載の前記圧力開放気液分離室内に大気開放口と連通するようにインク吸収材が備えられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１５】
本発明の第３の発明は、第１の発明または第２の発明のいずれかに記載の前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間して設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１６】
本発明の第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに記載の前記連通口が前記インク収容室のインク中に配置されるように底部側に設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１７】
本発明の第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明のいずれかに記載の前記インク収容室が複数の小開口を介してインク吐出口と連通して複数備えることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１８】
本発明の第６の発明は第１の発明ないし第５の発明のいずれかに記載の前記インク収容室が一方向に通過するインク通過弁を備えていることを特徴とするインクカートリッジである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の発明であるインクカートリッジは、大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室の内部に備えた構成にしているので、従来では成しえなかった温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を前記圧力開放気液分離室で圧力開放することができ、インク吐出口からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。したがってインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明の第２の発明であるインクカートリッジは、前記圧力開放気液分離室内に大気開放口と連通するようにインク吸収材が備えられている構成であることから、第１の発明の効果に加えて、前記圧力開放気液分離室が前記上昇圧力を開放した開放空気にインクを含む場合であっても、前記インク吸収材がインクを吸収するので、大気開放口へのインク漏れを防止することができる。
【００２１】
また、本発明の第３なし第４の発明であるインクカートリッジは、前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間して設けられている構成であること、前記連通口が前記インク収容室のインク中に配置されるように底部側に設けられている構成であることから、第１の発明及び第２の発明の効果に加えて、前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間した構成であるため温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力がインク吐出口に及ばなく前記圧力開放気液分離室がインカートリッジ内上昇圧力を開放することできる。また、前記連通口が圧力開放分離室の負圧力を高めることができるので温度変化に起因する、インク吐出口からのインク漏れをさらに防止することができる。したがって、よりインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明の第５なし第６の発明であるインクカートリッジは、前記インク収容室が複数の小開口を介してインク吐出口と連通して複数備える構成であること、さらにインク収容室が一方向に通過するインク通過弁を備えた構成であることから、第１の発明及び第４の発明の効果に加えて、インク収容室に設けた前記複数の小開口がインク収容室の負圧力をさらに向上させることができるので、また、前記インク収容室に備えた一方向に通過するインク通過弁がさらにインク収容室の負圧力を向上させることができるので、温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力がインク吐出口にさらに及ばなく前記圧力開放気液分離室がインカートリッジ内の上昇圧力を即開放することできる。したがって、さらにインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第1の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（本発明の第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す模式図である。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態であるインクカートリッジ１は、大気開放口２とインク吐出口３とインクを収容するインク収容室４を備え、大気開放口２とインク吐出口３との間に一端が大気開放口２と連通し他端がインク収容室４と連通する連通口１１を有する大気連通路５を備え、前記大気連通路５の途中に空間７を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室８を前記インク収容室４の内部に備えた構成となっている。
【００２６】
さらに詳しくは、本発明のインクカートリッジ１は、インクカートリッジ１の上部に大気開放口２と底部にインク吐出口３とインクを収容するインク収容室４を備え、大気開放口２は圧力開放気液分離室８内の開口部９（例えば３〜５ｍｍφ）と連通して大気連通路５ａを形成し、さらに圧力開放気液分離室８は、インク収容室４内と連通する開口部１０（例えば１〜３ｍｍφ）をさらに備え大気開放口２とインク吐出口３との間に一端が大気開放口２と連通し他端がインク収容室４内の底部と連通する連通口１１（例えば１〜２ｍｍφ）を有する大気連通路５ｂを備え、前記大気連通路５の途中に空間７を形成して前記インク収容室４内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室８を前記インク収容室４内に備えている。本実施の形態では前記圧力開放気液分離室８は、前記吐出口３から離れ大気開放口２の近傍であって前記インク収容室４内の上部に実質密閉系に配置された構成となっている。そして、インク収容室４内のインクは、前記インク収容室４内の底部に設けられたインク吸引口１２からインク吐出口３に隣接するインク収容室４内に設けたインク貯留室１３に流入する構成となっている。また、前記インク貯留室１３はインク吐出口３の上部に接して設けられインク流入口１４を備えている。そして、インク流入口１４を介してインク収容室４から流入したインクはインク貯留室１３に流入されインク吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給される。このようにしてインクカートリッジ１内のインク収容室４に貯留されているインクが連続的に消費され印刷が行われる。
【００２７】
上述した本発明のインクカートリッジ１のインク収容室４に設けられた圧力開放気液分離室８は、温度変化がなくインクカートリッジ１内の圧力が上昇しない通常の状態においては負圧を形成する機能を有している。そのため、本発明の第１の実施の形態においては、インクカートリッジ１内に初期充填されたインクは、印刷が開始されるとインク収容室４内のインクがインク吸引口１２を通じてインク貯留室１３に設けたインク流入口１４を介してインク貯留室１３に流入され吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給されて消費される。この場合、インクが消費されると大気開放口２から流入した空気は、大気連通路５ａ、圧力開放気液分離室８の上部に設けた開口部９、インク吸収材６及び開口部１０を通じて大気連通路５ｂの延出端である連通口１１からインク収容室４に流入してインクカートリッジ１内の負圧を良好に維持する構成となっている。また本発明のインクカートリッジ１は、インク残量検知用のプリズム１５を備えている。
【００２８】
インク
上述した本発明のインクカートリッジ１において、温度変化に起因してインク収容室４内に圧力変化が生じると、インク収容室４内のインクは、インク収容室４内の連通口１１から大気連通路５ｂを経由して圧力開放気液分離室８に移動し、圧力開放気液分離室８の上部に設けた開口部１０から圧力開放気液分離室８内の空間７に向けて放出されインク収容室４の圧力が開放される。そして前記圧力開放に伴って流出してきたインクは開口部１０から圧力開放気液分離室８内の底部に貯留される構成になっており、このようにして定常時の負圧状態に回復される構成となっている。上記において、圧力変化によって前記圧力開放分離室８に移動するインク量は圧力変化に見合うインク量だけでなくインクの移動に伴う慣性が働くため、インク収納容室４内のインク充填量が１０ｍｌの場合は前記空間７の容積は１．０ｍｌ〜１．５ｍｌとすることが好ましい。また、前記開口部１０から多くのインクが流出して来た場合であっても圧力開放気液分離室８内の開口部９に当接して設けられたインク吸収材６に吸収されるので、大気開放口２からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。
【００２９】
また本発明のインクカートリッジ１は、大気開放口２からインク吐出口３に向かって順次インクの流路抵抗が大きくなるように構成されており、本実施形態では、大気連通路５a、開口部９、インク吸収材６、開口部１０、大気連通路５b、連通口１１、インク吸引口１２、インク流入口１４、インク貯留室１３内に充填したインク吸収材及びインク吐出口３内に充填されたインク吸収材（コンタクトフィルター）の順にインク吐出口３に向けて順次インクの流路抵抗が大きくなるような負圧を形成している。このような負圧構成とすることによりインク収容室４内の圧力が上昇した場合であっても、連通口１１の流路抵抗がインク吸引口１２に対する流路抵抗より小さいのでインク吐出口３に影響することなく圧力開放気液分離室８に圧力開放されインク吐出口３からのインク漏れを防止することができる。
【００３０】
したがって、圧力開放気液分離室８内全体の流路抵抗はインク吐出口より低い構成となっているが、圧力開放気液分離室８の開口部９に当接されて充填しているインク吸収材６は、インクを吸収することが肝要であるのでインクカートリッジ１内全体の負圧バランスを勘案して設計される。
【００３１】
上述した本発明のインクカートリッジ１は上記の構成となるように製造されインクが充填されるが、以下にインク充填方法の一例を示す。本実施形態ではインク充填口（図示せず）は、インクカートリッジ１のインク吐出口３が構成された底部に設けられている。本発明のインクカートリッジ１は常圧下でも減圧かでも充填可能であるが、常圧下でインク充填する方法を例示する。
【００３２】
インクカートリッジ１のインク吐出口３を上方にして、大気開放口２は密栓しインク吐出口３を形成した面に配置したインク充填口（図示せず）から注射器やポンプによりインクカートリッジ１内のインク収容室４にインクを充填する。次いでインクが充填されると、インク充填口を密栓してインクカートリッジ１のインク吐出口３を下側にして大気開放口２を開栓しインク吐出口３を介してインクカートリッジ１内を減圧にする。そして、インク貯留室１３及びインク吐出口３から充填インクの一部を抜き出しインク流路全体をインクで満たし、大気開放口２を密封する。インク吐出口３からインクを多く抜き出しインクカートリッジ１内のインクが不足する場合は再度インク充填口から不足分のインクを充填すればよい。この場合は、インク吐出口３からのインク抜き出し操作は必要ない。
【００３３】
このようにしてインクが充填されたインクカートリジ１は大気開放口２とインク吐出口３をシール材または栓部材で密封し輸送されることになる。本発明のインクカートリジ１は、上述したようにインク吐出口３に向かって順次インクの流路抵抗が大きくなるように負圧が形成されているのでシールや栓部材による密封が開封されることがない。また機械的な衝撃や振動があってもインクが漏れることがない。さらに、上述した本発明のインクカートリッジ１の構成は、インクカートリッジ１内のインク未充填部が少ない構造となっているため、同一機種のインクカートリッジ１に対してインク充填量を増量することができる。また本発明のインクカートリジ１は、使用済みのインクカートリッジであってもインクカートリッジ１の構成が複雑でないので、再充填口を設けることに再充填を行うことができる。
【００３４】
（本発明の第２実施形態例）
次に、本発明の第２実施形態例について図２を参照して以下に説明する。本発明のインクカートリッジ１は、大気開放口２とインク吐出口３とインクを収容するインク収容室４を備え、大気開放口２とインク吐出口３との間に一端が大気開放口２と連通し他端がインク収容室４と連通する連通口１１を有する大気連通路５を備え、前記大気連通路５の途中に空間７を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室８と気液分離室１６とを前記インク収容室４に備えた構成となっている。
【００３５】
本発明の第２実施形態例については、前述した第１の実施形態例で詳述したので、第１実施形態と異なる構成部について説明する。本発明の第２実施形態例では、大気連通路５ａを通じて圧力開放気液分離室８と連通する大気開放口２がインク収容室４内に設けられた気液分離室１６に配置された構成となっている。上述したように、インク収容室４内に設けた圧力開放気液分離室８により、急激な温度変化に起因して生じたインカートリッジ１内の上昇圧力を、インク収容室４内のインクと共に圧力開放気液分離室８に移動し、圧力開放気液分離室８の上部に設けた開口部１０から圧力開放気液分離室８内の空間７に向けて上昇圧力を開放し、定常時の負圧状態に回復される構成となっている。そして前記上昇圧力の開放に伴って流出してきたインクは開口部1１０から圧力開放気液分離室８内の底部に貯留される構成になっている。
【００３６】
しかし、予測し得ないような大きな温度変化が起きる地域を勘案して前記気液分離室１６を設けたものであって、仮に前記インカートリッジ１内の上昇圧力が大きくなり圧力開放気液分離室８の空間７に開放されたインク多く流出する場合があっても前記気液分離室１６内でインクと空気を分離し空気のみを大気開放口２に逃がすことができる構成となっているものである。
【００３７】
したがって、本発明のインクカートリッジ１は、前記インカートリッジ１内の前記上昇圧力に対して前記圧力開放気液分離室８の空間７にインクを流出させてインク収容室内の圧力を開放することができるので、インク吐出口３や大気開放口２からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。
【００３８】
次に本発明の他の実施形態例について図３を参照して説明する。図３に図示するように、本実施形態例では、第２の実施の形態例で説明した構成に加えて、前記気液分離室１６の他にインク収容室が複数の小開口（図示せず）を介してインク吐出口３と連通する複数のインク収容室４a、４b、４cを備え、さらに一方向に通過するインク通過弁１９が前記複数のインク収容室の一つであるインク収容室４aに備えられた構成となっている。
【００３９】
上記のインクカートリッジ１のインクの流路抵抗は前記したようにインク吐出口３に向かって高くなるように負圧が構成されている。そしてインク吐出口３へのインクの流入順位は、インク室４内のインクがインク吸引口１７及びインク流入口１８を通じてインク収容室４aに設けたインク通過弁１９からインク収容室４bに流入されさらにインク収容室４cに流出されてインク吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給される。このようにしてインクカートリッジ１内のインク収容室４に貯留されているインクが連続的に消費され印刷が行われる。上記インク通過弁１９が設けられたインク収容室４cはインク収容室４aに比べて容積は小さい構成としている。次にインク通過弁１９の内部構成について説明する（図示せず）。インク収容室４aに設けたインク通過弁１９は、弁を構成する台座表面に微細凹凸が形成されており、弁膜を弁座に当接密着固定することにより前記微細凹凸と弁膜との間で形成される微細孔が一方向に通過するインクの流路抵抗を構成した微細口形成部を有している。前記台座表面の微細凹凸は７５ミクロン〜１００ミクロンの範囲で形成することができる。また、前記弁膜は、弾性部材で形成された円状の膜であって中央に止めピン挿入用の穴が形成されている。前記弁膜の固定は、弁を構成する前記台座の内側に構成された樹脂製の止めピンに前記弁膜の穴を通して、前記止めピンの先端を溶着し前記台座に当接密着固定して前記インク通過弁１９が構成されている。したがって、インク収容室４ａは、インク収容室４ａに対して区分され、インクをインク収容室に初期充填する際、インク収容室４ｃ内に最終的に充填するためには加圧充填しないと充填できないほどの規制力を前記微細孔形成部が発揮する。本実施形態ではこのような構成を適宜構成することができる。
【００４０】
前記した複数のインク収容室は複数の小開口（図示せず）を介してインク吐出口３と連通する構成となっており、また、この小開口はインク吐出口３へ向かってインクの流路抵抗が高くなるように負圧が構成されている。このような構成とすることにより、インク吐出口３の負圧がさらに形成されるので、インク吐出口３からのインクが漏れることがない。また、前記したように、温度変化に起因して生じたインカートリッジ１内の上昇圧力は、インク収容室４内のインクと共に圧力開放気液分離室８に移動し、圧力開放気液分離室８上部の空間７に開放されるので、インク吐出口３や大気開放口２からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。
【００４１】
次に上記他の実施形態例で説明した気液分離室１６、複数のインク収容室４a〜４c及びインク通過弁１９を備えた本発明のインクカートリッジのインク充填方法について図3を参照して以下に説明する。本実施形態ではインク充填口（図示せず）は、インクカートリッジ１のインク吐出口３が構成された底部とは対向する上部に設けることができる。この場合、インク吐出口３からインクカートリッジ１内を減圧にして、インク充填口からまずインク収容室４にインクを充填し、次いで連続してインク吸引口１７からインクを吸引し、インク流入口１８、インク収容室４a、インク通過弁１７、インク収容室４b、インク収容室４ｃを経由してインク貯留室２０、インク吐出口３までインクを充填する。次いで、常圧下で前記第１の実施形態で説明したようにしてインクカートリッジ１内にインクを充填することができる。
【００４２】
次に図４を参照して本発明のインクカートリッジの他の実施形態例を以下に説明する。図４に示した実施形態例は、前記した実施形態例図３に図示したインク収容室４bが上部で開口された変形例を示したものである。この場合のインク吐出口３へのインクの流入順位は、インク室４内のインクがインク吸引口１７及びインク流入口１８を通じてインク収容室４aに設けたインク通過弁１９からインク収容室４cに流出される。そして上部が開口されたインク収容室４b内のインクはインク戻り流路２１によりインク収容室４のインクレベルがインク収容室４bの底部より減少するとインク戻り流路２１を通じてインク収容室４に流入されてインク吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給される構成となっている。本実施形態ではこのような構成を適宜構成することができる。また、本インクカートリッジを構成する種々の構成については前述しているので詳細な説明は割愛する。
【００４３】
上述のとおり、本発明のインクカートリッジ１は、温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を開放しインク吐出口からのインク漏れを防止しするという第１の課題を解決しインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという優れた効果を奏する。
【００４４】
さらに、第１の課題の解決に加えて、同一機種のインクカートリッジに対して、インク充填量を増量するという第２の課題を解決しインク容量が増大したインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという優れた効果を奏する。
【００４５】
さらに、付随して本発明のインクカートリッジ１は、大気開放口２からインク吐出口３に向かって順次インクの流路抵抗が大きくなるように構成されており、本実施形態では、大気連通路５a、開口部９、インク吸収材６、開口部１０、大気連通路５b、連通口１１、インク吸引口１２、インク流入口１４、インク貯留室１３内に充填したインク吸収及びインク吐出口３内に充填されたインク吸収材（コンタクトフィルター）の順にインク吐出口３に向けて順次インクの流路抵抗が大きくなるような負圧を形成している。さらに前記した複数のインク収容室４は複数の小開口（図示せず）を介してインク吐出口３と連通する構成となっており、また、この小開口はインク吐出口３へ向かってインクの流路抵抗が高くなるように負圧が構成されている。このような負圧構成とすることによりインク吐出口３からのインク漏れを防止することができる。
【００４６】
上述したように、インクカートリッジ１内のいたるところでインク吐出口３へ向かってインク流路抵抗が高くなるように構成してインクカートリッジ１内の負圧を形成しているので、インク吐出口３からのインクが漏れることがないという効果を奏する。
【００４７】
また、圧力開放気液分離室８内全体の流路抵抗はインク吐出口より低い構成となっているが、圧力開放気液分離室８の開口部９に当接されて充填しているインク吸収材６は、インクを吸収することが肝要であるのでインクカートリッジ１内全体の負圧バランスを勘案して設計される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のインクカートリッジは、液体インクを消費する印刷装置に使用されるものであれば、インクの種類に関係なく種々のインクカートリッジに適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ インクカートリッジ
２ 大気開放口
３ インク吐出口
４ インク室
５ 大気連通路
６ インク吸収材
７ 空間
８ 圧力開放気液分離室
９ 開口部
１０ 開口部
１１ 連通口
１２ インク吸引口
１３ インク貯留室
１４ インク流入口
１５ プリズム
１６ 気液分離室
１７ インク吸引口
１８ インク流入口
１９ インク通過弁
２０ インク貯留室
２１ インク戻り流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置に装着されるインクカートリッジに関する。さらに詳しくは、インクカートリッジに備える大気開放口とインク吐出口との間に圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を備えることにより、温度変化によるインクカートリッジ内の圧力上昇があっても吐出口や大気開放口からインクが漏れ出すことがなく良好な印刷ができるインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の一例として挙げられるインクジェット式プリンタは、通常、装置内のインクカートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジに貯留されているインクを記録ヘッドへ送り込み、この記録ヘッドが用紙等の被記録媒体にインク滴を噴射・塗布することで、画像や文字の記録を行う。
【０００３】
インクジェット式プリンタにおける記録ヘッドは、熱や振動を利用してインク滴の噴射を制御するもので、印刷中の機械的振動や温度変化によりインクカートリッジ内のインクがインク吐出口から漏れ出し記録ヘッドに過剰のインクを流出して良好な印刷ができなくなり、ひいては記録ヘッドの故障を招くという問題がある。また、インクカートリッジの輸送中や保管中の温度変化が起因するインクカートリッジ内の体積膨張がインク吐出口や大気開口からインクが漏れ出すという問題がある。
【０００４】
そこで、上記の問題点を解決するために、インクカートリッジ内を複数のリブで区画した複数のインク室（４室）を構成し、インク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填し、この吸収体の毛管力によりインク吐出口からのインク漏れを解消する試みのインクカートリッジが提案されている。また、複数のインク室（４室）のうち、インク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填するとともに、かつ吐出口からもっとも離れた側壁に接合したインク室にインク吸収体を充填してバッファー室とし、インク吐出口からのインク漏れを解消する試みのインクカートリッジが提案されている。（例えば特許文献１〜３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−４００４４号公報
【特許文献２】特開平６−４００４１号公報
【特許文献３】特開平７−１９５７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３に提案されているインクカートリッジは、温度変化の程度が緩やかで且つその変化幅が少ない場合に適用されるものであり、急激な温度変化やその変化幅が大きい場合においてはインク吐出口や大気開口からインクが漏れるという問題がある。上記特許文献１〜３に提案されているインクカートリッジは、例えば、インクカートリッジ内を複数のリブで区画して横に複数並んだインク室（４室）とインクカートリッジの側面に配置した吐出口とインク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填した構成としている。そしてインクが消費されていくとインク吸収体が充填されていない中央部のインク室には空気が存在する空間部が形成されてしまうが、温度変化によりインク室内に圧力変化が生じるとこのインク室には大気開口がないからインク室内のインクは、圧力開放がされずインク吐出口に移動しインク吐出口側でのインク漏れにつながる。ましてインク吐出口がインクカートリッジの底部に設けられたケースにおいてはインク吐出口からインク漏れすることは明らかである。結局、インク室内の圧力変化によって移動するインクは他のインク室に圧力を分散するだけで圧力開放ができていないから、インク吐出口からインクが漏れ出す事が見られた。
【０００７】
また、上記特許文献１〜３に提案されているインクカートリッジのうち、インクカートリッジ内を複数のリブで区画した複数のインク室（４室）を構成し、インク吐出口にもっとも隣接したインク室の一つにインク吸収体を充填し、かつ吐出口からもっとも離れた側壁に接合したインク室にインク吸収体を充填してバッファー室とした場合であっても、インクが消費されインク吸収体が充填されていない中央部のインク室に空気が存在する空間部が形成されてしまい、温度変化によりインク室内に圧力変化が生じるとこのインク室には大気開口がないからインク室内のインクは、圧力開放がされずインク吐出口とバッファー室に移動し、このバッファー室内にはインク吸収体が空隙なく充填されているので、このインク吸収体が逆に抵抗となってインク吐出口側でのインク漏れにつながる。結局、バッファー室内を設けた場合であってもインク室内の圧力変化によって移動するインクは他のインク室に圧力を分散するだけで圧力開放ができていないから、インク吐出口からインクが漏れ出す事が見られた。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、インク室内で発生する圧力をインク室外に大きな影響を与える前に解消することであり、そのためにはインク室内で発生した圧力を開放するための空間部と空間部の配置がインク吐出口に影響しない位置に配置する必要があることを見出した。
【０００９】
また、インク吸収体をインク吐出口側とそこから離れた２室を介した端部室とに夫々に充填した場合には、その間にあるインク室のインクが少なくなるとお互いに綱引きをし始めて、結果的にインクが途切れインク供給できなくなることも見出した。
【００１０】
即ち、従来のインクカートリッジは、温度変化によるインクカートリッジ内の熱膨張した空気圧を結果的に、大気開口やインク吐出口に直接伝達してしまうため、インクの移動を伴いインク漏れが発生するという欠陥がある。本発明は上記知見により、温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を開放し、大気開口やインク吐出口からのインク漏れを低減あるいは防止することを第１の課題とし、インク漏れが少ないインクカートリッジを提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、第１の課題に加えて、同一機種のインクカートリッジに対して、インク充填量を増量することを第２の課題とし、インク容量が増大したインク漏れがない良好な印刷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。
さらに、付随して輸送中の衝撃に対してもインク漏れを起こさないインクカートリッジを提供することを目的とする。
【００１２】
この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
即ち、本発明の第１の発明は、大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室の内部に備えたことを特徴とするインクカートリッジである。
【００１４】
本発明の第２の発明は、第１の発明に記載の前記圧力開放気液分離室内に大気開放口と連通するようにインク吸収材が備えられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１５】
本発明の第３の発明は、第１の発明または第２の発明のいずれかに記載の前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間して設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１６】
本発明の第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに記載の前記連通口が前記インク収容室のインク中に配置されるように底部側に設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１７】
本発明の第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明のいずれかに記載の前記インク収容室が複数の小開口を介してインク吐出口と連通して複数備えることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１８】
本発明の第６の発明は第１の発明ないし第５の発明のいずれかに記載の前記インク収容室が一方向に通過するインク通過弁を備えていることを特徴とするインクカートリッジである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の発明であるインクカートリッジは、大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室の内部に備えた構成にしているので、従来では成しえなかった温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を前記圧力開放気液分離室で圧力開放することができ、インク吐出口からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。したがってインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明の第２の発明であるインクカートリッジは、前記圧力開放気液分離室内に大気開放口と連通するようにインク吸収材が備えられている構成であることから、第１の発明の効果に加えて、前記圧力開放気液分離室が前記上昇圧力を開放した開放空気にインクを含む場合であっても、前記インク吸収材がインクを吸収するので、大気開放口へのインク漏れを防止することができる。
【００２１】
また、本発明の第３なし第４の発明であるインクカートリッジは、前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間して設けられている構成であること、前記連通口が前記インク収容室のインク中に配置されるように底部側に設けられている構成であることから、第１の発明及び第２の発明の効果に加えて、前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間した構成であるため温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力がインク吐出口に及ばなく前記圧力開放気液分離室がインカートリッジ内上昇圧力を開放することできる。また、前記連通口が圧力開放分離室の負圧力を高めることができるので温度変化に起因する、インク吐出口からのインク漏れをさらに防止することができる。したがって、よりインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明の第５なし第６の発明であるインクカートリッジは、前記インク収容室が複数の小開口を介してインク吐出口と連通して複数備える構成であること、さらにインク収容室が一方向に通過するインク通過弁を備えた構成であることから、第１の発明及び第４の発明の効果に加えて、インク収容室に設けた前記複数の小開口がインク収容室の負圧力をさらに向上させることができるので、また、前記インク収容室に備えた一方向に通過するインク通過弁がさらにインク収容室の負圧力を向上させることができるので、温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力がインク吐出口にさらに及ばなく前記圧力開放気液分離室がインカートリッジ内の上昇圧力を即開放することできる。したがって、さらにインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第1の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（本発明の第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す模式図である。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態であるインクカートリッジ１は、大気開放口２とインク吐出口３とインクを収容するインク収容室４を備え、大気開放口２とインク吐出口３との間に一端が大気開放口２と連通し他端がインク収容室４と連通する連通口１１を有する大気連通路５を備え、前記大気連通路５の途中に空間７を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室８を前記インク収容室４の内部に備えた構成となっている。
【００２６】
さらに詳しくは、本発明のインクカートリッジ１は、インクカートリッジ１の上部に大気開放口２と底部にインク吐出口３とインクを収容するインク収容室４を備え、大気開放口２は圧力開放気液分離室８内の開口部９（例えば３〜５ｍｍφ）と連通して大気連通路５ａを形成し、さらに圧力開放気液分離室８は、インク収容室４内と連通する開口部１０（例えば１〜３ｍｍφ）をさらに備え大気開放口２とインク吐出口３との間に一端が大気開放口２と連通し他端がインク収容室４内の底部と連通する連通口１１（例えば１〜２ｍｍφ）を有する大気連通路５ｂを備え、前記大気連通路５の途中に空間７を形成して前記インク収容室４内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室８を前記インク収容室４内に備えている。本実施の形態では前記圧力開放気液分離室８は、前記吐出口３から離れ大気開放口２の近傍であって前記インク収容室４内の上部に実質密閉系に配置された構成となっている。そして、インク収容室４内のインクは、前記インク収容室４内の底部に設けられたインク吸引口１２からインク吐出口３に隣接するインク収容室４内に設けたインク貯留室１３に流入する構成となっている。また、前記インク貯留室１３はインク吐出口３の上部に接して設けられインク流入口１４を備えている。そして、インク流入口１４を介してインク収容室４から流入したインクはインク貯留室１３に流入されインク吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給される。このようにしてインクカートリッジ１内のインク収容室４に貯留されているインクが連続的に消費され印刷が行われる。
【００２７】
上述した本発明のインクカートリッジ１のインク収容室４に設けられた圧力開放気液分離室８は、温度変化がなくインクカートリッジ１内の圧力が上昇しない通常の状態においては負圧を形成する機能を有している。そのため、本発明の第１の実施の形態においては、インクカートリッジ１内に初期充填されたインクは、印刷が開始されるとインク収容室４内のインクがインク吸引口１２を通じてインク貯留室１３に設けたインク流入口１４を介してインク貯留室１３に流入され吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給されて消費される。この場合、インクが消費されると大気開放口２から流入した空気は、大気連通路５ａ、圧力開放気液分離室８の上部に設けた開口部９、インク吸収材６及び開口部１０を通じて大気連通路５ｂの延出端である連通口１１からインク収容室４に流入してインクカートリッジ１内の負圧を良好に維持する構成となっている。また本発明のインクカートリッジ１は、インク残量検知用のプリズム１５を備えている。
【００２８】
インク
上述した本発明のインクカートリッジ１において、温度変化に起因してインク収容室４内に圧力変化が生じると、インク収容室４内のインクは、インク収容室４内の連通口１１から大気連通路５ｂを経由して圧力開放気液分離室８に移動し、圧力開放気液分離室８の上部に設けた開口部１０から圧力開放気液分離室８内の空間７に向けて放出されインク収容室４の圧力が開放される。そして前記圧力開放に伴って流出してきたインクは開口部１０から圧力開放気液分離室８内の底部に貯留される構成になっており、このようにして定常時の負圧状態に回復される構成となっている。上記において、圧力変化によって前記圧力開放分離室８に移動するインク量は圧力変化に見合うインク量だけでなくインクの移動に伴う慣性が働くため、インク収納容室４内のインク充填量が１０ｍｌの場合は前記空間７の容積は１．０ｍｌ〜１．５ｍｌとすることが好ましい。また、前記開口部１０から多くのインクが流出して来た場合であっても圧力開放気液分離室８内の開口部９に当接して設けられたインク吸収材６に吸収されるので、大気開放口２からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。
【００２９】
また本発明のインクカートリッジ１は、大気開放口２からインク吐出口３に向かって順次インクの流路抵抗が大きくなるように構成されており、本実施形態では、大気連通路５a、開口部９、インク吸収材６、開口部１０、大気連通路５b、連通口１１、インク吸引口１２、インク流入口１４、インク貯留室１３内に充填したインク吸収材及びインク吐出口３内に充填されたインク吸収材（コンタクトフィルター）の順にインク吐出口３に向けて順次インクの流路抵抗が大きくなるような負圧を形成している。このような負圧構成とすることによりインク収容室４内の圧力が上昇した場合であっても、連通口１１の流路抵抗がインク吸引口１２に対する流路抵抗より小さいのでインク吐出口３に影響することなく圧力開放気液分離室８に圧力開放されインク吐出口３からのインク漏れを防止することができる。
【００３０】
したがって、圧力開放気液分離室８内全体の流路抵抗はインク吐出口より低い構成となっているが、圧力開放気液分離室８の開口部９に当接されて充填しているインク吸収材６は、インクを吸収することが肝要であるのでインクカートリッジ１内全体の負圧バランスを勘案して設計される。
【００３１】
上述した本発明のインクカートリッジ１は上記の構成となるように製造されインクが充填されるが、以下にインク充填方法の一例を示す。本実施形態ではインク充填口（図示せず）は、インクカートリッジ１のインク吐出口３が構成された底部に設けられている。本発明のインクカートリッジ１は常圧下でも減圧かでも充填可能であるが、常圧下でインク充填する方法を例示する。
【００３２】
インクカートリッジ１のインク吐出口３を上方にして、大気開放口２は密栓しインク吐出口３を形成した面に配置したインク充填口（図示せず）から注射器やポンプによりインクカートリッジ１内のインク収容室４にインクを充填する。次いでインクが充填されると、インク充填口を密栓してインクカートリッジ１のインク吐出口３を下側にして大気開放口２を開栓しインク吐出口３を介してインクカートリッジ１内を減圧にする。そして、インク貯留室１３及びインク吐出口３から充填インクの一部を抜き出しインク流路全体をインクで満たし、大気開放口２を密封する。インク吐出口３からインクを多く抜き出しインクカートリッジ１内のインクが不足する場合は再度インク充填口から不足分のインクを充填すればよい。この場合は、インク吐出口３からのインク抜き出し操作は必要ない。
【００３３】
このようにしてインクが充填されたインクカートリジ１は大気開放口２とインク吐出口３をシール材または栓部材で密封し輸送されることになる。本発明のインクカートリジ１は、上述したようにインク吐出口３に向かって順次インクの流路抵抗が大きくなるように負圧が形成されているのでシールや栓部材による密封が開封されることがない。また機械的な衝撃や振動があってもインクが漏れることがない。さらに、上述した本発明のインクカートリッジ１の構成は、インクカートリッジ１内のインク未充填部が少ない構造となっているため、同一機種のインクカートリッジ１に対してインク充填量を増量することができる。また本発明のインクカートリジ１は、使用済みのインクカートリッジであってもインクカートリッジ１の構成が複雑でないので、再充填口を設けることに再充填を行うことができる。
【００３４】
（本発明の第２実施形態例）
次に、本発明の第２実施形態例について図２を参照して以下に説明する。本発明のインクカートリッジ１は、大気開放口２とインク吐出口３とインクを収容するインク収容室４を備え、大気開放口２とインク吐出口３との間に一端が大気開放口２と連通し他端がインク収容室４と連通する連通口１１を有する大気連通路５を備え、前記大気連通路５の途中に空間７を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室８と気液分離室１６とを前記インク収容室４に備えた構成となっている。
【００３５】
本発明の第２実施形態例については、前述した第１の実施形態例で詳述したので、第１実施形態と異なる構成部について説明する。本発明の第２実施形態例では、大気連通路５ａを通じて圧力開放気液分離室８と連通する大気開放口２がインク収容室４内に設けられた気液分離室１６に配置された構成となっている。上述したように、インク収容室４内に設けた圧力開放気液分離室８により、急激な温度変化に起因して生じたインカートリッジ１内の上昇圧力を、インク収容室４内のインクと共に圧力開放気液分離室８に移動し、圧力開放気液分離室８の上部に設けた開口部１０から圧力開放気液分離室８内の空間７に向けて上昇圧力を開放し、定常時の負圧状態に回復される構成となっている。そして前記上昇圧力の開放に伴って流出してきたインクは開口部1１０から圧力開放気液分離室８内の底部に貯留される構成になっている。
【００３６】
しかし、予測し得ないような大きな温度変化が起きる地域を勘案して前記気液分離室１６を設けたものであって、仮に前記インカートリッジ１内の上昇圧力が大きくなり圧力開放気液分離室８の空間７に開放されたインク多く流出する場合があっても前記気液分離室１６内でインクと空気を分離し空気のみを大気開放口２に逃がすことができる構成となっているものである。
【００３７】
したがって、本発明のインクカートリッジ１は、前記インカートリッジ１内の前記上昇圧力に対して前記圧力開放気液分離室８の空間７にインクを流出させてインク収容室内の圧力を開放することができるので、インク吐出口３や大気開放口２からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。
【００３８】
次に本発明の他の実施形態例について図３を参照して説明する。図３に図示するように、本実施形態例では、第２の実施の形態例で説明した構成に加えて、前記気液分離室１６の他にインク収容室が複数の小開口（図示せず）を介してインク吐出口３と連通する複数のインク収容室４a、４b、４cを備え、さらに一方向に通過するインク通過弁１９が前記複数のインク収容室の一つであるインク収容室４aに備えられた構成となっている。
【００３９】
上記のインクカートリッジ１のインクの流路抵抗は前記したようにインク吐出口３に向かって高くなるように負圧が構成されている。そしてインク吐出口３へのインクの流入順位は、インク室４内のインクがインク吸引口１７及びインク流入口１８を通じてインク収容室４aに設けたインク通過弁１９からインク収容室４bに流入されさらにインク収容室４cに流出されてインク吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給される。このようにしてインクカートリッジ１内のインク収容室４に貯留されているインクが連続的に消費され印刷が行われる。上記インク通過弁１９が設けられたインク収容室４cはインク収容室４aに比べて容積は小さい構成としている。次にインク通過弁１９の内部構成について説明する（図示せず）。インク収容室４aに設けたインク通過弁１９は、弁を構成する台座表面に微細凹凸が形成されており、弁膜を弁座に当接密着固定することにより前記微細凹凸と弁膜との間で形成される微細孔が一方向に通過するインクの流路抵抗を構成した微細口形成部を有している。前記台座表面の微細凹凸は７５ミクロン〜１００ミクロンの範囲で形成することができる。また、前記弁膜は、弾性部材で形成された円状の膜であって中央に止めピン挿入用の穴が形成されている。前記弁膜の固定は、弁を構成する前記台座の内側に構成された樹脂製の止めピンに前記弁膜の穴を通して、前記止めピンの先端を溶着し前記台座に当接密着固定して前記インク通過弁１９が構成されている。したがって、インク収容室４ａは、インク収容室４ａに対して区分され、インクをインク収容室に初期充填する際、インク収容室４ｃ内に最終的に充填するためには加圧充填しないと充填できないほどの規制力を前記微細孔形成部が発揮する。本実施形態ではこのような構成を適宜構成することができる。
【００４０】
前記した複数のインク収容室は複数の小開口（図示せず）を介してインク吐出口３と連通する構成となっており、また、この小開口はインク吐出口３へ向かってインクの流路抵抗が高くなるように負圧が構成されている。このような構成とすることにより、インク吐出口３の負圧がさらに形成されるので、インク吐出口３からのインクが漏れることがない。また、前記したように、温度変化に起因して生じたインカートリッジ１内の上昇圧力は、インク収容室４内のインクと共に圧力開放気液分離室８に移動し、圧力開放気液分離室８上部の空間７に開放されるので、インク吐出口３や大気開放口２からのインク漏れを防止することができるという効果を奏する。
【００４１】
次に上記他の実施形態例で説明した気液分離室１６、複数のインク収容室４a〜４c及びインク通過弁１９を備えた本発明のインクカートリッジのインク充填方法について図3を参照して以下に説明する。本実施形態ではインク充填口（図示せず）は、インクカートリッジ１のインク吐出口３が構成された底部とは対向する上部に設けることができる。この場合、インク吐出口３からインクカートリッジ１内を減圧にして、インク充填口からまずインク収容室４にインクを充填し、次いで連続してインク吸引口１７からインクを吸引し、インク流入口１８、インク収容室４a、インク通過弁１７、インク収容室４b、インク収容室４ｃを経由してインク貯留室２０、インク吐出口３までインクを充填する。次いで、常圧下で前記第１の実施形態で説明したようにしてインクカートリッジ１内にインクを充填することができる。
【００４２】
次に図４を参照して本発明のインクカートリッジの他の実施形態例を以下に説明する。図４に示した実施形態例は、前記した実施形態例図３に図示したインク収容室４bが上部で開口された変形例を示したものである。この場合のインク吐出口３へのインクの流入順位は、インク室４内のインクがインク吸引口１７及びインク流入口１８を通じてインク収容室４aに設けたインク通過弁１９からインク収容室４cに流出される。そして上部が開口されたインク収容室４b内のインクはインク戻り流路２１によりインク収容室４のインクレベルがインク収容室４bの底部より減少するとインク戻り流路２１を通じてインク収容室４に流入されてインク吐出口３から印刷装置の記録ヘッド（不示せず）に供給される構成となっている。本実施形態ではこのような構成を適宜構成することができる。また、本インクカートリッジを構成する種々の構成については前述しているので詳細な説明は割愛する。
【００４３】
上述のとおり、本発明のインクカートリッジ１は、温度変化に起因するインカートリッジ内の上昇圧力を開放しインク吐出口からのインク漏れを防止しするという第１の課題を解決しインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという優れた効果を奏する。
【００４４】
さらに、第１の課題の解決に加えて、同一機種のインクカートリッジに対して、インク充填量を増量するという第２の課題を解決しインク容量が増大したインク漏れがない良好な印刷ができるインクカートリッジを提供することができるという優れた効果を奏する。
【００４５】
さらに、付随して本発明のインクカートリッジ１は、大気開放口２からインク吐出口３に向かって順次インクの流路抵抗が大きくなるように構成されており、本実施形態では、大気連通路５a、開口部９、インク吸収材６、開口部１０、大気連通路５b、連通口１１、インク吸引口１２、インク流入口１４、インク貯留室１３内に充填したインク吸収及びインク吐出口３内に充填されたインク吸収材（コンタクトフィルター）の順にインク吐出口３に向けて順次インクの流路抵抗が大きくなるような負圧を形成している。さらに前記した複数のインク収容室４は複数の小開口（図示せず）を介してインク吐出口３と連通する構成となっており、また、この小開口はインク吐出口３へ向かってインクの流路抵抗が高くなるように負圧が構成されている。このような負圧構成とすることによりインク吐出口３からのインク漏れを防止することができる。
【００４６】
上述したように、インクカートリッジ１内のいたるところでインク吐出口３へ向かってインク流路抵抗が高くなるように構成してインクカートリッジ１内の負圧を形成しているので、インク吐出口３からのインクが漏れることがないという効果を奏する。
【００４７】
また、圧力開放気液分離室８内全体の流路抵抗はインク吐出口より低い構成となっているが、圧力開放気液分離室８の開口部９に当接されて充填しているインク吸収材６は、インクを吸収することが肝要であるのでインクカートリッジ１内全体の負圧バランスを勘案して設計される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のインクカートリッジは、液体インクを消費する印刷装置に使用されるものであれば、インクの種類に関係なく種々のインクカートリッジに適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ インクカートリッジ
２ 大気開放口
３ インク吐出口
４ インク室
５ 大気連通路
６ インク吸収材
７ 空間
８ 圧力開放気液分離室
９ 開口部
１０ 開口部
１１ 連通口
１２ インク吸引口
１３ インク貯留室
１４ インク流入口
１５ プリズム
１６ 気液分離室
１７ インク吸引口
１８ インク流入口
１９ インク通過弁
２０ インク貯留室
２１ インク戻り流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室の内部に備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記圧力開放気液分離室内に大気開放口と連通するようにインク吸収材が備えられ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。
【請求項３】
前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間して設けられてい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。
【請求項４】
前記連通口が前記インク収容室のインク中に配置されるように底部側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３に記載のいずれかのインクカートリッジ。
【請求項５】
前記インク収容室が複数の小開口を介してインク吐出口と連通して複数備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
前記インク収容室が一方向に通過するインク通過弁を備えていることを特徴とする請求項に１乃至５のいずれかに記載のインクカートリッジ。
【請求項１】
大気開放口とインク吐出口とインクを収容するインク収容室を備えるインクカートリッジにおいて、大気開放口とインク吐出口との間に一端が大気開放口と連通し他端がインク収容室と連通する連通口を有する大気連通路を備え、前記大気連通路の途中に空間を形成して前記インク収容室内の圧力開放と気液を分離する圧力開放気液分離室を前記インク収容室の内部に備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記圧力開放気液分離室内に大気開放口と連通するようにインク吸収材が備えられ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。
【請求項３】
前記圧力開放気液分離室がインク吐出口から離間して設けられてい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。
【請求項４】
前記連通口が前記インク収容室のインク中に配置されるように底部側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３に記載のいずれかのインクカートリッジ。
【請求項５】
前記インク収容室が複数の小開口を介してインク吐出口と連通して複数備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
前記インク収容室が一方向に通過するインク通過弁を備えていることを特徴とする請求項に１乃至５のいずれかに記載のインクカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２４５６９３（Ｐ２０１１−２４５６９３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９６８２（Ｐ２０１０−１１９６８２）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（３９７０２５５８７）エステー産業株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（３９７０２５５８７）エステー産業株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
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