インク容器、及びインク容器の製造方法
【課題】インク室を構成する壁材と浮力体との接触を防止する手段を提供する。
【解決手段】インク容器は、フレーム５０と、フィルムと、フロート部７３と、バネ材１５０とを具備する。フレーム５０によって、インクが収容されるインク室１００が区画されている。フレーム５０の開口はフィルムで覆われている。フロート部７３は、インク室１００に配置されており、インク量によって変位する。バネ材１５０は、フロート部７３と対向するフィルムの一部を、フロート部７３から離間させる方向へ付勢する。
【解決手段】インク容器は、フレーム５０と、フィルムと、フロート部７３と、バネ材１５０とを具備する。フレーム５０によって、インクが収容されるインク室１００が区画されている。フレーム５０の開口はフィルムで覆われている。フロート部７３は、インク室１００に配置されており、インク量によって変位する。バネ材１５０は、フロート部７３と対向するフィルムの一部を、フロート部７３から離間させる方向へ付勢する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク室の開口がフィルム状の壁材によって覆われ、そのインク室の内部にインク量によって変位する浮力体が設けられたインク容器及びインク容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクを用いて記録用紙（被記録媒体）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容器が設けられる。このインク容器は、カートリッジ形式が採用されて、画像記録装置に対して着脱可能とされることが多い。インク容器内のインクが無くなると、そのインク容器が画像記録装置から取り外されて、新しいインク容器が画像記録装置に装着される。このようなインク容器の交換時期を判定するために、インク容器内のインク残量を検知する手段が提案されている。
【０００３】
前述されたインク容器の一例として、特許文献１には、シャッター機構と称されるアーム状の部材（以下「アーム」と称する。）がインク室内に揺動可能に設けられた構成が開示されている。このアームは、浮力を利用してインクの貯留量によって回動する。詳細には、インク室内のインクが所定量未満になると、アームの先端が、光センサによる検出位置から非検出位置へ移動するので、光センサの検知信号の変化に基づいて、インク室内のインクが所定量未満になったことを判定できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６２５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像記録装置には小型化、薄型化の要請があり、これに伴って、インク容器も小型化、薄型化が要請される。しかし、インク容器が薄型化されると、前述されたアームやアームに浮力を付与する浮力体が、インク容器の内壁に接触するおそれがある。この接触は、アームの回動に対して負荷となりうるので、アームの回動がインク残量以外の要因にも依存することとなり、インク容器のインク残量が正確に検出できなくなるおそれがある。特に、インクに気体が溶存することを抑制するためにインク室内を大気圧に対して減圧すると、インク容器を構成する壁が内側へ撓み、その後にインク室内を大気圧に戻しても壁とアームとが接触した状態が維持されて、前述された問題が生じやすいと考えられる。
【０００６】
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、インク室を構成する壁材と浮力体との接触を防止する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1) 本発明にかかるインク容器は、インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備する。
【０００８】
フレームの開口に壁材が設けられて、インクを収容可能なインク室が形成される。このインク室には浮力体が設けられ、浮力体はインク量によってインク室内の位置を変位させる。浮力体と対向する壁材の少なくとも一部は、バネ材によって、浮力体から離間させる方向へ付勢される。
【０００９】
(2) 上記フレームは、上記インク室と外部とを連通する孔と、当該孔を閉塞する蓋部材とを有し、上記インク室は、インクを収容した状態で負圧に維持され、かつ使用状態では上記孔が開放されて大気圧とされるものであってもよい。
【００１０】
蓋部材が孔を閉塞した状態で、インク室が負圧にされると、フィルム状の壁材がインク室の内部側へ撓み、壁材と共にバネ材もインク室の内側へ弾性変形する。使用状態において孔が開放されると、インク室内が大気圧になる。そうすると、バネ材が弾性復帰して、インク室の内部側へ撓んでいる壁材を、浮力体から離間させる方向へ付勢する。
【００１１】
(3) 上記壁材は、上記フレームにおける対向位置に一対が設けられ、当該一対の壁材によって形成される対向壁が、上記インク室において最も近接する対向壁であってもよい。
【００１２】
(4) 上記フレームは、両側面が開口され、当該開口に上記壁材が設けられて略直方体形状をなすものであってもよい。
【００１３】
(5) 上記インク室内で揺動可能に設けられ、第１端が第１位置に位置する第１姿勢と上記第１端が上記第１位置から離間した第２位置に位置する第２姿勢との間で姿勢変化するアームを有し、上記浮力体は、上記アームにおける第２端に設けられたものであってもよい。
【００１４】
これにより、浮力体の変位に連動してアームの第１端が姿勢変化する。
【００１５】
(6) 上記フレームは、その内部空間が上記インク室と連続する中空な透光性を有する透光領域を有し、上記アームの第１端が、上記透光領域内で姿勢変化するものであってもよい。
【００１６】
(7) 本インク容器は、インクジェットプリンタに対して着脱可能であってもよい。
【００１７】
(8) 本発明にかかるインク容器の製造方法は、インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備するインク容器に適用され、上記インク室にインクを注入する第１工程を含む。
【００１８】
インク室には、インクを注入可能な孔が予め形成されているか、又はインクを注入する際に形成される。第１工程において、その孔を通じてインク室にインクが注入される。浮力体と対向する壁材の少なくとも一部は、バネ材によって、浮力体から離間させる方向へ付勢されているので、フィルム状の壁材が浮力体と接触してインク室の容量が減少することがない。
【００１９】
(9) 本インク容器の製造方法は、上記インク室内を大気圧に対して負圧とする第２工程を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかるインク容器によれば、浮力体と対向する壁材の少なくとも一部が、バネ材によって浮力体から離間させる方向へ付勢されるので、フィルム状の壁材が浮力体と接触することが防止される。
【００２１】
また、本発明にかかるインク容器の製造方法によれば、浮力体と対向する壁材の少なくとも一部は、バネ材によって、浮力体から離間させる方向へ付勢されているので、フィルム状の壁材が浮力体と接触してインク室の容量が減少することがない。これにより、インク容器を製造する際に、またはインク容器にインクを再充填する際に、インク室内にインクを効率よく注入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、適宜図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、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。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観形状を示す斜視図であり、（Ａ）には、挿入方向３０の前方側から見た斜視図が示されており、（Ｂ）には、挿入方向３０の後方側から見た斜視図が示されている。図２は、インクカートリッジ１０の分解斜視図である。図３は、インクカートリッジ１０の側面図である。なお、図３（Ｂ）には、インク容器２０が破線で示されている。図４は、インク容器２０の拡大斜視図である。図５は、インク容器２０の内部構造を示す側面図である。なお、図５では、フィルム６５が省略されている。図６は、インク容器２０の分解斜視図である。図７は、アーム７０の外観形状を示す斜視図である。図８は、図５におけるVIII−VIII断面を示す断面図である。
【００２４】
インクカートリッジ１０は、インクジェット方式のプリンタなどに代表される記録装置に装着されて使用される。詳細な説明は省略するが、インクカートリッジ１０は、記録装置が備えるカートリッジ収容部に着脱可能に構成されており、上記カートリッジ収容部に対して、図１に示される状態で矢印３０の方向（以下「挿入方向３０」と称する。）に挿入されて装着される。インクカートリッジ１０が装着されると、インクカートリッジ１０に収容されたインクが記録装置の記録ヘッドへ供給可能となる。
【００２５】
図１に示されるように、インクカートリッジ１０は、扁平形状の略六面体として構成されている。詳細には、インクカートリッジ１０は、幅方向（矢印３１の方向）に細く、高さ方向（矢印３２の方向）及び奥行き方向（矢印３３の方向）が上記幅方向よりも長い略直方体形状に形成されている。
【００２６】
図１及び図２に示されるように、インクカートリッジ１０は、大別して、インク容器２０（本発明のインク容器の一例）と、ハウジング２６と、スライダ２７と、コイルバネ２３，２４とを備えている。インクカートリッジ１０の外装はハウジング２６及びスライダ２７で構成されている。
【００２７】
ハウジング２６は、インク容器２０を保護するものである。このハウジング２６によって、インク容器２０の前面４１（挿入方向３０の前方側の面）を除く略全体が覆われている。ハウジング２６は、インク容器２０を２方向（図２の左右方向）から挟み込む第１カバー２１及び第２カバー２２から構成されている。図２に示されるように、第１カバー２１は、インク容器２０の右側面４６（挿入方向３０の前方側から見て右側の面）に取り付けられている。具体的には、第１カバー２１の内面に設けられた複数の係合爪１２がインク容器２０に形成された係合溝１３に嵌め入れられることによって、第１カバー２１がインク容器２０に取り付けられる。これにより、第１カバー２１によってインク容器２０の右側面４６が覆われる。一方、第２カバー２２は、インク容器２０の左側面４５（挿入方向３０の前方側から見て左側の面）に、第１カバー２１と同様の取付方法で取り付けられている。これにより、第２カバー２２によってインク容器２０の左側面４５が覆われる。なお、これらのカバー２１，２２は、インク容器２０を構成するフレーム５０や大気連通バルブ８０、インク供給バルブ９０などと干渉しない形状に形成されている。
【００２８】
スライダ２７は、インク容器２０との間にコイルバネ２３，２４を介在させた状態でインク容器２０に着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、インク容器２０の前面４１の上部に穿設されたバネ受け２３Ａにコイルバネ２３が装着され、前面４１の下部に穿設されたバネ受け２４Ａにコイルバネ２４が装着されており、バネ受け２３Ａの上部及びバネ受け２４Ａの下部それぞれに設けられた係合爪１５，１６が、スライダ２７に形成された係合溝１７，１８それぞれに嵌め入れられることによって、ハウジング２６の前方部（挿入方向３０の前方側の部位）２８を覆うようにしてスライダ２７が取り付けられている。
【００２９】
また、本実施形態では、スライダ２７は、ハウジング２６の前方部２８に沿って奥行き方向（矢印３３の方向）へスライドするように設けられている。図３（Ａ）には、スライダ２７がインク容器２０の前面４１に最も近づけられた第２位置に配置された状態が示されており、図１及び図３（Ｂ）には、スライダ２７がインク容器２０の前面４１から最も離された第１位置に配置された状態が示されている。スライダ２７がスライドされて第２位置に配置されると、インク供給バルブ９０がスライダ２７から外部へ露出される。一方、スライダ２７が第１位置にある状態では、大気連通バルブ８０及びインク供給バルブ９０がスライダ２７内に配置される。なお、スライダ２７のスライド機構は本発明に直接関係しないため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３０】
次に、図４から図８を参照して、インク容器２０について詳細に説明する。図４に示されるように、インク容器２０は、扁平形状の略六面体として構成されている。インクカートリッジ１０が記録装置のカートリッジ収容部（不図示）に装着されると、インク容器２０は、スライダ２７が第２位置にある状態で上記カートリッジ収容部に収められる。なお、本実施形態では、図４から図６に示されるように、インク容器２０において、挿入方向３０の前方側の面を前面４１、挿入方向３０の後方側の面を後面４２、鉛直上方側の面を上面４３、鉛直下方側の面を下面４４とする。また、前面４１、後面４２、上面４３、下面４４それぞれに隣接し、互いに対向する２つの面を左側面４５及び右側面４６とする。前面４１から見て左側が左側面４５であり、右側が右側面４６である。本実施形態では、一対の左側面４５及び右側面４６がインク容器２０において最大面積となっている。
【００３１】
インク容器２０は、大別して、フレーム５０（本発明のフレームの一例）と、アーム７０（本発明のアームに相当）と、支持ブロック１７０と、バネ材１５０（本発明のバネ材に相当）と、大気連通バルブ８０（本発明の蓋部材に相当）と、インク供給バルブ９０と、フィルム６５（図６参照、本発明の壁材の一例）とにより構成されている。
【００３２】
フレーム５０は、インク容器２０の筐体を構成する部材であり、インク容器２０の六面４１〜４６を形成する。したがって、インク容器２０の六面４１〜４６は、フレーム５０の六面に一致する。以下において、インク容器２０の各面に付された符号を用いてフレーム５０の各面を示す。
【００３３】
フレーム５０は、透光性のある透明又は半透明の樹脂材料で構成されており、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。樹脂材料としては、ポリアセタールやナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが該当する。
【００３４】
図４に示されるように、フレーム５０は、外周壁５１と、複数の内壁５２とを備える。内壁５２は、外周壁５１の内側に配設されている。外周壁５１及び内壁５２は、フレーム５０として一体に形成されている。外周壁５１及び内壁５２は、インク容器２０の左側面４５から右側面４６に渡って設けられている。外周壁５１は、内部に空間（インク室１００に相当）を形成するように、前面４１、上面４３、後面４２、下面４４に概ね沿って環状に配設されている。これにより、フレーム５０の側面４５，４６それぞれに開口５７が形成される。つまり、フレーム５０は、左側面４５及び右側面４６それぞれが開放されている。
【００３５】
図６に示されるように、フレーム５０の側面４５，４６それぞれに、透明な樹脂で構成された薄肉状のフィルム６５が周知の熱溶着法によって溶着されている。具体的には、外周壁５１の幅方向３１の両端部にフィルム６５が溶着される。これにより、フィルム６５によって開口５７が覆われて、外周壁５１とフィルム６５とによって囲まれた空間がインク室１００として区画される。このように区画されたインク室１００にインクが収容される。一対のフィルム６５は、フレーム５０における対向位置に設けられて、インク室１００の対向壁を形成している。この対向壁がインク室１００において最も近接する対向壁である。なお、フレーム５０に代えて、例えば、一方の側面４５だけが開放された器状のフレームを用いることも可能である。この場合、上記フレームにおいて開放された側の面がフィルム６５で溶着されることにより、インク室１００が区画される。
【００３６】
内壁５２は、外周壁５１で囲まれた領域内に配設されている。フレーム５０には、インク室１００の上部空間を幅方向３１の中央で仕切り分ける仕切り板５３が外周壁５１と一体に設けられている。内壁５２は、仕切り板５３に一体に設けられている。この内壁５２の幅方向３１の両端部にもフィルム６５が溶着されている。これにより、フィルム６５の撓みを抑制することができる。また、第１カバー２１及び第２カバー２２がインク容器２０側に変形したとしても、内壁５２によって第１カバー２１及び第２カバー２２の変形が規制される。これにより、インク容器２０やフィルム６５の破損が軽減される。なお、インク室１００の下部、つまり、仕切り板５３の下方の空間１０２（図６参照）は、後述するアーム７０及び支持ブロック１７０が配置されるため、幅方向３１に渡って仕切り分けられておらず、左側面４５から右側面４６へ貫通している。
【００３７】
フィルム６５は、合成樹脂製の複数のフィルムが積層されて構成されており、多層構造を有する。具体的には、フィルム６５は、フレーム５０と同じ材質からなる第１シートと、ナイロンからなる第２シートと、ポリエチレンテレフタレートからなる第３シートとがインク室１００側から外方向へ順次接合された３層構造を有する。つまり、インク室１００側の第１シートは、フレーム５０と同じ材質で構成されている。なお、本実施形態では、合成樹脂製のフィルム６５を用いることとしたが、例えば、金属箔を合成樹脂製のフィルムで挟みようにして構成された薄肉状のフィルムを用いることも可能である。もちろん、合成樹脂以外の素材（パルプ、金属、天然樹脂など）で構成されたフィルムを用いてもかまわない。
【００３８】
外周壁５１の幅方向（矢印３１の方向）の中心に軸受リブ７４（図６参照）が立設されている。図６に示されるように、軸受リブ７４は、前面４１及び下面４４で形成されるコーナー付近の外周壁５１に設けられている。軸受リブ７４は、外周壁５１の右側面４６寄りの端部に立設されている。軸受リブ７４の左側面４５側の面に、円孔状の軸受け６７が形成されている。図６に示されるように、この軸受け６７に、円柱状の軸７７が嵌め入れられ、更に、軸７７にアーム７０の軸孔７８が挿通される。なお、軸７７の他端は、支持ブロック１７０側で支持される。
【００３９】
図４及び図５に示されるように、フレーム５０の後面４２にインク注入部１０５が形成されている。インク注入部１０５は、後面４２からインク室１００側に穿設された略円筒状の孔である。インク注入部１０５は、後面４２の下端付近においてフレーム５０と一体に形成されている。インク注入部１０５は、インク室１００に連通している。インク注入部１０５を通じてインクがインク室１００へ注入される。インクの注入手法は後述される。
【００４０】
フレーム５０の前面４１には、検知窓１４０（本発明の透光領域の一例）が形成されている。検知窓１４０は、インク室１００に収容されているインクの量を視覚的或いは光学的に検知するためのものである。検知窓１４０は、フレーム５０と一体に形成されている。したがって、検知窓１４０は、フレーム５０と同じ材質、つまり、透光性のある透明又は半透明の樹脂材料で構成されている。そのため、検知窓１４０は、外部からの光を透過することができる。なお、検知窓１４０には、記録装置に取り付けられたフォトインタラプタなどの光センサによって光が照射される。光センサは発光素子と受光素子とを有する。本実施形態では、発光素子から出射された光が側壁１４０Ｂに照射され、側壁１４０Ｂを透過した検出光が上記受光素子によって受光される。
【００４１】
検知窓１４０は、インク容器２０の前面４１の中段付近からインク容器２０の外側（図５における右向き）へ向かって突設されてる。この検知窓１４０は、図示されるように、略矩形状の５つの壁面で区画され、内部が中空状の略箱状に形成されている。具体的には、検知窓１４０は、前面４１に平行で、前面４１から外向きに所定距離だけ離間した矩形状の前壁１４０Ａと、この前壁１４０Ａの幅方向の二辺を含む一対の側壁１４０Ｂと、前壁１４０Ａの上辺を含む上壁１４０Ｃと、前壁１４０Ａの下辺を含む下壁１４０Ｄとにより区画されている。なお、前壁１４０Ａの幅（幅方向３１の寸法）は、前面４１の幅よりも小さく形成されている。
【００４２】
図５に示されるように、検知窓１４０の内部には、前壁１４０Ａ、側壁１４０Ｂ、上壁１４０Ｃ及び下壁１４０Ｄによって囲まれた空間１４２が形成される。検知窓１４０のインク室１００側には壁は設けられておらず、空間１４２がインク室１００へ連続して通じている。この空間１４２に対して、アーム７０のインジケータ部７２が進入或いは離間する。図５には、空間１４２内の所定位置にインジケータ部７２が進入した第１姿勢が実線で示されている。なお、アーム７０の構成は後述される。
【００４３】
検知窓１４０の上部に大気連通バルブ８０が設けられている。大気連通バルブ８０は、フレーム５０の前面４１の上部に穿設された大気連通用の貫通孔８１（図６参照）を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。この大気連通バルブ８０は、主として、バルブ本体８７、バネ８６、シール部材８３、キャップ８５などの部材で構成されている。大気連通バルブ８０は、常時は、貫通孔８１を気密に閉塞しており、インクカートリッジ１０が記録装置に装着されると、大気連通バルブ８０が作動して、貫通孔８１が開放される。これにより、インク室１００内の空気層が大気圧と同圧になる。なお、本実施形態では、大気連通バルブ８０が貫通孔８１を開閉するが、本発明における蓋部材として、貫通孔８１にフィルム（蓋部材に相当）を貼り付けて閉塞し、使用状態ではこのフィルムを剥がして貫通孔８１を開放する態様を採用してもよい。
【００４４】
検知窓１４０の下方にインク供給バルブ９０が設けられている。インク供給バルブ９０は、フレーム５０の前面４１の下部に穿設されたインク供給用の貫通孔９１を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。このインク供給バルブ９０は、主として、バルブ本体９７、バネ９６、バネ受け９４、シール部材９３、キャップ９５などの部材で構成されている。インク供給バルブ９０は、常時は、貫通孔９１を閉塞しており、インクカートリッジ１０が記録装置に装着されると、図示しないインクニードルによってインク供給バルブ９０が作動して、貫通孔９１が開放される。これにより、インク室１００内のインクを上記インクニードルを通じて記録装置側へ供給することが可能となる。
【００４５】
以下、図５から図７を参照しながら、アーム７０の構成について詳細に説明する。アーム７０は、インク室１００に収容されたインクの液量を検知するための部材である。アーム７０の一方端（第１端）に、空間１４２に対して進入し或いは空間１４２から離間するインジケータ部７２が設けられている。また、アーム７０の他方端（第２端）にフロート部７３（本発明の浮力体の一例）が設けられている。
【００４６】
アーム７０は、その略中心部に軸孔７８が形成されている。この軸孔７８に軸７７が挿通される。軸７７はアーム７０を回動自在に支持するためのものであり、その一端は、軸受リブ７４に形成された軸受け６７（図６参照）に支持され、その他端は支持ブロック１７０に支持される。アーム７０が軸７７で軸支されることによって、インク室１００内において矢印３５（図５参照）の方向へ揺動可能に支持される。
【００４７】
フロート部７３は、例えば、内部が中空状に形成されており、インクなどの液体に対して浮力を有する浮力体の役割を担っている。したがって、フロート部７３は、インク量が所定量以下になった状態で上方へ変位する。これにより、フロート部７３の変位に応じてアーム７０が回動する。本実施形態では、インク中において、軸孔７８からフロート部７３に至る第２部位７６が浮き上がるようにフロート部７３が形成されている。なお、フロート部７３を中空形状とせず、フロート部７３自体をインクの比重よりも小さい比重の素材で形成してもよい。
【００４８】
インジケータ部７２は、インク室１００内のインクの残量を指し示すためのものである。アーム７０が図５において時計方向へ回動されると、インジケータ部７２が検知窓１４０の空間１４２に進入する。空間１４２に進入したインジケータ部７２は、検知窓１４０の下壁１４０Ｄの内面に当接した第１位置において、それ以上の回動が阻止される。これにより、アーム７０が第１姿勢となる。一方、アーム７０が図５において反時計方向へ回動されると、インジケータ部７２が下壁１４０Ｄの内面から離間する第２姿勢に変化する。アーム７０は、第２姿勢において、インジケータ部７２が下壁１４０Ｄの内面から所定距離だけ隔てた第２位置で静止する。
【００４９】
本実施形態では、アーム７０は、軸孔７８からフロート部７３に至る第２部位７６が軸孔７８からインジケータ部７２に至る第１部位７５よりも重量が大きくなるように形成されている。したがって、空気中においては、第２部位７６が第１部位７５よりも重い。そのため、インク室１００にインクが入っていない状態では、アーム７０は、軸７７を中心にして、図５において反時計方向へ回動する。これにより、インジケータ部７２が検知窓１４０の空間１４２から離間する。つまり、インジケータ部７２が空間１４２から離間していることは、インク室１００にインクが入っていないことを意味する。なお、フロート部７３の下端がインク室１００の底面に当接すると、アーム７０の回動が停止して、アーム７０が第２姿勢に維持される。
【００５０】
一方、インク室１００に所定量以上のインクが貯留されている状態、言い換えれば、フロート部７３がインク液中にある状態では、フロート部７３に浮力が発生する。この浮力によって、第１部位７５と第２部位７６との重量の均衡が逆転する。すなわち、インク中では、フロート部７３の重力方向に働く力はインジケータ部７２の重量方向に働く力よりも小さくなる。したがって、アーム７０は、軸７７を中心にして、図５において時計方向へ回動する。このとき、インジケータ部７２は検知窓１４０の空間１４２に進入して、インジケータ部７２の下端が下壁１４０Ｄの内面に当接した第１姿勢で保持される。つまり、インジケータ部７２が空間１４２に進入していることは、インク室１００に所定量以上のインクが貯留されていることを意味する。
【００５１】
上述のようにアーム７０が動作するため、空間１４２におけるインジケータ部７２の位置を検知窓１４０の外部から目視で確認し、或いは、フォトインタラプタなどの光センサで監視することで、インク室１００内のインクの液量が一定量以上あるかどうかを検知することができる。言い換えれば、インジケータ部７２の動きによって、インク室１００内のインクの量が目視或いは光センサにより外部から判別できる。なお、本実施形態では、インク室１００内において回動するアーム７０を用いてインク量の判定を行うこととしているが、インクの液面に追従して移動するフロートを用いてインク量を判定することとしてもよい。
【００５２】
図５に示されるように、アーム７０の周囲にバネ材１５０が取り付けられている。バネ材１５０は、例えばワイヤーや針金などの線状鋼材を屈曲成形することにより製作される。バネ材１５０は、主として、端部１５１，１５２、保護部１５３，１５４、連結部１５５から構成される。図６に示されるように、フレーム５０に形成された掛け部１３１に連結部１５５が係止され、軸受リブ７４に形成された孔（不図示）及び支持ブロック１７０に形成された孔１８３に端部１５１，１５２が挿入されることによって、フレーム５０にバネ材１５０が固定される。
【００５３】
図５に示されるように、フレーム５０に固定されたバネ材１５０は、アーム７０のフロート部７３を取り囲む。詳細には、フレーム５０の左側面４５側に保護部１５３が配置され、右側面４６側に保護部１５４が配置されることによって、フロート部７３の両側が保護部１５３，１５４によって囲まれる。これら保護部１５３，１５４は、上下方向に略Ｖ字形状に折り曲げられるているので、アーム７０の姿勢変化に伴って移動するフロート部７３がいずれの位置にあっても、フロート部７３の両側に保護部１５３，１５４が存在する。
【００５４】
図８に示されるように、保護部１５３，１５４は、フロート部７３とフィルム６５との間に配置される。本実施形態では、フィルム６５が撓んでいない状態において、保護部１５３，１５４がフィルム６５に接触していないが、保護部１５３，１５４は常にフィルム６５に接触していてもよい。保護部１５３，１５４は、弾性変形可能なので、フィルム６５が外力を受けてインク室１００側へ撓むと、その外力によってフィルム６５とともにフロート部７３側へ弾性変形するが、その外力が消失或いは減衰すると、バネ部材１５０の弾性力により、インク室１００側へ撓んだフィルム６５の一部を外側へ、つまりフロート部７３から離間させる方向へ押し広げる。このようなバネ材１５０は、本実施形態のように、フィルム６５がインク室１００側へ撓んだ際に生じるものであってもよいし、また、フィルム６５が撓んでいない状態においても積極的にフィルム６５を押し広げる態様であってもよい。
【００５５】
以下、インク容器２０にインクを充填してインク容器２０を製造する方法について説明する。本インク容器の製造方法は、主として、インク室１００にインクを注入する第１工程と、インク室１００内を大気圧に対して負圧とする第２工程とからなる。なお、アーム７０や軸７７、バネ材１５０、支持ブロック１７０、大気連通バルブ８０、インク供給バルブ９０などは、フレーム５０に組み付けられており、そのフレーム５０に左側面４５及び右側面４６にフィルム６５がそれぞれ溶着されている。
【００５６】
前述されたように、インク室１００にインクを注入するためのインク注入部１０５が設けられている。したがって、インク注入部１０５に、インクを注入するためのノズルなどを接続してインク室１００へ所定量のインクを注入する。この第１工程に先だって、或いは第１工程と共に、第２工程が行われる。すなわち、インク室１００内が大気圧に対して負圧とされる。具体的には、インク室１００内の空気を吸引排気してインク室１００内の圧力を真空に近い圧力まで減圧する。その後、インク室１００内外の圧力差を利用してインク注入部１０５からインクをインク室１００内に注入する。このようなインクの注入手法は、減圧注入法或いは真空注入法と呼ばれる。インク室１００が減圧されることにより、インクに空気が溶解することが抑制され、インク室１００における気泡の発生が抑制される。
【００５７】
インクの注入後は、大気連通バルブ８０が閉塞されることによって、インク室１００内の気体層の圧力が大気圧よりも低い圧力に維持される。したがって、インク室１００内外の圧力差によって、フィルム６５がインク室１００側に撓む。このインク容器２０に、ハウジング２６及びスライダ２７が組み付けられてインクカートリッジ１０とされる。
【００５８】
インクカートリッジ１０は、記録装置が備えるカートリッジ収容部に装着される際に、大気連通バルブ８０が開放される。これにより、インク室１００内の気体層が大気圧となって、フィルム６５を撓ませていた外力が消失する。そうすると、バネ材１５０の保護部１５３，１５４の弾性力により、インク室１００側へ撓んだフィルム６５の一部を、フロート部７３から離間させる方向へ押し広げる。したがって、使用状態では、フィルム６５がフロート部７３と接触することが防止される。
【００５９】
また、インク容器２０のインクが消耗されると、インク容器２０に再度インクを充填してもよい。インクの再充填において、前述された第２工程は省略されてもよい。インク室１００からインクが消失すると、フィルム６５に対するインクの圧力が消失するので、フィルム６５がインク室１００側へ撓むこともあり得るが、前述されたように、フィルム６５の内側にはバネ部材１５０の保護部１５３，１５４が存在して、フィルム６５を外側へ付勢するので、フィルム６５がインク室１００の内側へ大きく撓んだり、フロート部７３に密着したりすることがない。これにより、フィルム６５の撓みによるインク室１００の容量が減少することが無く、インク室１００へのインクの再充填を容易に行うことができる。
【００６０】
このように、インク容器２０によれば、フロート部７３と対向するフィルム６５の少なくとも一部が、バネ材１５０によってフロート部７３から離間させる方向へ付勢されるので、フィルム６５がフロート部７３と接触することが防止される。これにより、フロート部７３がインク室１００内のインク量に対応して確実に変位して、正確なインク量検知が実現される。
【００６１】
また、インクを収容した状態でインク室１００内を負圧とすることによってフロート部７３にフィルム６５が接触しても、使用状態ではインク室１００内を大気圧とすれば、バネ材１５０によってフィルム６５がフロート部７３から離れるので、フロート部７３の変位に悪影響を及ぼすことなくインク室１００内を負圧とすることができ、かつ使用状態においてフィルム６５がフロート部７３と接触することが防止される。
【００６２】
また、フィルム６５がバネ材１５０によってフロート部７３から離間させる方向へ付勢されているので、フィルム６５がフロート部７３と接触してインク室１００の容量が減少することがない。これにより、インク容器２０へインクを充填する際に、インク室１００内にインクを効率よく注入することができる。
【００６３】
また、フィルム６５が、インク室１００において最も近接する対向壁を構成する本実施形態の如く薄型のインク容器２０において、前述された効果が顕著である。また、フレーム５０が略直方体に形成されることにより、インク容器２０の薄型化と、インク室１００の容量の確保が実現される。
【００６４】
なお、本実施形態では、バネ材１５０を線状鋼材を屈曲成形したいわゆる線バネとしたが、その他に、本発明に係るバネ材として板バネを用いたり、コイルバネをフィルム間に架設してもよく、さらに弾性変形可能な樹脂材などをバネ材として採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観形状を示す斜視図であり、（Ａ）には、挿入方向３０の前方側から見た斜視図が示されており、（Ｂ）には、挿入方向３０の後方側から見た斜視図が示されている。
【図２】図２は、インクカートリッジ１０が分解された状態を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、インクカートリッジ１０の側面図である。
【図４】図４は、インク容器２０の拡大斜視図である。
【図５】図５は、インク容器２０の内部構造を示す側面図である。
【図６】図６は、インク容器２０の分解斜視図である。
【図７】図７は、アーム７０の外観形状を示す斜視図である。
【図８】図８は、図５におけるVIII−VIII断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・インクカートリッジ
２０・・・インク容器
５０・・・フレーム
６５・・・フィルム（壁材）
７０・・・アーム
７３・・・フロート部（浮力体）
８０・・・大気連通バルブ（蓋部材）
１００・・・インク室
１４０・・・検出窓（透光領域）
１５０・・・バネ材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク室の開口がフィルム状の壁材によって覆われ、そのインク室の内部にインク量によって変位する浮力体が設けられたインク容器及びインク容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクを用いて記録用紙（被記録媒体）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容器が設けられる。このインク容器は、カートリッジ形式が採用されて、画像記録装置に対して着脱可能とされることが多い。インク容器内のインクが無くなると、そのインク容器が画像記録装置から取り外されて、新しいインク容器が画像記録装置に装着される。このようなインク容器の交換時期を判定するために、インク容器内のインク残量を検知する手段が提案されている。
【０００３】
前述されたインク容器の一例として、特許文献１には、シャッター機構と称されるアーム状の部材（以下「アーム」と称する。）がインク室内に揺動可能に設けられた構成が開示されている。このアームは、浮力を利用してインクの貯留量によって回動する。詳細には、インク室内のインクが所定量未満になると、アームの先端が、光センサによる検出位置から非検出位置へ移動するので、光センサの検知信号の変化に基づいて、インク室内のインクが所定量未満になったことを判定できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６２５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像記録装置には小型化、薄型化の要請があり、これに伴って、インク容器も小型化、薄型化が要請される。しかし、インク容器が薄型化されると、前述されたアームやアームに浮力を付与する浮力体が、インク容器の内壁に接触するおそれがある。この接触は、アームの回動に対して負荷となりうるので、アームの回動がインク残量以外の要因にも依存することとなり、インク容器のインク残量が正確に検出できなくなるおそれがある。特に、インクに気体が溶存することを抑制するためにインク室内を大気圧に対して減圧すると、インク容器を構成する壁が内側へ撓み、その後にインク室内を大気圧に戻しても壁とアームとが接触した状態が維持されて、前述された問題が生じやすいと考えられる。
【０００６】
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、インク室を構成する壁材と浮力体との接触を防止する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1) 本発明にかかるインク容器は、インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備する。
【０００８】
フレームの開口に壁材が設けられて、インクを収容可能なインク室が形成される。このインク室には浮力体が設けられ、浮力体はインク量によってインク室内の位置を変位させる。浮力体と対向する壁材の少なくとも一部は、バネ材によって、浮力体から離間させる方向へ付勢される。
【０００９】
(2) 上記フレームは、上記インク室と外部とを連通する孔と、当該孔を閉塞する蓋部材とを有し、上記インク室は、インクを収容した状態で負圧に維持され、かつ使用状態では上記孔が開放されて大気圧とされるものであってもよい。
【００１０】
蓋部材が孔を閉塞した状態で、インク室が負圧にされると、フィルム状の壁材がインク室の内部側へ撓み、壁材と共にバネ材もインク室の内側へ弾性変形する。使用状態において孔が開放されると、インク室内が大気圧になる。そうすると、バネ材が弾性復帰して、インク室の内部側へ撓んでいる壁材を、浮力体から離間させる方向へ付勢する。
【００１１】
(3) 上記壁材は、上記フレームにおける対向位置に一対が設けられ、当該一対の壁材によって形成される対向壁が、上記インク室において最も近接する対向壁であってもよい。
【００１２】
(4) 上記フレームは、両側面が開口され、当該開口に上記壁材が設けられて略直方体形状をなすものであってもよい。
【００１３】
(5) 上記インク室内で揺動可能に設けられ、第１端が第１位置に位置する第１姿勢と上記第１端が上記第１位置から離間した第２位置に位置する第２姿勢との間で姿勢変化するアームを有し、上記浮力体は、上記アームにおける第２端に設けられたものであってもよい。
【００１４】
これにより、浮力体の変位に連動してアームの第１端が姿勢変化する。
【００１５】
(6) 上記フレームは、その内部空間が上記インク室と連続する中空な透光性を有する透光領域を有し、上記アームの第１端が、上記透光領域内で姿勢変化するものであってもよい。
【００１６】
(7) 本インク容器は、インクジェットプリンタに対して着脱可能であってもよい。
【００１７】
(8) 本発明にかかるインク容器の製造方法は、インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備するインク容器に適用され、上記インク室にインクを注入する第１工程を含む。
【００１８】
インク室には、インクを注入可能な孔が予め形成されているか、又はインクを注入する際に形成される。第１工程において、その孔を通じてインク室にインクが注入される。浮力体と対向する壁材の少なくとも一部は、バネ材によって、浮力体から離間させる方向へ付勢されているので、フィルム状の壁材が浮力体と接触してインク室の容量が減少することがない。
【００１９】
(9) 本インク容器の製造方法は、上記インク室内を大気圧に対して負圧とする第２工程を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかるインク容器によれば、浮力体と対向する壁材の少なくとも一部が、バネ材によって浮力体から離間させる方向へ付勢されるので、フィルム状の壁材が浮力体と接触することが防止される。
【００２１】
また、本発明にかかるインク容器の製造方法によれば、浮力体と対向する壁材の少なくとも一部は、バネ材によって、浮力体から離間させる方向へ付勢されているので、フィルム状の壁材が浮力体と接触してインク室の容量が減少することがない。これにより、インク容器を製造する際に、またはインク容器にインクを再充填する際に、インク室内にインクを効率よく注入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、適宜図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、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。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観形状を示す斜視図であり、（Ａ）には、挿入方向３０の前方側から見た斜視図が示されており、（Ｂ）には、挿入方向３０の後方側から見た斜視図が示されている。図２は、インクカートリッジ１０の分解斜視図である。図３は、インクカートリッジ１０の側面図である。なお、図３（Ｂ）には、インク容器２０が破線で示されている。図４は、インク容器２０の拡大斜視図である。図５は、インク容器２０の内部構造を示す側面図である。なお、図５では、フィルム６５が省略されている。図６は、インク容器２０の分解斜視図である。図７は、アーム７０の外観形状を示す斜視図である。図８は、図５におけるVIII−VIII断面を示す断面図である。
【００２４】
インクカートリッジ１０は、インクジェット方式のプリンタなどに代表される記録装置に装着されて使用される。詳細な説明は省略するが、インクカートリッジ１０は、記録装置が備えるカートリッジ収容部に着脱可能に構成されており、上記カートリッジ収容部に対して、図１に示される状態で矢印３０の方向（以下「挿入方向３０」と称する。）に挿入されて装着される。インクカートリッジ１０が装着されると、インクカートリッジ１０に収容されたインクが記録装置の記録ヘッドへ供給可能となる。
【００２５】
図１に示されるように、インクカートリッジ１０は、扁平形状の略六面体として構成されている。詳細には、インクカートリッジ１０は、幅方向（矢印３１の方向）に細く、高さ方向（矢印３２の方向）及び奥行き方向（矢印３３の方向）が上記幅方向よりも長い略直方体形状に形成されている。
【００２６】
図１及び図２に示されるように、インクカートリッジ１０は、大別して、インク容器２０（本発明のインク容器の一例）と、ハウジング２６と、スライダ２７と、コイルバネ２３，２４とを備えている。インクカートリッジ１０の外装はハウジング２６及びスライダ２７で構成されている。
【００２７】
ハウジング２６は、インク容器２０を保護するものである。このハウジング２６によって、インク容器２０の前面４１（挿入方向３０の前方側の面）を除く略全体が覆われている。ハウジング２６は、インク容器２０を２方向（図２の左右方向）から挟み込む第１カバー２１及び第２カバー２２から構成されている。図２に示されるように、第１カバー２１は、インク容器２０の右側面４６（挿入方向３０の前方側から見て右側の面）に取り付けられている。具体的には、第１カバー２１の内面に設けられた複数の係合爪１２がインク容器２０に形成された係合溝１３に嵌め入れられることによって、第１カバー２１がインク容器２０に取り付けられる。これにより、第１カバー２１によってインク容器２０の右側面４６が覆われる。一方、第２カバー２２は、インク容器２０の左側面４５（挿入方向３０の前方側から見て左側の面）に、第１カバー２１と同様の取付方法で取り付けられている。これにより、第２カバー２２によってインク容器２０の左側面４５が覆われる。なお、これらのカバー２１，２２は、インク容器２０を構成するフレーム５０や大気連通バルブ８０、インク供給バルブ９０などと干渉しない形状に形成されている。
【００２８】
スライダ２７は、インク容器２０との間にコイルバネ２３，２４を介在させた状態でインク容器２０に着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、インク容器２０の前面４１の上部に穿設されたバネ受け２３Ａにコイルバネ２３が装着され、前面４１の下部に穿設されたバネ受け２４Ａにコイルバネ２４が装着されており、バネ受け２３Ａの上部及びバネ受け２４Ａの下部それぞれに設けられた係合爪１５，１６が、スライダ２７に形成された係合溝１７，１８それぞれに嵌め入れられることによって、ハウジング２６の前方部（挿入方向３０の前方側の部位）２８を覆うようにしてスライダ２７が取り付けられている。
【００２９】
また、本実施形態では、スライダ２７は、ハウジング２６の前方部２８に沿って奥行き方向（矢印３３の方向）へスライドするように設けられている。図３（Ａ）には、スライダ２７がインク容器２０の前面４１に最も近づけられた第２位置に配置された状態が示されており、図１及び図３（Ｂ）には、スライダ２７がインク容器２０の前面４１から最も離された第１位置に配置された状態が示されている。スライダ２７がスライドされて第２位置に配置されると、インク供給バルブ９０がスライダ２７から外部へ露出される。一方、スライダ２７が第１位置にある状態では、大気連通バルブ８０及びインク供給バルブ９０がスライダ２７内に配置される。なお、スライダ２７のスライド機構は本発明に直接関係しないため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３０】
次に、図４から図８を参照して、インク容器２０について詳細に説明する。図４に示されるように、インク容器２０は、扁平形状の略六面体として構成されている。インクカートリッジ１０が記録装置のカートリッジ収容部（不図示）に装着されると、インク容器２０は、スライダ２７が第２位置にある状態で上記カートリッジ収容部に収められる。なお、本実施形態では、図４から図６に示されるように、インク容器２０において、挿入方向３０の前方側の面を前面４１、挿入方向３０の後方側の面を後面４２、鉛直上方側の面を上面４３、鉛直下方側の面を下面４４とする。また、前面４１、後面４２、上面４３、下面４４それぞれに隣接し、互いに対向する２つの面を左側面４５及び右側面４６とする。前面４１から見て左側が左側面４５であり、右側が右側面４６である。本実施形態では、一対の左側面４５及び右側面４６がインク容器２０において最大面積となっている。
【００３１】
インク容器２０は、大別して、フレーム５０（本発明のフレームの一例）と、アーム７０（本発明のアームに相当）と、支持ブロック１７０と、バネ材１５０（本発明のバネ材に相当）と、大気連通バルブ８０（本発明の蓋部材に相当）と、インク供給バルブ９０と、フィルム６５（図６参照、本発明の壁材の一例）とにより構成されている。
【００３２】
フレーム５０は、インク容器２０の筐体を構成する部材であり、インク容器２０の六面４１〜４６を形成する。したがって、インク容器２０の六面４１〜４６は、フレーム５０の六面に一致する。以下において、インク容器２０の各面に付された符号を用いてフレーム５０の各面を示す。
【００３３】
フレーム５０は、透光性のある透明又は半透明の樹脂材料で構成されており、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。樹脂材料としては、ポリアセタールやナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが該当する。
【００３４】
図４に示されるように、フレーム５０は、外周壁５１と、複数の内壁５２とを備える。内壁５２は、外周壁５１の内側に配設されている。外周壁５１及び内壁５２は、フレーム５０として一体に形成されている。外周壁５１及び内壁５２は、インク容器２０の左側面４５から右側面４６に渡って設けられている。外周壁５１は、内部に空間（インク室１００に相当）を形成するように、前面４１、上面４３、後面４２、下面４４に概ね沿って環状に配設されている。これにより、フレーム５０の側面４５，４６それぞれに開口５７が形成される。つまり、フレーム５０は、左側面４５及び右側面４６それぞれが開放されている。
【００３５】
図６に示されるように、フレーム５０の側面４５，４６それぞれに、透明な樹脂で構成された薄肉状のフィルム６５が周知の熱溶着法によって溶着されている。具体的には、外周壁５１の幅方向３１の両端部にフィルム６５が溶着される。これにより、フィルム６５によって開口５７が覆われて、外周壁５１とフィルム６５とによって囲まれた空間がインク室１００として区画される。このように区画されたインク室１００にインクが収容される。一対のフィルム６５は、フレーム５０における対向位置に設けられて、インク室１００の対向壁を形成している。この対向壁がインク室１００において最も近接する対向壁である。なお、フレーム５０に代えて、例えば、一方の側面４５だけが開放された器状のフレームを用いることも可能である。この場合、上記フレームにおいて開放された側の面がフィルム６５で溶着されることにより、インク室１００が区画される。
【００３６】
内壁５２は、外周壁５１で囲まれた領域内に配設されている。フレーム５０には、インク室１００の上部空間を幅方向３１の中央で仕切り分ける仕切り板５３が外周壁５１と一体に設けられている。内壁５２は、仕切り板５３に一体に設けられている。この内壁５２の幅方向３１の両端部にもフィルム６５が溶着されている。これにより、フィルム６５の撓みを抑制することができる。また、第１カバー２１及び第２カバー２２がインク容器２０側に変形したとしても、内壁５２によって第１カバー２１及び第２カバー２２の変形が規制される。これにより、インク容器２０やフィルム６５の破損が軽減される。なお、インク室１００の下部、つまり、仕切り板５３の下方の空間１０２（図６参照）は、後述するアーム７０及び支持ブロック１７０が配置されるため、幅方向３１に渡って仕切り分けられておらず、左側面４５から右側面４６へ貫通している。
【００３７】
フィルム６５は、合成樹脂製の複数のフィルムが積層されて構成されており、多層構造を有する。具体的には、フィルム６５は、フレーム５０と同じ材質からなる第１シートと、ナイロンからなる第２シートと、ポリエチレンテレフタレートからなる第３シートとがインク室１００側から外方向へ順次接合された３層構造を有する。つまり、インク室１００側の第１シートは、フレーム５０と同じ材質で構成されている。なお、本実施形態では、合成樹脂製のフィルム６５を用いることとしたが、例えば、金属箔を合成樹脂製のフィルムで挟みようにして構成された薄肉状のフィルムを用いることも可能である。もちろん、合成樹脂以外の素材（パルプ、金属、天然樹脂など）で構成されたフィルムを用いてもかまわない。
【００３８】
外周壁５１の幅方向（矢印３１の方向）の中心に軸受リブ７４（図６参照）が立設されている。図６に示されるように、軸受リブ７４は、前面４１及び下面４４で形成されるコーナー付近の外周壁５１に設けられている。軸受リブ７４は、外周壁５１の右側面４６寄りの端部に立設されている。軸受リブ７４の左側面４５側の面に、円孔状の軸受け６７が形成されている。図６に示されるように、この軸受け６７に、円柱状の軸７７が嵌め入れられ、更に、軸７７にアーム７０の軸孔７８が挿通される。なお、軸７７の他端は、支持ブロック１７０側で支持される。
【００３９】
図４及び図５に示されるように、フレーム５０の後面４２にインク注入部１０５が形成されている。インク注入部１０５は、後面４２からインク室１００側に穿設された略円筒状の孔である。インク注入部１０５は、後面４２の下端付近においてフレーム５０と一体に形成されている。インク注入部１０５は、インク室１００に連通している。インク注入部１０５を通じてインクがインク室１００へ注入される。インクの注入手法は後述される。
【００４０】
フレーム５０の前面４１には、検知窓１４０（本発明の透光領域の一例）が形成されている。検知窓１４０は、インク室１００に収容されているインクの量を視覚的或いは光学的に検知するためのものである。検知窓１４０は、フレーム５０と一体に形成されている。したがって、検知窓１４０は、フレーム５０と同じ材質、つまり、透光性のある透明又は半透明の樹脂材料で構成されている。そのため、検知窓１４０は、外部からの光を透過することができる。なお、検知窓１４０には、記録装置に取り付けられたフォトインタラプタなどの光センサによって光が照射される。光センサは発光素子と受光素子とを有する。本実施形態では、発光素子から出射された光が側壁１４０Ｂに照射され、側壁１４０Ｂを透過した検出光が上記受光素子によって受光される。
【００４１】
検知窓１４０は、インク容器２０の前面４１の中段付近からインク容器２０の外側（図５における右向き）へ向かって突設されてる。この検知窓１４０は、図示されるように、略矩形状の５つの壁面で区画され、内部が中空状の略箱状に形成されている。具体的には、検知窓１４０は、前面４１に平行で、前面４１から外向きに所定距離だけ離間した矩形状の前壁１４０Ａと、この前壁１４０Ａの幅方向の二辺を含む一対の側壁１４０Ｂと、前壁１４０Ａの上辺を含む上壁１４０Ｃと、前壁１４０Ａの下辺を含む下壁１４０Ｄとにより区画されている。なお、前壁１４０Ａの幅（幅方向３１の寸法）は、前面４１の幅よりも小さく形成されている。
【００４２】
図５に示されるように、検知窓１４０の内部には、前壁１４０Ａ、側壁１４０Ｂ、上壁１４０Ｃ及び下壁１４０Ｄによって囲まれた空間１４２が形成される。検知窓１４０のインク室１００側には壁は設けられておらず、空間１４２がインク室１００へ連続して通じている。この空間１４２に対して、アーム７０のインジケータ部７２が進入或いは離間する。図５には、空間１４２内の所定位置にインジケータ部７２が進入した第１姿勢が実線で示されている。なお、アーム７０の構成は後述される。
【００４３】
検知窓１４０の上部に大気連通バルブ８０が設けられている。大気連通バルブ８０は、フレーム５０の前面４１の上部に穿設された大気連通用の貫通孔８１（図６参照）を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。この大気連通バルブ８０は、主として、バルブ本体８７、バネ８６、シール部材８３、キャップ８５などの部材で構成されている。大気連通バルブ８０は、常時は、貫通孔８１を気密に閉塞しており、インクカートリッジ１０が記録装置に装着されると、大気連通バルブ８０が作動して、貫通孔８１が開放される。これにより、インク室１００内の空気層が大気圧と同圧になる。なお、本実施形態では、大気連通バルブ８０が貫通孔８１を開閉するが、本発明における蓋部材として、貫通孔８１にフィルム（蓋部材に相当）を貼り付けて閉塞し、使用状態ではこのフィルムを剥がして貫通孔８１を開放する態様を採用してもよい。
【００４４】
検知窓１４０の下方にインク供給バルブ９０が設けられている。インク供給バルブ９０は、フレーム５０の前面４１の下部に穿設されたインク供給用の貫通孔９１を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。このインク供給バルブ９０は、主として、バルブ本体９７、バネ９６、バネ受け９４、シール部材９３、キャップ９５などの部材で構成されている。インク供給バルブ９０は、常時は、貫通孔９１を閉塞しており、インクカートリッジ１０が記録装置に装着されると、図示しないインクニードルによってインク供給バルブ９０が作動して、貫通孔９１が開放される。これにより、インク室１００内のインクを上記インクニードルを通じて記録装置側へ供給することが可能となる。
【００４５】
以下、図５から図７を参照しながら、アーム７０の構成について詳細に説明する。アーム７０は、インク室１００に収容されたインクの液量を検知するための部材である。アーム７０の一方端（第１端）に、空間１４２に対して進入し或いは空間１４２から離間するインジケータ部７２が設けられている。また、アーム７０の他方端（第２端）にフロート部７３（本発明の浮力体の一例）が設けられている。
【００４６】
アーム７０は、その略中心部に軸孔７８が形成されている。この軸孔７８に軸７７が挿通される。軸７７はアーム７０を回動自在に支持するためのものであり、その一端は、軸受リブ７４に形成された軸受け６７（図６参照）に支持され、その他端は支持ブロック１７０に支持される。アーム７０が軸７７で軸支されることによって、インク室１００内において矢印３５（図５参照）の方向へ揺動可能に支持される。
【００４７】
フロート部７３は、例えば、内部が中空状に形成されており、インクなどの液体に対して浮力を有する浮力体の役割を担っている。したがって、フロート部７３は、インク量が所定量以下になった状態で上方へ変位する。これにより、フロート部７３の変位に応じてアーム７０が回動する。本実施形態では、インク中において、軸孔７８からフロート部７３に至る第２部位７６が浮き上がるようにフロート部７３が形成されている。なお、フロート部７３を中空形状とせず、フロート部７３自体をインクの比重よりも小さい比重の素材で形成してもよい。
【００４８】
インジケータ部７２は、インク室１００内のインクの残量を指し示すためのものである。アーム７０が図５において時計方向へ回動されると、インジケータ部７２が検知窓１４０の空間１４２に進入する。空間１４２に進入したインジケータ部７２は、検知窓１４０の下壁１４０Ｄの内面に当接した第１位置において、それ以上の回動が阻止される。これにより、アーム７０が第１姿勢となる。一方、アーム７０が図５において反時計方向へ回動されると、インジケータ部７２が下壁１４０Ｄの内面から離間する第２姿勢に変化する。アーム７０は、第２姿勢において、インジケータ部７２が下壁１４０Ｄの内面から所定距離だけ隔てた第２位置で静止する。
【００４９】
本実施形態では、アーム７０は、軸孔７８からフロート部７３に至る第２部位７６が軸孔７８からインジケータ部７２に至る第１部位７５よりも重量が大きくなるように形成されている。したがって、空気中においては、第２部位７６が第１部位７５よりも重い。そのため、インク室１００にインクが入っていない状態では、アーム７０は、軸７７を中心にして、図５において反時計方向へ回動する。これにより、インジケータ部７２が検知窓１４０の空間１４２から離間する。つまり、インジケータ部７２が空間１４２から離間していることは、インク室１００にインクが入っていないことを意味する。なお、フロート部７３の下端がインク室１００の底面に当接すると、アーム７０の回動が停止して、アーム７０が第２姿勢に維持される。
【００５０】
一方、インク室１００に所定量以上のインクが貯留されている状態、言い換えれば、フロート部７３がインク液中にある状態では、フロート部７３に浮力が発生する。この浮力によって、第１部位７５と第２部位７６との重量の均衡が逆転する。すなわち、インク中では、フロート部７３の重力方向に働く力はインジケータ部７２の重量方向に働く力よりも小さくなる。したがって、アーム７０は、軸７７を中心にして、図５において時計方向へ回動する。このとき、インジケータ部７２は検知窓１４０の空間１４２に進入して、インジケータ部７２の下端が下壁１４０Ｄの内面に当接した第１姿勢で保持される。つまり、インジケータ部７２が空間１４２に進入していることは、インク室１００に所定量以上のインクが貯留されていることを意味する。
【００５１】
上述のようにアーム７０が動作するため、空間１４２におけるインジケータ部７２の位置を検知窓１４０の外部から目視で確認し、或いは、フォトインタラプタなどの光センサで監視することで、インク室１００内のインクの液量が一定量以上あるかどうかを検知することができる。言い換えれば、インジケータ部７２の動きによって、インク室１００内のインクの量が目視或いは光センサにより外部から判別できる。なお、本実施形態では、インク室１００内において回動するアーム７０を用いてインク量の判定を行うこととしているが、インクの液面に追従して移動するフロートを用いてインク量を判定することとしてもよい。
【００５２】
図５に示されるように、アーム７０の周囲にバネ材１５０が取り付けられている。バネ材１５０は、例えばワイヤーや針金などの線状鋼材を屈曲成形することにより製作される。バネ材１５０は、主として、端部１５１，１５２、保護部１５３，１５４、連結部１５５から構成される。図６に示されるように、フレーム５０に形成された掛け部１３１に連結部１５５が係止され、軸受リブ７４に形成された孔（不図示）及び支持ブロック１７０に形成された孔１８３に端部１５１，１５２が挿入されることによって、フレーム５０にバネ材１５０が固定される。
【００５３】
図５に示されるように、フレーム５０に固定されたバネ材１５０は、アーム７０のフロート部７３を取り囲む。詳細には、フレーム５０の左側面４５側に保護部１５３が配置され、右側面４６側に保護部１５４が配置されることによって、フロート部７３の両側が保護部１５３，１５４によって囲まれる。これら保護部１５３，１５４は、上下方向に略Ｖ字形状に折り曲げられるているので、アーム７０の姿勢変化に伴って移動するフロート部７３がいずれの位置にあっても、フロート部７３の両側に保護部１５３，１５４が存在する。
【００５４】
図８に示されるように、保護部１５３，１５４は、フロート部７３とフィルム６５との間に配置される。本実施形態では、フィルム６５が撓んでいない状態において、保護部１５３，１５４がフィルム６５に接触していないが、保護部１５３，１５４は常にフィルム６５に接触していてもよい。保護部１５３，１５４は、弾性変形可能なので、フィルム６５が外力を受けてインク室１００側へ撓むと、その外力によってフィルム６５とともにフロート部７３側へ弾性変形するが、その外力が消失或いは減衰すると、バネ部材１５０の弾性力により、インク室１００側へ撓んだフィルム６５の一部を外側へ、つまりフロート部７３から離間させる方向へ押し広げる。このようなバネ材１５０は、本実施形態のように、フィルム６５がインク室１００側へ撓んだ際に生じるものであってもよいし、また、フィルム６５が撓んでいない状態においても積極的にフィルム６５を押し広げる態様であってもよい。
【００５５】
以下、インク容器２０にインクを充填してインク容器２０を製造する方法について説明する。本インク容器の製造方法は、主として、インク室１００にインクを注入する第１工程と、インク室１００内を大気圧に対して負圧とする第２工程とからなる。なお、アーム７０や軸７７、バネ材１５０、支持ブロック１７０、大気連通バルブ８０、インク供給バルブ９０などは、フレーム５０に組み付けられており、そのフレーム５０に左側面４５及び右側面４６にフィルム６５がそれぞれ溶着されている。
【００５６】
前述されたように、インク室１００にインクを注入するためのインク注入部１０５が設けられている。したがって、インク注入部１０５に、インクを注入するためのノズルなどを接続してインク室１００へ所定量のインクを注入する。この第１工程に先だって、或いは第１工程と共に、第２工程が行われる。すなわち、インク室１００内が大気圧に対して負圧とされる。具体的には、インク室１００内の空気を吸引排気してインク室１００内の圧力を真空に近い圧力まで減圧する。その後、インク室１００内外の圧力差を利用してインク注入部１０５からインクをインク室１００内に注入する。このようなインクの注入手法は、減圧注入法或いは真空注入法と呼ばれる。インク室１００が減圧されることにより、インクに空気が溶解することが抑制され、インク室１００における気泡の発生が抑制される。
【００５７】
インクの注入後は、大気連通バルブ８０が閉塞されることによって、インク室１００内の気体層の圧力が大気圧よりも低い圧力に維持される。したがって、インク室１００内外の圧力差によって、フィルム６５がインク室１００側に撓む。このインク容器２０に、ハウジング２６及びスライダ２７が組み付けられてインクカートリッジ１０とされる。
【００５８】
インクカートリッジ１０は、記録装置が備えるカートリッジ収容部に装着される際に、大気連通バルブ８０が開放される。これにより、インク室１００内の気体層が大気圧となって、フィルム６５を撓ませていた外力が消失する。そうすると、バネ材１５０の保護部１５３，１５４の弾性力により、インク室１００側へ撓んだフィルム６５の一部を、フロート部７３から離間させる方向へ押し広げる。したがって、使用状態では、フィルム６５がフロート部７３と接触することが防止される。
【００５９】
また、インク容器２０のインクが消耗されると、インク容器２０に再度インクを充填してもよい。インクの再充填において、前述された第２工程は省略されてもよい。インク室１００からインクが消失すると、フィルム６５に対するインクの圧力が消失するので、フィルム６５がインク室１００側へ撓むこともあり得るが、前述されたように、フィルム６５の内側にはバネ部材１５０の保護部１５３，１５４が存在して、フィルム６５を外側へ付勢するので、フィルム６５がインク室１００の内側へ大きく撓んだり、フロート部７３に密着したりすることがない。これにより、フィルム６５の撓みによるインク室１００の容量が減少することが無く、インク室１００へのインクの再充填を容易に行うことができる。
【００６０】
このように、インク容器２０によれば、フロート部７３と対向するフィルム６５の少なくとも一部が、バネ材１５０によってフロート部７３から離間させる方向へ付勢されるので、フィルム６５がフロート部７３と接触することが防止される。これにより、フロート部７３がインク室１００内のインク量に対応して確実に変位して、正確なインク量検知が実現される。
【００６１】
また、インクを収容した状態でインク室１００内を負圧とすることによってフロート部７３にフィルム６５が接触しても、使用状態ではインク室１００内を大気圧とすれば、バネ材１５０によってフィルム６５がフロート部７３から離れるので、フロート部７３の変位に悪影響を及ぼすことなくインク室１００内を負圧とすることができ、かつ使用状態においてフィルム６５がフロート部７３と接触することが防止される。
【００６２】
また、フィルム６５がバネ材１５０によってフロート部７３から離間させる方向へ付勢されているので、フィルム６５がフロート部７３と接触してインク室１００の容量が減少することがない。これにより、インク容器２０へインクを充填する際に、インク室１００内にインクを効率よく注入することができる。
【００６３】
また、フィルム６５が、インク室１００において最も近接する対向壁を構成する本実施形態の如く薄型のインク容器２０において、前述された効果が顕著である。また、フレーム５０が略直方体に形成されることにより、インク容器２０の薄型化と、インク室１００の容量の確保が実現される。
【００６４】
なお、本実施形態では、バネ材１５０を線状鋼材を屈曲成形したいわゆる線バネとしたが、その他に、本発明に係るバネ材として板バネを用いたり、コイルバネをフィルム間に架設してもよく、さらに弾性変形可能な樹脂材などをバネ材として採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観形状を示す斜視図であり、（Ａ）には、挿入方向３０の前方側から見た斜視図が示されており、（Ｂ）には、挿入方向３０の後方側から見た斜視図が示されている。
【図２】図２は、インクカートリッジ１０が分解された状態を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、インクカートリッジ１０の側面図である。
【図４】図４は、インク容器２０の拡大斜視図である。
【図５】図５は、インク容器２０の内部構造を示す側面図である。
【図６】図６は、インク容器２０の分解斜視図である。
【図７】図７は、アーム７０の外観形状を示す斜視図である。
【図８】図８は、図５におけるVIII−VIII断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・インクカートリッジ
２０・・・インク容器
５０・・・フレーム
６５・・・フィルム（壁材）
７０・・・アーム
７３・・・フロート部（浮力体）
８０・・・大気連通バルブ（蓋部材）
１００・・・インク室
１４０・・・検出窓（透光領域）
１５０・・・バネ材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、
上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、
上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、
上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備するインク容器。
【請求項２】
上記フレームは、上記インク室と外部とを連通する孔と、当該孔を閉塞する蓋部材とを有し、
上記インク室は、インクを収容した状態で負圧に維持され、かつ使用状態では上記孔が開放されて大気圧とされる請求項１に記載のインク容器。
【請求項３】
上記壁材は、上記フレームにおける対向位置に一対が設けられ、当該一対の壁材によって形成される対向壁が、上記インク室において最も近接する対向壁である請求項２に記載のインク容器。
【請求項４】
上記フレームは、両側面が開口され、当該開口に上記壁材が設けられて略直方体形状をなすものである請求項１から３のいずれかに記載のインク容器。
【請求項５】
上記インク室内で揺動可能に設けられ、第１端が第１位置に位置する第１姿勢と上記第１端が上記第１位置から離間した第２位置に位置する第２姿勢との間で姿勢変化するアームを有し、
上記浮力体は、上記アームにおける第２端に設けられたものである請求項１から４のいずれかに記載のインク容器。
【請求項６】
上記フレームは、その内部空間が上記インク室と連続する中空な透光性を有する透光領域を有し、
上記アームの第１端が、上記透光領域内で姿勢変化するものである請求項５に記載のインク容器。
【請求項７】
インクジェットプリンタに対して着脱可能である請求項１から６のいずれかに記載のインク容器。
【請求項８】
インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備するインク容器に適用されるインク容器の製造方法であって、
上記インク室にインクを注入する第１工程を含むインク容器の製造方法。
【請求項９】
上記インク室内を大気圧に対して負圧とする第２工程を含む請求項８に記載のインク容器の製造方法。
【請求項１】
インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、
上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、
上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、
上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備するインク容器。
【請求項２】
上記フレームは、上記インク室と外部とを連通する孔と、当該孔を閉塞する蓋部材とを有し、
上記インク室は、インクを収容した状態で負圧に維持され、かつ使用状態では上記孔が開放されて大気圧とされる請求項１に記載のインク容器。
【請求項３】
上記壁材は、上記フレームにおける対向位置に一対が設けられ、当該一対の壁材によって形成される対向壁が、上記インク室において最も近接する対向壁である請求項２に記載のインク容器。
【請求項４】
上記フレームは、両側面が開口され、当該開口に上記壁材が設けられて略直方体形状をなすものである請求項１から３のいずれかに記載のインク容器。
【請求項５】
上記インク室内で揺動可能に設けられ、第１端が第１位置に位置する第１姿勢と上記第１端が上記第１位置から離間した第２位置に位置する第２姿勢との間で姿勢変化するアームを有し、
上記浮力体は、上記アームにおける第２端に設けられたものである請求項１から４のいずれかに記載のインク容器。
【請求項６】
上記フレームは、その内部空間が上記インク室と連続する中空な透光性を有する透光領域を有し、
上記アームの第１端が、上記透光領域内で姿勢変化するものである請求項５に記載のインク容器。
【請求項７】
インクジェットプリンタに対して着脱可能である請求項１から６のいずれかに記載のインク容器。
【請求項８】
インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の壁材と、上記インク室に配置され、当該インク室内のインク量によって変位する浮力体と、上記浮力体と対向する上記壁材の少なくとも一部を、当該浮力体から離間させる方向へ付勢するバネ材と、を具備するインク容器に適用されるインク容器の製造方法であって、
上記インク室にインクを注入する第１工程を含むインク容器の製造方法。
【請求項９】
上記インク室内を大気圧に対して負圧とする第２工程を含む請求項８に記載のインク容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−５６６７９（Ｐ２００９−５６６７９Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２５４９１（Ｐ２００７−２２５４９１）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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