JP5626065B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジ装着部に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に関する。

従来より、インクを用いて記録用紙に画像を記録する画像記録装置が知られている。この画像記録装置は、インクジェット方式の記録ヘッドを備え、記録ヘッドのノズルからインク滴を記録用紙へ向けて選択的に噴出する。このインク滴が記録用紙に着弾することによって、記録用紙に所望の画像が記録される。この画像記録装置には、記録ヘッドへ供給するインクを貯蔵するインクカートリッジが設けられる。インクカートリッジは、画像記録装置に設けられた装着部に対して着脱可能である。

記録ヘッドからインク滴が円滑に吐出されるためには、記録ヘッドからインク滴が吐出された量だけ、インクカートリッジからインクが円滑に流出しなければならない。そのために、インクカートリッジには、空気が流入可能な通気孔が設けられている。また、この通気孔からインクが漏れ出すこと防止するために、空気を通過させ且つインクを通過させない半透膜により通気孔が封止されている（特許文献１）。

また、一般的に、インク漏れを防止しつつ、空気の透過度を上げるためには、半透膜の面積を大きくする必要があることが知られている（特許文献２、特に段落００５９）。

特開平９−１４１８９１号公報 特開２００１−３０１１８７号公報

インクジェット方式の画像記録装置は、カラー画像を記録するために複数色のインクがそれぞれ貯留された複数のインクカートリッジが設けられている。従来のように、インクカートリッジの通気孔に半透膜を設けることとすると、複数のインクカートリッジそれぞれに半透膜が必要である。しかしながら、半透膜は、インクカートリッジの他の部材と比較すると高価な素材により形成されており、消耗品であるインクカートリッジにおいて多用することは、コストアップを惹起させるので望ましくない。

また、高速で画像を記録する装置のように、単位時間当たりのインク消費量が多い画像記録装置に用いられるインクカートリッジにおいては、インクカートリッジから記録ヘッドへ流出するインクの流量が大きくなり、半透膜に要求される空気の通過度を大きくする必要があるので、前述されたように、半透膜の面積が大きくなるという問題もある。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクカートリッジのインク室を大気連通するために設けられる半透膜の面積を小さくすることが可能な手段を提供することにある。

本発明は、複数のインクカートリッジと、当該複数のインクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部と、を備え、当該カートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジから供給されるインクを記録部が選択的に吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。上記複数のインクカートリッジの各々は、内部にインクが貯留されるインク室を有する筐体と、上記筐体に設けられており、上記インク室に貯留されたインクを外部へ流出させるインク供給部と、上記筐体に設けられており、上記インク室へ気体を流入可能な気体流入部と、を有する。上記カートリッジ装着部は、上記複数のインクカートリッジがそれぞれ挿入されるケースと、上記ケースに設けられており、上記複数のインクカートリッジの上記気体流入部とそれぞれ接続可能な複数の気体流路と、上記複数の気体流路と接続されており、上記複数の気体流路との接続部とは異なる箇所において開口している合流路と、上記合流路の開口を封止する半透膜と、を有する。上記複数のインクカートリッジは、上記インク室にブラック色のインクを貯留するものと、上記インク室にシアン色のインクを貯留するものと、上記インク室にマゼンタ色のインクを貯留するものと、上記インク室にイエロー色のインクを貯留するものと、を含むＮ個である。上記記録部は、フルカラー印刷において、シアン色のインク、マゼンタ色のインク、及びイエロー色のインクにより画像の黒色を形成する。上記半透膜が空気を透過する有効面積は、上記記録部がインクを吐出することにより単独のインクカートリッジから流出されるインクの最大インク流量に対応する空気の透過度を確保するための半透膜の面積を面積Ｓとしたとき、当該面積ＳのＮ倍より小さい。

カートリッジ装着部にインクカートリッジが装着されると、インクカートリッジの気体流入部が気体流路と接続される。この気体流路は合流路を介して半透膜に通じているので、気体を透過する半透膜から、合流路、気体流路及び気体流入部を介して、インク室へ気体が流入する。一方、インク室から合流路へインクが流れ出しても、半透膜により開口からインクが流出することが防止される。

複数のインクカートリッジの気体流入部と各々接続される気体流路は、合流路に接続して合流されており、その合流路の開口に半透膜が設けられているので、半透膜に求められる空気の透過度は、単独のインクカートリッジから流出されるインク流量及び複数のインクカートリッジから同時に流出されるインク流量に対応したものとすることができる。

本発明によれば、複数のインクカートリッジの気体流入部と各々接続される気体流路は、合流路に接続して、合流されており、その合流路の開口に半透膜が設けられているので、半透膜に求められる空気の透過度は、単独のインクカートリッジから流出されるインク流量及び複数のインクカートリッジから同時に流出されるインク流量に対応したものとすることができる。インクジェット記録装置において、複数のインクカートリッジの各々から同時に最大インク流量でインクが流出されて画像記録が行われることはないので、半透膜に求められる面積を小さくすることができる。詳述すると、単独のインクカートリッジから流出される最大インク流量に対応する空気の透過度を確保するための半透膜の面積を面積Ｓとすると、従来のように、複数のインクカートリッジ、例えばＮ個のインクカートリッジのそれぞれに半透膜が設けられている場合には、複数の半透膜の面積の合計Ｔ１は、面積Ｓ×Ｎとなる。しかしながら、インクジェット記録装置において、複数のインクカートリッジの各々から同時に最大インク流量でインクが流出されて画像記録が行われることはないので、本発明においては、半透膜の面積Ｔ２を前述された合計Ｔ１より小さくすることができる。

図１は、本発明の一実施態様であるプリンタ１０の内部構造を模式的に示す模式断面図である。 図２は、本発明の実施形態のインクカートリッジ３０の外観構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態のインクカートリッジ３０の内部構成を示す縦断面図である。 図４は、カートリッジ装着部１１０の構成を示す斜視図である。 図５は、カートリッジ装着部１１０の構成を示す正面図である。 図６は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に挿入される過程を示すインクカートリッジ３０及びカートリッジ装着部１１０の断面図である。 図７は、図５におけるVII−VII断面に沿った大気接続部１０５の拡大断面図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

［プリンタ１０の概要］
図１に示されるように、プリンタ１０は、インクジェット記録方式に基づいて、記録用紙に対してインク滴を選択的に吐出することにより画像を記録するものである。プリンタ１０は、インク供給装置１００を備えている。インク供給装置１００には、カートリッジ装着部１１０が設けられている。カートリッジ装着部１１０には、インクカートリッジ３０が装着され得る。カートリッジ装着部１１０には、その一面が外部に開放された開口１１２が設けられている。インクカートリッジ３０は、開口１１２を介してカートリッジ装着部１１０に挿入され、或いはカートリッジ装着部１１０から抜き出される。プリンタ１０が、インクジェット記録装置に相当する。

インクカートリッジ３０には、プリンタ１０で使用可能なインクが貯留されている。カートリッジ装着部１１０に装着された状態において、インクカートリッジ３０と記録ヘッド２１とがインクチューブ２０で接続されている。記録ヘッド２１にはサブタンク２８が設けられている。サブタンク２８は、インクチューブ２０を通じて供給されるインクを一時的に貯留する。記録ヘッド２１は、インクジェット記録方式によって、サブタンク２８から供給されたインクをノズル２９から選択的に吐出する。記録ヘッド２１が記録部に相当する。

給紙トレイ１５から給紙ローラ２３によって搬送路２４へ送給された記録用紙は、搬送ローラ対２５によってプラテン２６上へ搬送される。記録ヘッド２１は、プラテン２６上を通過する記録用紙に対してインクを選択的に吐出する。これにより、画像が記録用紙に記録される。プラテン２６を通過した記録用紙は、排出ローラ対２２によって、搬送路２４の最下流側に設けられた排紙トレイ１６に排出される。

［インクカートリッジ３０］
図２，３に示されるように、インクカートリッジ３０はインクが貯留される容器である。インクカートリッジ３０の内部に形成されている空間がインクを貯留するインク室３６である。なお、インク室３６に貯留されているインクのインク室３６の容積に対する割合は、大きい方が好ましい。具体的には、インク室３６に貯留され、インク室３６において高さ方向５２の下側を占めるインクと、インク室３６において高さ方向５２の上側を占める空気との界面が、後述する残量検知部３３よりも上側となることが好ましい。

インクカートリッジ３０は、図２に示された起立状態、つまり、同図の下側の面を底面とし、同図の上側の面を上面として、カートリッジ装着部１１０に対して矢印５０（図６参照）で示される方向（以下「挿入及び取出方向５０」と称する。）に沿って挿抜される。すなわち、インクカートリッジ３０は、挿入向き５６（図６参照）に沿ってカートリッジ装着部１１０に挿入され、また、取出向き５５（図６参照）に沿ってカートリッジ装着部１１０から抜き出される。インクカートリッジ３０は、起立状態のままカートリッジ装着部１１０に挿抜される。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される向きが挿入向き５６であり、抜き出される向きが取出向き５５である。起立状態における高さ方向５２が、重力方向に相当する。

インクカートリッジ３０は、本体３１とカバー３２とを有する。インク室３６を区画する本体３１は、カバー３２により覆われている。カバー３２には、第１突起４５及び第２突起４６が設けられている。第１突起４５は、カバー３２の前壁３４から奥行き方向５３に沿ってインク室３６から離れる向きに延びるように設けられている。第１突起４５の幅（幅方向５１に沿った寸法）は、前壁３４の幅と同じである。第１突起４５は、前壁３４から挿入向き５６へ突出されている。第１突起４５の先端は、後述されるインク供給部３７の先端に形成されているインク供給口７１より挿入向き５６の前側まで突出されている。この第１突起４５は、前壁３４の幅と同幅であるが、前壁３４の幅より狭い幅の板状のものであってもよいし、必ずしも設けられていなくてもよい。本体３１及びカバー３２が筐体に相当する。

第２突起４６は、カバー３２の前壁３４の下端に設けられている。したがって、第２突起４６は、後述されるインク供給部３７のさらに下方に配置されている。第２突起４６の幅は、前壁３４の幅と同じである。第２突起４６は、前壁３４から挿入向き５６へ突出されている。第２突起４６の先端は、インク供給部３７の先端であるインク供給口７１より挿入向き５６の前側まで突出されている。第２突起４６も、第１突起４５と同様に、必ずしも設けられていなくてもよい。

図２，３に示されるように、カバー３２の内部には、略直方体形状の本体３１が設けられている。本体３１は、幅方向（左右方向）５１に細く、高さ方向（上下方向）５２と奥行き方向（前後方向）５３が幅方向５１よりも大きい扁平形状である。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着されるときに前方側となる本体３１の壁が本体前壁４０であり、後方側となる本体３１の壁が本体後壁４２である。本体前壁４０と本体後壁４２とは、奥行き方向５３において対向している。本体前壁４０及び本体後壁４２とを接続し、かつ本体前壁４０の上端から本体後壁４２の上端に向けて延びる本体３１の外壁が本体上壁３９であり、本体前壁４０及び本体後壁４２とを接続し、かつ本体前壁４０の下端から本体後壁４２の下端に向けて延びる本体３１の外壁が本体下壁４１である。なお、挿入及び取出方向５０は奥行き方向５３と平行である。

本体３１は、その内部にインク室３６を有する。インク室３６は、本体３１と、本体３１の両側に固着されるフィルム（不図示）により区画される空間である。インク室３６内には、補強などを目的として複数のリブが設けられているが、インク室３６は、後述される残量検知部３３、インク流路７２、大気流路７７とインク及び空気の流通が可能な空間である。

図３に示されるように、本体３１の本体前壁４０における高さ方向５２の中央付近には、残量検知部３３が設けられている。残量検知部３３は、幅方向５１に細く、高さ方向５２と奥行き方向５３が幅方向５１よりも大きい扁平形状である。残量検知部３３は中空であり、インク室３６とインクが流通可能に通じている。つまり、残量検知部３３とインク室との間には隔壁が存在しない。

残量検知部３３の中空部分にはセンサーアーム６０のインジケータ部６２が挿入されている。センサーアーム６０は、板状のアーム本体６１の両端に、インジケータ部６２及びフロート部６３とがそれぞれ設けられたものである。センサアーム６０は、インク室３６において、幅方向５１に沿って延びる支軸６４により回動可能に支持されている。センサーアーム６０は、インク室３６に存在するインク量に対応して、インジケータ部６２が残量検知部３３の高さ方向５２下側に位置する下位姿勢と、インジケータ部６２が残量検知部３３の高さ方向５２上側に位置する上位姿勢に姿勢変化可能である。なお、図３では、インジケータ部６２が下位姿勢であり、インク室３６内にインクが所定量存在する状態が示されている。

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、カートリッジ装着部１１０に設けられた光センサ１１４に対して、残量検知部３３は、赤外光を所定量以上透過させる状態と、残量検知部３３が赤外光を所定量未満に遮光又は減衰させる状態とに変化する。インジケータ部６２が上位姿勢であれば残量検知部３３は赤外光を透過させ、インジケータ部６２が下位姿勢であれば、残量検知部３３は赤外光を遮光又は減衰させる。この残量検知部３３の透光状態に応じて、インク室３６内のインク残量が所定量未満になったことが判定される。

図３に示されるように、本体３１の本体前壁４０における残量検知部３３の上側に、大気連通部３８が設けられている。大気連通部３８は、円筒形状の外形をなしており、本体前壁４０から挿入及び取出方向５０に沿って外側へ突出している。この大気連通部３８は、カバー３２の開口３５を通じて外部へ露出されている。大気連通部３８の突出端には、中空円筒形状の弾性部材８０が設けられている。弾性部材８０には、大気連通口７６が形成されている。この大気連通口７６から大気連通部３８の内部空間を通じて、挿入及び取出方向５０に延びてインク室３６に通ずる大気流路７７が形成されている。大気連通口７６は、大気連通バルブ７５により開閉可能に構成されている。大気連通バルブ７５は、コイルバネ７８により大気連通口７６側へ付勢されて、常時は、弾性部材８０に密接して大気連通口７６を閉じている。また、大気連通バルブ７５の一部であるロッド７９は、大気連通口７６から外側へ突出されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、カートリッジ装着部１１０に設けられた大気接続部１０５の先端（図６参照）が、大気連通バルブ７５のロッド７９に当接して、コイルバネ７８の付勢力に抗して大気連通バルブ７５を弾性部材８０から離反させる。これにより大気連通口７６が開かれて、負圧に維持された状態のインク室３６の気圧が外気圧となる。また、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、大気接続部１０５の先端が弾性部材８０内に入り込み、弾性部材８０の内周面が大気接続部１０５の外周面に密着する。すなわち、弾性部材８０が、弾性変形しつつ、大気接続部１０５の外周面に接触した状態となる。大気連通部３８が気体流入部に相当する。

なお、大気連通口７６は、必ずしも大気連通バルブ７５によって開閉可能な構成に限定されず、例えば、大気連通口７６が弾性フィルムやゴム栓などで閉塞されており、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、大気接続部１０５などが弾性フィルムやゴム栓を突き破ることにより大気連通口７６が開かれる構成であってもよい。

図３に示されるように、本体３１の本体前壁４０における高さ方向５２の中央より下側に、インク供給部３７が設けられている。インク供給部３７は、円筒形状の外形をなしており、本体前壁４０から挿入及び取出方向５０に沿って外側へ突出している。このインク供給部３７は、カバー３２の外側へ露出されている。インク供給部３７の突出端にはインク供給口７１が形成されている。このインク供給口７１からインク供給部３７の内部空間を通じて、挿入及び取出方向５０に延びてインク室３６へ通ずるインク流路７２が形成されている。インク供給口７１は、インク供給バルブ７０によって開閉可能に構成されている。インク供給バルブ７０は、コイルバネ７３によりインク供給口７１側へ付勢されて、常時は、インク供給口７１を閉じている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、カートリッジ装着部１１０に設けられたインクニードル１２２（図５参照）が、インク供給口７１に挿入されてインク供給バルブ７０をコイルバネ７３の付勢力に抗してインク供給口７１から離反させる。これにより、インク供給口７１が開かれて、インク流路７２を通ってインク室３６から、カートリッジ装着部１１０に設けられたインクニードル１２２へインクが流出される。

なお、インク供給口７１は、必ずしもインク供給バルブ７０によって開閉可能な構成に限定されず、例えば、インク供給口７１が弾性フィルムやゴム栓などで閉塞されており、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、インクニードル１２２が弾性フィルムやゴム栓を突き破ることによりインク供給口７１が開かれる構成であってもよい。

本体３１の本体上壁３９における奥行き方向５３の中央付近には、係合部４３が形成されている。係合部４３は、インクカートリッジ３０の幅方向５１及び高さ方向５２に拡がる平面を有する突起である。係合部４３は、カバー３２には覆われておらず、外部へ露出されている。係合部４３には、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態で、後述されるロックレバー１４５が係合する。この係合部４３は、インクカートリッジ３０を取出向き５５に押し出させる付勢力を受けるものである。

［インク供給装置１００］
図１に示されるように、インク供給装置１００は、プリンタ１０に設けられている。インク供給装置１００は、プリンタ１０が備える記録ヘッド２１へインクを供給するものである。インク供給装置１００は、インクカートリッジ３０を装着可能なカートリッジ装着部１１０を備えている。なお、図１においては、カートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態が示されている。

［カートリッジ装着部１１０］
図４〜６に示されるように、カートリッジ装着部１１０の筐体を形成するケース１０１は、プリンタ１０の正面側に開口１１２を有する。開口１１２を通じてケース１０１へインクカートリッジ３０が挿抜される。ケース１０１には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクに対応する４つのインクカートリッジ３０が収容可能である。

ケース１０１には、内部空間を縦方向に長い４つの空間に仕切り分ける３つのプレート１０２が設けられている。このプレート１０２によって仕切り分けられた各空間それぞれにインクカートリッジ３０が収容される。プレート１０２は、ケース１０１において開口１１２と反対側となる終面側（奥側）に設けられている。

図５に示されるように、ケース１０１の終面の下部にインク接続部１０３が設けられている。インク接続部１０３は、終面において、ケース１０１に装着された各インクカートリッジ３０のインク供給部３７に対応する位置にそれぞれ配置されている。本実施形態では、ケース１０１に収容可能な４つのインクカートリッジ３０に対応して４つのインク接続部１０３が設けられている。

インク接続部１０３は、インクニードル１２２と、保持部１２１とを有する。インクニードル１２２は、管状の樹脂針からなる。インクニードル１２２は、ケース１０１の終面と表裏をなす外面側でインクチューブ２０に接続されている。各インクニードル１２２から外面側へ引き出された各インクチューブ２０は、ケース１０１の終面と対向する外側面において上方へ引き上げられたのち、プリンタ１０の記録ヘッド２１へインクを流通可能に延出されている。

保持部１２１は、円筒状に形成されている。保持部１２１の中心にインクニードル１２２が配置されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、インク供給部３７の外周面が保持部１２１の円筒の内周面にガイドされつつ、インク供給部３７が保持部１２１の円筒の内側に挿入される。インク供給部３７が保持部１２１へ挿入されると、インクニードル１２２がインク供給部３７のインク供給口７１に挿入される。これにより、インク室３６に貯留されているインクが外部へ流出可能となる。インク室３６から流出されたインクは、インクニードル１２２へ流入する。

図６に示されるように、ケース１０１の終面において、インク接続部１０３より高さ方向５２の上側にセンサユニット１０４が設けられている。センサユニット１０４は、基板１１３と、光センサ１１４とを備える。基板１１３に光センサ１１４が装着されることで、センサユニット１０４が構成されている。センサユニット１０４には、４つの光センサ１１４が設けられている。これら４つの光センサ１１４は、ケース１０１に収容可能な４つのインクカートリッジ３０に対応している。４つの光センサ１１４は、各プレート１０２の間において、ケース１０１の幅方向に（幅方向５１と一致する）に一列に配列されている。

各光センサ１１４は、ＬＥＤなどの発光素子１１８と、フォトトランジスタなどの受光素子１１９とをそれぞれ有する。発光素子１１８及び受光素子１１９は、それぞれが筐体に囲まれている。光センサ１１４は、この筐体により形成される外形が馬蹄形である。発光素子１１８は、筐体から一方向へ光を照射可能である。受光素子は、筐体に対して一方向から照射された光を受光可能である。このような発光素子１１８と受光素子１１９とが、馬蹄形の筐体において所定の間隔を空けて対向配置されている。発光素子１１８と受光素子１１９との間の空間には、インクカートリッジ３０の残量検知部３３が進入可能である。光センサ１１４の光路に残量検知部３３が進入すると、光センサ１１４は、残量検知部３３による透光状態の変化を検知し得る。

図５に示されるように、ケース１０１の終面の上部に大気接続部１０５が設けられている。大気接続部１０５は、終面において、ケース１０１に装着された各インクカートリッジ３０の大気連通部３８に対応する位置にそれぞれ配置されている。本実施形態では、ケース１０１に収容可能な４つのインクカートリッジ３０に対応して４つの大気接続部１０５が設けられている。

大気接続部１０５は、ケース１０１の終面から開口１１２側へ向かって突出する中空円筒状に形成されている。大気接続部１０５の突出端には、開口１０６が形成されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、大気接続部１０５がカバー３２の開口３５へ進入して、大気接続部１０５の突出端が大気連通部３８の弾性部材８０内に入り込む。このとき、弾性部材８０の内周面が大気接続部１０５の外周面に密着する。すなわち、弾性部材８０が、弾性変形しつつ、大気接続部１０５の外周面に接触した状態となる。これにより、大気接続部１０５の突出端により大気連通バルブ７５のロッド７９がコイルバネ７８の付勢力に抗して押し込まれて、大気連通口７６が開かれる。そして、大気接続部１０５の開口１０６から、大気連通口７６、大気流路７７を通じてインク室３６に空気が流入する。なお、弾性部材８０の内周面が大気接続部１０５の外周面に密着しているので、弾性部材８０の内周面と大気接続部１０５の外周面との間を空気やインクが通過することが防止されている。

図６に示されるように、スライド部材１３５は、カートリッジ装着部１１０の奥部の下端側に形成された空間１３０に配置されている。本実施形態では、ケース１０１に収容可能な４つのインクカートリッジ３０に対応して４つのスライド部材１３５が設けられている。空間１３０は、カートリッジ装着部１１０の内部空間と連続している。スライド部材１３５は、空間１３０において挿入及び取出方向５０に沿って延出された支持ロッド１３３によって挿入及び取出方向５０に沿ってスライド可能に支持されている。スライド部材１３５は、概ね直方体の外形をなす。スライド部材１３５は、インクカートリッジ３０の第２突起４６の挿入経路に配置されており、第２突起４６の先端と当接可能である。つまり、スライド部材１３５は、第２突起４６の先端と挿入向き５６に対向して設けられている。

空間１３０にはコイルバネ１３９が設けられている。コイルバネ１３９は、スライド部材１３５を開口１１２側、つまり、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０から抜き出される向きへ、つまり開口１１２へ向かって、インクカートリッジ３０を弾性付勢するものである。コイルバネ１３９は、空間１３０において挿入及び取出方向５０に沿って延出された支持ロッド１３３に外嵌されて、空間１３０の終端を画定している終壁１３１とスライド部材１３５との間に介在されている。コイルバネ１３９が自然長である場合、つまり、スライド部材１３５に外力が加えられていない状態では、スライド部材１３５は、開口１１２側の所定の位置に配置される。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に挿入される過程で、インクカートリッジ３０の第２突起４６がスライド部材１３５に当接して、スライド部材１３５が空間１３０の終壁１３１側へ押圧される。これにより、コイルバネ１３９が収縮されるとともに、スライド部材１３５が終壁１３１側の位置へスライドされる。収縮したコイルバネ１３９は、スライド部材１３５を介してインクカートリッジ３０を取出向き５５へ付勢する。

ケース１０１には、ロックレバー１４５が設けられている。ロックレバー１４５は、カートリッジ装着部１１０に装着されたインクカートリッジ３０を、コイルバネ１３９の付勢力に抗して、装着状態に維持するためのものである。ロックレバー１４５は、ケース１０１の開口１１２の上側に設けられている。本実施形態では、ケース１０１に装着可能な４つのインクカートリッジ３０に対応して４つのロックレバー１４５が設けられている。

ロックレバー１４５は、全体がアーム状に形成されている。ロックレバー１４５の中央付近に支軸１４７が設けられている。この支軸１４７がケース１０１に支持されている。これにより、ケース１０１の開口１１２の上側においてロックレバー１４５が支軸１４７を中心に回動可能に支持されている。ロックレバー１４５は、大別すると、操作部１４９と、被係合部１４６とに大別される。操作部１４９は、ケース１０１の開口１１２から外側へ突出されている。操作部１４９は、ロックレバー１４５を回動させるための操作を受け付ける部分である。被係合部１４６は、ケース１０１の内部へ進入している。被係合部１４６は、インクカートリッジ３０の係合部４３と係合可能である。被係合部１４６が係合部４３と係合することにより、コイルバネ１３９に付勢されているインクカートリッジ３０が、ケース１０１に対して装着状態に維持される。被係合部１４６が係合部４３と係合可能な位置となるロックレバー１４５の回動位置がロック位置と称され、被係合部１４６が係合部４３と係合しない位置がアンロック位置と称される。

ロックレバー１４５には、コイルバネ１４８が取り付けられている。コイルバネ１４８によって、ロックレバー１４５は、ロック位置側へ付勢されている。ロック位置のロックレバー１４５に対して、操作部１４９が高さ方向５２下向きへ押し下げられると、ロックレバー１４５がロック位置からアンロック位置へ回動される。

図６に示されるように、大気接続部１０５の内部空間は空洞であり、空気が流通可能な気体流路１０７が形成されている。気体流路１０７は、大気接続部１０５の開口１０６から挿入及び取出方向５０に沿って大気接続部１０５の基端側へ延びている。大気接続部１０５は、ケース１０１に装着された各インクカートリッジ３０の大気連通部３８に対応して４つ設けられているので、気体流路１０７も相互に独立して４つが形成されている。

図７に示されるように、４つの気体流路１０７は、ケース１０１の終面と表裏をなす外面側において合流路１０８に接続して、合流されている。この合流路１０８は、４つの気体流路と接続する側と反対側において開口１０９を有する。この開口１０９を封止するようにして半透膜１２４が設けられている。半透膜１２４は、微小な孔を有する多孔質膜であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などのフッ素樹脂からなる。

半透膜１２４が開口１０９を封止しているので、開口１０９は液密に封止される。一方、半透膜１２４は、ガーレー数に応じた抵抗により空気を通過させる。単位時間当たりに開口１０９を通過可能な空気量（流量）は、半透膜１２４のガーレー数に依存し、開口１０９の大きさに対応する半透膜１２４の面積（半透膜１２４の有効面積）に比例する。したがって、同じ素材、つまりガーレー数が同じ半透膜１２４を用いる場合には、開口１０９の大きさに対応する半透膜１２４の面積（半透膜１２４の有効面積）を広くするほど、つまり半透膜１２４により封止される開口１０９を大きくするほど空気の流量が上がる。換言すると、半透膜１２４のガーレー数及び面積により、半透膜１２４の空気の透過度が決まる。

［インクカートリッジ３０の装着動作］
以下、図６が参照されつつ、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される動作が説明される。

図には示されていないが、カートリッジ装着部１１０の開口１１２は、プリンタ１０の筐体に設けられた開閉可能なカバーによって閉じられている。インクカートリッジ３０が装着されるときには、このカバーが開かれる。

図６に示されるように、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に対して挿入向き５６へ挿入される。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に挿入されると、まず、カバー３２の挿入向き５６の先端に形成された挿入向き５６前側へ傾斜する案内面が、ロックレバー１４５の被係合部１４６に当接する。更にインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ挿入されると、ロックレバー１４５の被係合部１４６がカバー３２に乗りあがる。これにより、ロックレバー１４５が反時計回りに回動して、図６に示されるように、ロック位置からアンロック位置へ移動する。

また、インクカートリッジ３０の第２突起４６の先端がスライド部材１３５に当接する。このとき、スライド部材１３５は、コイルバネ１３９に付勢された、空間１３０における開口１１２側に位置されている。ユーザは、図６に示されている状態から、さらにインクカートリッジ３０をカートリッジ装着部１１０に挿入するために、コイルバネ１３９の付勢力に抗して、カバー３２の後壁側を押し込む。

インクカートリッジ３０の係合部４３がロックレバー１４５の被係合部１４６より挿入向き５６の前側へ到達すると、ロックレバー１４５が図６における時計回りに回動して、アンロック位置からロック位置へ移動する。これにより、ロックレバー１４５の被係合部１４６とインクカートリッジ３０の係合部４３とが係合して、コイルバネ１３９の付勢力に抗して、インクカートリッジ３０が装着位置に保持される。

装着位置において、インクカートリッジ３０のインク供給口７１にはインクニードル１２２が挿入されており、このインクニードル１２２によりインク供給バルブ７０が開位置へ移動される。したがって、インク室３６からインク流路７２、インクニードル１２２を通じてインクチューブ２０へインクが流出可能となる。また、ケース１０１の終面に設けられた大気接続部１０５により、大気連通バルブ７５が開放されて、インク室３６内が大気圧となる。すなわち、半透膜１２４から、合流路１０８、気体流路１０７、開口１０６、大気連通口７６、大気流路７７を介して、インク室３６に空気が流入する。また、残量検知部３３は、光センサ１１４により検知可能な位置へ到達され、残量検知部３３内におけるセンサーアーム６０のインジケータ部６２の位置が検知されることに基づいて、インク室３６のインク残量が判定される。

インク室３６のインクが消費されると、大気連通部３８からインク室３６内へ、インクの消費量に対応した量の空気が流入する。大気連通部３８からインク室３６内へ流入する単位時間当たりの空気の量（流量）は、単位時間当たりに消費されるインク室３６のインクの量が多いほど、大きくする必要がある。大気連通部３８は、大気接続部１０５の開口１０６、気体流路１０７、合流路１０８を介して半透膜１２４に通じているので、これら流路における流路抵抗はあるものの、最大の流路抵抗を発生する半透膜１２４により、大気連通部３８からインク室３６内へ流入する空気の流量が設定される。そして、前述されたように、半透膜１２４のガーレー数が決まると、合流路１０８の開口１０９の大きさ、すなわち、半透膜１２４の有効面積が空気の流量を確保するための主たる設計要素となる。

仮に、単独のインクカートリッジ３０から流出される最大インク流量に対応する空気の透過度を確保するための半透膜１２４の有効面積を面積Ｓとすると、従来のように、例えば、４個のインクカートリッジ３０の大気連通口７６それぞれに半透膜１２４が設けられている場合には、各インクカートリッジ３０の大気連通口７６に設けられた半透膜１２４の有効面積の合計Ｔ１は、面積Ｓ×４となる。

しかしながら、プリンタ１０においてフルカラー印刷を行ったとしても、４個のインクカートリッジ３０の各々から同時に最大インク流量でインクが流出されて画像記録が行われることはない。４個のインクカートリッジ３０の各々から最大インク流量でインクが流出されて画像記録が行われるとは、記録ヘッド２１の各ノズル２９から最大インク滴量で、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色インクを吐出することなので、例えば、シアン、マゼンタ及びイエローにより全てが黒色の画像が形成されているにも拘わらず、さらにブラックで全てが黒色の画像を形成することであり、不合理だからである。したがって、本実施形態では、合流路１０８の開口１０９の大きさを合計Ｔ１より小さくでき、その結果、開口１０９の大きさに対応する半透膜１０４の有効面積Ｔ２は、単独のインクカートリッジからの最大インク流量に対応する範囲内で、前述された合計Ｔ１より小さくすることができる。

また、プリンタ１０において紙詰まりの処理や、修理のための梱包、搬送において、カートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態で、プリンタ１０が縦置きなどにされることが想定される。その結果、インクカートリッジ３０の大気連通口７６が下側となる姿勢にプリンタ１０が保持されると、インク室３６から大気流路７７、大気連通口７６を通じて、インクが、気体流路１０７、合流路１０８に流れ込むおそれがあるが、合流路１０８の開口１０９が半透膜１２４で封止されているので、開口１０９からインクが流出して、センサユニット１０４等の電子部品を汚すことが防止される。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態によれば、４個のインクカートリッジ３０の大気連通部３８と各々接続される気体流路１０７は、合流路１０８に接続して、合流されており、その合流路１０８の開口１０９に半透膜１２４が設けられているので、半透膜１２４に求められる空気の透過度は、単独のインクカートリッジ３０から流出されるインク流量及び４個のインクカートリッジ３０から同時に流出されるインク流量に対応したものとすることができる。プリンタ１０において、４個のインクカートリッジ３０の各々から同時に最大インク流量でインクが流出されて画像記録が行われることはないので、半透膜１２４に求められる面積を小さくすることができる。

１０・・・プリンタ（インクジェット記録装置）
２１・・・記録ヘッド（記録部）
３０・・・インクカートリッジ
３１・・・本体（筐体）
３６・・・インク室
３７・・・インク供給部
３８・・・大気連通部（気体流入部）
１０１・・・ケース
１０７・・・気体流路
１０８・・・合流路
１０９・・・開口
１１０・・・カートリッジ装着部
１２４・・・半透膜

Claims (2)

1. 複数のインクカートリッジと、当該複数のインクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部と、を備え、当該カートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジから供給されるインクを記録部が選択的に吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置であって、
   上記複数のインクカートリッジの各々は、
   内部にインクが貯留されるインク室を有する筐体と、
   上記筐体に設けられており、上記インク室に貯留されたインクを外部へ流出させるインク供給部と、
   上記筐体に設けられており、上記インク室へ気体を流入可能な気体流入部と、を有しており、
   上記カートリッジ装着部は、
   上記複数のインクカートリッジがそれぞれ挿入されるケースと、
   上記ケースに設けられており、上記複数のインクカートリッジの上記気体流入部とそれぞれ接続可能な複数の気体流路と、
   上記複数の気体流路と接続されており、上記複数の気体流路との接続部とは異なる箇所において開口している合流路と、
   上記合流路の開口を封止する半透膜と、を有しており、
   上記複数のインクカートリッジは、上記インク室にブラック色のインクを貯留するものと、上記インク室にシアン色のインクを貯留するものと、上記インク室にマゼンタ色のインクを貯留するものと、上記インク室にイエロー色のインクを貯留するものと、を含むＮ個であり、
   上記記録部は、フルカラー印刷において、シアン色のインク、マゼンタ色のインク、及びイエロー色のインクにより画像の黒色を形成するものであり、
   上記半透膜が空気を透過させる面積は、上記記録部がインクを吐出することにより単独のインクカートリッジから流出されるインクの最大インク流量に対応する空気の透過度を確保するための半透膜の面積を面積Ｓとしたとき、当該面積ＳのＮ倍より小さいインクジェット記録装置。
2. 上記半透膜の面積は、上記面積Ｓの３倍以上である請求項１に記載のインクジェット記録装置。

Images