JP4867427B2 - 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にインクを供給するインクカートリッジに関する。

プリンタにインクを供給するインクカートリッジにおいて、インクカートリッジにおけるインクの残量が少なくなったことを検知することができるように構成されているものがある。例えば、特許文献１に記載のインクカートリッジにおいては、インクタンク（インク貯留室）の底部に延在方向の略中心部が支持台に揺動可能に支持されたレバーの両端部にそれぞれシャッター（光遮断部）及びフロートが配置されることによって構成されたシャッター機構が配設されており、インクタンクのインク量が多いときには、フロートが浮力によって上昇してレバーが揺動することにより、シャッターがインクタンクの凹部の底部近傍に位置して光センサの発光部から発せられる光を遮断し、インクタンクのインク量が少なくなるとフロートが下降してレバーが揺動することにより、シャッターが凹部の上部近傍に位置し、発光部から発せられた光を遮断しなくなる。このとき、光センサの受光部がこの光を受け、インクタンクのインクが少なくなったことを検知する。

特開２００５−１２５７３８号公報（図１、図２）

しかしながら、特許文献１に記載のインクカートリッジにおいては、支持台に支持されたレバーの両端にシャッター及びフロートがそれぞれ設けられた比較的大型のシャッター機構がインクタンク内に配設されることになるので、このようなシャッター機構を配設するためにインクカートリッジを大型にする必要がある。

本発明の目的は、大型化することを極力抑えつつ、インクの残量が少なくなったことを検知することが可能なインクカートリッジを提供することである。

本発明のインクカートリッジは、インクが貯留されたインク貯留室と、そのインク貯留室内に設けられ支点を中心に揺動可能に支持された揺動部材とを備え、プリンタに装着されるときに前記インク貯留室に貯留されたインクをプリンタに供給するインクカートリッジであって、揺動部材は、光遮断性を有する光遮断部と、インク貯留室内で揺動可能に支持されたときに支点となる枢支部と、光遮断部と枢支部とを連結するアーム部と、アーム部の光遮断部と枢支部との間となる部分から分岐して突出する分岐アーム部と、分岐アーム部の突出先端に設けられ、単位体積当たりの質量がインクよりも小さいフロート部とを有し、フロート部がインク内に位置するときに生じる浮力により揺動部材が揺動しようとする方向の揺動を規制する揺動規制手段を備え、プリンタに装着されるときの装着姿勢にあるときに、揺動部材は、揺動可能な範囲内においてフロート部が常に光遮断部よりも下方に位置し、インク貯留室は、直方体状のケースの内部に形成されており、このケースは、装着姿勢にあるときの一の側壁に、下方側にインク出口を含むインク供給部を有するとともに、その上方には、インク貯留室に連通する内部空間を備えた光透過性を有する突出部が形成されており、分岐アーム部は、装着姿勢にある状態で、アーム部のインク供給部と上下方向に重なる部分よりも枢支部側の部分から、下方に分岐して延びている。

これによると、フロート部をアーム部の光遮断部と枢支部との間となる部分から分岐して突出する分岐アーム部の突出先端に設けているため、アーム部を枢支部から光遮断部と反対側にまで延ばす必要がなくアーム部を短くすることができる。したがって、揺動部材を小型化することができ、インクカートリッジを大型化することなくインク貯留室内に揺動部材を配設することができる。さらに、装着姿勢において常にフロート部が光遮断部よりも下方に位置しているため、インク貯留室内のインクが確実に少なくなった状態で、インク貯留室内のインクが少なくなったことを検知することができる。また、フロート部を分岐アーム部の先端に設けているため、装着姿勢において、フロート部を容易に光遮断部よりも下方に位置させることができる。
また、ケースの一の側壁にインク出口と光遮断部が配置される内部空間が形成された突出部とを集中して設けることにより、プリンタにおいて必要な光センサやインク供給管を一面に集約して配置することができるのでプリンタを小型化することができる。
また、本発明のインクカートリッジは、インクが貯留されたインク貯留室と、そのインク貯留室内に設けられ支点を中心に揺動可能に支持された揺動部材とを備え、プリンタに装着されるときに前記インク貯留室に貯留されたインクをプリンタに供給するインクカートリッジであって、揺動部材は、光遮断性を有する光遮断部と、インク貯留室内で揺動可能に支持されたときに支点となる枢支部と、光遮断部と枢支部とを連結するアーム部と、アーム部の光遮断部と枢支部との間に位置する部分から分岐して延びた分岐アーム部と、分岐アーム部の突出先端に設けられ、単位体積当たりの質量がインクよりも小さいフロート部とを有し、フロート部がインク内に位置するときに生じる浮力により揺動部材が揺動しようとする方向の揺動を規制する揺動規制手段を備え、プリンタに装着されるときの装着姿勢にあるときに、揺動部材は、揺動可能な範囲内においてフロート部が常に光遮断部よりも下方に位置し、インク貯留室は、直方体状のケースの内部に形成されており、このケースは、装着姿勢にあるときの一の側壁に、インク貯留室に連通する内部空間を備えた光透過性を有する突出部が形成されているとともに、側壁の突出部の下方に位置する部分が、突出部よりも内側に入り込んだ、インク貯留室の側壁面を形成しており、分岐アーム部は、装着姿勢にある状態で、アーム部のインク供給部と上下方向に重なる部分よりも枢支部側の部分から、下方に分岐して延びている。

また、本発明のインクカートリッジにおいては、揺動部材の全体が、インクよりも単位体積当たりの質量が小さくてもよい。これによると、インク残量が多いときに、揺動部材全体に十分な大きさの浮力を発生させることができるので、外部振動を受けた場合等に揺動部材が揺動してインク残量が少なくなったと誤検知する可能性を少なくすることができる。

また、本発明のインクカートリッジにおいては、装着姿勢にあるときに、揺動部材が揺動可能な範囲内においてフロート部が常に枢支部よりも下方に位置していてもよい。これによると、フロート部が常に枢支部よりも下方に位置しているため、インク貯留室内のインクの液面がさらに低い位置にきたときに、インク貯留室内のインクが少なくなったことを検知することができる。

また本発明のインクカートリッジにおいては、揺動規制手段は、突出部の内部空間の上面により形成されていてもよい。これによると、突出部の上面が揺動規制手段として作用するので、別途揺動規制手段を設ける必要がなくインクカートリッジの構成が簡略化される。

このとき、プリンタは、発光部と受光部とを有する光透過型の光センサを備えており、突出部は、プリンタに装着されるときに発光部と受光部とに挟まれる位置に設けられていてもよい。これによると、インクカートリッジがプリンタに取り付けられたときに、光センサの発光部と受光部とが突出部を挟むことになるため、発光部が発した光を受光部が受けるか否かによってインク貯留室内のインクが少なくなったことを容易に検知することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明における実施の形態に係るインクカートリッジの外観を示した斜視図である。図２は、図１の分解斜視図である。なお、図２では、後述する側壁１６０は透明であり、後述するインク貯留体１００の内部は見えるようになっているが、その図示は省略している。

図１、図２に示すように、インクカートリッジ１は、透光性のインクを貯留するインク貯留体１００と、インク貯留体１００の略全体を覆う外部ケース２００と、外部ケース２００に取り付けられ、インクカートリッジ１が搬送される際にインク貯留体１００を保護するプロテクタ３００とを備えている。なお、本実施の形態では、インク貯留体１００、外部ケース２００及びプロテクタ３００は、ナイロン、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂材料から形成されている。

外部ケース２００は、インク貯留体１００を上下（図２上下）から挟み込む２つのケース部材２１０、２２０で構成されており、第１ケース部材２１０は、インク貯留体１００の図２下側を覆う部材であり、第２ケース部材２２０は、インク貯留体１００の図２上側を覆う部材である。第１及び第２ケース部材２１０、２２０は、樹脂材料から構成されており、射出成形により製造される。

第１ケース部材２１０には、インク供給部１２０及び大気導入部１３０を外部ケース２００外部に露出するための２つのケース切欠部２１１、２１２が形成されている。ケース切欠部２１１、２１２は、略半円状に形成されており、図２右手前側のケース切欠部２１１がインク供給部１２０に対応した切欠であり、図２左奧側のケース切欠部２１２が大気導入部１３０に対応した切欠である。また、ケース切欠部２１１とケース切欠部２１２との間には、矩形状に切り欠かれたケース切欠部２１３が形成されており、これは、突出部１４０を挟み込む位置まで光センサ１０１４（図６参照）を挿入させるための切欠である。また、第１ケース部材２１０のケース切欠部２１１に連接する内側面には、インク供給部１２０と当接する当接溝２１１ａが形成され、第１ケース部材２１０のケース切欠部２１２に連接される内側面には、大気導入部１３０と当接する当接溝２１２ａが形成されている。この当接溝２１１ａ、２１２ａを設けることで、インク貯留体１００の第１ケース部材２１０への位置合わせが容易となる。

また、第１ケース部材２１０には、ケース切欠部２１１〜２１３が形成された面からプロテクタ３００方向（図２左手前方向）に突出する２つのケース突出部２１４ａ、２１４ｂが形成されている。ケース突出部２１４ａ、２１４ｂは、ケース切欠部２１１〜２１３を挟むように第１ケース部材２１０の両側（図２右手前側端部と図２左奧側端部）に形成されており、インク供給部１２０側（図２右手前側）がケース突出部２１４ａであり、大気導入部１３０側（図２左奧側）がケース突出部２１４ｂである。また、ケース突出部２１４ａは、第１ケース部材２１０の側壁と連接する部分から先端（プロテクタ３００方向、図２左手前方向）に向かって、ケース切欠部２１１〜２１３方向（第１ケース部材２１０内側方向）に傾斜した傾斜面２１４ａ２を有している。インクカートリッジ１をプリンタ１０００（図６参照）に装着する場合には、ケース突出部２１４ａが下側となって装着される。よって、インクカートリッジ１が装着される場合に、傾斜面２１４ａ２がプリンタ１０００の下部と当接すると、その傾斜によりインクカートリッジ１が所定の装着位置にスムーズに誘導される。

さらに、ケース突出部２１４ｂには、ケース切欠部２１１〜２１３側となる内側面に、矩形状に切りかかれたケース突出切欠部２１４ｂ１が形成されている。加えて、ケース突出部２１４ｂには、プリンタ１０００に装着されたときに嵌合棒１０１６ｂ１（図６参照）が嵌合されるケース嵌合溝２１４ｂ２が形成されている。

また、第１ケース部材２１０には、インク供給部１２０側（図２右手前側）の側壁近傍に第２ケース部材２２０方向に突起し、外部ケース２００内に内封されるインク貯留体１００の位置決めを行う棒部材２１５ａと、大気導入部１３０側（図２左奧側）の側壁近傍に第２ケース部材２２０側（図２上方）に突起し、外部ケース２００内に内封されるインク貯留体１００の位置決めを行う棒部材２１５ｂ、２１５ｃとが形成されている。この棒部材２１５ａ〜２１５ｃの３箇所により、インク貯留体１００を位置決めするので、インク貯留体１００の取り付け方向が間違って取り付けられることを防止できる。

第２ケース部材２２０には、第１ケース部材２１０と同様に、３つのケース切欠部２２１〜２２３が形成されると共に、ケース切欠部２２１に連接される当接溝２２１ａ及びケース切欠部２２２に連接される当接溝２２２ａが形成されている。また、ケース切欠部２２１〜２２３の両側には、ケース突出部２２４ａ、２２４ｂが形成され、そのケース突出部２２４ａは、第２ケース部材２２０の側面と連接する部分から先端に向けて、ケース切欠部２２１〜２２３方向に傾斜する傾斜面２２４ａ２を有している。さらに、ケース突出部２２４ｂには、ケース突出切欠部２１４ｂ１と同様の構成のケース突出切欠部２２４ｂ１と、ケース突出部２２４ｂの先端から第２ケース部材２２０の側面にわたってケース嵌合溝２２４ｂ２が形成されている。また、第２ケース部材２２０には、第１ケース部材２１０の棒部材２１５ａ〜２１５ｃが形成された位置に対応して第１ケース部材２１０側（図２下方）に突起し、棒部材２１５ａ〜２１５ｃと嵌合する孔を有する嵌合孔部（図示せず）が設けられている。

次に、外部ケース２００の外形状について説明する。第１及び第２ケース部材２１０、２２０は、長手方向Ａ（図２右奧側と図２左手前側とを結ぶ方向、図２矢印Ａ）と直交する方向の両側側面が凹状に形成され、第１及び第２ケース部材２１０、２２０の表面に対して段差が形成されている。この段差部分において、第１及び第２ケース部材２１０、２２０が溶着され、外部ケース２００に対してインク貯留体１１０が固着される。段差部分は、インク供給部１２０側（図２右手前側）の段差部分が第１ケース溶着部２１６、２２６であり、大気導入部１３０側（図２左奧側）の段差部分が第２ケース溶着部２１７、２２７である。

なお、以下の説明において、第１及び第２ケース部材２１０、２２０の長手方向Ａは、インクカートリッジ１の長手方向、インク貯留体１００の長手方向、外部ケース２００の長手方向を意味するものとする。

ここで、第２ケース部材２２０の第１及び第２ケース溶着部２２６、２２７について説明する。第１ケース溶着部２２６は、ケース突出部２２４ａと同一平面上に連接されると共に、そのケース突出部２２４ａの反対側に、第２ケース部材２２０の内側方向に凹状に形成された凹部２２６ａと、インクカートリッジ１をプリンタ１０００（図６参照）に装着したときに係合部材１０１７（図６参照）と係合する係合部２２６ｂとを有している。なお、凹部２２６ａは、係合部材１０１７が揺動動作した場合の揺動範囲を確保するための領域である。ケース溶着部２２７は、第２ケース部材２２０の長手方向Ａの略中間位置に凹状に形成された係止部２２７ａを有し、その係止部２２７ａは、プリンタ１０００（図６参照）に装着された状態で、インクカートリッジ１を係止する部分である。

なお、詳細な説明は省略するが、第１ケース部材２１０にも、第２ケース部材２２０の凹部２２６ａ、係合部２２６ｂ及び係止部２２７ａと同形状に形成された図示しない凹部及び係合部並びに係止部２１７ａが形成されている。

次に、図３〜図５を参照して、インク貯留体１００について説明する。図３は、図２のインク貯留体１００の側面図である。図４は、図３のインク貯留体１００の左端部付近の、紙面垂直方向の略中央部における断面図である。図５は、揺動部材を模式的に示した図であり、（ａ）は本実施の形態の揺動部材３２を示すもの、（ｂ）はアーム部５１がその途中部の支点５１ａを中心として揺動可能に支持されており、支点５１ａに対して互いに反対側にあるアーム部５１の両端部付近にそれぞれ遮断部５２及びフロート部５３とが設けられた従来の構成の揺動部材５０を示すものである。なお、図３に示したインク貯留体１００の状態が、インクカートリッジ１をプリンタ１０００（図６参照）に装着する姿勢（装着姿勢）である。すなわち、インク供給部１２０、大気導入部１３０及び突出部１４０が側面に位置し、インク供給部１２０が底部側に位置し、大気導入部１３０が天井側に位置する姿勢である。また、図３では、側板１６０の外縁を太線で示しているとともに、インクカートリッジ１をプリンタ１０００に装着したときの発光部１０１４ａ及び受光部１０１４ｂの位置を一点鎖線により図示している。また、図４では、後述する揺動部材３２の図示を省略している。

図３、図４に示すように、インク貯留体１００は、略直方体形状のケース１１０に後述するインク貯留室１１１、インク供給路１１６などが形成されたものである。また、ケース１１０の下面には下方に延びた１つの取り付け部１１０ａが形成され、ケース１１０の上面には上方に延びた２つの取り付け部１１０ｂ、１１０ｃが形成されており、取り付け部１１０ａ〜１１０ｃには、それぞれ、第１ケース部材２１０の棒部材５１２ａ〜５１２ｃに嵌合する貫通孔４６０ａ〜４６０ｃが形成されている。そして、貫通孔４６０ａ〜４６０ｃがそれぞれ棒部材５１２ａ〜５１２ｃに嵌合することにより、インク貯留体１００は外部ケース２００に位置合わせされて取り付けられる。

ケース１１０の内部には、後述するインク供給路１１６、大気導入路１１７及び突出部１４０を除くほぼ全域にわたってインク貯留室１１１が形成されている。インク貯留室１１１内には、インク供給路１１６からプリンタ１０００に供給される光透過性を有するインクが貯留されている。

インク貯留室１１１の左側の側壁（一の側壁）１６１の上下方向に関する略中央部には、左方に突出した突出部１４０が形成されている。突出部１４０の内部にはインク貯留室１１１に連通する内部空間１４０ａが形成されている。突出部１４０はインクカートリッジ１がプリンタ１０００に装着されたときに、図３の紙面手前側及び奥側にそれぞれ配置された、後述する光センサ１０１４を構成する発光部１０１４ａ及び受光部１０１４ｂに挟まれる位置に形成されている。突出部１４０は光透過性を有しており、発光部１０１４ａから発せられた光が後述する光遮断部４２により遮断されないときに、受光部１０１４ｂに到達するように構成されている。

インク貯留室１１１の内部には、図３に示すように、シャッター機構３０が配置されている。シャッター機構３０は、支持台３１と揺動部材３２とにより構成されている。揺動部材３２は、インク貯留室１１１内のインクよりも比重の小さい樹脂材料で成型されており、単位体積当たりの質量がインク貯留室１１１内のインクよりも小さくなっている。支持台３１は、インク貯留室１１１の底面からこの底面に垂直に延びており、以下に説明するように、揺動部材３２を揺動可能に支持している。揺動部材３２は、アーム部４１、光遮断部４２、フロート部４３及び分岐アーム部４４を備えている。アーム部４１は、その右端部において突出形成された支点４１ａ（枢支部）において支持台３１に形成された軸受に揺動可能に支持されているとともに、支点４１ａから図３の左上方に向かって、突出部１４０付近まで延びている。光遮断部４２は、アーム部４１の左端部に設けられて（接続されて）、突出部１４０の内部空間１４０ａ内に位置している。そして、光遮断部４２は、後述するように、内部空間１４０ａ内に位置しているときに、光センサ１０１４の発光部１０１４ａから発せられ突出部１４０を透過する光を遮断する（つまり、光遮断部４２は光遮断性を有する）。さらに、アーム部４１の支点４１ａと光遮断部４２との間の部分からは、分岐アーム部４４が分岐して突出し、インク貯留室１１１の底部側に向けて突出している。フロート部４３は、分岐アーム部４４の突出先端部分に設けられており、揺動部材３２の他の部分に比べて体積が十分に大きくなっている。フロート部４３は、内部に空気が充填される空間を有する構成となっており、内部の空気を含めた単位体積当たりの質量が、揺動部材３２の他の部分よりも小さくなっている。

インク貯留室１１１内に十分にインクが残っている状態（揺動部材３２全体がインク液中に位置する状態）では、揺動部材３２全体に対して生じる浮力が重力に勝っているため、揺動部材３２には、図３中において支点４１ａを中心とした時計回り方向のモーメントが作用し、アーム部４１が光遮断部４２とともに支点４１ａを中心として時計回り方向に揺動しようとする。しかしながら、このとき光遮断部４２の上端が突出部１４０の内部空間１４０ａの上面（揺動規制手段）に接触しており、アーム部４１が時計回り方向に揺動するのが妨げられる（規制される）。つまり、インク貯留室１１１内のインクが所定の量よりも多いとき（インク貯留室１１１内のインクの液面が図３の実線の位置よりも上方にあるとき）には、光遮断部４２は、内部空間１４０ａの上面に接触した位置にある。このとき、発光部１０１４ａから発せられた光は、光遮断部４２によって遮断されている。このように、内部空間１４０ａの上面によってアーム部４１揺動が妨げられているので、インク貯留室１１１内のインクが一定量以上残っているときには、光遮断部４２は確実に発光部１０１４ａから発せられた光を遮断する。

その後、インク貯留室１１１内のインクの量が減少していくと、光遮断部４２とアーム部４１が徐々にインク液面から露出していき、揺動部材４２に生じる浮力は小さくなっていく。しかし、インク液中内のフロート部４３の体積は、露出部分の体積に比べて十分に大きく、加えて、フロート部４３は、露出部分に比べて単位体積あたりの質量が小さくなっている（単位体積あたりの浮力が露出部分よりも大きい）ため、揺動部材３２全体に対して生じる浮力は依然として重力に勝っており、揺動部材３２の位置は変わらない。その後、さらにインクの量が減少しフロート部４３の一部がインク液中から露出した状態になると、揺動部材３２に対して生じる浮力と重力がつりあった状態となる。（なお、本実施形態では、アーム部４１、光遮断部４２及び分岐アーム部４４がインク液面から完全に露出しフロート部４３の一部も露出したときに、揺動部材３２に生じる重力と浮力がつり合うように、これら各要素の体積を設定している。）それ以降、フロート部４３はインクの減少に伴ってインクの液面に追従して下方に移動する。これにより、揺動部材３２は反時計回り方向に揺動する。これにより、光遮断部４２が図３中で下方に移動し、一定量アーム部４１が反時計回りに揺動した時点で、光遮断部４２が発光部１０１４ａから発せられた光を遮断しなくなり、この光は受光部１０１４ｂに到達する。これにより光センサ１０１４（図６参照）は、インク貯留室１１１内のインクの残量が少なくなったことを検知する。そして、図示しない表示手段によりインクカートリッジの交換を促す警告がなされる。

さらに、インク貯留室１１１内のインクの量が少なくなると、アーム部４１はさらに反時計回り方向に揺動する。ただし、アーム部４１が反時計回り方向に揺動していくと、ある時点（図３の二点鎖線で示す位置）で光遮断部４２の下端が、突出部１４０の内部空間１４０ａの下面に接触する。これにより、アーム部４１がこれ以上反時計回りに揺動するのが妨げられる。すなわち、アーム部４１は、光遮断部４２の上端が内部空間１４０ａの上面に接触する位置と、光遮断部４２の下端が内部空間１４０ａの下面に接触する位置との間の範囲で揺動可能となっている。そして、アーム部４１がこの範囲内で揺動するとき、支点４１ａが常に光遮断部４２よりも下方に位置しており、フロート部４３は常に光遮断部４２、及び、支点４１ａよりも下方に位置している。これにより、フロート部４３がインク貯留室１１１内のインクの液面が確実に低くなった時点、つまり、インク貯留室１１１内のインクが確実に少なくなった時点で光遮断部４２が発光部１０１４ａから発せられた光を遮断しなくなる。ただし、光遮断部４２が発光部１０１４ａから発せられた光を遮断しなくなる時点におけるフロート部４３の高さ（インクの液面の高さ）は、後述するインク供給路１１６のインク出口１１６ａの上端よりも高くなっている。これにより、インク供給路１１６からプリンタ１０００にインクが供給できなくなる前に、インク貯留室１１１内のインクの残量が少なくなったことを確実に検知することができる。ここで、揺動部材３２は全体として単位体積当たりの質量がインク貯留室１１１内のインクよりも小さくなっているので、揺動部材３２はインクの液面に確実に追従して揺動する。

ここで、図５（ａ）、（ｂ）の揺動部材３２、５０の模式図において、本実施形態の揺動部材３２と従来の揺動部材５０とを比較した場合について説明する。光遮断部４２，５２の移動距離を等しくするために、支点４１と光遮断部４２との距離、及び、支点５１と光遮断部５２との距離を等しくしたとすると、図５（ｂ）に示すようにフロート部５３を支点５１ａに対して光遮断部５２と反対側に設けるのに対して、図５（ａ）に示すように、フロート部４３を支点４１ａと光遮断部４２との間に設ける場合には、アーム部５１のように、アーム部４１を支点４１ａに対して光遮断部４２の反対側に延ばす必要がなくアーム部４１をアーム部５１よりも短くすることができる。これにより、揺動部材３２を小型化することができる。さらに、揺動部材３２では、図５（ａ）に示すように、アーム部４１から分岐した分岐アーム部４４の先端にフロート部４３が配置されているので、図５（ｂ）に示す従来の場合よりもインク貯留室１１１内の液面が低い位置になったときにインクの残量が少なくなったことを検知することができる。

図４に戻って、側壁１６１の突出部１４０の下方には、インク供給路１１６が形成され、側壁１６１の突出部１４０の上方には、大気導入路１１７が形成されている。図４の状態（装着状態）で、インク供給路１１６及び大気導入路１１７は水平方向に延在しており、インク供給路１１６の内部にはインク供給路１１６のインク出口１１６ａを開閉可能なバルブ機構５００が収納されており、大気導入路１１７の内部には大気導入路１１７の大気導入口１１７ａを開閉可能な大気導入機構５１０が収納されている。そして、インク供給路１１６とバルブ機構５００とによりインク供給部１２０が、大気導入路１１７と大気導入機構５１０とにより大気導入部１３０がそれぞれ構成されている。

インク供給路１１６は、図４に示すように、バルブ機構５００の一部が収納されるバルブ収納部８００と連通孔４２１を介してバルブ収納部８００と連通するとともに、連通孔４２３を介してインク貯留室１１１に連通したインク供給室８０１とにより構成されており、インク供給室８０１から連通孔４２１及びバルブ収納部８００を経てインク出口１１６ａに至る流路が全体として水平方向に延びている。インク供給路１１６においては、インク貯留室１１１内のインクは、連通孔４２３を介してインク供給室８０１内に流れ込み、さらに、連通孔４２１を介してバルブ収納部８００に流れ込む。

バルブ機構５００についてより詳細に説明する。図４に示すように、バルブ機構５００は、供給キャップ６００と、供給ジョイント６１０と、供給バルブ６２０と、第１供給スプリング６３０と、供給スライダ６４０と、第２供給スプリング６５０と、弁座６６０と、逆止弁６７０と、カバー６８０とを備えている。

供給キャップ６００は、インク供給路１１６のインク出口１１６ａ付近に装着される。供給ジョイント６１０は、ゴム等の弾性を有する樹脂材料から構成され、プリンタ１０００（図６参照）のインク抽出管１０１５（図６参照）が挿入される、水平方向に延びた貫通孔６１０ａが略中央部に形成されているとともに、インク供給路１１６のインク出口１１６ａの周縁部を塞いでいる。供給バルブ６２０は、インクカートリッジ１がプリンタ１０００に装着されていないときには第２供給スプリング６５０に図中左方に押圧されて、図中左側の壁面が供給ジョイント６１０の図中右端部が当接しており、これにより、貫通孔６１０ａは閉塞されている。一方、インクカートリッジ１がプリンタ１０００に装着されると、供給ジョイント６１０は、後述するインク抽出管１０１５に押圧されることにより図中右方に移動し、供給バルブ６２０と供給バルブ６２０との間に隙間ができるため、インク供給路１１６（バルブ収納部８００）とインク抽出管１０１５とが連通し、プリンタ１０００へのインクの供給が可能となる。このようにして、インク供給路１１６のインク出口１１６ａの開閉が行われる。

第１供給スプリング６３０は第２供給スプリング６５０との間で供給スライダ６４０を挟んでいる。供給スライダ６４０は、供給バルブ６２０の右方を覆うと共にインク抽出管１０１５に押圧された供給バルブ６２０の移動方向（図４の左右方向）に動作可能となっている。第２供給スプリング６５０は、供給スライダ６４０内に収納され第１供給スプリング６３０と同材料で同形状に形成されており、供給スライダ６４０を左方に押圧している。弁座６６０は第２供給スプリング６５０に当接すると共に逆止弁６７０を支持している。逆止弁６７０は連通孔４２１付近に設けられており、連通孔４２１におけるインクの逆流を防いでいる。カバー６８０は弁座６６０との間で逆止弁６７０を覆っている。

大気導入路１１７は水平方向に延びており、大気導入機構５１０の一部が収納される大樹導入機構収納部８１０、及び、大気導入機構収納部８１０とインク貯留室１１１とを連通させる連通孔４３４を有する。

大気導入機構５１０についてより詳細に説明する。大気導入機構５１０は、図４に示すように、大気キャップ７００と、大気ジョイント７１０と、大気バルブ７２０と、第１大気スプリング７３０と、大気スライダ７４０と、第２大気スプリング７５０とを備えている。

大気キャップ７００は、大気導入路１１７の大気導入口１１７ａに装着される。大気ジョイント７１０は、ゴム等の弾性を有する樹脂材料から構成され、略中央部に水平方向に延びた貫通孔７１０ａが形成されているとともに大気導入口１１７ａの周縁部を塞いでいる。供給バルブ７２０は、インクカートリッジ１がプリンタ１０００に装着されていないときには第２供給スプリング７５０に図中左方に押圧されて、図中左側の壁面が供給ジョイント７１０の図中右端部が当接しており、これにより、貫通孔７１０ａは閉塞されている。一方、インクカートリッジ１がプリンタ１０００に装着されると、大気バルブ７２０の左端からインク導入口１１７ａの外側に突出した突出部７２０ａが、後述する装着面１０１３（図６参照）に当接することにより押圧されて図中右方に移動し、大気ジョイント７１０と大気バルブ７２０との間に隙間ができるため、大気導入路１１７と後述する大気導入路１０１３ｂとが連通し、大気の導入が可能となる。このようにして、大気導入路１１７の大気導入口１１７ａの開閉が行われる。

第１大気スプリング７３０は第２大気スプリング７５０との間で大気スライダ７４０を挟んでいる。大気スライダ７４０は、大気バルブ７２０の右方を覆うと共に装着面１０１３の壁面に当接することによって押圧された大気バルブ７２０の移動方向（図４の左右方向）に動作可能となっている。第２大気スプリング７５０は、大気スライダ７４０内に収納され第１大気スプリング７３０と同材料で同形状に形成されており、大気スライダ７４０を左方に押圧している。

次に、図６を参照して、インクカートリッジ１のプリンタ１０００への装着方法について説明する。図６は、インクカートリッジ１をプリンタ１０００へ装着する方法を示した図である。

インクカートリッジ１をプリンタ１０００に装着する方法について説明する前に、まず、プリンタ１０００のインクカートリッジ１の装着部について説明する。

図６（ａ）に示すように、プリンタ１０００側の装着部１０１０は、インクカートリッジ１の装着部１０１０から略垂直方向（図６右方向）に突出し、外部ケース２００の係止部２１７ａ、２２７ｂと係止する係止棒１０１１と、外部ケース２００の第１ケース溶着部２１６、２２６を下方から支持すると共に、その第１ケース溶着部２１６、２２６の形状に応じて凹状に形成された支持部１０１２とを備えている。係止棒１０１１には、支持部１０１２側に突起し、係止部２１７ａ、２２７ａと略同形状に形成された凸部１０１１ａが形成されている。

装着部１０１０のインクカートリッジ１の装着面１０１３には、光センサ１０１４が配設されている。光センサ１０１４は、略コ字状に形成されており、コ字状の開放された一方（図６の紙面手前側）の端部が光を発光する発光部１０１４ａであり、他方（図６の紙面奥側）の端部が光を受け取る受光部１０１４ｂである。その発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂが、ケース切欠部２１３、２２３と突出部１４０により形成される貫通孔にそれぞれ挿通されるよう、装着面１０１３から突出するよう取り付けられている。なお、光センサ１０１４は、発光部１０１４ａが発した光を受光部１０１４ｂが受け取った場合に、プリンタ１０００に設けられた制御基板（図示せず）に信号を出力し、発光部１０１４ａが発した光が遮断され、受光部１０１４ｂがこの光を受け取っていない場合には制御基板に信号を出力しない光透過型の光センサである。そして、制御基板にこの信号が出力されていないときには印刷が可能となっており、制御基板にこの信号が出力されたときには図示しない表示手段によりインクカートリッジを交換することを促す警告がなされる。

また、装着面１０１３のインク供給部１２０に対応する側（図６（ａ）下側）には、インク抽出管１０１５が突出して設けられる一方、装着面１０１３の大気導入部１３０に対応する側（図６（ａ）上側）は、その装着面１０１３が平面に形成されている。インク抽出管１０１５には、インク流路１０１３ａが連接されており、そのインク流路１０１３ａを通り、プリンタ１０００へインクが供給される。また、大気導入部１３０側の装着面１０１３には、大気導入路１０１３ｂが形成されており、その大気導入路１０１３ｂを通り、インク貯留室１１１内に大気が導入される。

また、装着面１０１３の両側（図６（ａ）の係止棒１０１１と支持部１０１２との間における装着面１０１３の両側端部）には、外部ケース２００のケース突出部２１４ａ、２２４ａ及びケース突出部２１４ｂ、２２４ｂとが緩挿され、そのケース突出部２１４ａ、２２４ａ及びケース突出部２１４ｂ、２２４ｂの外形状に対応した凹部１０１６ａ、１０１６ｂが形成されている。さらに、凹部１０１６ｂには、外部ケース２００のケース嵌合溝２１４ｂ２、２２４ｂ２により形成される嵌合溝内に挿通して嵌合する嵌合棒１０１６ｂ１が形成されている。インクカートリッジ１が装着される場合には、嵌合棒１０１６ｂ１がケース嵌合溝２１４ｂ２、２２４ｂ２により形成される嵌合溝内に挿通される。すなわち、外部ケース２００のケース突出部２１４ａ、２２４ａにより形成されるケース突出部と、ケース突出部２１４ｂ、２２４ｂにより形成されるケース突出部との形状が異なると共に、プリンタ１０００の凹部１０１６ａ、１０１６ｂの形状がそれぞれ異なるので、インクカートリッジ１を上下反対に装着する場合には、嵌合棒１０１６ｂ１が邪魔となってインクカートリッジ１が装着されない。よって、インクカートリッジ１の誤装着を防止できるので、インク供給部１２０及び大気導入部１３０の破損や、光センサ１０１４及びインク抽出管１０１５の破損を防止することができる。

さらに、装着部１０１０には、支持部１０１２の先端側（図６（ａ）左側、インクカートリッジ１側の端部）に、外部ケース２００の凹部２１６ａ、２２６ａに入り込むと共に、係合部２１６ｂ、２２６ｂと係合して回動する係合部材１０１７が備えられている。係合部材１０１７は、外部ケース２００の係合部２１６ｂ、２２６ｂと係合する係合端部１０１７ａと、その係合端部１０１７ａに連接され係合部材１０１７を軸支する軸支部１０１７ｂと、軸支部１０１７ｂと連接され外部ケース２００の装着部１０１０に対向する面の反対側面を覆う被覆部１０１７ｃとを備えている。軸支部１０１７ｂには、係合部材１０１７の支軸の軸心から外周方向に突起した凸部１０１７ｄが形成されており、その凸部１０１７ｄが、プリンタ１０００の装着部１０１０に形成された凹部１０１８に係合することで、係合部材１０１７が固定される。

図６（ａ）に示すように、インクカートリッジ１（プロテクタ３００が取り外された状態）をプリンタ１０００に装着する場合には、インクカートリッジ１をインク供給部１２０が下方で大気導入部１３０が上方となるよう装着する。これは、インク供給部１２０が下方に位置しないと、インクカートリッジ１（インク貯留室１１１）内のインクを効率良く使用できないからである。

また、インクカートリッジ１は、プリンタ１０００に装着された状態で、下方から上方に向かって、インク供給部１２０、突出部１４０、大気導入部１３０の順番になっており、さらに、インク供給部１２０、突出部１４０及び大気導入部１３０が同じ端面に形成されている。よって、インク供給１２０、突出部１４０及び大気導入部１３０が同じ端面に集中して設けられているので、プリンタ１０００側に必要となる光センサ１０１４、インク抽出管１０１５（インク流路１０１３ａ）、大気導入路１０１３ｂを一面に集約して設けることができる。従って、プリンタ１０００を小型化することができる。

インクカートリッジ１の装着は、外部ケース２００のケース突出部２１４ａ、２２４ａ（第１ケース溶着部２１６、２２６）が支持部１０１２に当接するように挿入し、第１ケース溶着部２１６、２２６が支持部１０１２上をスライドするよう押圧することで行われる。すなわち、図６（ａ）に示すように、矢印Ｅ方向にインクカートリッジ１をスライドさせる。なお、上述したように、ケース突出部２１４ａ、２２４ａには、傾斜面２１４ａ２、２２４ａ２が形成されているので、その傾斜面２１４ａ２、２２４ａ２によりインクカートリッジ１を支持部１０１２上にスムーズに挿入することができる。

図６（ｂ）に示すように、インクカートリッジ１が装着部１０１０方向（図６（ｂ）左方）に押し込まれると、係止棒１０１１は、第２ケース溶着部２１７、２２７に押されて、支持部１０１２から離れる方向に弾性変形する。また、係合部材１０１７の係合端部１０１７ａが外部ケース２００の凹部２１６ａ、２２６ａに入り込み、その後、係合部２１６ｂ、２２６ｂと当接する。さらに、インクカートリッジ１を押し込むと、係合部材１０１７が上方へ回動する（図６（ｂ）矢印Ｆ方向）。

図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）の状態からさらにインクカートリッジ１を押し込むと（又は係合部材１０１７を使用者が図６（ｂ）の矢印Ｆ方向に回動させると）、係止棒１０１１の凸部１０１１ａが外部ケース２００の係止部２１７ａ、２２７ａに嵌り込み係合され、インクカートリッジ１を固定する。また、係合部材１０１７は、凸部１０１７ｄが凹部１０１８と係合し、係合部材１０１７によってもインクカートリッジ１が固定される。よって、インクカートリッジ１は、装着部１０１０に装着された状態で、印刷の振動などにより簡単に外れてしまうことが防止される。

また、インクカートリッジ１は、係止棒１０１１と支持部１０１２とにより、上下方向の移動が規制されるので、インクカートリッジ１が斜めに挿入され、光センサ１０１４及びインク抽出管１０１５が破損することを防止することができる。

また、インクカートリッジ１が装着部１０１０に装着されると、インク抽出管１０１５がインク供給部１２０内部に挿入され、前述したようにインクの供給が可能な状態となり、大気導入部１３０の大気バルブ７２０の突出部７２０ａが装着面１０１３と当接して前述したように大気の導入が可能な状態となり、光センサ１０１４がケース切欠部２１３、２２３と突出部１４０とにより形成される貫通孔に挿通され、前述したようにインク残量を検出可能な状態となる。

また、インクカートリッジ１が装着部１０１０に装着されると、光センサ１０１４が、ケース切欠部２１３、２２３と突出部１４０とにより形成された貫通孔に挿通されるので、光センサ１０１４の発光部１０１４ａ及び受光部１０１４ｂが外部ケース２００内に位置することになる。よって、光センサ１０１４の破損を低減できると共に、埃や塵などが発光部１０１４ａ及び受光部１０１４ｂに付着して誤検出となることを低減することができる。

以上に説明した実施の形態によると、フロート部４３が、アーム部４１の光遮断部４２と支点４１ａとの間の部分から突出した分岐アーム部４４の先端に設けられているため、アーム部４１を支点４１ａに対して光遮断部４２と反対側まで延ばす必要がなく、アーム部４１を短くすることができる。したがって、揺動部材３２を小型化することができ、インクカートリッジ１を大型化することなく揺動部材３２を配設することができる。又は、揺動部材３２を小型化することができるため、揺動部材３２を配設することによりインク貯留室１１１内に貯留可能なインクの量が少なくなってしまうのを極力抑えることができる。

また、アーム部４１が揺動可能な範囲内にあるとき、常に、フロート部４３が光遮断部４２及び支点４１ａよりも下方に位置しているので、フロート部４３が確実に低い位置に来たとき、つまり、インク貯留室１１１内のインクの残量が確実に少なくなったときに、インク貯留室１１１内のインクの残量が少なくなったことを検知することができる。ここで、分岐アーム部４４の突出先端にフロート部４３を設けることにより、フロート部４３を容易に光遮断部４２及び支点４１ａよりも下方に位置させることができる。なお、支点４１ａがフロート部４３よりも下方に位置するように揺動部材３２を構成することも可能であるが、支点４１ａをフロート部４３よりも下方に位置させると、本実施の形態の場合と比較してアーム部４１が長尺になってしまうため、フロート部４３を支点４１ａよりも下方に位置させる方が好ましい。

また、アーム部４１、光遮断部４２及びフロート部４３からなる揺動部材３２が全体としてインクよりも単位体積当たりの質量が小さくなっているため、揺動部材３２全体がインク液中に位置するとき（インク残量が多いとき）に十分な大きさの浮力（重力に対して十分に大きい浮力）を発生させることができる。よって、外部振動を受けた場合等に揺動部材３２が揺動してインク残量が少なくなったと誤検知する可能性を少なくすることができる。

また、揺動部材３２におけるフロート部４３の体積比を大きくし、さらに、フロート部４３の内部に空気が充填される空間を設けて、フロート部４３の単位体積当たりの質量を揺動部材３２の他の部分よりも小さくしたことにより、インクの液面が十分に下がりきったときに揺動部材３２に生じる浮力と重力が釣り合うようにすることができる。よって、インクの残量が残り僅かになったときに揺動部材３２を揺動させることができるので、インクの使い残しを少なくすることができる。

また、インク貯留室１１１は、直方体状のケース１１０内に形成されており、インク供給流路１１６、待機導入路１１７及び突出部１４０が、ケース１１０の左側の側壁に集中して形成されているので、プリンタ１０００において必要な光センサ１０１４及びインク抽出管１０１５を一面に集約して設けることができ、プリンタ１０００を小型化することができる。

次に、本発明に種々の変更を加えた変形例について説明する。

本実施の形態では、光遮断部４２の上端が突出部１４０の内部空間１４０ａの上面に接触することによりアーム部４１が一定以上時計回りに揺動するのが規制され、光遮断部４２の下端が内部空間１４０ａの下面に接触することによりアーム部４１が一定以上反時計回りに揺動するのが規制されていたが、これには限られず、インク貯留室１１１の壁面にアーム部４１がある一定量時計回り又は反時計回りに揺動したときにアーム部４１に接触し、アーム部４１がそれ以上揺動するのを妨げる突起が形成されているなど、アーム部４１の揺動を規制するための手段が別途設けられていてもよい。

また、本実施の形態では、揺動部材３２が揺動する範囲内にあるときに、常に支点４１ａが光遮断部４２よりも下方に位置するように配置したが、これには限られず、支点４１ａが常に光遮断部４２よりも上方に位置していてもよい。あるいは、光遮断部４２が最も上方にあるときの位置と光遮断部４２が最も下方にあるときの位置との間の高さに支点４１ａが位置しており、光遮断部４２が所定の位置よりも上方に位置するときには、支点４１ａが光遮断部４２よりも下方に位置し、光遮断部が所定の位置よりも下方に位置するときには、支点４１ａが光遮断部４２よりも上方に位置するように構成されていてもよい。

また、本実施形態では、揺動部材３２のアーム部４１に支点４１ａを形成し、この支点４１ａを支持台３１の軸受により支持する構成としたが、揺動部材３２が支持台３１に枢支されるものであればよく、支持台３１に支点を形成し揺動部材３２に軸受を形成する構成であってもよい。

また、本実施の形態では、インク供給流路１１６がケース１１０の側面に設けられたインクカートリッジに本発明を適用した例について説明したが、これには限られず、例えばインク貯留室が形成されるケースの底面にインク供給流路１１６が形成されているようなインクカートリッジにも本発明を適用することが可能である。

本発明の実施の形態に係るインクカートリッジの斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図２のインク貯留体の側面図である。 図３の部分拡大図である。 （ａ）が図３の揺動部材を模式的に表した図であり、（ｂ）が従来の構成の揺動部材を模式的に表した図である。 図１のインクカートリッジをプリンタに装着する方法を示す図である。

符号の説明

１ インクカートリッジ
３２ 揺動部材
４１ アーム部
４１ａ 支点
４２ 光遮断部
４３ フロート部
４４ 分岐アーム部
１１０ ケース
１１１ インク貯留室
１１６ インク供給路
１１６ａ インク出口
１４０ 突出部
１０００ プリンタ
１０１４ 光センサ
１０１４ａ 発光部
１０１４ｂ 受光部

Claims (6)

1. インクが貯留されたインク貯留室と、そのインク貯留室内に設けられ支点を中心に揺動可能に支持された揺動部材とを備え、プリンタに装着されるときに前記インク貯留室に貯留されたインクをプリンタに供給するインクカートリッジであって、
   前記揺動部材は、
   光遮断性を有する光遮断部と、
   前記インク貯留室内で揺動可能に支持されたときに前記支点となる枢支部と、
   前記光遮断部と前記枢支部とを連結するアーム部と、
   前記アーム部の前記光遮断部と前記枢支部との間に位置する部分から分岐して延びた分岐アーム部と、
   前記分岐アーム部の突出先端に設けられ、単位体積当たりの質量がインクよりも小さいフロート部とを有し、
   前記フロート部がインク内に位置するときに生じる浮力により前記揺動部材が揺動しようとする方向の揺動を規制する揺動規制手段を備え、
   前記プリンタに装着されるときの装着姿勢にあるときに、前記揺動部材は、揺動可能な範囲内においてフロート部が常に光遮断部よりも下方に位置し、
   前記インク貯留室は、直方体状のケースの内部に形成されており、このケースは、前記装着姿勢にあるときの一の側壁に、下方側にインク出口を含むインク供給部を有するとともに、その上方には、前記インク貯留室に連通する内部空間を備えた光透過性を有する突出部が形成されており、
   前記分岐アーム部は、前記装着姿勢にある状態で、前記アーム部の前記インク供給部と上下方向に重なる部分よりも前記枢支部側の部分から、下方に分岐して延びていることを特徴とするインクカートリッジ。
2. インクが貯留されたインク貯留室と、そのインク貯留室内に設けられ支点を中心に揺動可能に支持された揺動部材とを備え、プリンタに装着されるときに前記インク貯留室に貯留されたインクをプリンタに供給するインクカートリッジであって、
   前記揺動部材は、
   光遮断性を有する光遮断部と、
   前記インク貯留室内で揺動可能に支持されたときに前記支点となる枢支部と、
   前記光遮断部と前記枢支部とを連結するアーム部と、
   前記アーム部の前記光遮断部と前記枢支部との間に位置する部分から分岐して延びた分岐アーム部と、
   前記分岐アーム部の突出先端に設けられ、単位体積当たりの質量がインクよりも小さいフロート部とを有し、
   前記フロート部がインク内に位置するときに生じる浮力により前記揺動部材が揺動しようとする方向の揺動を規制する揺動規制手段を備え、
   前記プリンタに装着されるときの装着姿勢にあるときに、前記揺動部材は、揺動可能な範囲内においてフロート部が常に光遮断部よりも下方に位置し、
   前記インク貯留室は、直方体状のケースの内部に形成されており、このケースは、前記装着姿勢にあるときの一の側壁に、前記インク貯留室に連通する内部空間を備えた光透過性を有する突出部が形成されているとともに、前記側壁の前記突出部の下方に位置する部分が、前記突出部よりも内側に入り込んだ、前記インク貯留室の側壁面を形成しており、
   前記分岐アーム部は、前記装着姿勢にある状態で、前記アーム部の前記インク供給部と上下方向に重なる部分よりも前記枢支部側の部分から、下方に分岐して延びていることを特徴とするインクカートリッジ。
3. 前記揺動部材の全体が、インクよりも単位体積当たりの質量が小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記装着姿勢にあるときに、前記揺動部材が揺動可能な範囲内において前記フロート部が常に前記枢支部よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクカートリッジ。
5. 前記揺動規制手段は、前記突出部の内部空間の上面により形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 前記プリンタは、発光部と受光部とを有する光透過型の光センサを備えており、前記突出部は、前記プリンタに装着されるときに前記発光部と前記受光部とに挟まれる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクカートリッジ。

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