JP4019773B2

JP4019773B2 - インクカートリッジのダイヤフラムおよびこのダイヤフラムを備えたインクカートリッジ

Info

Publication number: JP4019773B2
Application number: JP2002116684A
Authority: JP
Inventors: 浩一鳥羽; 聡品田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JP2003311992A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクカートリッジのダイヤフラムおよびこのダイヤフラムを備えたインクカートリッジに関する。特に本発明は、インクカートリッジの本体内部と大気とを連通させる連通部の一部を気密するダイヤフラム、およびこのダイヤフラムを備えたインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置にインクを供給するインクカートリッジには、インクを収容するインクカートリッジ本体と、インクジェット記録装置のインク供給針が進入するインク供給孔と、外部の大気とインクカートリッジ本体とを連通する連通部を備えるものがある。
【０００３】
この種のインクカートリッジとして、外部の大気とインクカートリッジ本体とを選択的に連通させるために、さらに弁体と、連通部を覆うように設けた円版状のダイヤフラムとを備え、押圧部によりこのダイヤフラムを通して弁体を変位させるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクカートリッジが記録装置のキャリッジに装着された使用状態にあっては、連通部は常時連通させることになる。よって、ダイヤフラムを一定方向に常時変形させていたため、上記ダイヤフラムではクリープが発生しやすかった。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるインクカートリッジのダイヤフラムおよびこのダイヤフラムを備えたインクカートリッジを提供することを目的とする。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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、記録装置に装着されることによりインクを供給するインクカートリッジであって、内部にインクを収容するインクカートリッジ本体と、インクカートリッジ本体に収容されたインクを記録装置へ供給するインク供給孔と、その一端がインクカートリッジ内部に連通し、その他端が連通路を介して外部の大気に連通し、且つその他の端に開口部を有する連通部と、連通部と連通路とを選択的に連通させる弁体と、連通部と連通路とを連通させない位置に弁体を付勢する付勢部と、弁体に対向する位置に配置される押圧部と、弁体と押圧部との間に設けられ、連通部の開口部に気密に装着されるダイヤフラムと、を有し、ダイヤフラムは、連通部の開口部に気密に装着される周辺部と、インクカートリッジ本体が記録装置に装着されたとき押圧部により選択的に付勢される第１面と、押圧部による第１の面の付勢に伴って前記インクカートリッジ本体の内部と大気とを連通させる方向に弁体を変位させる第２面とを有する中心部と、周辺部および中心部と一体的に連結し、周辺部および中心部よりも肉薄で、復元力を有し、周辺部と中心部とを結ぶ方向の断面形状が波状の波状部と、を有することを要旨とする。
【００１６】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記周辺部の近傍で前記押圧部の側に突出する第１突出部を含んでもよい。
【００１７】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記中心部の近傍で前記押圧部の反対側に突出する第２突出部を含んでもよい。
【００１８】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記周辺部の近傍で前記押圧部の側に突出する第１突出部と、前記第1突出部と一体的に結合し、前記中心部の近傍で前記押圧部の反対側に突出する第２突出部とを含んでもよい。
【００１９】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記周辺部と前記中心部とを結ぶ方向の断面形状が滑らかな波状曲線を含んでもよい。
【００２０】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記周辺部の面位置よりも、前記中心部の面位置が前記弁体の側に位置してもよい。
【００２１】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記周辺部は、前記弁体の側にリブを有してもよい。
【００２２】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムの前記周辺部は、前記連通部に振動溶着されてもよい。
【００２３】
前記インクカートリッジにおいて、前記ダイヤフラムは、前記インクカートリッジ本体と同じ材料により形成されてもよい。
【００２４】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態にかかるインクカートリッジの正面斜視図である。図２は、図１のインクカートリッジの背面斜視図である。インクカートリッジ１０は、内部にインクを収容するインクカートリッジ本体１２を備える。インクカートリッジ本体１２は、例えばポリプロビレン（ＰＰ）を用いて一体的に芸製される。インクカートリッジ本体１２には、さらに、インクを保持し、必要に応じてインクを供給する差圧手段が設けられる。しかしながら、これに限られず、インクカートリッジ本体１２の内部に多孔質材を封止することによりインクを保持してもよい。
【００２７】
インクカートリッジ１０はさらに、インクジェット記録装置のインク供給針が挿入され、インクカートリッジ本体１２に収容されたインクをインクジェット記録装置へ供給するインク供給孔１４を備える。
【００２８】
インク供給孔１４の近傍かつインクカートリッジ本体１２の中央側には、インクカートリッジ本体１２のインク供給孔１４からインク供給針の挿入方向に伸びるスリット部１８が設けられる。このスリット部１８により、インクカートリッジ１０にインク供給針が挿入される場合に、インク供給孔１４がインク供給針に到達する以前にインク供給孔１４の開口面がインク供給針に対して直交するように規制され、インク供給針が確実にインク供給孔１４に進入される。インクカートリッジ本体１２の側面の上部にはそれぞれインクジェット記録装置のキャリッジと係合する第１係止部材１８および第２係止部材１９が、インクカートリッジ本体１２と一体的に形成されている。
【００２９】
インクカートリッジ１０は、さらに、外部の大気と連通する連通部２０と、ハンマー片（押圧部材）４２とカートリッジ識別用の溝部を有する識別部材４０を備える。
【００３０】
図３は、インクカートリッジ１０の連通部２０の周辺における分解斜視図である。連通部２０は、インクカートリッジ本体１２と一体的に設けられた連通部本体２２と、一方がこの連通部本体２２の図中表側に開放され、他方がインクカートリッジ本体１２の内部と連通する内部連通孔２４と、図中表側に開放された溝形状を有して一端がこの内部連通孔２６と連通する連通溝２８と、この連通溝２８の他端と連通し、連通部本体２２を貫通する外部貫通孔２６を有する。
【００３１】
外部貫通孔２６は、図３における裏側に設けられた連通路、表側に設けられた連通路３２、連通孔３４および通路３６を通じて外部の大気と連通する。連通孔３４には、通気性がありかつ撥液性の有するフィルタ３８が貼り付けられる。これによりインクカートリッジ本体１２の内部のインクが外部に流出することを防ぐ。インクカートリッジ１２の図中表側の側面には、フィルム８０が気密に貼り付けられ、連通路３２、フィルタ３８および通路３６を覆う。
【００３２】
インクカートリッジ１０は、弁体５０を備える。弁体５０は、連通部２０の外部連通孔２６よりも断面積の大きい基部５２と、この基部５２から延出し、外部連通孔２６よりも径の小さい突起５４とを有する。弁体５０の突起５４は、図中裏側から連通部２０の外部連通孔２６に挿入される。弁体５０は、連通部２０の外部連通孔２６とインクカートリッジ本体１２の内部とを選択的に連通させる。
【００３３】
インクカートリッジ１０は、付勢部６０を備える。付勢部６０は、本実施形態においては一例としての板バネである。この付勢部６０は、屈曲した板状の本体部６２と、連通部本体２２に固着する固着部６４とを有する。付勢部６０は、固着部４６が設けられるのと反対側の一端６６において、連通部２０の外部連通孔２６とインクカートリッジ本体１２の内部とを連通させない位置に弁体６０を付勢する。
【００３４】
連通部２０の図中裏側には、フィルム７０が気密に貼り付けられ、図中裏側に設けられた連通路、弁体５０および付勢部６０を覆う。
【００３５】
インクカートリッジ１０は、図中表側から連通部２０に装着される識別部材４０を備える。識別部材４０は、基部４６と、基部４６から突出して連通部２０の連通部本体２２と係合する係合部４７と、記録装置のキャリッジの一部が係合する溝部４４と、この溝部４４に設けられ復元力を有するハンマー片４２とを有する。識別部材４０が連通部２０に装着された場合に、識別部材４０のハンマー片４２は、弁体５０の突起５４に対向する位置に配される。
【００３６】
インクカートリッジ１０は、弁体５０の突起５４と識別部材４０のハンマー片との間に設けられ、連通部２０の一部を気密するダイヤフラム１００を備える。
【００３７】
図４は、ダイヤフラム１００の断面図である。図中において右側が識別部材４０の位置する側であり、左側が連通部本体２０および弁体５０の位置する側である。ダイヤフラム１００は、周辺部１２０と、中心部１４０と、波状部１６０とを有する。ダイヤフラム１００は、インクカートリッジ本体１２と同じ材料により形成される。例えば、インクカートリッジ本体１２がポリプロピレン（ＰＰ）の場合には、ダイヤフラム１００もポリプロピレンで形成される。これにより、インクカートリッジのリサイクルが容易となり、環境に配慮することができる。
【００３８】
周辺部１２０は、弁体５０が位置する側にリブ１８０を有する。このリブ１８０を用いて、ダイヤフラムの周辺部１２０は、連通部２０の連通部本体２２に振動溶着される。振動溶着により取り付けられるので、取り扱いが容易であり、フィルム溶着の際に起こりうるフィルム自体またはインクカートリッジが熱によってくっついてしまうことを防ぐことができる。これにより、周辺部１２０は、連通部２０の連通部本体２２に気密に装着される。ダイヤフラム部１００のリブ１８０がインクカートリッジ本体１２と同じ材料により形成されているので、ダイヤフラム１００の周辺部１２０は、容易にかつ確実に連通部２０の連通部本体２２へ振動溶着される。
【００３９】
中心部１４０は、識別部材４０のハンマー片４２に選択的に付勢される第１面１４２と、この第１面１４２がハンマー片４２に付勢されたときに、インクカートリッジ本体１２の内部と大気とを連通させる弁体５０を変位させる第２面１４４とを有する。中心部１４０の第２面１４４の面位置は、周辺部１２０の面位置よりも弁体５０の側に位置する。フィルム等の場合と異なり、本実施形態のダイヤフラム１００は中心部１４０の面位置を周辺部１２０とは異なる位置に配することができるので、連通部２０の設計の自由度を大きくすることができる。
【００４０】
波状部１６０は、周辺部１２０および中心部１４０と一体的に連結する。本実施形態においては、波状部１６０は、周辺部１２０および中心部１４０とともに一体的形成される。波状部１６０は、周辺部１２０の厚みＷ_１および中心部１４０の厚みＷ_２よりも肉薄の厚みＷ_３を有し、周辺部１２０と中心部１４０とを結ぶ方向の断面形状が波状を有する。波状部１６０は、弁体５０が位置する方向すなわち図中左方向に弾性変形可能で、復元力を有する。
【００４１】
本実施形態において、波状部１６０は、周辺部１２０の近傍で識別部材４０の側に突出する第１突出部１６２と、この第1突出部１６２と一体的に結合し、中心部１４０の近傍で識別部材４０の反対側に突出する第２突出部１６４とを含む。波状部１６０は異なる方向に突出する２つの突出部を含むので、より復元力が強い。この波状部１６０は、周辺部１２０と中心部１４０とを結ぶ方向の断面形状が滑らかな波状曲線を含む。よって、中心部１４０は、連続的かつ滑らかに、変位したり、そこから復元したりすることができる。
【００４２】
図５は、本実施形態のインクカートリッジ１０が装着されるインクジェット記録装置のキャリッジ２００の正面上方斜視図である。キャリッジ２００には、複数色のインクのそれぞれを収納した別体のインクカートリッジが装着される。本実施形態においてキャリッジ２００は、図中左から、黒色のインクカートリッジが装着される第１装着部２２０と、シアンのインクカートリッジが装着される第２装着部２４０と、マゼンタのインクカートリッジが装着される第３装着部２６０と、イエローのインクカートリッジが装着される第４装着部２８０とを有する。
【００４３】
キャリッジ２００の第１装着部２２０は、底面部において黒色のインクカートリッジのインク供給孔に対応する位置に、第１インク供給針２２２を有する。第１装着部２２２に黒色のインクカートリッジが装着されると、黒色のインクカートリッジのインク供給孔に第１インク供給針２２２が進入し、黒色のインクがインクジェット記録装置本体側に供給される。同様に、第２装着部２４０、第３装着部２６０および第４装着部２８０は、シアン、マゼンタおよびイエローの各々インクカートリッジの供給孔に対応する位置に、第２インク供給針２４２、第３インク供給路２６２および不図示の第４インク供給路２８２をそれぞれ有する。
【００４４】
さらに、キャリッジ２００の第１装着部２２０は、黒色のインクカートリッジにおける第１係止部材が係合する係合溝部２２６を有する。同様に、第２、第３および第４装着部２４０、２６０、２８０は、それぞれのインクカートリッジにおける第１係止部材が係合する係合溝部２４６、２６６、２８６を有する。
【００４５】
図６は、図５のキャリッジ２００の背面上方斜視図である。キャリッジ２００の第１装着部２２０は、背面側の近傍に、第１装着部２２０に装着されるインクカートリッジの識別部材の溝部と係合する係合片２２４を有する。同様に、キャリッジ２００の第２装着部２４０、第３装着部２６０および第４装着部２８０はそれぞれ、背面側の近傍に、対応するインクカートリッジの識別部材の溝部と係合する係合片２４４、２６４、２８４を有する。
【００４６】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、このキャリッジ２００に本実施形態のインクカートリッジ１０が装着される方法を説明する断面図である。これらの図においては、説明のためシアンのインクが収納されたインクカートリッジ１０がキャリッジ２００に装着される状態が示されている。
【００４７】
まず、シアンのインクカートリッジ１０は、第２装着部２４０の上部に配され、図７（ａ）に示すように第２装着部２４０の中に挿入される。これに伴い、第２装着部２４０の係合片２２４が、インクカートリッジ１０の識別部材４０の溝部４４に進入する。
【００４８】
インクカートリッジ１０をさらに深く挿入すると、インクカートリッジ１０の下面にあるインク供給路１４に、第２装着部２４０のインク供給針２４６が挿入される。
【００４９】
さらに図７（ｂ）に示すように、インクカートリッジ１０に設けられた第１および第２係止部材１８、１９が、キャリッジ２００に係止される。特に、インクカートリッジ１０における第１係止部材１８が、第２装着部２４０の係合溝部２４６と係合する。このとき、第２装着部２４０の係合片２２４は、インクカートリッジ１０の識別部材４０の溝部４４をハンマー片４２の位置にまで進入する。
【００５０】
図８（ａ）および図（ｂ）は、図７（ａ）および図７（ｂ）の状態における連通部２０および識別部材４０の周辺の部分断面図である。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、インクカートリッジ１０がキャリッジ２００に装着されていない場合または装着の途中である場合に、識別部材４０のハンマー片４２は、初期位置としてダイヤフラム１００の中央部１４０における第１面１４２から離れて位置する。よって、ダイヤフラム１００の中央部１４０も、初期位置として弁体５０の突起５４からわずかに離れて位置する。これにより、付勢部６０の一端６６により付勢された弁体５０は、その基部５４により外部貫通孔２６を外部すなわち連通部本体２２の図中の左側から遮断する。したがって、インクカートリッジ本体１０の内部は外部とは連通せず、空気を取り入れることができないので、インク供給孔１４から不要にインクが漏れ出ることを防ぐことができる。
【００５２】
一方、図８（ｂ）に示すように、インクカートリッジ１０がキャリッジ２００に装着された場合に、第２装着部２４０の係合片２４４が識別部材４０の溝部４４に進入し、ハンマー片４２をダイヤフラム１００の中央部１４０の第１面１４２に押し付ける。押し付けられたハンマー片４２は、ダイヤフラム１００の中央部１４０を弁体５０の方向すなわち図中左方向へ変位させる。変位させられた中央部１４０は、第２面１４４により弁体５０を、付勢部６０の付勢力に抗して図中左方向へ変位させる。これにより、外部貫通孔２６が外部と連通し、よって、インクカートリッジ本体１２の内部がこの外部貫通孔２６を通じて外部と連通する。したがって、インクカートリッジ本体１２の内部に空気を取り入れることができ、インク供給孔１４からインク供給針２４２を通じてインクジェット記録装置にインクを供給することができる。
【００５３】
以上、インクカートリッジ１０が第２装着部２４０に装着される例で説明したが、インクカートリッジ１０が他の装着部に装着される場合も同様であるので説明を省略する。
【００５４】
上記説明から明らかなように、本実施形態によれば、インクカートリッジの連通部には、復元力の強い波状部を有するダイヤフラムが用いられるので、クリープの発生を防ぐことができる。
【００５５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５６】
図９は、本実施形態のダイヤフラムにおける他の例の断面図である。このダイヤフラム３００は、上述のダイヤフラム１００と同様に周辺部１２０と、中央部１４０とを有する。ダイヤフラム３００は、ダイヤフラム１００とは異なる波状部３６０を有する。ダイヤフラム３００の波状部３６０は、周辺部１２０の近傍で識別部材４０の側に突出する突出部３６２と、この突出部３６２と一体的に結合し、中心部１４０の近傍で平坦な平坦部３６４とを含む。この波状部３６０は、周辺部１２０と中心部１４０とを結ぶ方向の断面形状が滑らかな波状曲線を有する。よって、中心部１２０は、連続的かつ滑らかに、変位したり、そこから復元したりすることができる。また、突出部が１箇所なので、ダイヤフラム３００の成形が容易である。
【００５７】
図１０は、本実施形態のダイヤフラムにおけるさらに他の例の断面図である。このダイヤフラム４００は、上述のダイヤフラム１００と同様に周辺部１２０と、中央部１４０とを有する。ダイヤフラム４００は、ダイヤフラム１００とは異なる波状部４６０を有する。ダイヤフラム４００の波状部４６０は、周辺部１２０の近傍で平坦な平坦部４６２と、この平坦部４６２と一体的に結合し、中心部１４０の近傍で識別部材４０の側に突出する突出部４６４とを含む。この波状部４６０は、周辺部１２０と中心部１４０とを結ぶ方向の断面形状が滑らかな波状曲線を有する。よって、中心部１２０は、連続的かつ滑らかに、変位したり、そこから復元したりすることができる。また、突出部が１箇所なので、ダイヤフラム４００の成形が容易である。
【００５８】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によればインクカートリッジの連通部には、復元力の強い波状部を有するダイヤフラムが用いられるので、クリープの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるインクカートリッジの正面斜視図。
【図２】図１のインクカートリッジの背面斜視図。
【図３】インクカートリッジの連通部の周辺における分解斜視図。
【図４】ダイヤフラムの断面図。
【図５】本実施形態のインクカートリッジが装着されるインクジェット記録装置のキャリッジの正面上方斜視図。
【図６】図５のキャリッジの背面上方斜視図。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、キャリッジに本実施形態のインクカートリッジが装着される方法を説明する断面図。
【図８】（ａ）および図（ｂ）は、図７（ａ）および図７（ｂ）の状態における連通部および識別部材の周辺の部分断面図。
【図９】ダイヤフラムにおける他の例の断面図。
【図１０】ダイヤフラムにおけるさらに他の例の断面図。
【符号の説明】
１０インクカートリッジ
１２インクカートリッジ本体
１４インク供給孔
２０連通部
２２連通部本体
２４内部連通孔
２６外部貫通孔
２８連通溝
４０識別部材
４２ハンマー片
４４溝部
４６識別部材本体
５０弁体
５２基部
５４突起
６０付勢部
６２本体部
６４固着部
２００キャリッジ

Claims

記録装置に装着されることによりインクを供給するインクカートリッジであって、
内部にインクを収容するインクカートリッジ本体と、
前記インクカートリッジ本体に収容されたインクを前記記録装置へ供給するインク供給孔と、
一端が前記インクカートリッジ内部に連通し、他端が連通路を介して外部の大気に連通し、前記一端と前記他端との間に設けられた開口部を有する連通部と、
前記連通部と前記連通路とを選択的に連通させる弁体と、
前記連通部と前記連通路とを連通させない位置に前記弁体を付勢する付勢部と、
前記弁体に対向する位置に配置される押圧部と、
前記弁体と前記押圧部との間に設けられ、前記連通部の前記開口部に気密に装着されるダイヤフラムと、を有し、
前記ダイヤフラムは、前記連通部の前記開口部に気密に装着される周辺部と、
前記インクカートリッジ本体が前記記録装置に装着されたとき前記押圧部により選択的に付勢される第１面と、前記押圧部による前記第１面の付勢に伴って前記インクカートリッジ本体の前記内部と前記大気とを連通させる方向に前記弁体を変位させる第２面とを有する中心部と、
前記周辺部および前記中心部と一体的に連結し、前記周辺部および前記中心部よりも肉薄で、復元力を有し、前記周辺部と前記中心部とを結ぶ方向の断面形状が波状の波状部と、を有することを特徴とするインクカートリッジ。
前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記周辺部の近傍で前記押圧部の側に突出する第１突出部を含む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。
前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記中心部の近傍で前記押圧部の反対側に突出する第２突出部を含む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。
前記ダイヤフラムの前記波状部は、
前記周辺部の近傍で前記押圧部の側に突出する第１突出部と、
前記第1突出部と一体的に結合し、前記中心部の近傍で前記押圧部の反対側に突出する第２突出部とを含む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。
前記ダイヤフラムの前記波状部は、前記周辺部と前記中心部とを結ぶ方向の断面形状が滑らかな波状曲線を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクカートリッジ。
前記ダイヤフラムの前記周辺部の面位置よりも、前記中心部の面位置が前記弁体の側に位置することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクカートリッジ。
前記ダイヤフラムの前記周辺部は、前記弁体の側にリブを有す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。
前記ダイヤフラムの前記周辺部は、前記連通部に振動溶着されることを特徴とする請求項７に記載のインクカートリッジ。
前記ダイヤフラムは、前記インクカートリッジ本体と同じ材料により形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のインクカートリッジ。