液体収容容器
【課題】液体残量センサのキャビティ内に気泡が発生しても、その気泡を消滅させて、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を得る。
【解決手段】液体が充填される液体収容室370,390,430や、圧電素子により残留振動から液体の有無を検出する液体残量センサ31を備えるカートリッジ本体10に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室501を画成しておき、液体収容容器1を減圧パック包装した時に、未充填室501が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となって、脱気室による減圧作用により、センサ内の気泡を消滅させる。
【解決手段】液体が充填される液体収容室370,390,430や、圧電素子により残留振動から液体の有無を検出する液体残量センサ31を備えるカートリッジ本体10に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室501を画成しておき、液体収容容器1を減圧パック包装した時に、未充填室501が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となって、脱気室による減圧作用により、センサ内の気泡を消滅させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、容器本体内に貯留している液体を液体消費装置に供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【0002】
液体収容容器及び液体消費装置の例として、例えば、インク液を貯留したインクカートリッジと、該インクカートリッジが交換可能に装着されるインクジェット式記録装置を挙げることができる。
【0003】
上記インクカートリッジは、通常、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される容器本体内に、インクが充填されるインク収容室と、前記インク収容室に貯留されている液体をインクジェット式記録装置に供給するためのインク供給孔と、前記インク収容室とインク供給孔とを連通するインク流路と、を備えた構成とされ、記録装置のカートリッジ装着部に装着された際に前記カートリッジ装着部に装備されたインク供給針が前記インク供給孔に挿入接続されることにより、貯留しているインクをプリンタに供給可能にしている。
【0004】
ところで、このようなインクカートリッジでは、長期保管時の温度変化や輸送時の振動等で、貯留しているインク中に気泡が生じることがあり、この気泡は、インクカートリッジを記録装置に装着した際にインクの供給特性を低下させて印字品質の低下を招く原因となる。
そこで、このようなインクカートリッジは、インクカートリッジ内部での気泡の発生を抑制するために、製造後には速やかに、容器の周囲を減圧空間に密封する減圧パック包装を施すことが知られている。
更に、長期保管等を考慮して、減圧パック包装内における減圧の効力をより長期にわたって持続させるために、インク収容室を有する容器本体の上部カバーの外表面に凹部を形成しておき、減圧パック包装の際に、脱気用負圧を蓄圧する脱気室として前記凹部を活用する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
一方、インクカートリッジは貯留したインクを完全に最後まで使い切ってしまって、記録装置の記録ヘッドに空打ちを招くことがないように、容器本体内のインクの残量が予め設定した閾値まで消費された時に、所定の電気信号を出力するインク残量センサを備えたものがある。そして、近年のインクカートリッジでは、前記インク残量センサとして、インク流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を構成する振動板と、この振動板に装備される圧電素子とを備えて、振動板に振動を印加させた際の残留振動の変化からインク残量を検出するようにしたものが、各種開発されている(例えば、特許文献2)。
【0006】
【特許文献1】特開2000−33709号公報
【特許文献2】特開2001−146019号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、例えば、工場でのインクカートリッジの製造工程等で、容器本体内のインク収容室にインクを充填するときに、微少な気泡が残留することがある。ところが、インク残量センサ付きの従来のインクカートリッジでは、このようなインク充填時に残留した気泡を排除する手段がなく、その気泡が上記インク残量センサのキャビティ内に残存することがある。気泡が残存すると、カートリッジの使用開始時に、残留した気泡により残留振動が変化するため、インクが十分に残留しているにも拘わらず、インク無し、と誤検出してしまう虞があった。
【0008】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、容器本体に貯留した液体の有無を、残留振動を利用して検出する液体残量センサを具備した液体収容容器であって、工場での液充填工程等で液体残量センサのキャビティ内に気泡が残留しても、その気泡を消滅させて、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(1)本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体消費装置に供給するための液体供給孔と、
前記液体収容室と前記液体供給孔とを連通する液体流路と、
前記液体流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記液体流路内における液体の有無を検出する液体残量センサと、
を備えた液体収容容器であって、
前記容器本体内に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室が画成され、
前記液体収容容器を減圧パック包装した時に、前記未充填室が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となることを特徴とする液体収容容器により達成される。
【0010】
上記構成によれば、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサのキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、その後、液体収容容器が減圧パック包装された後に、液体収容容器の内部を脱気する脱気用負圧の作用により、液体残量センサのキャビティ内の気泡が液体に溶解し、消滅する。そして、更に、減圧パック包装時の脱気用負圧が容器本体の未充填室に蓄圧されていて、前記未充填室が減圧空間として、開封時まで、容器本体内の気泡の溶解・消滅に寄与する。
従って、より確実に液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。
【0011】
(2)なお、好ましくは、上記(1)に記載の液体収容容器において、前記未充填室は、前記液体収容室よりも大きな容積を持っている構成とすると良い。
このような構成にすると、未充填室による脱気用負圧の蓄圧量が増え、減圧パック包装が開封されるまで、減圧パック包装内の液体収容容器をより高い減圧環境に維持して、減圧による気泡の消滅効力を、より長期に維持することが可能になり、減圧パック包装されたインクカートリッジの長期保存性を更に向上させることができる。
【0012】
(3)また、好ましくは、上記(1)又は(2)に記載の液体収容容器において、前記未充填室が、前記容器本体内の複数箇所に分散して設けられている構成とすると良い。
このような構成にすると、未充填室に蓄圧された脱気用負圧による減圧作用が、容器本体内の複数箇所で発揮される結果、容器本体のより広い範囲で、より均等に、気泡の消滅に有効な減圧作用を確保でき、また、気泡の発生箇所には、より多方向から減圧作用が働くため、より効率よく気泡の消滅させることができる。
【0013】
(4)また、好ましくは、上記(1)乃至(3)のいずれか一つに記載の液体収容容器において、前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中の容積を拡張した形態の空気室とを備え、
更に、前記減圧パック包装状態では、前記空気室よりも上流側で前記大気開放流路を閉塞する閉塞手段(剥離フィルム)を備えた構成とすると良い。
このような構成にすると、液体収容容器の使用時等に液体収容室に収容されていた液体が熱膨張や外部からの振動等で大気開放流路を逆流するとき、大気開放流路の途中に設けた空気室が逆流する液体を捕捉するトラップ空間となり、液体の漏出を防止することができる。
そして、減圧パック包装時には、大気開放流路が閉塞手段により閉塞されているため、大気開放孔からの液体の漏出を確実に防止することができる。
【0014】
(5)また、好ましくは、上記(4)に記載の液体収容容器において、前記未充填室は、前記空気室よりも大きな容積を持っている構成とすると良い。
このような構成にすると、容器本体内の全体では、空気室の装備によって空気量の残存量が増えた分、気泡の発生を防止するための脱気性能をより高くすることが求められるが、空気室よりも未充填室の容積を大きく設定したことで、高い脱気性能の維持が容易になり、十分な脱気性能の確保により、液体残量センサ内の気泡をより確実に消滅させることができる。
【0015】
(6)また、好ましくは、上記(4)又は(5)に記載の液体収容容器において、前記液体収容室と前記空気室とに隣接するように、前記未充填室が設けられた構成とすると良い。
このような構成にすると、液体収容室や空気室との間の隔壁となる未充填室の区画壁を介して、脱気用負圧の作用面積が増えて、容器本体内での脱気効率を高めることができ、それにより、より確実に、液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。
【0016】
(7)また、好ましくは、上記(1)乃至(5)のいずれか一つに記載の液体収容容器において、前記未充填室が、前記液体残量センサのキャビティに近接して設けられた前記液体収容室に隣接して設けられている構成とすると良い。
このような構成にすると、センサのキャビティにおける脱気効果がより高まるので、より確実に、液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明に係る液体収容容器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の実施形態では、液体収容容器の一例として、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置(プリンタ)に装着されるインクカートリッジを挙げて説明する。
【0018】
図1は本発明に係る液体収容容器の第1の実施の形態としてのインクカートリッジの外観斜視図であり、図2は本実施形態のインクカートリッジを図1とは逆の角度からみた外観斜視図である。図3は本実施形態のインクカートリッジの分解斜視図、図4は本実施形態のインクカートリッジを図3とは逆の角度からみた分解斜視図である。図5は本実施形態のインクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図であり、図6はキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図、図7はキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。
【0019】
本実施の形態のインクカートリッジ1は、図1及び図2に示すように、略直方体形状を有し、内部に設けられたインク収容室にインクを貯留・収納する液体収容容器である。インクカートリッジ1は、液体消費装置の一例としてのインクジェット式記録装置のキャリッジ200に装着され、当該インクジェット式記録装置にインクを供給する(図5参照)。
【0020】
インクカートリッジ1の外観的特徴について説明すると、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ1は、フラットな上面1aを有し、上面1aに対向する底面1bにインクジェット式記録装置に接続されてインクを供給するインク供給孔50が設けられている。また、底面1bには、インクカートリッジ1内部に大気を導入する大気開放孔100(図4参照)が開口している。すなわち、インクカートリッジ1は、インク供給孔50からインクを供給しつつ大気開放孔100から空気を導入する大気開放型のインクカートリッジである。
【0021】
本実施形態では、大気開放孔100は、図6に示すように、底面1bに底面側から上面側に向けて開口した略円筒形状の凹部101と、凹部101の内周面に開口した小穴102とを有している。小穴102は、後述の大気開放流路に連通しており、この小穴102を介して大気が後述の最上流のインク収容室370に導入される。
【0022】
大気開放孔100の凹部101は、キャリッジ200に形成された突起230を受け入れるような深さに構成されている。この突起230は、大気開放孔100を気密に閉塞する閉塞手段としての封止フィルム90の剥がし忘れを防止するための剥離忘れ防止突起である。すなわち、封止フィルム90が貼り付けられた状態では、大気開放孔100内に突起230が挿入されないため、インクカートリッジ1がキャリッジ200に取り付けられない。これによりユーザが、大気開放孔100上に封止フィルム90が貼り付けたままキャリッジ200にインクカートリッジ1を取り付けようとしても取り付けられないようにして、インクカートリッジ1の装着時には確実に封止フィルム90を剥がすように促すことができる。
【0023】
また、図1に示すように、インクカートリッジ1の上面1aの一つの短辺側に隣り合う狭側面1cには、インクカートリッジ1が誤った位置に装着されることを防ぐための誤挿入防止突起22が形成されている。受け手となるキャリッジ200側には、図5に示すように、誤挿入防止突起22と対応する凹凸220が形成されており、インクカートリッジ1は誤挿入防止突起22と凹凸220とが干渉しない場合のみキャリッジ200に装着される。誤挿入防止突起22は、インクの種類毎に異なる形状を有し、受け手となるキャリッジ200側の凹凸220も対応するインクの種類に応じた形状を有している。したがって、図5に示すように、キャリッジ200が複数のインクカートリッジを装着可能な場合でも、誤った位置にインクカートリッジを装着することがない。
【0024】
また、図2に示すように、インクカートリッジ1の狭側面1cと対向する狭側面1dには、係合レバー11が設けられている。この係合レバー11は、キャリッジ200への装着時にキャリッジ200に形成された凹部210と係合する突起11aが形成されており、係合レバー11が撓みつつ突起11aと凹部210が係合することによりキャリッジ200に対してインクカートリッジ1が位置決め固定される。
【0025】
また、係合レバー11の下方には、回路基板34が設けられている。この回路基板34上には、複数の電極端子34aが形成されており、これら電極端子34aがキャリッジ200に設けられた電極部材(不図示)と接触することにより、インクカートリッジ1が電気的にインクジェット式記録装置と接続される。回路基板34には、データ書換可能な不揮発性メモリ(図示略)が設けられており、インクカートリッジ1に関する各種情報やインクジェット式記録装置のインク使用情報等が記憶される。また、回路基板34の裏側には、インクカートリッジ1内のインク残量を、残留振動を利用して検出する液体残量センサ(センサユニット)31(図3または図4参照のこと)が設けられている。以下の説明では、液体残量センサ31と回路基板34とを合わせてインクエンドセンサ30と呼称することとする。
【0026】
また、インクカートリッジ1の上面1aには、図1に示すように、インクカートリッジの中身を示すラベル60aが貼り付けられている。このラベル60aは、広側面1fを覆う外表面フィルム60の端部が上面1aにまでまたがって貼り付けられることによって形成されている。
【0027】
また、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ1の上面1aの2つの長辺側に隣り合う広側面1e,1fは、フラットな面形状とされている。以下の説明では、便宜上、広側面1eの側を正面側、広側面1fの側を背面側、狭側面1cの側を右側面側、そして狭側面1dの側を左側面側として説明する。
【0028】
次に、図3及び図4を参照しながら、インクカートリッジ1を構成する各部について説明する。
【0029】
インクカートリッジ1は、容器本体であるカートリッジ本体10と、カートリッジ本体10の正面側を覆う蓋部材20とを有している。
【0030】
カートリッジ本体10は、その正面側には様々な形状を有するリブ10aが形成されており、これらのリブ10aが仕切壁をなして、インクが充填される複数のインク収容室(液体収容室)、インクは充填されない未充填室、後述の大気開放流路150の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
カートリッジ本体10と蓋部材20との間には、カートリッジ本体10の正面側を覆うフィルム80が設けられており、このフィルム80によってリブ、凹部、溝の上面が塞がれて複数の流路やインク収容室、未充填室、空気室が形成される。
【0031】
またカートリッジ本体10の背面側には、差圧弁40を収容する凹部としての差圧弁収容室40aと気液分離フィルタ70を構成する凹部としての気液分離室70aとが形成されている。
【0032】
差圧弁収容室40aには、バルブ部材41とバネ42とバネ座43とが収納されて差圧弁40を構成している。差圧弁40は、下流側のインク供給孔50と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給孔50に供給されるインクが負圧となるように構成されている。
【0033】
気液分離室70aの上面には、気液分離室70aの中央部近傍に設けられた外周を囲む土手70bに沿って気液分離膜71が貼着されている。この気液分離膜71は、気体を通過させるとともに液体を通過不可能に遮断する素材であり、全体で気液分離フィルタ70を構成している。気液分離フィルタ70は、大気開放孔100とインク収容室とを結ぶ大気開放流路150(図10(b)参照)内に設けられており、インク収容室のインクが大気開放流路150を逆流して大気開放孔100から流出しないようにするためのものである。
【0034】
カートリッジ本体10の背面側には、差圧弁収容室40aと気液分離室70a以外にも複数の溝10bが刻まれている。これらの溝10bは、差圧弁40と気液分離フィルタ70が構成された状態で外表面を外表面フィルム60が覆うことにより各溝10bの開口部が塞がれ、大気開放流路150やインク流路が形成される。
【0035】
カートリッジ本体10の右側面側には、図4に示すように、インクエンドセンサ30を構成する各部材を収納する凹部としてセンサ室30aが形成されている。このセンサ室30aには、液体残量センサ31と、液体残量センサ31をセンサ室30aの内壁面に押しつけて固定する圧縮バネ32とが収納される。また、センサ室30aの開口部はカバー部材33によって覆われ、このカバー部材33の外表面33a上に回路基板34が固定される。液体残量センサ31のセンシング部材は回路基板34と接続されている。
【0036】
液体残量センサ31は、インク収容室からインク供給孔50との間のインク流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子(圧電アクチュエータ)とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記インク流路内におけるインクの有無を検出する。この液体残量センサ31は、インクと気体との間での残留振動の振幅、周波数等の違いを検出して、カートリッジ本体10内におけるインクの有無を検出する。
具体的には、カートリッジ本体10内のインク収容室のインクが消尽されて、インク収容室内に導入された大気がインク流路を伝って、液体残量センサ31のキャビティ内に進入すると、その時の残留振動の振幅や周波数の変化から、その旨を検知し、インクエンドを示す電気信号を出力する。
【0037】
カートリッジ本体10の底面側には、既述したインク供給孔50と大気開放孔100以外に、図4に示すように、インク注入時に真空引き手段を介してインクカートリッジ1内部から空気を吸い出してカートリッジ本体10内を減圧する減圧孔110と、インク収容室からインク供給孔50に至るインク流路を構成する凹部95aと、インクエンドセンサ30の下方に設けられたバッファ室30bとが形成されている。
【0038】
インク供給孔50、大気開放孔100、減圧孔110、凹部95a、及びバッファ室30bは、インクカートリッジ製造直後には、全てそれぞれ封止フィルム54,90,98,95,35によってそれぞれの開口部が封止された状態となっている。このうち、大気開放孔100を封止する封止フィルム90は、インクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着して使用状態とする前にユーザによって剥離される。これにより、大気開放孔100が外部に露出し、インクカートリッジ1内部のインク収容室が大気開放流路150を介して外気と連通する。
【0039】
また、インク供給孔50の外表面に貼り付けられた封止フィルム35は、図6及び図7に示すように、インクジェット式記録装置への装着時にインクジェット式記録装置側のインク供給針240によって破られるように構成されている。
【0040】
インク供給孔50の内部には、図6及び図7に示すように、装着時にインク供給針の240の外表面に押しつけられる環状のシール部材51と、プリンタに装着されていない場合はシール部材51と当接してインク供給孔50を閉塞するバネ座52と、バネ座52をシール部材51の当接方向に付勢する圧縮バネ53とを備えている。
【0041】
図6及び図7に示すように、インク供給針240がインク供給孔50内に挿入されると、シール部材51の内周とインク供給針240の外周がシールされ、インク供給孔50とインク供給針240との間の隙間が液密に封止される。また、インク供給針51の先端がバネ座52と当接し、バネ座52を上に押し上げ、バネ座52とシール部材51のシールが解除されることにより、インク供給孔50からインク供給針240にインクが供給可能となる。
【0042】
次に、図8〜図12を参照しながら、本実施形態のインクカートリッジ1の内部構造について説明する。
【0043】
図8は本実施の形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を正面側から見た図であり、図9は本実施の形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を背面側から見た図であり、図10(a)は図8の簡略模式図であり、図10(b)は図9の簡略模式図であり、図11は図8のA−A断面図である。また、図12はカートリッジ本体10に形成された流路構造の概念図である。
【0044】
本実施の形態のインクカートリッジ1では、インクが充填される主なインク収容室として、上下2つに分断された上部インク収容室370及び下部インク収容室390とバッファ室430とが、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。また、カートリッジ本体10の背面側には、インクの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室370に導入する大気開放流路150(図10(b)参照)が形成されている。
インク収容室370,390及びバッファ室430は、リブ10aにより区分されている。そして、各インク収容室370,390及びバッファ室430は、カートリッジ本体10を厚さ方向に貫通する貫通孔を介して、カートリッジ本体10の背面側に形成されたインク流路380,420に連通しており、インク流路380,420を介してインク収容室間をインクが移動可能となっている。
【0045】
以下、まず主たるインク収容室である上部インク収容室370からインク供給孔50に至るまでのインク流路を図8〜図12を参照しながら説明する。
【0046】
上部インク収容室370は、カートリッジ本体10内の最上流のインク収容室で、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。この上部インク収容室370は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から上の部分に形成されている。上部インク収容室370の下方には、インク流路380と連通する貫通孔371が開口している。この貫通孔371は、上部インク収容室370を形成するリブ10aの最も底面側に近い位置近傍に形成されており、上部インク収容室370内のインクが少なくなってきても、液面よりも下方に位置するように構成されている。
【0047】
インク流路380は、図9に示すように、カートリッジ本体10の背面側に形成され上方からインクを下方の下部インク収容室390に導くように構成されている。
【0048】
下部インク収容室390は、上部インク収容室370に貯留されているインクが導入されるインク収容室で、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から下の部分に形成されている。下部インク収容室390の下方には、インク流路380と連通する貫通孔391が開口している。この貫通孔391は、下部インク収容室390を形成するリブ10aの最も底面側に近い位置近傍に形成されている。
【0049】
下部インク収容室390は、図示せぬ貫通孔により上流側インクエンドセンサ連絡流路400に連通している。上流側インクエンドセンサ連絡流路400には、三次元的に形成された迷路流路が形成されており、この迷路流路にてインクエンド前に流入した気泡等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。
【0050】
上流側インクエンドセンサ連絡流路400は、不図示の貫通孔を介して下流側インクエンドセンサ連絡流路410に連通しており、下流側インクエンドセンサ連絡流路410を介してインクが液体残量センサ31に導かれる。
【0051】
液体残量センサ31に導かれたインクは、液体残量センサ31内のキャビティ(流路)を通って、カートリッジ本体10の背面側に形成されたインク流路420に導かれる。インク流路420は、液体残量センサ31から斜め上方にインクを導くように形成されており、バッファ室430と連通する貫通孔431に接続されている。これにより、液体残量センサ31を出たインクは、インク流路420を経てバッファ室430に導かれる。
【0052】
バッファ室430は、上部インク収容室370と下部インク収容室390との間にリブ10aにより区画形成された小部屋であり、差圧弁40の直前のインク貯留空間として形成されている。バッファ室430は、差圧弁40の裏側に対向するように形成されており、貫通孔432を介して差圧弁40にインクが流入する。
【0053】
差圧弁40に流入したインクは、差圧弁40によって下流側に導かれ、貫通孔451を介して出口流路450に導かれる。出口流路450は、インク供給孔50に連通しており、インク供給孔50に差し込まれたインク供給針240を介してインクがインクジェット式記録装置側に供給される。
【0054】
次に、大気開放孔100から上部インク収容室370に至るまでの大気開放流路150を図8〜図12を参照しながら説明する。
【0055】
インクカートリッジ1内のインクが消費されてインクカートリッジ1内部の圧力が低下すると、貯留しているインクの減少分だけ大気開放孔100から大気(空気)が上部インク収容室370に流入する。
【0056】
大気開放孔100の内部に設けられた小穴102は、カートリッジ本体10の背面側に形成された蛇道310の一端に連通している。蛇道310は、大気開放孔100から上部インク収容室370までの距離を長くしインク中の水分の蒸発を抑制するように細長く形成された蛇行路である。蛇道310の他端は、気液分離フィルタ70に接続されている。
【0057】
気液分離フィルタ70を構成する気液分離室70aの底面には、貫通孔322が形成されており、貫通孔322を介してカートリッジ本体10の正面側に形成された空間320に連通している。気液分離フィルタ70においては、貫通孔322と蛇道310の他端との間に気液分離膜71が配置される。気液分離膜71は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。
【0058】
空間320は、カートリッジ本体10の正面側からみて上部インク室の右上方に形成されている。空間320には、貫通孔322の上部に貫通孔321が開口している。空間320は、この貫通孔321を介して背面側に形成された上部連結流路330に連通している。
【0059】
上部連結流路330は、インクカートリッジ1の最も上面側、すなわちインクカートリッジ1が取り付けられた状態における重力方向で最も上となる部分を通過するように、背面側から見て貫通孔321から長辺に沿って右方向に延びる流路部分333と、短辺近傍の折り返し部335で折り返して流路部分333よりもインクカートリッジ1の上面側を通って貫通孔321の近傍に形成された貫通孔341まで延びる流路部分337とを有している。なお、貫通孔341は、正面側に形成されたインクトラップ室340に連通している。
【0060】
ここで、背面側からこの上部連結流路330を見ると、折り返し部335から貫通孔341まで延びる流路部分337には、貫通孔341が形成された位置336と、位置336よりカートリッジ厚さ方向位置が深く掘り下げられた凹部332が設けられており、この凹部332を区切るようにリブ331が複数形成されている。また、貫通孔321から折り返し部335まで延びる流路部分333は、折り返し部335から貫通孔341まで延びる流路部分337よりも深さが浅く形成されている。
【0061】
本実施の形態では、上部連結流路330を重力方向で最も上となる部分に形成しているので、基本的にはインクが上部連結流路330を超えて大気開放孔100側に移動しないように構成されている。また、上部連結流路330は、毛細管現象等によりインクの逆流が発生しない程度に幅広の太さを有するとともに、流路部分337には凹部332が形成されているので逆流してきたインクを捕捉しやすく構成されている。
【0062】
インクトラップ室340は、正面側から見てカートリッジ本体10の右上方の隅の位置に形成された直方体形状の空間である。貫通孔341は、図10(a)に示すように、インクトラップ室340の左上方奥側隅部近傍に開口している。また、インクトラップ室340の右下方手前側隅部には、仕切となるリブ10aの一部が切り欠かれた切り欠き部342が形成されており、この切り欠き部342を介して連絡バッファ室350に連通している。ここで、インクトラップ室340および連絡バッファ室350は、大気開放流路150の途中の容積を拡張した形態の空気室で、何らかの理由により上部インク収容室370からインクが逆流した場合でもこのインクトラップ室340および連絡バッファ室350にインクを留め、これ以上大気開放孔100側へインクが流れ込まないように構成されたものである。
【0063】
連絡バッファ室350は、インクトラップ室340の下方に形成された空間である。連結バッファ室350の底面352にはインク注入時に空気抜きを行うための減圧孔110が設けられている。また、底面352近傍であってインクジェット式記録装置への装着時最も重力方向下方の部位には厚さ方向側に貫通孔351が開口しており、この貫通孔351を介して背面側に形成された連絡流路360に連通している。
【0064】
連絡流路360は、背面側から見て中央上方側に延びており、上部インク収容室370の底面近傍に開口した貫通孔372を介して上部インク収容室370と連通している。すなわち、大気開放孔100から連絡流路360までが本実施の形態の大気開放流路150を構成している。
【0065】
本実施の形態のインクカートリッジ1の場合、図8にも示したように、カートリッジ本体10の正面側には、前述のインク収容室(上部インク収容室370,390、バッファ室430)や、空気室(インクトラップ室340、連絡バッファ室350)や、インク流路(上流側インクエンドセンサ連絡流路400、下流側インクエンドセンサ連絡流路410)の他に、インクが充填されない未充填室501が画成されている。
【0066】
未充填室501は、カートリッジ本体10の正面側で、左側面寄りのハッチングを施した領域で、上部インク収容室370と下部インク収容室390とに挟まれるように画成されている。
そして、この未充填室501は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔502が設けられ、該大気開放孔502により外気に連通している。
この未充填室501は、インクカートリッジ1を減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【0067】
以上に説明したインクカートリッジ1では、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサ31のキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、その後、インクカートリッジ1が減圧パック包装された後に、インクカートリッジ1の内部を脱気する脱気用負圧の作用により、液体残量センサ31のキャビティ内の気泡が液体に溶解し、消滅する。そして、更に、減圧パック包装時の脱気用負圧が容器本体の未充填室501に蓄圧されていて、前記未充填室501が減圧空間(脱気室)として、開封時まで、カートリッジ本体10内の気泡の溶解・消滅に寄与する。
従って、より確実に液体残量センサ31内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサ31の誤検出を防止することのできるインクカートリッジ1を提供することができる。
【0068】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ1では、内部のインクの消費に伴って外部から大気を上部インク収容室370内に導入する大気開放流路150の途中に、容積を拡張した形態の空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350を備えているため、インクカートリッジ1の使用時等にインク収容室370に収容されていたインクが熱膨張や外部からの振動等で大気開放流路150を逆流するとき、大気開放流路150の途中に設けた空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350が逆流するインクを捕捉するトラップ空間となり、インクの外部への漏出を防止することができる。
【0069】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ1は、減圧パック包装状態では、前記空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350よりも上流側で大気開放流路150を閉塞する閉塞手段としての封止フィルム90が備えられている。
そのため、減圧パック包装時に、大気開放孔からの液体の漏出を確実に防止することができる。
【0070】
なお、本発明に係る未充填室の装備位置や、未充填室の容積、装備数は、上記実施の形態に限らない。
図13は、本発明に係る未充填室を具備した液体収容容器の第2の実施の形態となるインクカートリッジのカートリッジ本体10Aの正面図である。
この第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aは、第1の実施の形態のカートリッジ本体10における上部インク収容室370及び下部インク収容室390の領域を狭めて、これらのインク収容室370,390と容器右側面側に装備されている空気室(インクトラップ室340,連絡バッファ室350)との間に、新たに2つの未充填室511,512を追加したものである。
【0071】
この第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aの場合、未充填室511,512を追加した点以外の構成は、第1の実施の形態のカートリッジ本体10と共通であり、共通の構成については第1の実施の形態と同番号を付して、説明を省略する。
【0072】
2つの未充填室511,512は、上下に並んで設けられている。上側の未充填室511は、上部インク収容室370の領域を短縮することで、上部インク収容室370とインクトラップ室340との間に挟まれるように、装備されている。
また、下側の未充填室512は、下部インク収容室390を短縮することで、下部インク収容室390と連絡バッファ室350との間に挟まれるように、装備されている。
【0073】
2つの未充填室511,512は、両者間の仕切り壁であるリブ10aの一部に形成した切り欠き514により連通している。また、上側の未充填室511は、その上縁の仕切り壁となっているリブ10aに、外部と連通させる切り欠き515が設けられて、外気に連通状態にされている。したがって、下側の未充填室512は、上側の未充填室511を経由して外気に連通している。
【0074】
以上の2つの未充填室511,512も、第1の実施の形態の未充填室501の場合と同様に、インクが充填されず、インクカートリッジを減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【0075】
本実施の形態の場合、未充填室511,512を追加したことにより、減圧パック包装により脱気室となる未充填室が、カートリッジ本体10A内の複数箇所に分散して設けられた形態になっている。
【0076】
また、追加した未充填室511,512は、インク収容室370,390と、空気室である室340,350とに隣接するように設けられている。そして、各未充填室501,511,512の容積の総和は、空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350の容積の和よりも大きな容積に設定されている。
【0077】
以上に説明した第2の実施の形態のインクカートリッジでは、各未充填室501,511,512に蓄圧された脱気用負圧による減圧作用が、カートリッジ本体10A内の複数箇所で発揮される結果、カートリッジ本体10上のより広範な範囲で、より均等に、気泡の消滅に有効な減圧作用を確保でき、また、気泡の発生箇所には、より多方向から減圧作用が働くため、第1の実施の形態のインクカートリッジよりも更に効率よく気泡を消滅させることができる。
【0078】
また、インクトラップ室340及び連絡バッファ室350といった空気室を備えたインクカートリッジでは、これらの室340,350の容積分だけカートリッジ本体内における空気量の残存量が増えるため、気泡の発生を防止するための脱気性能をより高くすることが求められるが、空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350よりも未充填室501,511,512の容積の総和を大きく設定したことで、高い脱気性能の維持が容易になり、十分な脱気性能の確保により、液体残量センサ31内の気泡をより確実に消滅させることができる。
【0079】
更に、本実施の形態のインクカートリッジでは、インク収容室370,390や空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350と、未充填室511,512が区画壁を介して広い面積で隣接しているため、カートリッジ本体10A内での脱気効率を高めることができ、それにより、より確実に、液体残量センサ31内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサ31の誤検出を防止することができる。
【0080】
図14は本発明に係る未充填室を具備した液体収容容器の第3の実施の形態となるインクカートリッジのカートリッジ本体10Bの正面図、図15は同背面図である。
この第3の実施の形態のカートリッジ本体10Bは、第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aにおける下部インク収容室390の領域を狭めて、バッファ室430と下部インク収容室390との間に、新たに未充填室521を追加したものである。
【0081】
この第3の実施の形態のカートリッジ本体10Bの場合、未充填室521を追加した点以外の構成は、第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aと共通であり、共通の構成については第2の実施の形態と同番号を付して、説明を省略する。
【0082】
未充填室521は、液体残量センサ31のキャビティに近接した下部インク収容室390及び上流側インクエンドセンサ連絡流路400及び下流側インクエンドセンサ連絡流路410に隣接すると共に、カートリッジ本体10Bの略中央位置付近に、背面側に貫通する大気開放孔522が設けられており、該大気開放孔522により外気に連通している。
この未充填室521も、他の未充填室と同様に、インクは充填されず、インクカートリッジを減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【0083】
本実施の形態の場合、未充填室521の追加により、各未充填室の容積の総和は、インク収容室としての容積の総和(即ち、上部インク収容室370と下部インク収容室390とバッファ室430との容積の総和)よりも、大きくなっている。
【0084】
この第3の実施の形態のように、未充填室の容積の総和が、インク収容室の容積の総和よりも大きくなっていると、各未充填室501,511,512,521による脱気用負圧の蓄圧量が増え、減圧パック包装が開封されるまで、減圧パック包装内のインクカートリッジをより高い減圧環境に維持して、減圧による気泡の消滅効力を、より長期に維持することが可能になり、減圧パック包装されたインクカートリッジの長期保存性を更に向上させることができる。特に、未充填室521は、液体残量センサ31のキャビティに近接する液体収容域に隣接して配置されているので、液体残量センサのキャビティに残留した気泡を確実に消滅させることができる。
また、未充填室521の追加により、より多くの未充填室がカートリッジ本体上に分散配置された構造になり、未充填室の分散配置による効力(カートリッジの全域に対して、減圧作用の均等化)も、更に向上する。
【0085】
なお、本発明の液体収容容器の用途は、上記実施形態に示したインクカートリッジに限らない。また、本発明の液体収容容器が装着される容器装着部を備えた液体消費装置も、上記実施形態に示したインクジェット式記録装置に限らない。
液体消費装置としては、液体収容容器が着脱可能に装着される容器装着部を備え、前記液体収容容器に貯留されている液体が装置に供給される各種の装置が該当し、具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】第1の実施形態のインクカートリッジの外観斜視図。
【図2】第1の実施形態のインクカートリッジの図1と異なる角度からみた外観斜視図。
【図3】第1の実施形態のインクカートリッジの分解斜視図。
【図4】第1の実施形態のインクカートリッジの図3と異なる角度からみた分解斜視図。
【図5】第1の実施形態のインクカートリッジのインクジェット式記録装置への取り付けた状態を示す図。
【図6】第1の実施形態のインクカートリッジのキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図。
【図7】第1の実施形態のインクカートリッジのキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図。
【図8】第1の実施形態のインクカートリッジの正面図。
【図9】第1の実施形態のインクカートリッジの背面図。
【図10】(a)は図8の簡略模式図、(b)は図9の簡略模式図。
【図11】図8のA−A断面図。
【図12】図8に示した流路構造の概念図。
【図13】第2の実施形態のインクカートリッジの正面図。
【図14】第3の実施形態のインクカートリッジの正面図。
【図15】図14に示したインクカートリッジの背面図。
【符号の説明】
【0087】
1 インクカートリッジ(液体収容容器)、10 カートリッジ本体(容器本体)、11 係合レバー、20 蓋部材、30 インクエンドセンサ、31 液体残量センサ、40 差圧弁、50 インク供給孔(液体供給孔)、70 気液分離フィルタ、80 フィルム、90 封止フィルム(閉塞手段)、100 大気開放孔、150 大気開放流路、220 キャリッジ、330 上部連結流路、340 インクトラップ室(空気室)、350 連結バッファ室(空気室)、370 上部インク収容室(液体収容室)、380 インク流路(液体流路)、390 下部インク収容室(液体収容室)、400 上流側インクエンドセンサ連絡流路(液体流路)、410 下流側インクエンドセンサ連絡流路(液体流路)、420 インク流路(液体流路)、430 バッファ室(液体収容室)、501,511,512,521 未充填室(脱気室)
【技術分野】
【0001】
本発明は、容器本体内に貯留している液体を液体消費装置に供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【0002】
液体収容容器及び液体消費装置の例として、例えば、インク液を貯留したインクカートリッジと、該インクカートリッジが交換可能に装着されるインクジェット式記録装置を挙げることができる。
【0003】
上記インクカートリッジは、通常、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される容器本体内に、インクが充填されるインク収容室と、前記インク収容室に貯留されている液体をインクジェット式記録装置に供給するためのインク供給孔と、前記インク収容室とインク供給孔とを連通するインク流路と、を備えた構成とされ、記録装置のカートリッジ装着部に装着された際に前記カートリッジ装着部に装備されたインク供給針が前記インク供給孔に挿入接続されることにより、貯留しているインクをプリンタに供給可能にしている。
【0004】
ところで、このようなインクカートリッジでは、長期保管時の温度変化や輸送時の振動等で、貯留しているインク中に気泡が生じることがあり、この気泡は、インクカートリッジを記録装置に装着した際にインクの供給特性を低下させて印字品質の低下を招く原因となる。
そこで、このようなインクカートリッジは、インクカートリッジ内部での気泡の発生を抑制するために、製造後には速やかに、容器の周囲を減圧空間に密封する減圧パック包装を施すことが知られている。
更に、長期保管等を考慮して、減圧パック包装内における減圧の効力をより長期にわたって持続させるために、インク収容室を有する容器本体の上部カバーの外表面に凹部を形成しておき、減圧パック包装の際に、脱気用負圧を蓄圧する脱気室として前記凹部を活用する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
一方、インクカートリッジは貯留したインクを完全に最後まで使い切ってしまって、記録装置の記録ヘッドに空打ちを招くことがないように、容器本体内のインクの残量が予め設定した閾値まで消費された時に、所定の電気信号を出力するインク残量センサを備えたものがある。そして、近年のインクカートリッジでは、前記インク残量センサとして、インク流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を構成する振動板と、この振動板に装備される圧電素子とを備えて、振動板に振動を印加させた際の残留振動の変化からインク残量を検出するようにしたものが、各種開発されている(例えば、特許文献2)。
【0006】
【特許文献1】特開2000−33709号公報
【特許文献2】特開2001−146019号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、例えば、工場でのインクカートリッジの製造工程等で、容器本体内のインク収容室にインクを充填するときに、微少な気泡が残留することがある。ところが、インク残量センサ付きの従来のインクカートリッジでは、このようなインク充填時に残留した気泡を排除する手段がなく、その気泡が上記インク残量センサのキャビティ内に残存することがある。気泡が残存すると、カートリッジの使用開始時に、残留した気泡により残留振動が変化するため、インクが十分に残留しているにも拘わらず、インク無し、と誤検出してしまう虞があった。
【0008】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、容器本体に貯留した液体の有無を、残留振動を利用して検出する液体残量センサを具備した液体収容容器であって、工場での液充填工程等で液体残量センサのキャビティ内に気泡が残留しても、その気泡を消滅させて、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(1)本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体消費装置に供給するための液体供給孔と、
前記液体収容室と前記液体供給孔とを連通する液体流路と、
前記液体流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記液体流路内における液体の有無を検出する液体残量センサと、
を備えた液体収容容器であって、
前記容器本体内に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室が画成され、
前記液体収容容器を減圧パック包装した時に、前記未充填室が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となることを特徴とする液体収容容器により達成される。
【0010】
上記構成によれば、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサのキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、その後、液体収容容器が減圧パック包装された後に、液体収容容器の内部を脱気する脱気用負圧の作用により、液体残量センサのキャビティ内の気泡が液体に溶解し、消滅する。そして、更に、減圧パック包装時の脱気用負圧が容器本体の未充填室に蓄圧されていて、前記未充填室が減圧空間として、開封時まで、容器本体内の気泡の溶解・消滅に寄与する。
従って、より確実に液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。
【0011】
(2)なお、好ましくは、上記(1)に記載の液体収容容器において、前記未充填室は、前記液体収容室よりも大きな容積を持っている構成とすると良い。
このような構成にすると、未充填室による脱気用負圧の蓄圧量が増え、減圧パック包装が開封されるまで、減圧パック包装内の液体収容容器をより高い減圧環境に維持して、減圧による気泡の消滅効力を、より長期に維持することが可能になり、減圧パック包装されたインクカートリッジの長期保存性を更に向上させることができる。
【0012】
(3)また、好ましくは、上記(1)又は(2)に記載の液体収容容器において、前記未充填室が、前記容器本体内の複数箇所に分散して設けられている構成とすると良い。
このような構成にすると、未充填室に蓄圧された脱気用負圧による減圧作用が、容器本体内の複数箇所で発揮される結果、容器本体のより広い範囲で、より均等に、気泡の消滅に有効な減圧作用を確保でき、また、気泡の発生箇所には、より多方向から減圧作用が働くため、より効率よく気泡の消滅させることができる。
【0013】
(4)また、好ましくは、上記(1)乃至(3)のいずれか一つに記載の液体収容容器において、前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中の容積を拡張した形態の空気室とを備え、
更に、前記減圧パック包装状態では、前記空気室よりも上流側で前記大気開放流路を閉塞する閉塞手段(剥離フィルム)を備えた構成とすると良い。
このような構成にすると、液体収容容器の使用時等に液体収容室に収容されていた液体が熱膨張や外部からの振動等で大気開放流路を逆流するとき、大気開放流路の途中に設けた空気室が逆流する液体を捕捉するトラップ空間となり、液体の漏出を防止することができる。
そして、減圧パック包装時には、大気開放流路が閉塞手段により閉塞されているため、大気開放孔からの液体の漏出を確実に防止することができる。
【0014】
(5)また、好ましくは、上記(4)に記載の液体収容容器において、前記未充填室は、前記空気室よりも大きな容積を持っている構成とすると良い。
このような構成にすると、容器本体内の全体では、空気室の装備によって空気量の残存量が増えた分、気泡の発生を防止するための脱気性能をより高くすることが求められるが、空気室よりも未充填室の容積を大きく設定したことで、高い脱気性能の維持が容易になり、十分な脱気性能の確保により、液体残量センサ内の気泡をより確実に消滅させることができる。
【0015】
(6)また、好ましくは、上記(4)又は(5)に記載の液体収容容器において、前記液体収容室と前記空気室とに隣接するように、前記未充填室が設けられた構成とすると良い。
このような構成にすると、液体収容室や空気室との間の隔壁となる未充填室の区画壁を介して、脱気用負圧の作用面積が増えて、容器本体内での脱気効率を高めることができ、それにより、より確実に、液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。
【0016】
(7)また、好ましくは、上記(1)乃至(5)のいずれか一つに記載の液体収容容器において、前記未充填室が、前記液体残量センサのキャビティに近接して設けられた前記液体収容室に隣接して設けられている構成とすると良い。
このような構成にすると、センサのキャビティにおける脱気効果がより高まるので、より確実に、液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明に係る液体収容容器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の実施形態では、液体収容容器の一例として、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置(プリンタ)に装着されるインクカートリッジを挙げて説明する。
【0018】
図1は本発明に係る液体収容容器の第1の実施の形態としてのインクカートリッジの外観斜視図であり、図2は本実施形態のインクカートリッジを図1とは逆の角度からみた外観斜視図である。図3は本実施形態のインクカートリッジの分解斜視図、図4は本実施形態のインクカートリッジを図3とは逆の角度からみた分解斜視図である。図5は本実施形態のインクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図であり、図6はキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図、図7はキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。
【0019】
本実施の形態のインクカートリッジ1は、図1及び図2に示すように、略直方体形状を有し、内部に設けられたインク収容室にインクを貯留・収納する液体収容容器である。インクカートリッジ1は、液体消費装置の一例としてのインクジェット式記録装置のキャリッジ200に装着され、当該インクジェット式記録装置にインクを供給する(図5参照)。
【0020】
インクカートリッジ1の外観的特徴について説明すると、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ1は、フラットな上面1aを有し、上面1aに対向する底面1bにインクジェット式記録装置に接続されてインクを供給するインク供給孔50が設けられている。また、底面1bには、インクカートリッジ1内部に大気を導入する大気開放孔100(図4参照)が開口している。すなわち、インクカートリッジ1は、インク供給孔50からインクを供給しつつ大気開放孔100から空気を導入する大気開放型のインクカートリッジである。
【0021】
本実施形態では、大気開放孔100は、図6に示すように、底面1bに底面側から上面側に向けて開口した略円筒形状の凹部101と、凹部101の内周面に開口した小穴102とを有している。小穴102は、後述の大気開放流路に連通しており、この小穴102を介して大気が後述の最上流のインク収容室370に導入される。
【0022】
大気開放孔100の凹部101は、キャリッジ200に形成された突起230を受け入れるような深さに構成されている。この突起230は、大気開放孔100を気密に閉塞する閉塞手段としての封止フィルム90の剥がし忘れを防止するための剥離忘れ防止突起である。すなわち、封止フィルム90が貼り付けられた状態では、大気開放孔100内に突起230が挿入されないため、インクカートリッジ1がキャリッジ200に取り付けられない。これによりユーザが、大気開放孔100上に封止フィルム90が貼り付けたままキャリッジ200にインクカートリッジ1を取り付けようとしても取り付けられないようにして、インクカートリッジ1の装着時には確実に封止フィルム90を剥がすように促すことができる。
【0023】
また、図1に示すように、インクカートリッジ1の上面1aの一つの短辺側に隣り合う狭側面1cには、インクカートリッジ1が誤った位置に装着されることを防ぐための誤挿入防止突起22が形成されている。受け手となるキャリッジ200側には、図5に示すように、誤挿入防止突起22と対応する凹凸220が形成されており、インクカートリッジ1は誤挿入防止突起22と凹凸220とが干渉しない場合のみキャリッジ200に装着される。誤挿入防止突起22は、インクの種類毎に異なる形状を有し、受け手となるキャリッジ200側の凹凸220も対応するインクの種類に応じた形状を有している。したがって、図5に示すように、キャリッジ200が複数のインクカートリッジを装着可能な場合でも、誤った位置にインクカートリッジを装着することがない。
【0024】
また、図2に示すように、インクカートリッジ1の狭側面1cと対向する狭側面1dには、係合レバー11が設けられている。この係合レバー11は、キャリッジ200への装着時にキャリッジ200に形成された凹部210と係合する突起11aが形成されており、係合レバー11が撓みつつ突起11aと凹部210が係合することによりキャリッジ200に対してインクカートリッジ1が位置決め固定される。
【0025】
また、係合レバー11の下方には、回路基板34が設けられている。この回路基板34上には、複数の電極端子34aが形成されており、これら電極端子34aがキャリッジ200に設けられた電極部材(不図示)と接触することにより、インクカートリッジ1が電気的にインクジェット式記録装置と接続される。回路基板34には、データ書換可能な不揮発性メモリ(図示略)が設けられており、インクカートリッジ1に関する各種情報やインクジェット式記録装置のインク使用情報等が記憶される。また、回路基板34の裏側には、インクカートリッジ1内のインク残量を、残留振動を利用して検出する液体残量センサ(センサユニット)31(図3または図4参照のこと)が設けられている。以下の説明では、液体残量センサ31と回路基板34とを合わせてインクエンドセンサ30と呼称することとする。
【0026】
また、インクカートリッジ1の上面1aには、図1に示すように、インクカートリッジの中身を示すラベル60aが貼り付けられている。このラベル60aは、広側面1fを覆う外表面フィルム60の端部が上面1aにまでまたがって貼り付けられることによって形成されている。
【0027】
また、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ1の上面1aの2つの長辺側に隣り合う広側面1e,1fは、フラットな面形状とされている。以下の説明では、便宜上、広側面1eの側を正面側、広側面1fの側を背面側、狭側面1cの側を右側面側、そして狭側面1dの側を左側面側として説明する。
【0028】
次に、図3及び図4を参照しながら、インクカートリッジ1を構成する各部について説明する。
【0029】
インクカートリッジ1は、容器本体であるカートリッジ本体10と、カートリッジ本体10の正面側を覆う蓋部材20とを有している。
【0030】
カートリッジ本体10は、その正面側には様々な形状を有するリブ10aが形成されており、これらのリブ10aが仕切壁をなして、インクが充填される複数のインク収容室(液体収容室)、インクは充填されない未充填室、後述の大気開放流路150の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
カートリッジ本体10と蓋部材20との間には、カートリッジ本体10の正面側を覆うフィルム80が設けられており、このフィルム80によってリブ、凹部、溝の上面が塞がれて複数の流路やインク収容室、未充填室、空気室が形成される。
【0031】
またカートリッジ本体10の背面側には、差圧弁40を収容する凹部としての差圧弁収容室40aと気液分離フィルタ70を構成する凹部としての気液分離室70aとが形成されている。
【0032】
差圧弁収容室40aには、バルブ部材41とバネ42とバネ座43とが収納されて差圧弁40を構成している。差圧弁40は、下流側のインク供給孔50と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給孔50に供給されるインクが負圧となるように構成されている。
【0033】
気液分離室70aの上面には、気液分離室70aの中央部近傍に設けられた外周を囲む土手70bに沿って気液分離膜71が貼着されている。この気液分離膜71は、気体を通過させるとともに液体を通過不可能に遮断する素材であり、全体で気液分離フィルタ70を構成している。気液分離フィルタ70は、大気開放孔100とインク収容室とを結ぶ大気開放流路150(図10(b)参照)内に設けられており、インク収容室のインクが大気開放流路150を逆流して大気開放孔100から流出しないようにするためのものである。
【0034】
カートリッジ本体10の背面側には、差圧弁収容室40aと気液分離室70a以外にも複数の溝10bが刻まれている。これらの溝10bは、差圧弁40と気液分離フィルタ70が構成された状態で外表面を外表面フィルム60が覆うことにより各溝10bの開口部が塞がれ、大気開放流路150やインク流路が形成される。
【0035】
カートリッジ本体10の右側面側には、図4に示すように、インクエンドセンサ30を構成する各部材を収納する凹部としてセンサ室30aが形成されている。このセンサ室30aには、液体残量センサ31と、液体残量センサ31をセンサ室30aの内壁面に押しつけて固定する圧縮バネ32とが収納される。また、センサ室30aの開口部はカバー部材33によって覆われ、このカバー部材33の外表面33a上に回路基板34が固定される。液体残量センサ31のセンシング部材は回路基板34と接続されている。
【0036】
液体残量センサ31は、インク収容室からインク供給孔50との間のインク流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子(圧電アクチュエータ)とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記インク流路内におけるインクの有無を検出する。この液体残量センサ31は、インクと気体との間での残留振動の振幅、周波数等の違いを検出して、カートリッジ本体10内におけるインクの有無を検出する。
具体的には、カートリッジ本体10内のインク収容室のインクが消尽されて、インク収容室内に導入された大気がインク流路を伝って、液体残量センサ31のキャビティ内に進入すると、その時の残留振動の振幅や周波数の変化から、その旨を検知し、インクエンドを示す電気信号を出力する。
【0037】
カートリッジ本体10の底面側には、既述したインク供給孔50と大気開放孔100以外に、図4に示すように、インク注入時に真空引き手段を介してインクカートリッジ1内部から空気を吸い出してカートリッジ本体10内を減圧する減圧孔110と、インク収容室からインク供給孔50に至るインク流路を構成する凹部95aと、インクエンドセンサ30の下方に設けられたバッファ室30bとが形成されている。
【0038】
インク供給孔50、大気開放孔100、減圧孔110、凹部95a、及びバッファ室30bは、インクカートリッジ製造直後には、全てそれぞれ封止フィルム54,90,98,95,35によってそれぞれの開口部が封止された状態となっている。このうち、大気開放孔100を封止する封止フィルム90は、インクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着して使用状態とする前にユーザによって剥離される。これにより、大気開放孔100が外部に露出し、インクカートリッジ1内部のインク収容室が大気開放流路150を介して外気と連通する。
【0039】
また、インク供給孔50の外表面に貼り付けられた封止フィルム35は、図6及び図7に示すように、インクジェット式記録装置への装着時にインクジェット式記録装置側のインク供給針240によって破られるように構成されている。
【0040】
インク供給孔50の内部には、図6及び図7に示すように、装着時にインク供給針の240の外表面に押しつけられる環状のシール部材51と、プリンタに装着されていない場合はシール部材51と当接してインク供給孔50を閉塞するバネ座52と、バネ座52をシール部材51の当接方向に付勢する圧縮バネ53とを備えている。
【0041】
図6及び図7に示すように、インク供給針240がインク供給孔50内に挿入されると、シール部材51の内周とインク供給針240の外周がシールされ、インク供給孔50とインク供給針240との間の隙間が液密に封止される。また、インク供給針51の先端がバネ座52と当接し、バネ座52を上に押し上げ、バネ座52とシール部材51のシールが解除されることにより、インク供給孔50からインク供給針240にインクが供給可能となる。
【0042】
次に、図8〜図12を参照しながら、本実施形態のインクカートリッジ1の内部構造について説明する。
【0043】
図8は本実施の形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を正面側から見た図であり、図9は本実施の形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を背面側から見た図であり、図10(a)は図8の簡略模式図であり、図10(b)は図9の簡略模式図であり、図11は図8のA−A断面図である。また、図12はカートリッジ本体10に形成された流路構造の概念図である。
【0044】
本実施の形態のインクカートリッジ1では、インクが充填される主なインク収容室として、上下2つに分断された上部インク収容室370及び下部インク収容室390とバッファ室430とが、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。また、カートリッジ本体10の背面側には、インクの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室370に導入する大気開放流路150(図10(b)参照)が形成されている。
インク収容室370,390及びバッファ室430は、リブ10aにより区分されている。そして、各インク収容室370,390及びバッファ室430は、カートリッジ本体10を厚さ方向に貫通する貫通孔を介して、カートリッジ本体10の背面側に形成されたインク流路380,420に連通しており、インク流路380,420を介してインク収容室間をインクが移動可能となっている。
【0045】
以下、まず主たるインク収容室である上部インク収容室370からインク供給孔50に至るまでのインク流路を図8〜図12を参照しながら説明する。
【0046】
上部インク収容室370は、カートリッジ本体10内の最上流のインク収容室で、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。この上部インク収容室370は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から上の部分に形成されている。上部インク収容室370の下方には、インク流路380と連通する貫通孔371が開口している。この貫通孔371は、上部インク収容室370を形成するリブ10aの最も底面側に近い位置近傍に形成されており、上部インク収容室370内のインクが少なくなってきても、液面よりも下方に位置するように構成されている。
【0047】
インク流路380は、図9に示すように、カートリッジ本体10の背面側に形成され上方からインクを下方の下部インク収容室390に導くように構成されている。
【0048】
下部インク収容室390は、上部インク収容室370に貯留されているインクが導入されるインク収容室で、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から下の部分に形成されている。下部インク収容室390の下方には、インク流路380と連通する貫通孔391が開口している。この貫通孔391は、下部インク収容室390を形成するリブ10aの最も底面側に近い位置近傍に形成されている。
【0049】
下部インク収容室390は、図示せぬ貫通孔により上流側インクエンドセンサ連絡流路400に連通している。上流側インクエンドセンサ連絡流路400には、三次元的に形成された迷路流路が形成されており、この迷路流路にてインクエンド前に流入した気泡等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。
【0050】
上流側インクエンドセンサ連絡流路400は、不図示の貫通孔を介して下流側インクエンドセンサ連絡流路410に連通しており、下流側インクエンドセンサ連絡流路410を介してインクが液体残量センサ31に導かれる。
【0051】
液体残量センサ31に導かれたインクは、液体残量センサ31内のキャビティ(流路)を通って、カートリッジ本体10の背面側に形成されたインク流路420に導かれる。インク流路420は、液体残量センサ31から斜め上方にインクを導くように形成されており、バッファ室430と連通する貫通孔431に接続されている。これにより、液体残量センサ31を出たインクは、インク流路420を経てバッファ室430に導かれる。
【0052】
バッファ室430は、上部インク収容室370と下部インク収容室390との間にリブ10aにより区画形成された小部屋であり、差圧弁40の直前のインク貯留空間として形成されている。バッファ室430は、差圧弁40の裏側に対向するように形成されており、貫通孔432を介して差圧弁40にインクが流入する。
【0053】
差圧弁40に流入したインクは、差圧弁40によって下流側に導かれ、貫通孔451を介して出口流路450に導かれる。出口流路450は、インク供給孔50に連通しており、インク供給孔50に差し込まれたインク供給針240を介してインクがインクジェット式記録装置側に供給される。
【0054】
次に、大気開放孔100から上部インク収容室370に至るまでの大気開放流路150を図8〜図12を参照しながら説明する。
【0055】
インクカートリッジ1内のインクが消費されてインクカートリッジ1内部の圧力が低下すると、貯留しているインクの減少分だけ大気開放孔100から大気(空気)が上部インク収容室370に流入する。
【0056】
大気開放孔100の内部に設けられた小穴102は、カートリッジ本体10の背面側に形成された蛇道310の一端に連通している。蛇道310は、大気開放孔100から上部インク収容室370までの距離を長くしインク中の水分の蒸発を抑制するように細長く形成された蛇行路である。蛇道310の他端は、気液分離フィルタ70に接続されている。
【0057】
気液分離フィルタ70を構成する気液分離室70aの底面には、貫通孔322が形成されており、貫通孔322を介してカートリッジ本体10の正面側に形成された空間320に連通している。気液分離フィルタ70においては、貫通孔322と蛇道310の他端との間に気液分離膜71が配置される。気液分離膜71は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。
【0058】
空間320は、カートリッジ本体10の正面側からみて上部インク室の右上方に形成されている。空間320には、貫通孔322の上部に貫通孔321が開口している。空間320は、この貫通孔321を介して背面側に形成された上部連結流路330に連通している。
【0059】
上部連結流路330は、インクカートリッジ1の最も上面側、すなわちインクカートリッジ1が取り付けられた状態における重力方向で最も上となる部分を通過するように、背面側から見て貫通孔321から長辺に沿って右方向に延びる流路部分333と、短辺近傍の折り返し部335で折り返して流路部分333よりもインクカートリッジ1の上面側を通って貫通孔321の近傍に形成された貫通孔341まで延びる流路部分337とを有している。なお、貫通孔341は、正面側に形成されたインクトラップ室340に連通している。
【0060】
ここで、背面側からこの上部連結流路330を見ると、折り返し部335から貫通孔341まで延びる流路部分337には、貫通孔341が形成された位置336と、位置336よりカートリッジ厚さ方向位置が深く掘り下げられた凹部332が設けられており、この凹部332を区切るようにリブ331が複数形成されている。また、貫通孔321から折り返し部335まで延びる流路部分333は、折り返し部335から貫通孔341まで延びる流路部分337よりも深さが浅く形成されている。
【0061】
本実施の形態では、上部連結流路330を重力方向で最も上となる部分に形成しているので、基本的にはインクが上部連結流路330を超えて大気開放孔100側に移動しないように構成されている。また、上部連結流路330は、毛細管現象等によりインクの逆流が発生しない程度に幅広の太さを有するとともに、流路部分337には凹部332が形成されているので逆流してきたインクを捕捉しやすく構成されている。
【0062】
インクトラップ室340は、正面側から見てカートリッジ本体10の右上方の隅の位置に形成された直方体形状の空間である。貫通孔341は、図10(a)に示すように、インクトラップ室340の左上方奥側隅部近傍に開口している。また、インクトラップ室340の右下方手前側隅部には、仕切となるリブ10aの一部が切り欠かれた切り欠き部342が形成されており、この切り欠き部342を介して連絡バッファ室350に連通している。ここで、インクトラップ室340および連絡バッファ室350は、大気開放流路150の途中の容積を拡張した形態の空気室で、何らかの理由により上部インク収容室370からインクが逆流した場合でもこのインクトラップ室340および連絡バッファ室350にインクを留め、これ以上大気開放孔100側へインクが流れ込まないように構成されたものである。
【0063】
連絡バッファ室350は、インクトラップ室340の下方に形成された空間である。連結バッファ室350の底面352にはインク注入時に空気抜きを行うための減圧孔110が設けられている。また、底面352近傍であってインクジェット式記録装置への装着時最も重力方向下方の部位には厚さ方向側に貫通孔351が開口しており、この貫通孔351を介して背面側に形成された連絡流路360に連通している。
【0064】
連絡流路360は、背面側から見て中央上方側に延びており、上部インク収容室370の底面近傍に開口した貫通孔372を介して上部インク収容室370と連通している。すなわち、大気開放孔100から連絡流路360までが本実施の形態の大気開放流路150を構成している。
【0065】
本実施の形態のインクカートリッジ1の場合、図8にも示したように、カートリッジ本体10の正面側には、前述のインク収容室(上部インク収容室370,390、バッファ室430)や、空気室(インクトラップ室340、連絡バッファ室350)や、インク流路(上流側インクエンドセンサ連絡流路400、下流側インクエンドセンサ連絡流路410)の他に、インクが充填されない未充填室501が画成されている。
【0066】
未充填室501は、カートリッジ本体10の正面側で、左側面寄りのハッチングを施した領域で、上部インク収容室370と下部インク収容室390とに挟まれるように画成されている。
そして、この未充填室501は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔502が設けられ、該大気開放孔502により外気に連通している。
この未充填室501は、インクカートリッジ1を減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【0067】
以上に説明したインクカートリッジ1では、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサ31のキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、その後、インクカートリッジ1が減圧パック包装された後に、インクカートリッジ1の内部を脱気する脱気用負圧の作用により、液体残量センサ31のキャビティ内の気泡が液体に溶解し、消滅する。そして、更に、減圧パック包装時の脱気用負圧が容器本体の未充填室501に蓄圧されていて、前記未充填室501が減圧空間(脱気室)として、開封時まで、カートリッジ本体10内の気泡の溶解・消滅に寄与する。
従って、より確実に液体残量センサ31内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサ31の誤検出を防止することのできるインクカートリッジ1を提供することができる。
【0068】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ1では、内部のインクの消費に伴って外部から大気を上部インク収容室370内に導入する大気開放流路150の途中に、容積を拡張した形態の空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350を備えているため、インクカートリッジ1の使用時等にインク収容室370に収容されていたインクが熱膨張や外部からの振動等で大気開放流路150を逆流するとき、大気開放流路150の途中に設けた空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350が逆流するインクを捕捉するトラップ空間となり、インクの外部への漏出を防止することができる。
【0069】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ1は、減圧パック包装状態では、前記空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350よりも上流側で大気開放流路150を閉塞する閉塞手段としての封止フィルム90が備えられている。
そのため、減圧パック包装時に、大気開放孔からの液体の漏出を確実に防止することができる。
【0070】
なお、本発明に係る未充填室の装備位置や、未充填室の容積、装備数は、上記実施の形態に限らない。
図13は、本発明に係る未充填室を具備した液体収容容器の第2の実施の形態となるインクカートリッジのカートリッジ本体10Aの正面図である。
この第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aは、第1の実施の形態のカートリッジ本体10における上部インク収容室370及び下部インク収容室390の領域を狭めて、これらのインク収容室370,390と容器右側面側に装備されている空気室(インクトラップ室340,連絡バッファ室350)との間に、新たに2つの未充填室511,512を追加したものである。
【0071】
この第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aの場合、未充填室511,512を追加した点以外の構成は、第1の実施の形態のカートリッジ本体10と共通であり、共通の構成については第1の実施の形態と同番号を付して、説明を省略する。
【0072】
2つの未充填室511,512は、上下に並んで設けられている。上側の未充填室511は、上部インク収容室370の領域を短縮することで、上部インク収容室370とインクトラップ室340との間に挟まれるように、装備されている。
また、下側の未充填室512は、下部インク収容室390を短縮することで、下部インク収容室390と連絡バッファ室350との間に挟まれるように、装備されている。
【0073】
2つの未充填室511,512は、両者間の仕切り壁であるリブ10aの一部に形成した切り欠き514により連通している。また、上側の未充填室511は、その上縁の仕切り壁となっているリブ10aに、外部と連通させる切り欠き515が設けられて、外気に連通状態にされている。したがって、下側の未充填室512は、上側の未充填室511を経由して外気に連通している。
【0074】
以上の2つの未充填室511,512も、第1の実施の形態の未充填室501の場合と同様に、インクが充填されず、インクカートリッジを減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【0075】
本実施の形態の場合、未充填室511,512を追加したことにより、減圧パック包装により脱気室となる未充填室が、カートリッジ本体10A内の複数箇所に分散して設けられた形態になっている。
【0076】
また、追加した未充填室511,512は、インク収容室370,390と、空気室である室340,350とに隣接するように設けられている。そして、各未充填室501,511,512の容積の総和は、空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350の容積の和よりも大きな容積に設定されている。
【0077】
以上に説明した第2の実施の形態のインクカートリッジでは、各未充填室501,511,512に蓄圧された脱気用負圧による減圧作用が、カートリッジ本体10A内の複数箇所で発揮される結果、カートリッジ本体10上のより広範な範囲で、より均等に、気泡の消滅に有効な減圧作用を確保でき、また、気泡の発生箇所には、より多方向から減圧作用が働くため、第1の実施の形態のインクカートリッジよりも更に効率よく気泡を消滅させることができる。
【0078】
また、インクトラップ室340及び連絡バッファ室350といった空気室を備えたインクカートリッジでは、これらの室340,350の容積分だけカートリッジ本体内における空気量の残存量が増えるため、気泡の発生を防止するための脱気性能をより高くすることが求められるが、空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350よりも未充填室501,511,512の容積の総和を大きく設定したことで、高い脱気性能の維持が容易になり、十分な脱気性能の確保により、液体残量センサ31内の気泡をより確実に消滅させることができる。
【0079】
更に、本実施の形態のインクカートリッジでは、インク収容室370,390や空気室であるインクトラップ室340及び連絡バッファ室350と、未充填室511,512が区画壁を介して広い面積で隣接しているため、カートリッジ本体10A内での脱気効率を高めることができ、それにより、より確実に、液体残量センサ31内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサ31の誤検出を防止することができる。
【0080】
図14は本発明に係る未充填室を具備した液体収容容器の第3の実施の形態となるインクカートリッジのカートリッジ本体10Bの正面図、図15は同背面図である。
この第3の実施の形態のカートリッジ本体10Bは、第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aにおける下部インク収容室390の領域を狭めて、バッファ室430と下部インク収容室390との間に、新たに未充填室521を追加したものである。
【0081】
この第3の実施の形態のカートリッジ本体10Bの場合、未充填室521を追加した点以外の構成は、第2の実施の形態のカートリッジ本体10Aと共通であり、共通の構成については第2の実施の形態と同番号を付して、説明を省略する。
【0082】
未充填室521は、液体残量センサ31のキャビティに近接した下部インク収容室390及び上流側インクエンドセンサ連絡流路400及び下流側インクエンドセンサ連絡流路410に隣接すると共に、カートリッジ本体10Bの略中央位置付近に、背面側に貫通する大気開放孔522が設けられており、該大気開放孔522により外気に連通している。
この未充填室521も、他の未充填室と同様に、インクは充填されず、インクカートリッジを減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【0083】
本実施の形態の場合、未充填室521の追加により、各未充填室の容積の総和は、インク収容室としての容積の総和(即ち、上部インク収容室370と下部インク収容室390とバッファ室430との容積の総和)よりも、大きくなっている。
【0084】
この第3の実施の形態のように、未充填室の容積の総和が、インク収容室の容積の総和よりも大きくなっていると、各未充填室501,511,512,521による脱気用負圧の蓄圧量が増え、減圧パック包装が開封されるまで、減圧パック包装内のインクカートリッジをより高い減圧環境に維持して、減圧による気泡の消滅効力を、より長期に維持することが可能になり、減圧パック包装されたインクカートリッジの長期保存性を更に向上させることができる。特に、未充填室521は、液体残量センサ31のキャビティに近接する液体収容域に隣接して配置されているので、液体残量センサのキャビティに残留した気泡を確実に消滅させることができる。
また、未充填室521の追加により、より多くの未充填室がカートリッジ本体上に分散配置された構造になり、未充填室の分散配置による効力(カートリッジの全域に対して、減圧作用の均等化)も、更に向上する。
【0085】
なお、本発明の液体収容容器の用途は、上記実施形態に示したインクカートリッジに限らない。また、本発明の液体収容容器が装着される容器装着部を備えた液体消費装置も、上記実施形態に示したインクジェット式記録装置に限らない。
液体消費装置としては、液体収容容器が着脱可能に装着される容器装着部を備え、前記液体収容容器に貯留されている液体が装置に供給される各種の装置が該当し、具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】第1の実施形態のインクカートリッジの外観斜視図。
【図2】第1の実施形態のインクカートリッジの図1と異なる角度からみた外観斜視図。
【図3】第1の実施形態のインクカートリッジの分解斜視図。
【図4】第1の実施形態のインクカートリッジの図3と異なる角度からみた分解斜視図。
【図5】第1の実施形態のインクカートリッジのインクジェット式記録装置への取り付けた状態を示す図。
【図6】第1の実施形態のインクカートリッジのキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図。
【図7】第1の実施形態のインクカートリッジのキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図。
【図8】第1の実施形態のインクカートリッジの正面図。
【図9】第1の実施形態のインクカートリッジの背面図。
【図10】(a)は図8の簡略模式図、(b)は図9の簡略模式図。
【図11】図8のA−A断面図。
【図12】図8に示した流路構造の概念図。
【図13】第2の実施形態のインクカートリッジの正面図。
【図14】第3の実施形態のインクカートリッジの正面図。
【図15】図14に示したインクカートリッジの背面図。
【符号の説明】
【0087】
1 インクカートリッジ(液体収容容器)、10 カートリッジ本体(容器本体)、11 係合レバー、20 蓋部材、30 インクエンドセンサ、31 液体残量センサ、40 差圧弁、50 インク供給孔(液体供給孔)、70 気液分離フィルタ、80 フィルム、90 封止フィルム(閉塞手段)、100 大気開放孔、150 大気開放流路、220 キャリッジ、330 上部連結流路、340 インクトラップ室(空気室)、350 連結バッファ室(空気室)、370 上部インク収容室(液体収容室)、380 インク流路(液体流路)、390 下部インク収容室(液体収容室)、400 上流側インクエンドセンサ連絡流路(液体流路)、410 下流側インクエンドセンサ連絡流路(液体流路)、420 インク流路(液体流路)、430 バッファ室(液体収容室)、501,511,512,521 未充填室(脱気室)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体消費装置に供給するための液体供給孔と、
前記液体収容室と前記液体供給孔とを連通する液体流路と、
前記液体流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記液体流路内における液体の有無を検出する液体残量センサと、
を備えた液体収容容器であって、
前記容器本体内に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室が画成され、
前記液体収容容器を減圧パック包装した時に、前記未充填室が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となることを特徴とする液体収容容器。
【請求項2】
前記未充填室は、前記液体収容室よりも大きな容積を持っていることを特徴とする請求項1に記載の液体収容容器。
【請求項3】
前記未充填室が、前記容器本体内の複数箇所に分散して設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体収容容器。
【請求項4】
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中の容積を拡張した形態の空気室とを備え、
更に、前記減圧パック包装状態では、前記空気室よりも上流側で前記大気開放流路を閉塞する閉塞手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項5】
前記未充填室は、前記空気室よりも大きな容積を持っていることを特徴とする請求項4に記載の液体収容容器。
【請求項6】
前記液体収容室と前記空気室とに隣接するように、前記未充填室が設けられたことを特徴とする請求項4又は5に記載の液体収容容器。
【請求項7】
前記未充填室が、前記液体残量センサのキャビティに近接して設けられた前記液体収容室に隣接して設けられていることを特徴とする請求項1乃至5に記載の液体収容容器。
【請求項1】
液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体消費装置に供給するための液体供給孔と、
前記液体収容室と前記液体供給孔とを連通する液体流路と、
前記液体流路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記液体流路内における液体の有無を検出する液体残量センサと、
を備えた液体収容容器であって、
前記容器本体内に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室が画成され、
前記液体収容容器を減圧パック包装した時に、前記未充填室が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となることを特徴とする液体収容容器。
【請求項2】
前記未充填室は、前記液体収容室よりも大きな容積を持っていることを特徴とする請求項1に記載の液体収容容器。
【請求項3】
前記未充填室が、前記容器本体内の複数箇所に分散して設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体収容容器。
【請求項4】
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中の容積を拡張した形態の空気室とを備え、
更に、前記減圧パック包装状態では、前記空気室よりも上流側で前記大気開放流路を閉塞する閉塞手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項5】
前記未充填室は、前記空気室よりも大きな容積を持っていることを特徴とする請求項4に記載の液体収容容器。
【請求項6】
前記液体収容室と前記空気室とに隣接するように、前記未充填室が設けられたことを特徴とする請求項4又は5に記載の液体収容容器。
【請求項7】
前記未充填室が、前記液体残量センサのキャビティに近接して設けられた前記液体収容室に隣接して設けられていることを特徴とする請求項1乃至5に記載の液体収容容器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2008−44194(P2008−44194A)
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−220765(P2006−220765)
【出願日】平成18年8月12日(2006.8.12)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年8月12日(2006.8.12)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]