JP4517659B2 - インクカートリッジ及び弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクカートリッジ及び弁装置に関し、特に、インクカートリッジが取り外された状態でインクカートリッジ内からのインク漏れの防止をすると共に、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着された状態でインク及び外気の流路を形成することができる構成を有するインクカートリッジ及び弁装置に関するものである。

特開２００１−１１３７２３号公報（特許文献１）に開示されているように、インクカートリッジがインクジェット記録装置より取り外された状態において、インクカートリッジ内からのインク漏れを防止できるインクカートリッジが知られている。このインクカートリッジは、インクを貯留するインク室とそのインク室に貯留されたインクを外部に供給するインク供給口と、そのインク室とインク供給口との間に形成されたインク誘導室とを備えている。

インク誘導室には弁体が収容され、インク供給口には筒状パッキングが嵌合されている。弁体は、インクの流路を塞ぐために圧縮バネにより筒状パッキングに弾接する方向に付勢され、インク室側からのインク漏れを防止している。インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されると、インク供給針が筒状パッキング内に侵入し、圧縮バネの付勢に抗して弁体をインク室側に押すことによりインクの流路が形成され、インクを供給可能に構成されている。
特開２００１−１１３７２３号公報（第４図等）

しかしながら、上述のように、インクカートリッジ内からのインク漏れの防止をするインクカートリッジでは、インクの流路の連通と遮断とを切り替える弁体と、その弁体を付勢する圧縮バネとを備えるので、その弁体と圧縮バネを取り付けるためのインク誘導室をインク供給口とインク室との間に形成する必要があり、インクの流路を形成するための構造が複雑となる。また、そのインク誘導室内に弁体と圧縮バネとを取り付けるので、取り付け作業が困難になると共に作業工程も増加する。従って、インクカートリッジの製作コストが高くなるという問題点があった。

また、圧縮バネは、金属製のものが用いられている。金属製の圧縮バネは、樹脂材料で構成されたインクカートリッジと一緒に廃棄処分できないため、インクカーリッジの廃棄の際に、一旦インクカートリッジを分解して圧縮バネを取り外す作業が必要となる。そのため、金属製の圧縮バネが用いられている場合には、インクカートリッジの廃棄の作業工程が多くなり、廃棄処分についても廃棄コストが高くなるという問題点があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、インクカートリッジの製作コストを低減することができると共に廃棄コストを低減することができるインクカートリッジ及び弁装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１に記載のインクカートリッジは、記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に着脱自在に構成され、そのインクジェット記録装置側に設けられた流路と連通するものであり、インクを貯留するインク室と、そのインク室と連通して設けられた連通室と、樹脂材料で製作された弁部材と、その弁部材の一方の面のほぼ中央部分を露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周から前記インク室側に立ち上がりかつ前記弁部材の一方の面と反対側部分に当接するように内側に張り出し前記弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作して有し、前記連通室内に配設された支持部材とを備え、前記弁部材は、前記支持部材の弁座部と付勢部との間に保持され、前記支持部材の開口から露出された前記弁部材の一方の面を前記インク室側に押した場合に、前記弁部材が前記付勢部の付勢に抗して移動されて、前記弁座部から離れ、前記インク室とインクカートリッジ外部とが連通し、前記付勢部における内側に張り出した部分の中央には開口が形成されており、前記付勢部における内側に張り出した部分に当接する前記弁部材の部分には、当該張り出した部分に向かって複数の突起が設けられている。

請求項２に記載のインクカートリッジは、請求項１に記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材は、前記インクジェット記録装置と前記弁部材とのいずれか一方から他方に向けて突出して設けられた操作部材により、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記弁座部から離れる方向に押されるように構成されている。

請求項３に記載のインクカートリッジは、請求項２に記載のインクカートリッジにおいて、前記操作部材は、前記インクジェット記録装置から突出して設けられた中空部材であって、その内部流路が前記インクジェット記録装置側の流路と連通して形成され、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されたとき、その中空部材の内部流路が前記インク室と前記インクジェット記録装置側の流路と連通させるように構成されている。

請求項４に記載のインクカートリッジは、請求項３に記載のインクカートリッジにおいて、前記支持部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記中空部材をその内周に密着して嵌合させるシール手段を、前記弁座部から前記付勢部とは反対側に一体に突出して有するものである。

請求項５に記載のインクカートリッジは、請求項１または２に記載のインクカートリッジにおいて、前記支持部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記弁座部の開口と前記流路とを連通状態にするシール手段を、前記弁座部から前記付勢部とは反対側に一体に突出して有するものである。

請求項６に記載のインクカートリッジは、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において、前記弁部材は、前記弁座部と当接する部分と、前記付勢部と当接する部分との間に、前記弁座部側とその反対側とを連通させる連通路を貫通して備えるものである。

請求項７に記載のインクカートリッジは、請求項６記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材の連通路の開口部は、非円形に形成されている。

請求項８に記載のインクカートリッジは、請求項６又は７に記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記インク室側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記弁部材の連通路は、前記底部を貫通する孔と、前記弁側壁部を貫通する孔とが連通して形成されている。

請求項９に記載のインクカートリッジは、請求項６から８のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材の連通路の前記インク室側の開口部を構成する各稜線は、互いに角度をもった２以上の平面上に形成されている。

請求項１０に記載のインクカートリッジは、請求項９記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材は、前記弁側壁部と接しつつ前記底部から立設し、前記連通路の開口部の稜線の一部を形成する突起部を備えている。

請求項１１に記載のインクカートリッジは、請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記インク室側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記付勢部の立ち上がった部分は、前記弁側壁部の外周に沿って立ち上がって形成されている。

請求項１２に記載のインクカートリッジは、請求項１から１１のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記付勢部の前記弁部材の外周部に位置する部分の肉厚は、前記弁座部の前記抽出部材の侵入方向における肉厚に比して薄く形成されている。

請求項１３に記載のインクカートリッジは、請求項４に記載のインクカートリッジにおいて、前記支持部材は、前記シール手段の周囲を包囲する溝と、その溝を前記シール手段との間に挟んで前記弁座部から前記シール手段が突出する方向に突出する外周壁とを備えている。

請求項１４に記載のインクカートリッジは、請求項４に記載のインクカートリッジにおいて、前記シール手段の前記中空部材の侵入側となる端部の内周は、前記侵入側から前記弁部材側に向かうほど径を小さく構成されている。

請求項１５に記載のインクカートリッジは、請求項４、１３または１４に記載のインクカートリッジにおいて、記弁座部の開口の内径は、前記シール手段の内径より大きく形成されている。

請求項１６に記載のインクカートリッジは、請求項６に記載のインクカートリッジにおいて、前記弁部材の前記弁座部と対向する面には、前記連通路より内側で且つ前記開口より外側となる位置にその弁座部方向に突起した環状の突起部材が形成されている。

請求項１７に記載のインクカートリッジは、請求項１から１６のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記支持部材は、前記付勢部と離れた側の外周面に半径方向外方に突起した取付部を有し、その取付部よりも前記付勢部は外径を小さく形成され、前記連通室は、前記付勢部を収容する部分と、その部分に対し前記インク室と反対側に段状面を介して形成され前記取付部を収容する部分とを有し、前記取付部を、前記連通室の前記段状面に当接して固着したものである。

請求項１８に記載のインクカートリッジは、請求項１から１７のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記インクジェット記録装置は、そのインクジェット記録装置から突出して設けられ、前記インク室内に外気を導入する外気導入部材を備え、その外気導入部材を挿入可能で前記インク室と連通する外気連通室が形成され、その外気連通室内に前記支持部材及び弁部材と同形状のものが配置されている。

請求項１９に記載の弁装置は、移動可能に配設され、樹脂材料で製作された弁部材と、その弁部材の一方の面のほぼ中央部分を露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周からその弁部材の前記一方の面と反対側に立ち上がりかつその弁部材の一方の面と反対側部分に当接するように内側に張り出し前記弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作して有する支持部材とを備え、前記弁部材は、前記支持部材の弁座部と付勢部との間に保持され、前記弁部材が前記付勢部の付勢に抗して移動することにより、前記弁座部から離れ、前記弁部材の両側の流路が連通し、前記付勢部における内側に張り出した部分の中央には開口が形成されており、前記付勢部における内側に張り出した部分に当接する前記弁部材の部分には、当該張り出した部分に向かって複数の突起が設けられている。

請求項２０に記載の弁装置は、請求項１９に記載の弁装置において、前記支持部材は、前記弁座部の開口と、当該弁装置と着脱可能に接続される機器の流路とを連通状態にするシール手段を、前記弁座部から前記付勢部とは反対側に一体に突出して有するものである。

請求項２１に記載の弁装置は、請求項１９に記載の弁装置において、前記弁部材は、前記開口により露出されたその弁部材の前記一方の面を、中空部材により前記付勢部の付勢に抗して押され前記弁座部から離れるものであり、前記支持部材は、その中空部材をその外周に密着して嵌合させるシール手段を前記開口に連接して一体に有するものである。

請求項２２に記載の弁装置は、請求項１９から２１のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材は、前記弁座部と当接する部分と、前記付勢部と当接する部分との間に、その弁部材の両側を連通させる連通路を、その移動方向に貫通して備えるものである。

請求項２３に記載の弁装置は、請求項２２に記載の弁装置において、前記弁部材の連通路の開口部は、非円形に形成されている。

請求項２４に記載の弁装置は、請求項２２または２３に記載の弁装置において、前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記弁座部とは反対側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記弁部材の連通路は、前記底部を貫通する孔と、前記弁側壁部を貫通する孔とが連通して形成されている。

請求項２５に記載の弁装置は、請求項２２から２４のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材の連通路の開口部を構成する各稜線は、互いに角度をもった２以上の平面上に形成されている。

請求項２６に記載の弁装置は、請求項２５に記載の弁装置において、前記弁側壁部と接しつつ前記底部から立設し、前記連通路の開口部の稜線の一部を形成する突起部を備えている。

請求項２７に記載の弁装置は、請求項１９から２６のいずれかに記載の弁装置において、前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記弁座部とは反対側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記付勢部の立ち上がった部分は、前記弁側壁部の外周に沿って立ち上がって形成されている。

請求項２８に記載の弁装置は、請求項１９から２７のいずれかに記載の弁装置において、前記付勢部の前記弁部材の外周部に位置する部分の肉厚は、前記弁座部の前記抽出部材の侵入方向における肉厚に比して薄く形成されている。

請求項２９に記載の弁装置は、請求項２１に記載の弁装置において、前記支持部材は、前記シール手段の周囲を包囲する溝と、その溝を前記シール手段との間に挟んで前記弁座部から前記シール手段が突出する方向に突出する外周壁とを備えている。

請求項３０に記載の弁装置は、請求項２１または２９に記載の弁装置において、前記シール手段の前記中空部材の侵入側となる端部の内周は、前記侵入側から前記弁部材側に向かうほど径を小さく構成されている。

請求項３１に記載の弁装置は、請求項２１、２９または３０に記載の弁装置において、前記弁座部の開口の内径は、前記シール手段の内径より大きく形成されている。

請求項３２に記載の弁装置は、請求項２２に記載の弁装置において、前記弁部材の前記弁座部と対向する面には、前記連通路より内側で且つ前記開口より外側となる位置にその弁座部方向に突起した環状の突起部材が形成されている。

請求項３３に記載の弁装置は、請求項１９から３２のいずれかに記載の弁装置において、前記支持部材は、前記弁座部側の外周面に半径方向外方に突起し、当該支持部材を取り付ける機器に対する取付部を有し、その取付部よりも前記付勢部は外径を小さく形成されている。

請求項１に記載のインクカートリッジによれば、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されることにともない、支持部材の開口から露出された弁部材の一方の面をインク室側に押した場合に、弁部材が付勢部の付勢に抗して押されることにより弁座部から離れてインク室とインクカートリッジの外部との間を連通する。インクカートリッジがインクジェット記録装置から取り外された状態では、弁部材が付勢部によって弁座部と当接しインクが開口を介して漏れ出すことが防止される。

また、付勢部と弁座部とは、ゴム状の弾性材料によって支持部材として一体に構成されている。よって、インクカートリッジの廃棄の際に、例えば、焼却により廃棄を行う場合にはそのまま焼却することができ、金属製の圧縮バネを使用した場合に比べて、インクカートリッジを分解し金属製の圧縮バネを取り出す作業が必要ないので、作業効率が向上し廃棄コストを低減できるという効果がある。

さらに、弁部材は支持部材の付勢部と弁座部との間に保持されているので、弁部材を保持した状態の支持部材を連通室に配設することでインク室とインクジェット記録装置側の流路との間の連通と遮断を行うことができる。よって、弁部材が配置された領域にその弁部材を付勢する付勢手段を取り付ける煩雑な作業工程が必要ではなくなるので、インクカートリッジの製作コストを低減できるという効果がある。
さらに、付勢部における内側に張り出した部分に当接する弁部材の部分には、当該張り出した部分に向かって複数の突起が設けられているので、付勢部の張り出した部分と弁部材とが当接している際、両者の摩擦力が増大され、両者の接触状態が保たれる。よって、弁部材が弁座部から離れた際に、弁部材が付勢部の張り出した部分から外れ、付勢部の張り出した部分の中央に形成されている開口に弁部材が挟まれてしまうのを防止することができるという効果がある。

請求項２に記載のインクカートリッジによれば、請求項１記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材は、インクジェット記録装置と弁部材とのいずれか一方から他方に向けて突出して設けられた操作部材により、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されることにともない、前記弁座部から離れる方向に押されるので、インクカートリッジがインジェット記録装置に装着しない状態では、インクが漏れず、装着した状態ではインクをインクジェット記録装置に供給することができるという効果がある。

請求項３に記載のインクカートリッジによれば、請求項２に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、操作部材は、インクジェット記録装置から突出して設けられた中空部材であって、その内部流路がインクジェット記録装置側の流路と連通して形成され、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されたとき、中空部材により弁部材を押して弁座部から離し、その中空部材の内部流路がインク室とインクジェット記録装置側の流路と連通させることができるという効果がある。

請求項４に記載のインクカートリッジによれば、前記支持部材は、インクカートリッジがインクジェット記録装置に装着されることにともない、中空部材をその内周に密着して嵌合させるシール手段を、弁座部から付勢手段とは反対側に一体に突出して有するので、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着した場合に、インク室と中空部材の内部流路とを連通させることができるとともに、インクが漏れることを防ぐことができるという効果がある。

請求項５に記載のインクカートリッジによれば、請求項１または２に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、前記支持部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記弁座部の開口と前記流路とを連通状態にするシール手段を、弁座部から付勢手段とは反対側に一体に突出して有するので、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着した場合に、インクが漏れることなく、インク室とインクジェット記録装置側の流路とを連通させることができるという効果がある。

請求項６に記載のインクカートリッジによれば、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の奏する効果に加え、弁部材は、弁座部と当接する部分と、付勢部と当接する部分との間に、弁座部側とその反対側とを連通させる連通路を貫通して備えているので、弁部材が付勢部の付勢に抗して押された場合には、その連通路を介して弁座部側とその反対側との間を確実に連通させることができると共に、付勢部の付勢によって弁部材が弁座部に当接している場合には、インクの流路を確実に遮断することができるという効果がある。

請求項７に記載のインクカートリッジによれば、請求項６に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材の連通路の開口部は、非円形に形成されているので、その開口部にインクの表面張力によるメニスカスが形成されるのを防止し、インクの円滑な流通を確保することができるという効果がある。なお、連通路の開口部が、略円形に形成されている場合には、メニスカスが形成されやすく、インクの流通が妨げられるおそれがある。

請求項８に記載のインクカートリッジによれば、請求項６又は７に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材は、弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周からインク室側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、弁部材の連通路は、底部を貫通する孔と、前記弁側壁部を貫通する孔とが連通して形成されているので、開口を大きくするとともに開口の形状が複雑になり、メニスカスの形成をより一層防止することができるという効果がある。

請求項９に記載のインクカートリッジによれば、請求項６から８のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材の連通路の前記インク室側の開口部を構成する各稜線は、互いに角度をもった２以上の平面上に形成されているので、メニスカスの形成をより一層防止することができるという効果がある。

請求項１０に記載のインクカートリッジによれば、請求項９記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材は、弁側壁部と接しつつ底部から立設し、連通路の開口部の稜線の一部を形成する突起部を備えているので、開口部の形状がより複雑になり、メニスカスの形成をより一層防止することができるという効果がある。

請求項１１に記載のインクカートリッジによれば、請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材は、弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記インク室側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、付勢部の立ち上がった部分は、弁側壁部の外周に沿って立ち上がって形成されているので、弁部材がインク室側に向けて移動する際、付勢部の立ち上がり部分が伸縮しやすく、弁部材の開閉操作が容易となるという効果がある。

請求項１２に記載のインクカートリッジによれば、請求項１から１１のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、付勢部の弁部材の外周部に位置する部分の肉厚は、弁座部の中空部材の侵入方向における肉厚に比して薄く形成されているので、弁部材が移動するとき、弁座部の変形が小さく、付勢部がインク室側に大きく弾性変形し、よって、インク室とインクジェット記録装置側の流路とを確実に連通させることができるという効果がある。

請求項１３に記載のインクカートリッジによれば、請求項４に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、支持部材は、シール手段の周囲を包囲する溝と、その溝をシール手段との間に挟んで弁座部からシール手段が突出する方向に突出する外周壁とを備えているので、中空部材が弁部材側に侵入する際に発生するシール手段の弾性変形を溝において吸収でき、中空部材とシール手段との位置にずれがあっても中空部材をシール手段に確実に嵌合し、良好に密着させることができるという効果がある。

請求項１４に記載のインクカートリッジによれば、請求項４に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、シール手段の中空部材の侵入側となる端部の内周は、前記侵入側から前記弁部材側に向かうほど径を小さく構成されているので、シール手段の内径より外径が大きく形成された中空部材をスムーズに侵入させ、確実に密着させることができるという効果がある。

請求項１５に記載のインクカートリッジによれば、請求項４、１３または１４に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁座部の開口の内径は、前記シール手段の内径より大きく形成されているので、シール手段の内径より外径が大きく形成された中空部材が侵入すると、シール手段の内周面は弁部材側に弾性変形するが、その変形量は開口内の空間で吸収され、よって、シール手段の内周面の弾性変形にともない弁部材が傾くことやインク室と中空部材との間を連通する流路を塞ぐことを防止できるという効果がある。

請求項１６に記載のインクカートリッジによれば、請求項６に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、弁部材の弁座部と対向する面には、連通路より内側で且つ開口より外側となる位置にその弁座部方向に突起した環状の突起部材が形成されているので、付勢部により弁部材を弁座部に当接させた状態で、インク室側とシール手段側との連通を突起部材により確実に遮断することができ、インク漏れをより確実に防止することができるという効果がある。

請求項１７に記載のインクカートリッジによれば、請求項１から１６のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、前記支持部材は、前記付勢部と離れた側の外周面に半径方向外方に突起した取付部を有し、その取付部よりも前記付勢部は外径を小さく形成され、前記連通室は、前記付勢部を収容する部分と、その部分に対し前記インク室と反対側に段状面を介して形成され前記取付部を収容する部分とを有し、前記取付部を、前記連通室の前記段状面に当接して固着したものであるので、支持部材の挿入位置が取付部と段状面により正確に定められ、インクカートリッジの製作時の作業効率が向上するという効果がある。

請求項１８に記載のインクカートリッジによれば、請求項１から１７のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、インクジェット記録装置は、そのインクジェット記録装置から突出して設けられ、インク室内に外気を導入する外気導入部材を備え、その外気導入部材を挿入可能で前記インク室と連通する外気連通室が形成され、その外気連通室内に前記支持部材及び弁部材と同形状のものが配置されているので、インクカートリッジを製作する場合に、抽出部材と外気導入部材に対応する支持部材及び弁部材に共通の部品を使用することができ、また、連通室及び外気連通室のどちらに挿入しても同様に機能させることができるため低コストで容易に製作できるという効果がある。

請求項１９に記載の弁装置によれば、弁部材は、付勢部によって弁座部と当接する方向に付勢されて弁座部に当接し開口を閉塞すると共に、弁部材を付勢部の付勢に抗して移動することにより弁座部から離れる。よって、弁部材の両側の連通と遮断とを切り替えることができる。

また、付勢部と弁座部とは、ゴム状の弾性材料によって支持部材として一体に構成されている。よって、弁装置の廃棄の際に、例えば、焼却により廃棄を行う場合にはそのまま焼却することができ、金属製の圧縮バネを使用した場合に比べて、弁装置を分解し金属製の圧縮バネを取り出す作業が必要ないので、作業効率が向上し廃棄コストを低減できるという効果がある。
さらに、付勢部における内側に張り出した部分に当接する弁部材の部分には、当該張り出した部分に向かって複数の突起が設けられているので、付勢部の張り出した部分と弁部材とが当接している際、両者の摩擦力が増大され、両者の接触状態が保たれる。よって、弁部材が弁座部から離れた際に、弁部材が付勢部の張り出した部分から外れ、付勢部の張り出した部分の中央に形成されている開口に弁部材が挟まれてしまうのを防止することができるという効果がある。

請求項２０に記載の弁装置によれば、請求項１９に記載の弁装置の奏する効果に加え、支持部材は、弁座部から付勢部とは反対側に一体に突出してシール手段を有するので、弁装置を機器に接続したとき、弁座部の開口と機器の流路とを連通させることができるという効果がある。

請求項２１に記載の弁装置によれば、請求項１９に記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材は、開口により露出されたその弁部材の一方の面を、中空部材により付勢部による付勢に抗して押されて弁座部から離れるものであり、支持部材は、その中空部材をその外周に密着して嵌合させるシール手段を開口に連接して一体に有するので、中空部材をシール手段に嵌合し、弁部材を押すことで、弁部材の中空部材とは反対側の部分と中空部材とを連通させることができるという効果がある。

請求項２２に記載の弁装置によれば、請求項１９から２１のいずれかに記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材は、弁座部と当接する部分と、前記付勢部と当接する部分との間に、その弁部材の両側を連通させる連通路を、その移動方向に貫通して備えているので、弁部材が付勢部の付勢に抗して移動されることで、その連通路を介して弁座部側とその反対側との間を確実に連通させることができると共に、付勢部の付勢によって弁部材が弁座部に当接している場合には、流路を確実に遮断することができるという効果がある。

請求項２３に記載の弁装置によれば、請求項２２に記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材の連通路の開口部は、非円形に形成されているので、連通路に液体が通るとき、その液体が表面張力によりメニスカスを形成するのを防止し、液体の円滑な流通を確保することができるという効果がある。

請求項２４に記載の弁装置によれば、請求項２２または２３に記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材は、弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記弁座部とは反対側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、弁部材の連通路は、底部を貫通する孔と、前記弁側壁部を貫通する孔とが連通して形成されているので、開口部の形状が複雑になりメニスカスの形成をより一層防止することができるという効果がある。

請求項２５に記載の弁装置によれば、請求項２２から２４のいずれかに記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材の連通路の開口部を構成する各稜線は、互いに角度をもった２以上の平面上に形成されているので、メニスカスが形成されるのをより一層防止することができるという効果がある。

請求項２６に記載の弁装置によれば、請求項２５に記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材は、弁側壁部と接しつつ底部から立設し、連通路の開口部の稜線の一部を形成する突起部を備えているので、メニスカスが形成されるのをより一層防止することができるという効果がある。

請求項２７に記載の弁装置によれば、請求項１９から２６のいずれかに記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材は、前座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記弁座部とは反対側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、付勢部の立ち上がった部分は、弁側壁部の外周に沿って立ち上がって形成されているので、弁部材が移動する際に、付勢部の立ち上がり部が伸縮しやすく、弁部材の開閉操作が容易となるという効果がある。

請求項２８に記載の弁装置によれば、請求項１９から２７のいずれかに記載の弁装置の奏する効果に加え、付勢部の弁部材の外周部に位置する部分の肉厚は、前記弁座部の前記抽出部材の侵入方向における肉厚に比して薄く形成されているので、弁部材が移動するとき、弁座部の変形が小さく、付勢部が大きく伸長し、よって、流路を確実に連通させることができるという効果がある。

請求項２９に記載の弁装置によれば、請求項２１に記載の弁装置の奏する効果に加え、支持部材は、シール手段の周囲を包囲する溝と、その溝を前記シール手段との間に挟んで前記弁座部から前記シール手段が突出する方向に突出する外周壁とを備えているので、中空部材が弁部材側に侵入する際に発生するシール手段の弾性変形を溝において吸収でき、中空部材とシール手段との位置にずれがあっても中空部材をシール手段に確実に嵌合し、良好に密着させることができるという効果がある。

請求項３０に記載の弁装置によれば、請求項２１または２９に記載の弁装置の奏する効果に加え、シール手段の中空部材の侵入側となる端部の内周は、前記侵入側から前記弁部材側に向かうほど径を小さく構成されているので、シール手段の内径より外径が大きく形成された中空部材をスムーズに侵入させ、確実に密着させることができるという効果がある。

請求項３１に記載の弁装置によれば、請求項２１、２９または３０に記載の弁装置の奏する効果に加え、弁座部の開口の内径は、シール手段の内径より大きく形成されているので、シール手段の内径より外径が大きく形成された中空部材が侵入すると、シール手段の内周面は弁部材側に弾性変形するが、その変形量は開口内の空間で吸収され、よって、シール手段の内周面の弾性変形にともない弁部材が傾くことや流路を塞ぐことを防止できるという効果がある。

請求項３２に記載の弁装置によれば、請求項２２に記載の弁装置の奏する効果に加え、弁部材の弁座部と対向する面には、連通路より内側で且つ開口より外側となる位置にその弁座部方向に突起した環状の突起部材が形成されているので、付勢部により弁部材を弁座部に当接させた状態で、流路を突起部材により確実に遮断することができるという効果がある。

請求項３３に記載の弁装置によれば、請求項１９から３２のいずれかに記載の弁装置の奏する効果に加え、支持部材は、弁座部側の外周面に半径方向外方に突起し、当該支持部材を取り付ける機器に対する取付部を有し、その取付部よりも付勢部は外径を小さく形成されているので、支持部材の挿入位置が取付部と段状面により正確に定められるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例におけるインクカートリッジ１と、そのインクカートリッジ１を装着するインクジェット記録装置２とを示した概略図である。

インクカートリッジ１は、インクを吐出する記録ヘッド７を備えたインクジェット記録装置２に着脱可能に構成され、記録ヘッド７に供給するインクを貯留するためのものである。

インクカートリッジ１は、上面を開放した中空箱状の本体ケース１ａと、その本体ケース１ａの開放上面を密閉する蓋１ｂとを備え、記録ヘッド７に供給するインクは本体ケース１ａの内部に形成されるインク室１６（図２参照）に貯留されている。尚、インクジェット記録装置２には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填された複数個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２は、インクカートリッジ１を着脱可能に装着する装着部３と、インクカートリッジ１からインク供給チューブ４を介して供給されるインクを貯留するタンク５と、そのタンク５に貯留されたインクを記録用紙６に向けて吐出する記録ヘッド７と、タンク５と記録ヘッド７とが搭載され水平方向に往復動作するキャリッジ８と、そのキャリッジ８が往復移動するガイドとなるキャリッジ軸９と、記録用紙６を搬送する搬送機構１０と、パージ装置１１とを備えている。

装着部３は、ベース部３ａと、そのベース部３ａの両側から立設するガイド部３ｂとから成り、ガイド部３ｂに挟まれたベース部３ａからは、インクカートリッジ１内に貯留されたインクを抽出する中空状のインク抽出管１２と、インクカートリッジ１内に外気を導入する中空状の外気導入管１３とが配設されている。インク抽出管１２および外気導入管１３は、後述する弁装置を開閉する操作部材としても機能する。なお、図１は、後述する第１および第２の実施例に対応するものであって、第３の実施例については、別途説明する
このインク抽出管１２の一端側には、インク供給チューブ４が連結され、インク抽出管１２は、インク供給チューブ４を介してタンク５と連通されている。外気導入管１３の一端側には、外気導入チューブ１５が連結され、外気導入管１３は、外気導入チューブ１５を介して外気と連通されている。

インクカートリッジ１は装着部３に対して垂直方向（矢印Ｘ方向）から装着される。この際、インク抽出管１２と外気導入管１３とは、インクカートリッジ１の内部に備えられた各弁装置２３および２４の弁部材３２に当接し、その各弁部材３２をインク室１６側に押し上げ、インク室１６の内部と連通する。

記録ヘッド７には、記録用紙６と対向する面に複数のノズル孔が備えられ、圧電素子からなるアクチュエータを駆動することによって、ノズル孔からタンク５に貯留されたインクが記録用紙６に向けて吐出される。尚、実際に記録動作をする場合には、記録ヘッド７を搭載したキャリッジ８が往復移動しながら、記録用紙６に記録が行われる。

また、記録ヘッド７は、装着部３よりも上方に配置されており、ノズル孔内のインクは、装着部３に装着されたインクカートリッジ１とノズル孔との水頭差により負の圧力（背圧）が与えられている。

パージ装置１１は、記録範囲外であって記録ヘッド７に対向するように配置されており、記録ヘッド７のノズル孔形成面を覆うパージキャップ１１ａと、パージキャップ１１ａと連通する廃インクチューブ１１ｂと、廃インクチューブ１１ｂを介してノズル孔からインクを吸引するポンプ１１ｃとを備えている。

パージ処理を実行する場合には、キャリッジ８をパージ処理実行位置に移動させ、記録ヘッド７のノズル孔形成面をパージキャップ１１ａで覆う。この状態でポンプ１１ｃを駆動して、記録ヘッド７の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを吸引する。吸引された不良インクは、廃インクチューブ１１ｂを介して図示しない廃インクタンクに貯められる。なお、記録動作やパージ処理は、インクジェット記録装置２に搭載された中央演算装置であるＣＰＵ（図示せず）の下で制御される。

次に、図２及び図３を参照して、インクカートリッジ１のインクジェット記録装置２へ装着されるジョイント部分（図１のＡ部分）の第１の実施例の構成について説明する。図２は、インクジェット記録装置２に装着する前の状態を示すジョイント部分の断面図である。図３は、弁部材３２を拡大して示す斜視図である。

インクカートリッジ１の本体ケース１ａは、筒状外周壁の内部を上下に区画する仕切壁１ｃをその筒状外周壁と一体に形成し、上部の区画をインク室１６とし、また仕切壁１ｃの下側に、下方へ開放した２つの連通室３０，５０を有している。インクカートリッジ１を装着部３に装着したとき、一方の連通室３０にはインク抽出管１２が、他方の連通室５０には外気導入管１３がそれぞれ挿入される。

一方の連通室３０の天井部にあたる仕切壁１ｃには、インク室１６と連通室３０とを連通する連通孔２１が形成され、仕切壁１ｃから連通孔２１を囲んで垂下した筒状壁２２の下端に、連通孔２１を閉塞する薄膜部材３１が、本体ケース１ａと一体に樹脂材料により形成されている。また、他方の連通室５０の天井部にあたる仕切壁１ｃにも、インク室１６と連通室５０とを連通する連通孔２６が形成され、仕切壁１ｃから連通孔２６を囲んで垂下した筒状壁２７の下端に、連通孔２６を閉塞する薄膜部材５１が、本体ケース１ａと一体に樹脂材料により形成されている。これにより、インク室１６内のインクは、後述するように薄膜部材３１，５１が破断されるまでは、本体ケース１ａと蓋１ｂとにより確実に封入されている。外気導入管１３側の薄膜部材５１は、インク抽出管１２側の薄膜部材３１よりも後述する破断部７２との間隔が小さくなるように、筒状壁２７の仕切壁１ｃからの垂下量が筒状壁２２の垂下量よりも大きく形成されている。

また、連通孔２６から筒部材２５がインク室１６内に突出して設けられ、その筒部材２５の上端は、インク室１６内のインク液面よりも上に開口しており、外気導入管１３から導入された外気を筒部材２５を経てインク室１６の上部に導くようにしている。

本体ケース１ａに形成された連通室３０には弁装置２３が固着され、連通室５０には弁装置２４が固着されている。弁装置２３と弁装置２４とは、同一であり、代表して弁装置２３について以下に説明する。

弁装置２３は、ゴム状の弾性部材で一体に製作された支持部材４６と、樹脂材料で構成された弁部材３２とを備えている。支持部材４６は、ほぼ円筒形の外形をなし、その軸線方向の中間部に弁座部４６ａ、その弁座部４６ａよりもインク室１６側に付勢部４６ｂ、付勢部４６ｂとは反対側へ弁座部４６ａから延びる円筒部３５、その円筒部３５の外周に間隔を置いて平行に延びる外周壁３３とを一体に成形して構成される。弁部材３２は、付勢部４６ｂによって弁座部４６ａに当接する方向に付勢されてその付勢部４６ｂ内に収容されている。

外周壁３３は、本体ケース１ａ外部側となる端部に半径方向外方に突起した取付部３３ａを有し、その取付部３３ａよりインク室１６側となる外周壁３３の部分及び付勢部４６ｂが取付部３３ａの外径よりも小さな外径となるよう構成されている。また、連通室３０は、付勢部４６ｂを収納する部分と、その部分に対しインク室１６と反対側に取付部３３ａを収納するために段状面４４を介して外側へ径が大きくなる部分を有している。

なお、図２の弁装置２３と連通室３０との固着部を拡大して示した拡大図に示したように、段状面４４の取付部３３ａと対向する面に突起４３が形成され、ケース本体１ａの連通室３０の開口部周囲には、保持壁４２が外側に突起して連接されている。この保持壁４２は、弁装置２３を連通室３０に挿入した後に、保持壁４２を熱により取付部３３ａ側に屈曲して、取付部３３ａを段状面４４に押圧して当接させ、弁装置２３を連通室３０内に固着するものである。これにより、弁装置２３の外周壁３３と連通室３０の内壁との間に形成される空間からインクが流出することを防止している。

弁座部４６ａはその中央に前記軸線方向に貫通した開口４１を有する。円筒部３５は、インクカートリッジ１が装着部３に装着されたとき、インク抽出管１２に対してシール手段を形成するもので、インク抽出管１２が挿入される誘導路４０を有し、その誘導路４０を開口４１と連通した状態で弁座部４６ａから一体に連接されている。弁座部４６ａに当接した弁部材３２は、開口４１、誘導路４０を通して外部に露出し、挿入されたインク抽出管１２と対向することができる。誘導路４０は、挿入されたインク抽出管１２と密着するようにその内径をインク抽出管１２の外径よりも小さく形成され、開口４１は、誘導路４０の内径よりも大きくかつインク抽出管１２の外径よりも大きく形成されている。誘導路４０のインク抽出管１２の挿入側端部は、外方に向け拡大するテーパ形に形成されている。

円筒部３５と外周壁３３との間は、環状の溝３４によって隔てられ、外周壁３３に対して円筒部３５が誘導路４０の中心軸線方向と直交する面内で弾性変形可能とされている。これにより、誘導路４０へインク抽出管１２の挿入にともない円筒部３５が拡径（図５の矢印Ｙ方向）しやすくし、誘導路４０とインク抽出管１２との密着性を良くしてインク漏れを防止することができる。また、誘導路４０に対してインク抽出管１２が傾斜あるいはずれて挿入されても、円筒部３５の変形により、誘導路４０へインク抽出管１２の挿入を可能にしている。さらに誘導路４０へインク抽出管１２の挿入にともない、誘導路４０の内壁部が弁部材３２側に若干押されながら弾性変形するが、その変形は径の大きい開口４１内の空間で吸収され、弁部材３２がその変形した誘導路４０の内壁部により押されることがない。

また、円筒部３５は、外周壁３３の下端すなわちインク抽出管１２の挿入側端部に達しない長さに形成され、弁装置２３単体で机上等に置いたとき、円筒部３５に残留しているインクが置いた面を汚すことがないようにしている。

付勢部４６ｂは、弁座部４６ａの外周からインク室１６側に円筒状に立ち上がった側壁部３６と、その側壁部３６と連接し弁部材３２のインク室１６側に当接するように内側に張り出した張出部３７とにより形成され、張出部３７の中央に開口３７ａを有している。付勢部４６ｂは、弁部材３２を弁座部４６ａに当接させる方向に、側壁部３６と張出部３７との弾性力により弁部材３２を付勢し、常態では弁部材３２を弁座部４６ａに密着させている。また、インク抽出管１２が誘導路４０に侵入して弁部材３２をインク室１６側に押し上げることで、側壁部３６が伸び張出部３７が傾斜して弁部材３２と弁座部４６ａとの間にインク流路のための隙間が形成される。

側壁部３６の半径方向（前記軸線方向と直交方向）の肉厚ｔ１（図５（ａ）参照）は、弁座部４６ａのインク抽出管１２の誘導路４０への侵入方向における肉厚ｔ２（図５（ａ）参照）に比して薄く且つ外周壁３３の半径方向の肉厚に比して薄く形成されている。そのため、インク抽出管１２により弁部材３２を押し上げると、弁座部４６ａ及び外周壁３３に比べて付勢部４６ｂが大きく弾性変形して、弁部材３２と弁座部４６ａとの間に隙間を形成する。

次に、図３を参照して弁部材３２について説明する。

弁部材３２は、支持部材４６の弁座部４６ａと当接する底部７０と、その底部７０の外周よりインク室１６側に円筒状に延びる弁側壁部７１と、底部７０の略中心部に弁側壁部７１よりもインク室１６側に突出し、そのインク室１６側の先端が尖形に形成された破断部７２とを備えている。

底部７０は、その弁座部４６ａと対向する端面に、連通路３８よりも中心側でかつ開口４１よりも外側となる位置に、弁座部４６ａ側に突起し環状に形成された突起部材３９（図２参照）を有している。弁部材３２が支持部材４６内に収納された状態で、弁側壁部７１は、付勢部４６ｂの張出部３７の下面に密着しかつ押圧され、その押圧により、突起部材３９は、弁座部４６ａを弾性変形させてその弁座部４６ａの上面に密着する。

底部７０は、突起部３９よりも外周で弁側壁部７１よりも内周側に、弁部材３２のインク室１６側と弁座部４６ａ側とを連通する連通路３８が複数貫通形成されている。なお、本実施例では、８個の連通路３８が形成されているが、その数は特に限定されるものでなく、何個形成するものとしても良い。

破断部７２は、底部７０の略中心部に配設され略十字形状に組み合わされた４つの板部材７３ａ〜７３ｄからなり、隣接する板部材間に軸線方向と平行に延びる溝７７を備えている。その各板部材７３ａ〜７３ｄは、先端７６より底部７０方向に、その同方向に延びる中心軸線に対して第１の角度（例えば、本実施例では略「４５度」とする）を有して傾斜する第１傾斜部７７ａと、その第１傾斜部７７ａに連接されその第１傾斜部７７ａから底部７０方向に、第１の角度よりも鋭角となる第２の角度（例えば、本実施例では、略「１０度」とする）を有する第２傾斜部とを備えている。破断部７２は、張出部３７の開口３７ａをとおって突出し、先端７６と薄膜部材３１との間に隙間をあけて薄膜部材３１と対向配置される。

次に、図４を参照して、インク抽出管１２及び外気導入管１３について説明する。図４は、インク抽出管１２の弁部材３２側となる先端部近傍の形状を示した斜視図である。なお、インク抽出管１２と外気導入管１３とは同形状、同一寸法に構成されているので、インク抽出管１２について説明し外気導入管１３についてはその説明を省略する。

インク抽出管１２の弁部材３２側となる先端端部は開口されており、弁部材３２との当接面は、略平面に形成された端面８０ａ〜８０ｄにより構成されている。また、インク抽出管１２は、インク抽出管１２の弁部材３２との当接面から装着部３側に、そのインク抽出管１２の外周壁３３を欠切した溝状の連通口８１ａ〜８１ｄが形成されている。この連通口８１ａ〜８１ｄは、インク抽出管１２の外周壁３３において略均等となるよう形成されている。なお、本実施例では、連通口８１ａ〜８１ｄを４つ形成するものとしたが、その数は何個で形成するものとしても良い。

インク抽出管１２は、端面８０ａ〜８０ｄが略平面に形成されているため、弁部材３２と当接したときその弁部材３２の当接面を略均等に押圧することができるので、弁部材３２が傾いたりすることがなく、インクの流路を常に一定に保つことができる。また、連通口８１ａ〜８１ｄは、インク抽出管１２の弁部材３２との当接面を含んで欠切されているので、インク抽出管１２が弁部材３２と当接した状態であっても、確実にインクの流路を形成することができる。

さらに、インク抽出管１２が装着部３から突出して設けられた状態であっても、従来のように、インク抽出管１２の先端が尖形に形成されていないので、ユーザーがインク抽出管１２に触れて怪我をすることがない。

外気導入側の連通室５０に配置される弁装置２４は、上記インク供給側の弁装置２３と全く同じ部品が共通に使用され、同様に固着され、各部が外気導入管１３に対してインク抽出管１２と同様の寸法関係にあるので、詳細な説明を省略する。

ここで、図５を参照して、インクカートリッジ１がインクジェット記録装置２に装着される場合の弁装置２３の動作を説明する。

インクカートリッジ１が装着部３に装着されると、インク抽出管１２は、誘導路４０内に侵入し（図５（ａ））、誘導路４０内面に、インクの流出を阻止する状態で密着する。インク抽出管１２と弁部材３２とが当接して弁部材３２がインク室１６側に押されると（図５（ｂ））、付勢部４６ｂの弾性に抗して弁部材３２が弁座部４６ａから離れて押し上げられる。さらに、弁部材３２が押し上げられると、破断部７２の先端７６が薄膜部材３１に当接してその薄膜部材３１を破断する。その結果、インク室１６内のインクは、連通室３０に供給され、弁装置２３の上端の開口３７ａに入り、弁部材３２の連通路３８から、弁部材３２の下面と弁座部４６ａの上面との間を通り、連通口８１ａ〜８１ｄからインク抽出管１２内に入り（インクの流路Ｂ）、記録ヘッド７に供給される。なお、薄膜部材３１を破断部７２により破断する動作についてはさらに詳細に後述する。

一方、上記インク抽出管１２の侵入と同時に、外気導入管１３も連通室５０側の弁装置２４に侵入し、同装置内の弁部材３２を押し上げる。外気導入管１３側の薄膜部材５１は、インク抽出管１２側の薄膜部材３１よりも破断部７２の先端７６との間隔が小さいから、インク抽出管１２側の薄膜部材３１よりも早く破断される。一般にインクカートリッジ１は中のインクを脱気状態に維持するために減圧状態で包装袋内に包装され、インク室１６内も減圧状態にある。上記のように、外気導入管１３側の薄膜部材５１を早く破断することで、外気を筒部材２５をとおしてインク室１６上部に導入した後、インク抽出管１２側の薄膜部材３１を破断して、インク抽出管１２へのインク供給を確実にしている。仮に、インク抽出管１２側の薄膜部材３１を早く破断すると、インク抽出管１２へのインク流路に空気が侵入してインクの円滑な供給を阻害してしまう。

装着したインクカートリッジ１をインクジェット記録装置２から取り外すべく、インクカートリッジ１を装着部３から引き上げると、インク抽出管１２および外気導入管１３が対応する各弁部材３２と離れると共に、付勢部４６ｂの付勢作用によって各弁部材３２は、弁座部４６ａに密着した状態に戻る。このとき、弁部材３２の弁座部４６ａと対向する面には環状の突起部材３９が設けられているので、確実にインク室１６が密閉され、インク漏れが防止される。また、インク抽出管１２側の弁座部４６ａの開口４１近傍に残留しているインクは、その上部が弁部材３２によって閉塞されて大気圧が作用していないことと、誘導路４０が小径（直径約２ｍｍ）であることで、その位置でメニスカスを形成して保持され、外部に垂れてくることはない。

次に、図６を参照して、破断部７２により薄膜部材３１を破断する様子を説明する。なお、外気導入管１３による薄膜部材５１の破断の様子は、インク抽出管１２による薄膜部材３１の破断と同様であるため、その説明は省略する。

図６（ａ−１）は、破断部７２が弁部材３２と共にインク室１６側に押し上げられて、先端７６が薄膜部材３１と当接した状態を示している。この状態では、薄膜部材３１はまだ破断されていない（図６（ａ−２）の状態）。

図６（ｂ−１）は、破断部７２がさらに押し上げられて第１傾斜部７４ａ〜７４ｄにより薄膜部材３１が破断された状態を示している。薄膜部材３１は、破断部７２の第１傾斜部７４ａ〜７４ｄと接触しており、破断部７２の平面形状にほぼ倣って密着しているので、この状態では溝７７が閉塞されインクの流路が殆ど形成されていない（図６（ｂ−２））。

図６（ｃ−１）は、インクカートリッジ１がインクジェット記録装置２に装着完了した状態であり、薄膜部材３１は、破断部７２の第２傾斜部７５ａ〜７５ｄにより押し広げられて破断されている。そのため、各板部材７３ａ〜７３ｄ間の溝７７が開放されインク室１６とインク抽出管１２とを結ぶインクの流路Ｃが形成される。また、このインク流路Ｃは、破断部７２の外周において略均等に４つ形成されるので、インクをインク抽出管１２側に略均等に供給可能となる。

なお、第１傾斜部７４ａ〜７４ｄから第２傾斜部７５ａ〜７５ｄに変わって薄膜部材３１を押し広げると、薄膜部材３１の破断された部分の湾曲角度が変わり、破断された部分が各板部材７３ａ〜７３ｄ間の溝７７から離れ、上記のようにインクの流路が形成される。また、薄膜部材３１と各板部材７３ａ〜７３ｄとの密着性が低くなるため、インクカートリッジ１を脱着した場合には、付勢部４６ｂの付勢により破断部７２と薄膜部材３１とが確実に離される。

以上、説明したように、上記第１の実施例に記載のインクカートリッジによれば、薄膜部材３１を破断する先端が尖形に形成された破断部７２を有する弁部材３２が支持部材４６に保持されており、その支持部材４６は連通室３０内に固着されている。そのため、インクカートリッジ１をインクジェット記録装置２に装着すると、インク抽出管１２により弁部材３２がインク室１６側に押し上げられて弁開状態にされると共に薄膜部材３１が破断され、インク室１６とインク抽出管１２とを結ぶインクの流路Ｂ，Ｃが形成される。よって、インク抽出管１２を先端尖形に形成する必要がなく、ユーザーがインク抽出管１２により怪我などをすることを防止でき、安全性を向上させることができる。さらに、外気導入管１３側の弁部材３２及び支持部材４６も同形状に形成されているので、さらに安全性を向上させることができる。

また、インク抽出管１２を先端尖形に形成する必要がないので、そのインク抽出管１２が露出することを防止する保護装置などを新たに配置しなくてすみ、インクジェット記録装置が大規模化することを防止できると共に、部品点数が増えないので生産コストが増加することを防止できる。

上記第１の実施例では、弁部材３２は、先端が尖形に形成された破断部７２と、底部７０及び弁側壁部７１とを一体に形成するものとしたが、薄膜部材を破断する破断部とインク室１６側と本体ケース１ａ外部側との間を連通及び遮断する弁とを別々に構成するものとしても良い。

次に、図７及び図８を参照して、ジョイント部分の第２の実施例について説明する。図７は、第２図と同様にインクジェット記録装置２に装着する前の状態を示すジョイント部分の断面図である。なお、第１の実施例と同じ形状および機能を持つ部分には、第１の実施例と同じ部番を付している。

第２の実施例のインクカートリッジ１の本体ケース１ａは、筒状外周壁と底壁１ｅとにより上面を開放した形状に形成したインク室１６を有し、底面を覆うキャップ部材１ｆを備える。また、底壁１ｅの下側に、下方へ開放した２つの連通室３０，５０を形成する２つの筒状壁１ｇ、１ｈが形成され、連通室３０には弁装置２３が、連通室５０には弁装置２４が固着される。弁装置２３と弁装置２４とは、同一のものであり、インクジェット記録装置２に装着される場合は、連通室３０にはインク抽出管１２が、連通室５０には外気導入管１３がそれぞれ挿入される。

また、第１実施例と同様に弁装置２３、２４は、ゴム状の弾性部材で一体に製作された支持部材４６と、樹脂材料で構成された弁部材３２とを備えている。支持部材４６は、第1の実施例の支持部材４６と基本的には同じ構造を有するものであるが、外周壁３３は第１の実施例のように円筒部３５よりも長く突出しておらず、外周壁３３と取付部３３ａとが実質的に弁座部４６ａとほぼ同一平面上に形成されている。その取付部３３ａは、筒状壁１ｇ、１ｈの下端に、連通室３０，５０の一部として形成された段状面４４と、キャップ部材１ｆとの間に挟んで固定され、それにより、弁装置２３，２４は本体ケース１ａに対して固定されている。

図８は、弁部材３２の詳細を示す図である。弁部材３２は、第１の実施例と基本的には同様に底部７０と、その底部７０の外周より垂直で上方にかつ円筒状に延びる弁側壁部７１とからなる。連通路３８は、複数箇所において底部７０と弁側壁部７１とに渡って連続して形成され、その各連通路３８の一側において、底部７０から直角に立ち上がり一方の辺を弁側壁部７１に接する略長方形の突起部５９が形成されている。この連通路の開口部は、インク室１６からインクが初めて通るとき、略円形であるとインクの表面張力によりメニスカスが形成されやすく円滑なインクの流出の妨げになる。メニスカスの形成を防ぐには、まず、開口部が非円形であることである。さらに、有効な方法としては、開口部が、複数の平面により形成されていることである。

この第２の実施例に記載の連通路３８の稜線は、平面視略矩形に形成され、かつ底部７０と弁側壁部７１とのほぼ直角に交わる２面に渡っている。

さらに、略長方形の突起部５９が、連通路３８の一つの稜線に沿って、その連通路３８の開口部から垂直に立ち上がって形成されている。そのため、連通路３８の開口部は、突起部５９により形成される面と、底部７０により形成される面と、弁側壁部７１により形成される面とに渡って形成されている。このことにより、開口部の形状は、立体的に複雑になり、より一層メニスカスの形成を防止することができる。なお、底部７０の弁座部４６ａと当接する側には、連通路３８よりも中心側でかつ開口４１よりも外側となる位置に、突起３９が環状に形成され、弁部材３２が閉じられている場合は、弁座部４６ａと密着する。

また、第２の実施例において、外気導入側の連通室５０の上部に続いて連通孔２６がテーパー状に形成され、それらに連通して筒部材２５が底壁１ｅから一体に立ち上がって形成され、筒部材２５の上端は、インク室１６内のインク液面よりも上に開口している。

インク供給側の連通孔２１には、逆止弁６０が設けられている。逆止弁６０は、連通孔２１の下面に対向する傘状の弾性膜部６０ｂと、その膜部を一端に支持する軸部６０ｃとを合成樹脂材料にて一体成形して構成されている。軸部６０ｃは底壁１ｅの貫通孔に上下摺動可能に挿通され、常態では、膜部６０ｂが連通孔２１と間隔を置いた位置で、膨出部６０ａを底壁１ｅの上面に当接させ、インク室１６から弁装置５２へ向かうインクの流れを可能にしている。インク抽出管１２側からインク室１６へ向かう流れが生じたとき、膜部６０ｂが上昇して連通孔２１を塞ぎ、その流れを阻止する。前述のようにインク室１６は減圧状態で包装されているため、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着するとき、仮に外気導入側の弁装置２４よりも先にインク供給側の弁装置２３が開放すると、インク抽出管１２側からインク室１６へ向かう流れが生じることになるので、逆止弁６０によってこれを防止している。

以上説明した第２実施例の構成において、インクカートリッジ１が装着部３に装着されると、インク抽出管１２が誘導路４０に挿入され、弁部材３２を押し上げる。弁部材３２は、付勢部４６ｂの張出部３７を押し上げ、側壁部３６が伸長して、弁部材３２が弁座部４６ａから離れ、弁部材３２に形成されている連通路３８を通して、連通室３０とインク抽出管１２とが連通される。同時に、外気導入管１３が、連通室５０と連通し、インク室に外気が導入される。

図９は、図８に示す弁部材３２の変形例を示す図である。上述のように、インクカートリッジ１が、装着部３に装着されると、インク抽出管１２および外気導入管１３が弁部材３２を押し上げ、弁部材３２は、支持部材４６に形成された付勢部４６ｂの張出部３７を押し上げる。

一方、インク抽出管１２や外気導入管１３の長さには誤差があり、また弁部材３２のインクカートリッジ１の底部からの位置も、多くの部品により決まるため、誤差が生じ、場合によっては相互に比較的大きな誤差となることがある。この誤差が大きいと、インクカートリッジ１を装着部３に装着したとき、弁部材３２が張出部３７に設けられた開口３７ａ付近まで押し上げられ、開口部３７ａに挟まれてしまうことになる。このような状態で、インクカートリッジ１を装着部３から取り外すと、弁部材３２が弁座部４６ａに当接しなくなりインクが漏れることになる。

そこで、この変形例では、図９に示すように、弁部材３２の弁側壁部７１に複数の尖形突起７１ａを設け、付勢部４６ｂが伸長しても弁側壁部７１の上面と、張出部３７との間の接触状態が外れないように、両者の摩擦力を増大させている。

図１０は、同じ目的を達成するために、支持部材４６の張出部３７に環状の突起３７ｂを形成した例を示す図である。この環状の突起３７ｂは、弁部材３２の環状の弁側壁部７１の内側に位置するように形成されている。

これらの構成により、弁部材３２と張出部３７とのいずれか一方または双方に互いに係合す凹凸部を設けることにより、両者の半径方向の相対移動を阻止することができ、弁部材３２が閉位置に復帰しないことを防止することができる。

図１１は、第3の実施例のをインクカートリッジのジョイント部分および装着部３の断面図である。この実施例では、第７図に示す第２の実施例とは、インクカートリッジの外気導入側の弁装置およびインクジェット記録装置側の装着部３が異なり、インク供給側の弁装置は、同一であるのでインク供給側については説明を省略する。

外気導入側の弁装置には、支持部材４６と弁部材３２とが備えられている。支持部材４６は、第１および第2の実施例の支持部材４６と同様にゴム状の弾性部材で一体に製作され、上部に弁座部４６ａと付勢部４６ｂとを有し、これらの構造および機能は第１および第２の実施例の弁座部４６ａと付勢部４６ｂと同一である。

弁座部４６ａの中央には、弁部材３２の下面中央を外部に露出させる開口４１が形成され、下部には、開口４１を間隔をおいて環状に取り囲むシール部６３が付勢部４６ｂと反対側へ突出して形成されている。

図１２は、弁部材３２の詳細を示す図である。弁部材３２は、図８に示す弁部材と同様に、弁部６８に底部７０と、弁側壁部７１とを備え、その他連通路３８や突起部５９などの詳細な構成も、図８を参照して説明した通りであるので、説明を省略する。

この実施例において底部７０は、上面から垂直に立ち上げられた円筒部材６６を有する。インクカートリッジを装着部３に正常に装着したとき、弁座部４６ａから弁部材３２が押し上げられても、円筒部材６６は上端を筒部材２５内面と間隔を置いて位置し、インク室１６と弁座部４６ａの開口４１との連通を確保している。

また、底部７０は、開口４１から露出する面にその開口４１から垂直に下方に延設された操作部材６７を有する。操作部材６７の外周には軸線方向に延びる複数の凹み６７ａが形成されている。

図１１（ａ）は、インクカートリッジ１がインクジェット記録装置２の装着部３に装着される前の状態を示す図であって、操作部材６７の下端は、シール部６３の最下端より少し上方に位置するように配設されている。この状態では、インク供給側の弁部材３２も外気導入側の弁部材３２もそれぞれ支持部材４６の弁座部４６ａに押しつけられていて、各弁装置は、開放されていない。

一方、インクジェット記録装置２の装着部３については、インク供給側は、第１実施例および第２実施例と同様に、インク抽出管１２が突出して形成され、インク抽出管１２の周囲は、スポンジ等の多孔質体３ｃが敷かれ、万一漏れたインクを吸収するように構成されている。外気導入側は、シール部６３に対応して凹部３ｄが形成され、凹部３ｄの底面に外気導入管１３が形成されている。

同図（ｂ）に示すように、インクカートリッジ１が装着された場合には、インク供給側は、実施例１および実施例２と同様に、インク抽出管１２の先端が、弁部材３２を押し上げ、弁装置が開放される。

外気導入側は、凹部３ｄの底に操作部材６７の先端が当接し、弁部材３２が固定された状態で、弁座部４６ａが、下方に移動され、弁装置が開放される。同時にシール部６３の下端が凹部３ｄの底に密着し、外気導入管１３が開放された弁装置２４を介してインク室１６と連通される。

なお、第3実施例では、大気導入側に操作部材６７を備えた弁部材３２を備え、インク供給側は、装着部３から突出したインク抽出管１２により弁部材３２が開放されるようにしたが、インク供給側においても、操作部材６７を備えた弁部材３２を備え、インク抽出管１２を装着部３に突出させない構成としてもよい。

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施例では、弁装置２３，２４の外形を連通室３０，５０の内形より若干小さくし、押圧部材４２により押圧して固着するものとしたが、弁装置２３，２４の外形を連通室３０，５０の内形より若干大きく形成し、弁装置２３，２４を連通室に押し込み嵌合して固着するものとしても良い。

また、上記実施例では、インク抽出管１２及び外気導入管１３は、そのインク室１６側となる先端を含んで欠切して連通口８１ａ〜８１ｄを形成するものとしたが、インク抽出管１２及び外気導入管１３の側壁に内部と外部とを連通する連通口を穿設するものとしても良い。

本発明を適用するインクジェット記録装置を示した概略図である。 第1実施例のインクカートリッジのジョイント部分の断面図である。 第１実施例の弁部材を拡大して示す斜視図である。 インク抽出管及び外気導入管の弁部材側となる先端部近傍の形状を示した斜視図である。 インク抽出管と弁装置との関係を説明する動作説明図であり、図５（ａ）は、弁部材を開放する前の状態、図５（ｂ）は、弁部材を開放した状態を示す。 薄膜部材が破断される状態変化を説明する動作説明図であり、図６（ａ−１）、図６（ｂ−１）、図６（ｃ−１）は、側面図であり、図６（ａ−２）、図６（ｂ−２）、図６（ｃ−２）は、平面図である。 第２実施例のインクカートリッジのジョイント部分の断面図である。 第２実施例の弁部材を示す図である。 弁部材の変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｅ）は底面図である。 弁装置の支持部材の変形例を示す断面図である。 第３実施例のインクカートリッジの断面図で（ａ）は、装着前、（ｂ）は装着後を示す。 第３実施例の弁部材を示すもので、（Ｍａ）は平面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は底面図である。

１ インクカートリッジ
２ インクジェット記録装置
３ 装着部
１２ インク抽出管（操作部材）
１３ 外気導入管（操作部材）
１６ インク室
２３，２４ 弁装置
３０ 連通室（インク供給側）
３１，５１ 薄膜部材
３２ 弁部材
３３ａ 取付部
３４ 溝
３５ 円筒部（シール手段）
３８ 連通路
３９ 突起部材
４４ 段状面
４６ 支持部材
４６ａ 弁座部
４６ｂ 付勢部
５０ 連通室（外気導入側）
６０ 逆止弁
６３
シール部（シール手段）
６７ 操作部材

Claims (33)

1. 記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に着脱自在に構成され、そのインクジェット記録装置側に設けられた流路と連通するインクカートリッジにおいて、
   インクを貯留するインク室と、
   そのインク室と連通して設けられた連通室と、
   樹脂材料で製作された弁部材と、
   その弁部材の一方の面のほぼ中央部分を露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周から前記インク室側に立ち上がりかつ前記弁部材の一方の面と反対側部分に当接するように内側に張り出し前記弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作して有し、前記連通室内に配設された支持部材とを備え、
   前記弁部材は、前記支持部材の弁座部と付勢部との間に保持され、前記支持部材の開口から露出された前記弁部材の一方の面を前記インク室側に押した場合に、前記弁部材が前記付勢部の付勢に抗して移動されて、前記弁座部から離れ、前記インク室とインクカートリッジ外部とが連通し、
   前記付勢部における内側に張り出した部分の中央には開口が形成されており、
   前記付勢部における内側に張り出した部分に当接する前記弁部材の部分には、当該張り出した部分に向かって複数の突起が設けられていることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記弁部材は、前記インクジェット記録装置と前記弁部材とのいずれか一方から他方に向けて突出して設けられた操作部材により、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記弁座部から離れる方向に押され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。
3. 前記操作部材は、前記インクジェット記録装置から突出して設けられた中空部材であって、その内部流路が前記インクジェット記録装置側の流路と連通して形成され、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されたとき、その中空部材の内部流路が前記インク室と前記インクジェット記録装置側の流路と連通させることを特徴とする請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記支持部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記中空部材をその内周に密着して嵌合させるシール手段を、前記弁座部から前記付勢部とは反対側に一体に突出して有することを特徴とする請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 前記支持部材は、インクカートリッジが前記インクジェット記録装置に装着されることにともない、前記弁座部の開口と前記流路とを連通状態にするシール手段を、前記弁座部から前記付勢部とは反対側に一体に突出して有す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。
6. 前記弁部材は、前記弁座部と当接する部分と、前記付勢部と当接する部分との間に、前記弁座部側とその反対側とを連通させる連通路を貫通して備える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。
7. 前記弁部材の連通路の開口部は、非円形に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のインクカートリッジ。
8. 前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記インク室側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、
   前記弁部材の連通路は、前記底部を貫通する孔と、前記弁側壁部を貫通する孔とが連通して形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載のインクカートリッジ。
9. 前記弁部材の連通路の前記インク室側の開口部を構成する各稜線は、互いに角度をもった２以上の平面上にあることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のインクカートリッジ。
10. 前記弁部材は、前記弁側壁部と接しつつ前記底部から立設し、前記連通路の開口部の稜線の一部を形成する突起部を備えていることを特徴とする請求項９に記載のインクカートリッジ。
11. 前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記インク室側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記付勢部の立ち上がった部分は、前記弁側壁部の外周に沿って立ち上がっていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジ。
12. 前記付勢部の前記弁部材の外周部に位置する部分の肉厚は、前記弁座部の前記抽出部材の侵入方向における肉厚に比して薄く形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のインクカートリッジ。
13. 前記支持部材は、
    前記シール手段の周囲を包囲する溝と、
    その溝を前記シール手段との間に挟んで前記弁座部から前記シール手段が突出する方向に突出する外周壁とを備えていることを特徴とする請求項４に記載のインクカートリッジ。
14. 前記シール手段の前記中空部材の侵入側となる端部の内周は、前記侵入側から前記弁部材側に向かうほど径を小さく構成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクカートリッジ。
15. 前記弁座部の開口の内径は、前記シール手段の内径より大きく形成されていることを特徴とする請求項４、１３または１４に記載のインクカートリッジ。
16. 前記弁部材の前記弁座部と対向する面には、前記連通路より内側で且つ前記開口より外側となる位置にその弁座部方向に突起した環状の突起部材が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のインクカートリッジ。
17. 前記支持部材は、前記付勢部と離れた側の外周面に半径方向外方に突起した取付部を有し、その取付部よりも前記付勢部は外径を小さく形成され、
    前記連通室は、前記付勢部を収容する部分と、その部分に対し前記インク室と反対側に段状面を介して形成され前記取付部を収容する部分とを有し、
    前記取付部を、前記連通室の前記段状面に当接して固着したことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のインクカートリッジ。
18. 前記インクジェット記録装置は、そのインクジェット記録装置から突出して設けられ、前記インク室内に外気を導入する外気導入部材を備え、
    その外気導入部材を挿入可能で前記インク室と連通する外気連通室が形成され、その外気連通室内に前記支持部材及び弁部材と同形状のものが配置されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載のインクカートリッジ。
19. 移動可能に配設され、樹脂材料で製作された弁部材と、
    その弁部材の一方の面のほぼ中央部分を露出させる開口を有しかつその開口の外周において前記弁部材と当接する弁座部、及び、その弁座部の外周からその弁部材の前記一方の面と反対側に立ち上がりかつその弁部材の一方の面と反対側部分に当接するように内側に張り出し前記弁部材を弁座部に当接させる方向に付勢する付勢部を、ゴム状の弾性材料で一体に製作して有する支持部材とを備え、
    前記弁部材は、前記支持部材の弁座部と付勢部との間に保持され、前記弁部材が前記付勢部の付勢に抗して移動することにより、前記弁座部から離れ、前記弁部材の両側の流路が連通し、
    前記付勢部における内側に張り出した部分の中央には開口が形成されており、
    前記付勢部における内側に張り出した部分に当接する前記弁部材の部分には、当該張り出した部分に向かって複数の突起が設けられていることを特徴とする弁装置。
20. 前記支持部材は、前記弁座部の開口と、当該弁装置と着脱可能に接続される機器の流路とを連通状態にするシール手段を、前記弁座部から前記付勢部とは反対側に一体に突出して有することを特徴とする請求項１９に記載の弁装置。
21. 前記弁部材は、前記開口により露出されたその弁部材の前記一方の面を、中空部材により前記付勢部の付勢に抗して押され前記弁座部から離れるものであり、前記支持部材は、その中空部材をその外周に密着して嵌合させるシール手段を前記開口に連接して一体に有することを特徴とする請求項１９に記載の弁装置。
22. 前記弁部材は、前記弁座部と当接する部分と、前記付勢部と当接する部分との間に、その弁部材の両側を連通させる連通路を、その移動方向に貫通して備えることを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の弁装置。
23. 前記弁部材の連通路の開口部は、非円形に形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の弁装置。
24. 前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記弁座部とは反対側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記弁部材の連通路は、前記底部を貫通する孔と、前記弁側壁部を貫通する孔とが連通して形成されていることを特徴とする請求項２２または２３に記載の弁装置。
25. 前記弁部材の連通路の開口部を構成する各稜線は、互いに角度をもった２以上の平面上にあることを特徴とする請求項２２から２４のいずれかに記載の弁装置。
26. 前記弁側壁部と接しつつ前記底部から立設し、前記連通路の開口部の稜線の一部を形成する突起部を備えていることを特徴とする請求項２５に記載の弁装置。
27. 前記弁部材は、前記弁座部の開口と対向する底部と、その底部の外周から前記弁座部とは反対側に立ち上がって形成された弁側壁部とを有し、前記付勢部の立ち上がった部分は、前記弁側壁部の外周に沿って立ち上がっていることを特徴とする請求項１９から２６のいずれかに記載の弁装置。
28. 前記付勢部の前記弁部材の外周部に位置する部分の肉厚は、前記弁座部の前記抽出部材の侵入方向における肉厚に比して薄く形成されていることを特徴とする請求項１９から２７のいずれかに記載の弁装置。
29. 前記支持部材は、
    前記シール手段の周囲を包囲する溝と、
    その溝を前記シール手段との間に挟んで前記弁座部から前記シール手段が突出する方向に突出する外周壁とを備えていることを特徴とする請求項２１に記載の弁装置。
30. 前記シール手段の前記中空部材の侵入側となる端部の内周は、前記侵入側から前記弁部材側に向かうほど径を小さく構成されていることを特徴とする請求項２１または２９に記載の弁装置。
31. 前記弁座部の開口の内径は、前記シール手段の内径より大きく形成されていることを特徴とする請求項２１、２９または３０に記載の弁装置。
32. 前記弁部材の前記弁座部と対向する面には、前記連通路より内側で且つ前記開口より外側となる位置にその弁座部方向に突起した環状の突起部材が形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の弁装置。
33. 前記支持部材は、前記弁座部側の外周面に半径方向外方に突起し、当該支持部材を取り付ける機器に対する取付部を有し、その取付部よりも前記付勢部は外径を小さく形成されていることを特徴とする請求項１９から３２のいずれかに記載の弁装置。
    

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