特許 7547136 液体カートリッジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】液体カートリッジ

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20240902BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 171

B41J2/175 119

B41J2/175 153

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020158548

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052273

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-09-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大矢 克典

【審査官】佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６１８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６１８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１９５２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７１７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８５６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０７０２８５２２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】欧州特許出願公開第０３５４６２２１（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／１７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を貯留するための容器と、前記容器に貯留された液体を所定の装置へ供給するための供給口と、前記容器を大気に連通させるための大気連通孔と、前記大気連通孔の開放及び閉塞を切り替え可能な弁機構とを有し、前記所定の装置に着脱することが可能な液体カートリッジであって、
前記弁機構は、
前記大気連通孔に密着して当該大気連通孔を閉塞することが可能な弁体と、
前記液体カートリッジの前記所定の装置への着脱に伴って、前記弁体を前記大気連通孔に密着させる第１の位置と、前記弁体を前記大気連通孔から離間させる第２の位置との間を、回転しながら移動するレバーと
を備え、
前記液体カートリッジが前記所定の装置に装着されていないとき、前記レバーは前記第１の位置にあり、前記液体カートリッジが前記所定の装置へ装着されるとき、前記レバーは第１の方向に回転して前記第１の位置から前記第２の位置に移動し、前記液体カートリッジが前記所定の装置から取り外されるとき、前記レバーは前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転して前記第２の位置から前記第１の位置に移動することを特徴とする液体カートリッジ。

【請求項2】

前記弁機構は、
前記弁体に連結され前記レバーの回転に従って上下移動するロッドと、
前記弁体を前記大気連通孔から離間させる方向に前記ロッドを付勢するバネ部材と、
を更に備え、
前記レバーには第１の突起、第２の突起及び第３の突起が設けられており、
前記レバーが前記第１の位置にあるとき、前記第１の突起が前記バネ部材の付勢に抗して前記ロッドを押圧することにより、前記弁体は前記大気連通孔に密着されており、
前記液体カートリッジが前記所定の装置へ装着されるとき、前記第２の突起が前記所定の装置の当接部材に当接することによって前記レバーが前記第１の位置から前記第２の位置に前記第１の方向に回転し、前記第１の突起による前記押圧が解除されて前記弁体が前記大気連通孔から離間され、
前記液体カートリッジが前記所定の装置から取り外されるとき、前記第３の突起が前記装置の前記当接部材に当接することによって前記レバーが前記第２の位置から前記第１の位置に前記第２の方向に回転し、前記第１の突起が前記バネ部材の付勢に抗して前記ロッドを押圧して前記弁体を前記大気連通孔に密着させる請求項１に記載の液体カートリッジ。

【請求項3】

前記液体カートリッジが前記所定の装置に装着されているとき、前記第３の突起は前記当接部材の凹部に係合しており、前記液体カートリッジが前記所定の装置から取り外されるとき、前記第３の突起は前記凹部に沿って移動しながら回転する請求項２に記載の液体カートリッジ。

【請求項4】

前記第３の突起には第１の曲線が形成され、前記凹部には前記第１の曲線に適合する第２の曲線が形成されており、前記液体カートリッジが前記所定の装置から取り外されるとき、前記第３の突起の前記第１の曲線が前記凹部の前記第２の曲線に沿って移動する請求項３に記載の液体カートリッジ。

【請求項5】

前記ロッドの前記第１の突起との当接面には、前記第１の突起の移動を規制するための段差が形成されている請求項２から４のいずれか１項に記載の液体カートリッジ。

【請求項6】

大気を収容するための大気用空間を更に備え、前記大気連通孔は前記大気用空間と前記容器との隔壁に形成されている請求項２から５のいずれか１項に記載の液体カートリッジ。

【請求項7】

前記弁体と前記ロッドは、前記大気用空間において上下に移動可能であって、前記液体カートリッジが前記第２の位置にあるとき、前記弁体は前記大気用空間の前記ロッドが貫通するロッド軸穴を閉塞する請求項６に記載の液体カートリッジ。

【請求項8】

前記所定の装置に対する着脱は水平方向に行われる請求項１から７のいずれか１項に記載の液体カートリッジ。

【請求項9】

前記装置は記録装置であり、前記液体は前記記録装置で使用されるインクである請求項１から８のいずれか１項に記載の液体カートリッジ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液体カートリッジに関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録装置で用いられるインクカートリッジのように、所定の装置に装着して使用される液体カートリッジは、液体を貯留する液体貯留部と、装置に液体を供給するための液体供給口と、液体貯留部に大気を連通させる大気連通孔とを有している。そして、装置に装着される前は、液体供給部と大気連通口が共に閉塞され、液体貯留部に貯留されている液体が外部に漏れないようになっている。一方、装置に装着された状態では、液体供給部と大気連通口が共に開放され、液体貯留部に貯留されている液体の消費に伴って大気連通口から大気が進入し、装置に対し液体が安定して供給されるようになっている。

【0003】

特許文献１には、大気連通孔を閉塞する弁体と、弁体を閉塞の方向に押圧することが可能なレバーと、大気連通孔を開放する方向に弁体を付勢するバネとを備えた液体カートリッジが開示されている。特許文献１によれば、装置に装着する前の液体カートリッジにおいては、レバーが弁体を押圧して大気連通孔が閉塞され、装置に装着する際にレバーが回転して弁体の押圧が解かれ、バネの付勢力によって大気連通孔が開放される構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１６１８７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１において、一度装着した液体カートリッジを装置から取り外した際、レバーは元の姿勢に戻らず大気連通孔は開放されたままである。このため、液体を途中まで消費した状態で液体カートリッジを装置から取り外した場合、内部に残留している液体が大気連通孔や液体供給口から漏洩するおそれが生じる。また、途中まで液体が消費された液体カートリッジを、装置から取り外した後に放置しておくと、大気連通孔から液体が蒸発して液体の品質が変化したり、液体が漏れ出てしまったりするおそれもある。

【0006】

本発明は上記問題点を解消するためになされたものである。よってその目的とするところは、装置に対する着脱に伴って、大気連通孔の遮断と開放とを適切に切り替えることが可能な液体カートリッジを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そのために本発明は、液体を貯留するための容器と、前記容器に貯留された液体を所定の装置へ供給するための供給口と、前記容器を大気に連通させるための大気連通孔と、前記大気連通孔の開放及び閉塞を切り替え可能な弁機構とを有し、前記所定の装置に着脱することが可能な液体カートリッジであって、前記弁機構は、前記大気連通孔に密着して当該大気連通孔を閉塞することが可能な弁体と、前記液体カートリッジの前記所定の装置への着脱に伴って、前記弁体を前記大気連通孔に密着させる第１の位置と、前記弁体を前記大気連通孔から離間させる第２の位置との間を、回転しながら移動するレバーとを備え、前記液体カートリッジが前記所定の装置に装着されていないとき、前記レバーは前記第１の位置にあり、前記液体カートリッジが前記所定の装置へ装着されるとき、前記レバーは第１の方向に回転して前記第１の位置から前記第２の位置に移動し、前記液体カートリッジが前記所定の装置から取り外されるとき、前記レバーは前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転して前記第２の位置から前記第１の位置に移動することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、装置に対する着脱に伴って、大気連通孔の遮断と開放とを適切に切り替えることが可能な液体カートリッジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】インクカートリッジの外観斜視図

【図2】インクカートリッジの分解斜視図

【図3】弁機構とレバーの構成を説明するための拡大図

【図4】インクカートリッジをカートリッジケースに装着する様子を示す図

【図5】インクカートリッジをカートリッジケースに装着する際のレバーの拡大図

【図6】インクカートリッジをカートリッジケースに装着する際のレバーの遷移図

【図7】インクカートリッジがカートリッジケースに装着された様子を示す図

【図8】インクカートリッジがカートリッジケースに装着された際のレバーの拡大図

【図9】弁機構とレバーの構成の変形例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施形態）
図１は本発明の液体カートリッジとして使用可能なインクカートリッジ１の外観斜視図である。以下の図において、ｘ方向はインクカートリッジ１の装着方向、ｙ方向はインクカートリッジ１の幅方向、ｚ方向は重力方向を示す。インクカートリッジ１は、インクを貯留するための容器２と、貯留されたインクを不図示の記録装置に供給するための供給口１８とを備えている。また、インクカートリッジ１の上面には、記録装置に装着する際に記録装置に係合させるレバー１７と、このレバー１７が回転可能に取り付けられた取り付け部材１６とが配されている。

【0011】

図２は、インクカートリッジ１の分解斜視図である。インクカートリッジ１は、主に、容器２と、中蓋３と、上蓋５とがこの順に積層され、更にシートフィルム１５が上面から溶着されることによって形成される。容器２の内部は、インクを貯留するインク用空間１９となっており、貯留されたインクは下方に配された供給口１８より記録装置に供給される。

【0012】

箱型形状の中蓋３は、大気を収容する大気用空間２０を有し、インク用空間１９との隔壁となる底部には、インク用空間１９に連通する大気連通孔４が形成されている。

【0013】

上蓋５上面のｘ方向の前方側には、大気を導くための屈曲流路６が形成されており、屈曲流路６の終点には大気用空間２０に連通する不図示の貫通口が形成されている。また、屈曲流路６の上面には、開口１４が形成された開口付きフィルム１３が溶着される。更に、屈曲流路６の裏面即ち上蓋５の下面には、液体を透過させず気体を透過させる半透膜１２が接着される。このような構成の下、大気中の空気は、開口１４、屈曲流路６、不図示の貫通口、半透膜１２、大気用空間２０及び大気連通孔４を経てインク用空間１９に供給される。

【0014】

一方、上蓋５において、ｘ方向の後方側には、中蓋３の大気連通孔４の閉塞及び開放を制御するための弁機構７が設けられている。弁機構７は、ゴム部材から成るパッド８、パッド８に連結するためのロッド１０、及びロッド１０を上向き（－ｚ方向）に付勢するためのバネ部材９を有する。弁機構７は、ロッド１０の先端を、バネ部材９及び上蓋５に形成されたロッド軸穴１１に上下移動可能に通し、更にロッド１０の先端をパッド８に連結することによって形成される。

【0015】

中蓋３と上蓋５を容器２の開口に重ねた状態で、シートフィルム１５を上面から溶着する。更に、レバー１７が回転可能に取り付けられた取り付け部材１６を、シートフィルム１５の開口を介して弁機構７の上に設置することにより、インクカートリッジ１が形成される。

【0016】

図３は、弁機構７とレバー１７の構成を説明するための拡大図である。レバー１７は、第１の突起２１、第２の突起２２及び第３の突起２３の３つの突起を有し、回転軸２７を中心に回転可能である。

【0017】

第１の突起２１は弁機構７に当接し作用するための突起である。第２の突起２２は、インクカートリッジ１を記録装置に装着する時に外力を受ける突起であり、記録装置のカートリッジケース（図３では不図示）と当接するための第２の当接面２５を有している。第３の突起２３は、インクカートリッジ１を記録装置から取り外す時に外力を受ける突起であり、記録装置のカートリッジケース（図３では不図示）と当接するための第３の当接面２６を有している。

【0018】

図３では、第１の突起２１が、弁機構７のロッド１０上の第１の当接面２４に当接し、バネ部材９の付勢力に逆らってロッド１０を下方に押圧し、弁体となるパッド８が大気連通孔４を塞いでいる状態を示す。このような状態は、インクカートリッジ１が記録装置に装着されていない時の状態に相当する。なお、第１の突起２１が当接する第１の当接面２４は、ロッド１０の天面において装着方向であるｘ方向の後方側に配され、前方側の面よりも一段低く形成されている。このような段差を設けておくことにより、第１の突起２１が段差を超えて回転し、パッド８が浮き上がるのを規制することができる。

【0019】

図４は、インクカートリッジ１を記録装置に設けられたカートリッジケース４０に装着する様子を示す図である。カートリッジケース４０は、インクカートリッジ１の全体を保持する筐体４１と、インクカートリッジ１の供給口１８を貫通させるための貫通口４２と、レバー１７に対する当接部材であり且つレバー１７と係合可能な係合部２８とを有する。

【0020】

図５は、インクカートリッジ１をカートリッジケース４０に装着する際の、レバー１７の状態を説明するための拡大図である。ここでは、レバー１７の第３の突起２３がカートリッジケース４０の内部に既に進入し、第２の突起２２が未だ進入していない状態を示している。第３の突起２３は係合部２８の下面４３より低い位置にあるため、レバー１７は係合部２８に当接していない。第１の突起２１は、第１の当接面２４に当接し、バネ部材９の付勢力に逆らってロッド１０を下方に押圧している。ロッド１０の先端に取り付けられているパッド８は、大気連通孔４に密着しこれを閉塞している。バネ部材９は、ロッド１０と上蓋５との間で圧縮された状態となっている。図５の状態において、インクカートリッジ１を更にｘ方向に挿入すると、レバー１７の第２の突起２２は係合部２８と当接し、レバー１７は図中時計回りに回転する。

【0021】

図６（ａ）～（ｆ）は、インクカートリッジ１をカートリッジケース４０に装着する過程における、レバー１７の回転位置と弁機構７の状態を示す遷移図である。図６（ａ）は、図５と同様、レバー１７の第３の突起２３がカートリッジケース４０の内部に進入し、第２の突起２２が進入していない状態を示している。

【0022】

図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態からインクカートリッジ１が更に進入し、第２の突起２２がカートリッジケース４０の係合部２８に当接した状態を示している。第２の突起２２の第２の当接面２５に、係合部２８の角部２９が突き当たることにより、レバー１７の時計回り方向への回転が開始される。

【0023】

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態から、インクカートリッジ１が更に進入した状態を示している。レバー１７は回転軸２７を中心に時計回り方向に回転し、第１の突起２１は、ロッド１０の天面の段差を超えて左方向にずれて第１の当接面２４から外れた位置にある。一方、レバー１７の回転に伴い、第３の突起２３の第３の当接面２６は、係合部２８のレバー当て凹部３０と当接するようになる。

【0024】

図６（ｄ）は、図６（ｃ）の状態から、インクカートリッジ１が更に進入した状態を示している。レバー１７は更に回転し、第１の突起２１の当接位置は更に左方向にずれている。

【0025】

図６（ｅ）は、図６（ｄ）の状態から、インクカートリッジ１が更に進入した状態を示している。第１の突起２１が第１の当接面２４から外れることにより、ロッド１０を下方に押圧する力が弱まり、バネ部材９の付勢力によってロッド１０とパッド８が上方に移動している。第３の突起２３は、第３の当接面２６をレバー当て凹部３０に当接させながら、レバー当て凹部３０に入り込んで行く。

【0026】

図６（ｆ）は、図６（ｅ）の状態から、インクカートリッジ１が更に進入した状態を示している。第１の突起２１は第１の当接面２４から外れ、ロッド１０は下方に押圧する力が解除されて更に上方に移動し、パッド８は大気連通孔４から離間し、大気連通孔４は開放されている。第３の突起２３は、レバー当て凹部３０の奥まで入り込んでいる。図６（ｆ）の状態により、インクカートリッジ１の記録装置に対する装着が完了する。

【0027】

図７は、インクカートリッジ１が記録装置のカートリッジケース４０に装着された状態を示す図である。インクカートリッジ１のほぼ全体がカートリッジケース４０の筐体４１に収まり、供給口１８は貫通口４２から突き抜けている。

【0028】

図８は、インクカートリッジ１がカートリッジケース４０に装着された状態における、レバー１７と係合部２８の当接状態を説明するための拡大図である。図５で説明した装着前の状態に対しレバー１７が時計周りに回転し、第３の突起２３が係合部２８のレバー当て凹部３０に係合している。バネ部材９の付勢力によってロッド１０とパッド８が上方に移動し、大気連通孔４が完全に開放されている。このような状態において、開口１４を経由して大気用空間２０に収容された空気は、大気連通孔４を介してインク用空間１９に進入することができる。即ち、インク用空間１９に貯留されたインクが消費されても、インク用空間１９の内圧は大気圧に維持され、インク用空間１９に貯留されたインクを記録装置へ安定して供給することが可能となる。一方、バネ部材９の付勢力によってパッド８はロッド軸穴１１に当接し、ロッド軸穴１１とロッド１０の隙間からインクが漏れるのを防ぐことができる。

【0029】

インクカートリッジ１を記録装置から取り外す際、レバー１７と弁機構７の状態は、図６（ａ）～（ｆ）で説明した順とは逆の順で遷移する。即ち、ユーザがカートリッジケース４０を－ｘ方向に引くと、第３の突起２３がレバー当て凹部３０から抗力を受けることによって、レバー１７が装着時とは反対の反時計回りに回転する。そして、第１の突起２１がバネ部材９の不勢力に逆らって徐々にロッド１０とパッド８を押し下げ、最終的には、図５及び図６（ａ）に示すような状態、即ち第１の突起２１が第１の当接面２４を押圧し、パッド８が大気連通孔４を閉塞する状態に戻る。この際、係合部２８のレバー当て凹部３０においては、ロッド１０を確実に押し下げつつ、且つレバー１７がレバー当て凹部３０に沿って－ｘ方向にスムーズに通過できるような曲線形状を有していることが好ましい。本実施形態においては、係合部２８にレバー当て凹部３０を設け、レバー１７にレバー当て凹部３０に篏合するような第３の突起２３を設けることにより、インクカートリッジを記録装置から取り外す際に大気連通孔４が閉塞されるようにしている。これにより、記録装置に対する着脱に伴って、大気連通孔４の遮断と開放を適切に切り替えることができるようになる。

【0030】

以上説明したように、本実施形態において、インクカートリッジ１が記録装置に装着されていないとき、レバー１７は図５に示すような第１の位置にある。即ち、第１の突起２１はバネ部材９の付勢力に逆らってロッド１０とパッド８を押し下げ、大気連通孔４が閉塞された状態となっている。

【0031】

インクカートリッジ１が記録装置に装着されるとき、第２の突起２２と係合部２８の当接によって、レバー１７は図５に示す第１の位置から図８に示す第２の位置まで時計回りに回転する。そして、第１の突起２１によって抑えられていたロッド１０とパッド８がバネ部材９の付勢力によって上昇し、大気連通孔４が開放される状態となる。

【0032】

一方、インクカートリッジ１が記録装置から取り外されるとき、第３の突起２３と係合部２８の当接によって、レバー１７は図７に示す第２の位置から図５に示す第１の位置まで反時計回りに回転する。そして、第１の突起２１がバネ部材９の付勢力に逆らってロッド１０とパッド８を押し下げ、大気連通孔４は閉塞された状態となる。

【0033】

その後、同じインクカートリッジ１を再び記録装置に装着したり取り外したりする時も、上記と同様の工程でレバー１７が第１の位置と第２の位置の間を往復に回転し、その回転位置に応じて大気連通孔４の開放と閉塞が切り替えられる。従って、インクカートリッジ１を装着した状態においては、そのインクカートリッジ１の着脱の頻度に関わらず、そのインクカートリッジ１を好適に使用することができる。

【0034】

以上では、レバー１７における第１の突起２１と、ロッド１０の天面に形成された段差の低い側の面である第１の当接面２４とが当接する形態で説明したが、第１の突起２１と第１の当接面２４の形状は、着脱動作を円滑にするために更に調整されてもよい。

【0035】

図９は、第１の突起２１と第１の当接面２４の形状の変形例を示す図である。本変形例では、第１の突起２１の右側に第１の曲線３１を形成し、第１の当接面２４には第１の曲線３１に適合するような第２の曲線３２を形成している。第１の突起２１と第１の当接面２４とを、このような形状としておくことにより、レバー１７回転時の第１の突起とロッド１０との当接や擦れを滑らかにし、インクカートリッジ１の着脱動作を更に円滑に行うことが可能となる。

【0036】

また、以上では、記録装置のカートリッジケース４０に対しインクカートリッジ１を水平方向に装着する形態で説明したが、装着方向や装着姿勢は水平方向に対して多少傾いていてもよい。インク用空間１９に貯留された液体が供給口１８を介して記録装置に適切に供給され、外部の大気が大気連通孔４を介してインク用空間１９内に適切に流入させることが可能であれば、インクカートリッジ１や弁機構の形状や姿勢は、適宜変更可能である。

【0037】

更に以上では、インクジェット記録装置に装着可能なインクカートリッジを本発明の液体カートリッジとして説明したが、上記で説明したインクカートリッジの構成は、無論、様々な形態に応用することができる。液体を収容したカートリッジを何らかの装置に着脱可能に使用する形態であれば、液体の使用目的に限らず、上記実施形態の構成は有効に機能する。

【符号の説明】

【0038】

１ インクカートリッジ（液体カートリッジ）
２ 容器
４ 大気連通孔
７ 弁機構
８ パッド（弁体）
１７ レバー
１８ 供給口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】