JP2003053994A

JP2003053994A - インクカートリッジ及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003053994A
Application number: JP2001249564A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Togashi; 隆之富樫; Tomoaki Takahashi; 智明高橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP4019665B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクカートリッジの大気開放弁の開放状態
を検知すること。【解決手段】インク供給口１０及びインクを大気に開
放させる弁体２６を開けるためのアーム２９及びインク
カートリッジ１がカートリッジホルダに非装着時、板バ
ネ２５の付勢力により弁体２６を閉じて脱気度の低下を
防止するインクカートリッジ１と、プリントヘッド２に
連なるインク供給針３３を有し、インクカートリッジ１
が着脱自在に装着され、かつインクカートリッジ１が有
するアーム２９を押込むアーム押込み突起３０を有する
カートリッジホルダとを備えるインクジェットプリンタ
において、インクカートリッジ１のカートリッジホルダ
への装着にともない、インクを大気に開放する弁体２６
の開閉状態を検知する検知手段を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置のプリントヘッドにインクを供給するインクカー
トリッジ並びにそのインクカートリッジを装着する記録
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクカートリッジにお
いては、インクの充填量が多く、しかも使用時にプリン
トヘッドに円滑にインクを供給しうるものが要求されて
いた。その一例として、特開平８−１３２６３６号公報
に記載のものが知られている。このインクカートリッジ
は、内部にインクを貯留したインクカートリッジ本体
と、インクカートリッジ本体のインク供給口を封止する
供給口フィルムと、インクカートリッジ本体のインク注
入口および通気口を封止する通気口フィルムとを備えて
いる。インク供給口の内周面には、パッキンが装着され
ており、インクカートリッジをカートリッジホルダに装
着すると、プリントヘッドのインク供給針が供給口フィ
ルムを突き破ってパッキンに嵌合し、インクカートリッ
ジがプリントヘッドに接合される。この場合、ユーザー
は、予め通気口フィルムの一部（剥離部）を引き剥して
通気口（実際には、通気口に連なる蛇行通路の上流端）
を大気に開放してから、インクカートリッジをプリント
ヘッドに装着する。これにより、インク供給針を介して
プリントヘッドの内部とインクカートリッジの内部とが
連通すると共に、インクカートリッジの内部と大気とが
連通し、インクの供給が可能になる。また、通気口フィ
ルムを剥がしてインクを大気に開放する手段とは異な
り、通気口に連なる蛇行通路を弁の開閉によりインクを
大気に開放する手段がある。このインクカートリッジの
場合、カートリッジホルダ装着時にのみ弁は開き、イン
クは大気に開放され、非装着時には、板バネの付勢力に
より弁は閉じた状態となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】インクジェットプリン
タに使用されているインクカートリッジが交換型である
場合には、インクカートリッジの着脱が円滑、簡便に行
われ、その際インク漏れなどの不具合がなく、確実にプ
リントヘッドへインクを供給することが要求される。

【０００４】従来の通気口フィルムを剥がして使用する
インクカートリッジは、一度フィルムを剥がせばインク
と大気とを連通させる大気連通路が常に開放しており、
長期間使用待ちを続けるとインクの脱気度が低下し、イ
ンクカートリッジの交換時毎における微小気泡の流入に
よる印刷品質の低下を招くおそれがある。また、通気口
フィルム（剥離部）を剥がし忘れてインクカートリッジ
を装着すると、インクが供給不能になるばかりでなく、
この種のインクカートリッジはインクの脱気度を保つた
め、予め内部を負圧にして提供されるため、インクカー
トリッジ装着時の供給口フィルムが突き破られる際、イ
ンクに空気が混入し、気泡が発生するという問題があっ
た。一端気泡が発生すると、その後通気口フィルムを剥
がしても、気泡を排除することは困難であり、印刷不良
を生ずるおそれがある。また、通気口フィルムを剥がす
とき、誤って保護フィルムを剥がしてしまうことがあ
る。保護フィルムが剥がれると、インクカートリッジ内
部のインクの蒸発量が過多となる等、インク物性の変化
が大きくなり、印刷品質に影響を及ぼす。また、剥がし
たフィルム材は廃材となり処理の手間を要する。

【０００５】一方、通気口に連なる蛇行通路を弁の開閉
によりインクを大気に開放する場合においても、フィル
ムを剥がすという手間は省くことは出来るが、インクカ
ートリッジをカートリッジホルダに装着する際、何らか
の影響で弁が開かないことが起こり得る。もし、弁が開
いていない状態でインクの吸引を行えば、インクをプリ
ントヘッドへ供給することは不可能であり、また、イン
クカートリッジ内が負圧となるため、この時インクカー
トリッジを抜くと空気がインクカートリッジ内部に混入
するおそれがある。

【０００６】本発明は、通気口フィルムを剥がす手間を
省くことができる大気開放弁を有するインクカートリッ
ジにおいて、インクカートリッジのカートリッジホルダ
への装着の際、インクを大気に開放する弁の開閉状態が
検知可能なインクカートリッジ及びインクジェット記録
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のインクカートリ
ッジは、インクを収容するインク収容部と、このインク
収容部と連通するインク供給口を有し、記録装置本体に
設けられたカートリッジホルダに装着された状態で前記
インク収容部のインクを前記インク供給口を介してプリ
ントヘッドに供給するインクカートリッジであって、前
記カートリッジホルダに装着された状態においてカート
リッジ本体に設けられた大気開放弁の開閉状態の検知に
用いられる検知部を有することを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【０００９】図1は、本発明のインク貯留タンクが適用
されるインクジェットプリンタの周辺構造の一例を示す
図である。この装置は、本発明が適用されたインクカー
トリッジ(以下「カートリッジ」という)１が搭載される
と共に、プリントヘッド２が取り付けられたキャリッジ
３を備えている。上記キャリッジ３は、タイミングベル
ト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイド
バー６に案内されて記録紙７の紙幅方向(主走査方向)に
往復運動するようになっている。上記キャリッジ３は、
上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面(こ
の例では下面)に、プリントヘッド２のノズル面が露呈
するよう取り付けられるとともに、カートリッジ１が装
着(以下「カートリッジ１」が装着される部分を「カー
トリッジホルダ」という)されるようになっている。そ
して、上記プリントヘッド２にカートリッジ１からイン
クが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７
上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をド
ットマトリックスによりプリントするようになってい
る。

【００１０】図２及び図３は、上記カートリッジ１の一
例を示す図である。このカートリッジ１では、扁平な矩
形状のカートリッジ本体８の内部にインクが充填されて
いる。また、上記カートリッジ１は一方の面(図２(a)上
面)が開口した扁平な矩形状のカートリッジ本体８とカ
ートリッジ蓋体９とを備えている。

【００１１】上記カートリッジ本体８の底面には、カー
トリッジ本体８内部と連通してインク供給針に挿通され
るインク供給口１０が形成され、このインク供給口１０
の前後には、コ字状を呈する一対の位置決め部材１１が
突設されている。

【００１２】この例では、上記カートリッジ１は、イン
ク供給口１０を下にしてカートリッジホルダに装着され
使用される。以下の説明では、便宜上カートリッジ１の
インク供給口１０が形成された側を下側とし、その反対
側を上側として説明する。また、カートリッジホルダに
装着された状態で、インクジェットプリンタの正面に位
置する側を正面とし、その反対側を背面として説明す
る。

【００１３】一方、カートリッジ本体８の背面下部に
は、カートリッジ１の種類やインク量等のデータが格納
された記憶手段１２が取り付けられている。上記記憶手
段１２は、カートリッジホルダに設けられた接点と接触
して導通する電極１３と、裏面に記憶素子(図示せず)が
実装された回路基板１４とから構成されている。

【００１４】さらに、上記カートリッジ本体８には、そ
の下面の正面側に、後述するカートリッジホルダの識別
片が挿入される識別凹部１５が形成されている。

【００１５】また、後述するバルブ収容室の上端及び下
端には、後述する一対の電極３４及び導電性フィルム３
６が大気開放弁閉塞時に接触することを防止する接触抑
制突起３７が設けられている(この接触抑制突起３７
は、後述するカートリッジホルダのリブの側面に形成し
てもよい)。

【００１６】図４は、上記カートリッジ本体８を開口側
から見た状態を示す。上記カートリッジ本体８の内部は
略水平方向でインク供給口１０の側に若干下り傾斜とな
るように延びる壁１６により上下に２分割されている。
上記壁１６より下側の領域は、インクが収容されるイン
ク収容室１７に形成されている。

【００１７】上記壁１６より上側の領域は、壁１６を含
む枠状部１８によりカートリッジ本体８の内壁面と略一
定の隙間を持たせて区画されている。上記枠状部１８と
カートリッジ本体８の内壁面との間に形成された隙間に
より、通孔１９を介してインク収容室１７を大気と連通
させる大気連通路２０が形成されている。

【００１８】図５は、上記カートリッジ本体８を大気連
通路側から見た状態を示す。カートリッジ本体８の表面
には、なるべく流路抵抗が高くなるように蛇行する細溝
２１(蛇行通路)が形成してあり、後述するバルブ収容室
２２に連通してある。

【００１９】図６は、大気開放用のバルブ収容室２２の
断面構造を示す。上記バルブ収容室２２を区画する壁に
は貫通穴２３が穿設され、ここにゴム等の弾性部材によ
り構成された押圧部材２４がその周囲をカートリッジ本
体８に支持されて移動可能に挿入されている。上記押圧
部材２４の進入側の先端には、弾性部材２５に支持され
て貫通穴２３に常時付勢された弁体２６が配置されてい
る。上記弾性部材２５は、この例では下端が固定突起２
７で固定され、中央部が位置決め突起２８で規制された
板バネが用いられている。

【００２０】上記のように弁体２６等の全ての部材がカ
ートリッジ本体８に組み込まれた状態で、表面には、少
なくとも凹部が形成されている領域を覆うように遮気性
かつ導電性のフィルム３６を貼り付ける。

【００２１】一方、上記押圧部材２４の反対側には、ア
ーム２９が配置されている。上記アーム２９は、そのカ
ートリッジ１の挿入方向の側(この例では下端)が、回動
支点３１Ａを介してカートリッジ本体８に固定されてい
る。また、上記アーム２９は、その引き抜き側(この例
では上端)が後述するアーム押込み突起３０の進入路に
斜めに突出している。上記アーム２９の先端には、押圧
部材２４を弾圧する凸部３１Ｂが形成されている。この
ような構成により、弁体２６は、インクカートリッジが
カートリッジホルダに非装着の状態では板バネの付勢力
により閉じた状態にある。そしてインクカートリッジが
カートリッジホルダに装着された際、カートリッジホル
ダのリブ側面にある突起が、インクカートリッジが備え
る大気開放弁押込み部材である凸部３１Ｂを押込むこと
により、弁体２６は開き、インク収容室１７の上部に設
けられた通孔１９が貫通穴２３を介して大気連通路２０
に接続される。

【００２２】図７に、上記カートリッジ１が装着される
キャリッジ３の斜視図を示す。

【００２３】上記キャリッジ３は、上面に開放する全体
として大略箱状を呈しており、内部が複数(この例では
３つ)のリブ３２により複数のカートリッジ(この例では
４つ)収容領域に分割され、それぞれのカートリッジ領
域の底面に、プリントヘッド２に連通するインク供給針
３３が立設している。さらに、上記カートリッジホルダ
のリブ３２の側面には一対の電極３４が設けられてお
り、また各カートリッジ収容領域の底部正面側に、各カ
ートリッジ収容領域に適したカートリッジ１だけが装填
できるように、識別片３５が突出形成されている。上記
識別片３５は、インクカートリッジ１の底面に形成され
た識別凹部１５に挿入されることにより、適合するイン
クカートリッジ１だけが装着され、適合しないカートリ
ッジ１は、識別片３５が識別凹部１５に挿入されずにつ
かえて装着できないようになっている。これにより、前
記記憶手段１２に対応していないカートリッジの誤挿入
を防止する。

【００２４】さらに、上記キャリッジ３には、識別片３
５と水平にアーム押込み突起３０が立設している。

【００２５】図８に上記キャリッジ３の断面図を示す。
下面にアーム押込み突起３０が立設されており、またそ
れと相対する位置には、前記弁体２６の開閉状態を検出
するための一対の電極３４が設けられている。

【００２６】図９及び図１０は、カートリッジホルダに
カートリッジを装着した状態でのバルブ収容室２２の断
面の詳細図であり、それぞれ弁体２６の開閉状態を示
す。図９に示すように、カートリッジ１が装着された
際、アーム回動支点３１Ａの不具合による押圧部材２４
の押込み不足等の影響で弁体２６が開かない場合は、カ
ートリッジホルダのリブ３２に設けられた一対の電極３
４に導電性フィルム３６が接触しないため、インクジェ
ットプリンタの検出端子は大気開放弁が閉塞状態である
と認識し、インクジェットプリンタはインク吸引動作を
行わない。

【００２７】一方、図１０に示すように、カートリッジ
ホルダにカートリッジ１が正常に装着された場合は、ア
ーム押込み突起３０が傾斜したアーム２９に当接し、カ
ートリッジの押込みとともに押圧部材２４を弁体２６の
側に傾斜させる。これにより弁体２６が貫通穴２３から
離れ、大気連通路２０を大気に開放させる。この時、板
バネが変形し、導電性フィルムをカートリッジホルダの
リブに設けられた一対の電極３４に押し付け、導電性フ
ィルム３６と一対の電極３７とが導通することでインク
ジェットプリンタの検出端子は大気開放弁の開放状態を
検知し、インクジェットプリンタはインク吸引動作が可
能な状態となる。

【００２８】図１１に、弁体２６の開閉状態検出手段の
回路図の一例を示す。端子Aは、プルアップ抵抗によ
り、予め弁体２６が閉塞時には５Vに設定されている(図
１１(a))。

【００２９】一方、カートリッジ１がカートリッジホル
ダに正常に装着され、弁体２６が開放した時、端子AはG
ndに接続された端子Bとショートし、検出端子は０Vとな
ることで、カートリッジ１が正常に装着され、弁体２６
が開放したことを検知する(図１１(b))。

【００３０】このように、上記カートリッジ１及びキャ
リッジ３の組み合わせにより、インクを大気に開放させ
る弁体２６の開閉状態を電気的に検知し、認識すること
ができる。

【００３１】また、複数個のカートリッジ１をカートリ
ッジホルダに装着して使用する場合、大気開放弁が開放
しない可能性が増加する。そこで、本発明のカートリッ
ジ１及びカートリッジホルダでは、確実に大気開放弁の
開放状態を認識できるため、特に効果的である。

【００３２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、カー
トリッジホルダへのインクカートリッジの装填と同時
に、大気開放弁が開き、通気口からインクが確実に大気
に開放されたことを電気的に認識することができる。ま
た、本発明のインクジェットプリンタによれば、インク
カートリッジの大気開放弁閉塞時には、インク吸引動作
を抑止し、開放時にのみインク吸引動作を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置の外観を示す概略図で
ある。

【図２】カートリッジの外観を示す図であり、(a)は平
面図、(ｂ)は正面図、(ｃ)は右側面図である。

【図３】カートリッジの外観を示す図であり、(a)は左
側面図、(ｂ)は背面図、(ｃ)は底面図である。

【図４】カートリッジ本体の開口部の状態を示す図であ
る。

【図５】カートリッジ本体の分解斜視図である。

【図６】大気開放用のバルブ収容室の断面構造を示す拡
大図である。

【図７】キャリッジを示す斜視図である。

【図８】キャリッジを示す断面図である。

【図９】大気開放弁閉塞時のバルブ収容室を示す拡大図
である。

【図１０】大気開放弁開放時のバルブ収容室を示す拡大
図である。

【図１１】大気開放弁開閉状態の検出手段を示す回路図
であり、(a)は閉塞時、(b)は開放時である。

【符号の説明】

１インクカートリッジ２プリントヘッド３キャリッジ４タイミングベルト５ステッピングモータ６ガイドバー７記録紙８カートリッジ本体９カートリッジ蓋体１０インク供給口１１コ字状部材１２記憶手段１３電極１４回路基板１５識別凹部１６壁１７インク収容室１８枠状部１９通孔２０大気連通路２１細道２２バルブ収容室２３貫通穴２４押圧部材２５弾性部材（板バネ）２６弁体２７固定突起２８位置決め突起２９アーム３０アーム押込み突起３１Ａ回動支点３１Ｂアーム凸部３２リブ３３インク供給針３４電極３５識別片３６フィルム３７接触抑制突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを収容するインク収容部と、この
インク収容部と連通するインク供給口を有し、記録装置
本体に設けられたカートリッジホルダに装着された状態
で前記インク収容部のインクを前記インク供給口を介し
てプリントヘッドに供給するインクカートリッジであっ
て、前記カートリッジホルダに装着された状態においてカー
トリッジ本体に設けられた大気開放弁の開閉状態の検知
に用いられる検知部を有することを特徴とするインクカ
ートリッジ。
【請求項２】前記検知部が、前記大気開放弁を収容し
た大気開放弁室を構成する遮気性を有する導電性フィル
ムである請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】前記検知部が、カートリッジホルダに設
けられた一対の電極と当接可能に形成されている請求項
１または２記載のインクカートリッジ。
【請求項４】前記インクカートリッジの装着時、前記
導電性フィルムと前記一対の電極との接触を規制する接
触抑制凸部を有する請求項２記載のインクカートリッ
ジ。
【請求項５】前記大気開放弁の開放に応じて前記導電
性フィルムが変形し、前記一対の電極に接触する請求項
１ないし３のいずれか１項に記載のインクカートリッ
ジ。
【請求項６】インクを収容するインク収容部と、この
インク収容部と連通するインク供給口を有するインクカ
ートリッジと、このインクカートリッジが装着されるカ
ートリッジホルダとを備え、前記インクカートリッジが
装着された状態で前記インク収容部のインクを前記イン
ク供給口を介してプリントヘッドに供給可能に構成され
たインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジがカートリッジホルダに装着さ
れた状態においてカートリッジ本体に設けられた大気開
放弁の開閉状態が検知可能に構成されたインクジェット
記録装置。
【請求項７】前記大気開放弁の開閉状態の検知が、カ
ートリッジホルダに設けられた一対の電極と、インクカ
ートリッジに設けられた導電部材との接触状態により検
知する請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記導電部材が、前記大気開放弁を収容
した大気開放弁室を構成する遮気性を有する導電性フィ
ルムである請求項７記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記インクカートリッジの装着時、前記
導電性フィルムと前記一対の電極との接触を規制する接
触抑制凸部を有する請求項８記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１０】前記カートリッジホルダに、適合する
インクカートリッジのみを装着する識別片を設けた請求
項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】前記インクカートリッジを少なくとも
２個以上カートリッジホルダに装着して使用する請求項
６記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】前記インクカートリッジの大気開放弁
の開閉状態を検出し、閉じた状態ではインクの吸引動作
を行わない請求項６記載のインクジェット記録装置。