液体注入方法及び液体収容容器
【課題】液体収容容器の諸機能を損なうことなく液体を注入することができる液体収容容器の液体注入方法及び液体収容容器を提供する。
【解決手段】容器本体１０内に、インク収容部と、印字ヘッドに接続されるインク供給部５０と、インク収容部に貯留したインクをインク供給部５０に誘導する下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０と、インクＩの消費に伴って外部から大気をインク収容部５内に導入する大気連通路と、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０への気体の流入を検知することでインク収容部のインクが消尽されたことを検出する液体残量センサ３１と、を備えるインクカートリッジに対し、液体収容部に連通する注入口を大気連通路に形成し、注入口から所定量のインクを注入し、インクを注入した後に注入口を封止して成るインクカートリッジ。
【解決手段】容器本体１０内に、インク収容部と、印字ヘッドに接続されるインク供給部５０と、インク収容部に貯留したインクをインク供給部５０に誘導する下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０と、インクＩの消費に伴って外部から大気をインク収容部５内に導入する大気連通路と、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０への気体の流入を検知することでインク収容部のインクが消尽されたことを検出する液体残量センサ３１と、を備えるインクカートリッジに対し、液体収容部に連通する注入口を大気連通路に形成し、注入口から所定量のインクを注入し、インクを注入した後に注入口を封止して成るインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェットプリンタ等に着脱可能なインクカートリッジとして好適な大気開放タイプの液体収容容器に液体を注入する液体注入方法及び液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の液体消費装置に着脱可能なインクカートリッジ（液体収容容器）として、プリンタに着脱可能な容器本体内に、インクを収容するインク収容部（液体収容部）と、プリンタ側の印字ヘッド（液体噴射部）に接続されるインク供給部（液体供給部）と、インク収容部に貯留したインクをインク供給部に誘導するインク誘導路（液体誘導路）と、インク収容部内のインクの消費に伴って外部から大気をインク収容部内に導入する大気連通路と、を備える大気開放タイプのものが各種提案されている。
【０００３】
この種のインクカートリッジには、圧電振動体を有するセンサを液体収容部内の基準高さに配置したインク残量検出機構（液体検出部）が設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。このインク残量検出機構は、印刷処理によるインク消費で液体収容部のインク液面が基準高さまで下がって、インクの消費に伴って大気連通路から液体収容部に導入された外気がセンサの検出位置に到達すると、センサ周囲がインク液で満たされている場合とセンサ周囲に空気が接触している場合における振動特性（残留振動）の変化から、インクの液面が基準高さまで下がったことを検出するものである。
【０００４】
すなわち、液体収容部に設けた圧電素子を有する圧電装置又はアクチュエータの振動部を振動させ、その後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することで、共振周波数または逆起電力波形の振幅を検出して音響インピーダンスの変化を検出する。この検出信号がインクの残量表示やカートリッジ交換時期の通知に利用される。
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところで、インクカートリッジは、多数の部品から構成される高精度に形成された容器であるため、インクを消尽した時に、そのまま廃棄することは、有用な資源の廃棄となり、経済的に大きな損失となってしまう。そこで、使用済みのインクカートリッジにインクを再注入して再生することが望まれている。
【０００７】
ところが、従来のインクカートリッジは、その組立工程の途中に、インクの注入工程を組み込んでおり、インクカートリッジの組立完了後は、同様のインク注入方法が利用できない場合が多い。そこで、新品のインクカートリッジを組み立てる際のインク注入方法は使わずに、インクの充填を実現するインク注入方法の開発が必要となる。
【０００８】
しかし、最近のインクカートリッジは、インク収容室とインク供給部とを連通するインク誘導路に、インク供給部へ供給するインク圧を調整すると共にインク供給部側からの逆流を防止する逆止弁としても機能する差圧弁が設けられたり、あるいはインクの残量を検出するインク残量検出機構が設けられたりして、高性能化されている。更には、インク収容室や大気連通路の構造も複雑化している。
【０００９】
そのため、インク注入のために、不用意に容器本体を加工すると、インクを注入した際に、インク収容室以外の部分にインクが漏れたり、インク注入時に混入する気泡の為に当初の機能が損なわれたりして、再生不良を招く虞がある。
特に、注入されたインクの液中を浮遊する気泡がインク残量検出機構のセンサ表面に付着すると、付着した気泡が残留振動の変化を招いて、インクの有無が正確に検出できずインクの液面が下がったものと誤検出されてしまう虞がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、液体収容容器の諸機能を損なうことなく液体を注入することができる液体収容容器の液体注入方法及び液体収容容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に液体を注入する方法であって、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成する工程と、
前記注入口から所定量の液体を注入する工程と、
前記液体を注入する工程の終了後に前記注入口を封止する工程と、
を含む液体収容容器の液体注入方法により達成される。
【００１２】
上記構成の液体注入方法によれば、注入口から注入されて液体誘導路を通過する液体が堰部を通過した後、堰部の上端より低い位置の液体流入開口へ流れ込み、堰部を通過する液体に気泡が混じる場合、気泡には、液体誘導路に充填された液体によって液体流入開口への接近に抗する浮力が作用する。これにより、気泡は液体流入開口へ進入し難くなる。
【００１３】
また、本発明の上記目的は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に対し、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成し、前記注入口から所定量の液体を注入し、前記液体を注入した後に前記注入口を封止して成る液体収容容器により達成される。
【００１４】
上記構成の液体収容容器によれば、注入口から注入されて液体誘導路を通過する液体が堰部を通過した後、堰部の上端より低い位置の液体流入開口へ流れ込み、堰部を通過する液体に気泡が混じる場合、気泡には、液体誘導路に充填された液体によって液体流入開口への接近に抗する浮力が作用する。
これにより、気泡は液体流入開口へ進入し難くなる。また、液体誘導路の液体が徐々に減少した場合には、液面が堰部の上端から徐々に下降することとなり、残留液が液体誘導路に存在する状態で、先に液面が液体流入開口に達することがない。
【００１５】
尚、上記構成の液体収容容器において、前記液体流入開口と前記堰部との間における少なくとも一部の前記液体誘導路の底面が、前記液体流入開口に向かって鉛直下方向に傾斜することが望ましい。
このような構成によれば、液体誘導路の液体が徐々に減少し、液面が堰部の上端から徐々に下降する場合、液体流入開口から遠い液体が徐々に傾斜底面に沿って液体流入開口の方向へと流れる。
即ち、液体の掃けが良好となり、残留液体の全てが液体誘導路に取り残されることなく、液体流入開口へと導かれる。
【００１６】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体誘導路には、前記液体に対して毛管現象を生じさせる狭い流路が形成されることが望ましい。
このような構成によれば、液体誘導路の液体が狭い流路へと進入すると、液流に加え、毛管現象によって液体が液体流入開口側へと吸引され、滞りのない良好な液流が得られる。また、液体誘導路の液体の終端（気液の境界）が、通過する場合においても、毛管現象による吸引作用によって、終端の液体が残留することなく液体流入開口へと導かれる。
【００１７】
また、上記構成の液体収容容器において、複数の前記狭い流路が、並列して形成されることが望ましい。
このような構成によれば、狭い流路個々の毛管現象による吸引作用が確保されつつ、液体の通過流路断面積が大きく確保されて、液体の損失水頭を低減させることができる。また、同一流路断面積の液体誘導路を一つで形成する場合に比べ、大きな気泡（或いは気液の境界）が液体流入開口へ到達する確率を低減させることができる。
【００１８】
また、上記構成の液体収容容器において、前記狭い流路が、矩形断面形状に形成されることが望ましい。
このような構成によれば、矩形断面形状の長辺より短辺が十分に小さく設定されることで、流路が扁平となり、同一流路断面積の液体誘導路を円形状で形成した場合に比べ、気泡の流れ込み防止効果を大きくすることができる。
【００１９】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体誘導路の最上流側である入り口部が、前記狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴であることが望ましい。
このような構成によれば、液体誘導路の入り口部が、狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴となることで、仮に、矩形断面形状短辺と同等以下の直径を有する複数の気泡が入り口部に流入した際、気泡同士を結合させ、最大、丸穴と同等の大きさまで成長させることが可能となり、狭い流路に対し気泡を通過し難くできる。換言すれば、矩形断面形状短辺と同一直径以下で入り口部が形成された場合には、入り口部を通過した全ての気泡が狭い流路に進入してしまう。本構成では、気泡を通過し難い大きさに成長させることで、気泡の液体流入開口への進入を効果的に防止することが可能となる。
【００２０】
また、上記構成の液体収容容器において、前記狭い流路における少なくとも一つの内壁面が、前記液体誘導路の内壁面を兼ねることが望ましい。
このような構成によれば、狭い流路の内壁面が液体誘導路の内壁面となることで、液体誘導路の内壁面に外周を接触させ、かつ狭い流路に進入できない直径を有した気泡は、その中心が狭い流路の中心からずれることとなる。
【００２１】
すなわち、気泡は、内壁面に拘束されることで、中心を通る対称軸に非対称な異形変形を強いられることとなる。この場合、表面張力の作用により、異形変形の方が対称変形に比べ、球体に戻ろうとする気泡の復元力が大きい。これにより、気泡を狭い流路内へ吸引し難くすることが可能となる。換言すれば、液体のみを狭い流路へ流入し易くすることができる。
【００２２】
また、狭い流路の内壁面が液体誘導路の内壁面となることで、内壁面と内壁面とに挟まれて形成される隅部が、液体誘導路と液体流入開口まで連続して延在することとなり、狭い流路内の液体を隅部で発生する毛管現象によって、液体流入開口まで吸い寄せることが可能となる。
【００２３】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体誘導路には、上流側より下流側の天面が鉛直下方向に配設された段部が設けられることが望ましい。
このような構成によれば、注入口から注入された液体が液体誘導路を液体流入開口へ向かって流れる際、液体は段部に捕捉される。これにより、液体中に気泡が混入していた場合には、気泡が液体から分離され、分離された気泡は、浮力によって段部の上方側の天面に溜まることとなる。
また、この分離作用によって、本来なら狭い流路を通過してしまう小径の気泡を、狭い流路を通過できない大径の気泡へと成長させることも可能となり、液体検出部へ気泡をより付着し難くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る液体注入方法及び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。
【００２５】
図１は本発明に係る液体収容容器の一実施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。
【００２６】
本実施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（液体収容室）にインク（液体）Ｉ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）。
【００２７】
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部（液体供給部）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が開口している。すなわち、インクカートリッジ１は、大気開放孔１００から空気を導入しつつインク供給部５０からインクを供給する大気開放型のインクカートリッジである。
【００２８】
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孔１０２とを有している。小穴１０２は、後述の大気連通路に連通しており、この小穴１０２を介して大気が後述の最上流の上部インク収容室３７０に導入される。
【００２９】
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することにより、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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が位置固定される。
【００３２】
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（液体検出部）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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
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。
【００３６】
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が仕切を為して、インクＩが充填される複数のインク収容室（液体収容室）、インクＩは充填されない未充填室、後述の大気連通路１５０の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
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部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、インク供給部５０に供給されるインクＩが負圧となるように構成されている。
【００３９】
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連通路１５０内に設けられており、インク収容室のインクＩが大気連通路１５０を経て大気開放孔１００から流出しないようにするためのものである。
【００４０】
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、大気連通路１５０やインク誘導路（液体誘導路）が形成される。
【００４１】
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。
【００４２】
液体残量センサ３１は、インク収容室からインク供給部５０との間のインク誘導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誘導路内におけるインクＩの有無を検出する。この液体残量センサ３１は、インクＩと気体（インクに混入した気泡Ｂ）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Ｉ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Ｉ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誘導路を伝って、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。
【００４３】
カートリッジ本体１０の底面側には、先ほど説明したインク供給部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減圧に用いられる減圧孔１１０と、インク収容室からインク供給部５０に至るインク誘導路を構成する凹部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。
【００４４】
インク供給部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連通路１５０を介して外気と連通する。
【００４５】
また、インク供給部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。
【００４６】
インク供給部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部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。
【００４７】
図６及び図７に示すように、インク供給針２４０がインク供給部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、インク供給部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、インク供給部５０からインク供給針２４０にインクが供給可能となる。
【００４８】
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。
図８は本実施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の（ａ）は図８の簡略模式図であり、図１０の（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は図８に示した流路の一部拡大斜視図である。
【００４９】
本実施形態のインクカートリッジ１では、インクＩ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、これらの上下のインク収容室に挟まれるように位置するバッファ室４３０とからなる３つのインク収容室が、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている（図１０参照）。
また、カートリッジ本体１０の背面側には、インクＩ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に導入する大気連通路１５０が形成されている。
【００５０】
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、本実施形態の場合、これらの各インク収容室は、水平方向に延在して収容室の底壁となるリブ１０ａの一部に、下方に窪ませた形状の窪み３７４，３９４，４３４が形成されている。
【００５１】
窪み３７４は、上部インク収容室３７０のリブ１０ａによる底壁３７５の一部を下方に窪ませたものである。窪み３９４は、下部インク収容室３９０のリブ１０ａによる底壁３９５と壁面の膨出部によりカートリッジ厚さ方向に窪ませたものである。窪み４３４は、バッファ室４３０のリブ１０ａによる底壁４３５の一部を下方に窪ませたものである。
【００５２】
そして、各窪み３７４，３９４，４３４の底部又はその付近には、インク誘導路３８０、上流側インクエンドセンサ連絡流路４００及びインク誘導路４４０に連通するインク排出口３７１，３１１，４３２が設けられている。
インク排出口３７１，４３２は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体１０の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口３１１は、底壁３９５を下方に貫通した貫通穴である。
【００５３】
インク誘導路３８０は、一端が上部インク収容室３７０のインク排出口３７１に連通すると共に、他端が下部インク収容室３９０に設けられたインク流入口３９１に連通しており、上部インク収容室３７０のインクＩを下部インク収容室３９０に誘導する連絡流路となっている。このインク誘導路３８０は、上部インク収容室３７０のインク排出口３７１から鉛直下方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクＩの流れ方向が上から下への降下流となる降下型接続で一対の液体収容室３７０，３９０相互を接続している。
【００５４】
インク誘導路４２０は、一端が下部インク収容室３９０の下流に位置する液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２に連通すると共に、他端がバッファ室４３０に設けられたインク流入口４３１に連通しており、下部インク収容室３９０のインクＩをバッファ室４３０に誘導する。このインク誘導路４２０は、液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２から斜め上方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクＩの流れ方向が下から上への上昇流となる上昇型接続で一対のインク収容室３９０，４３０相互を接続している。
即ち、本実施形態のカートリッジ本体１０では、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０相互は、降下型接続と、上昇型接続とを交互に繰り返す直列状に接続されている。
【００５５】
インク誘導路４４０は、バッファ室４３０のインク排出口４３２から差圧弁４０にインクを誘導するインク流路である。
本実施形態の場合、各インク収容室のインク流入口３９１，４３１は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口３７１，３１１よりも上方で、且つ各インク収容室の底壁３７５，３９５，４３５の近傍に設けられている。
【００５６】
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からインク供給部５０に至るまでのインク誘導路を、図８〜図１２を参照しながら説明する。
上部インク収容室３７０は、カートリッジ本体１０内の最上流（最上位）のインク収容室であり、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。
【００５７】
上部インク収容室３７０の底壁３７５の窪み３７４には、インク誘導路３８０と連通するインク排出口３７１が開口している。このインク排出口３７１は、上部インク収容室３７０の底壁３７５よりも下がった位置にあり、上部インク収容室３７０内のインク液面Ｆが底壁３７５まで下がっても、その時のインク液面Ｆよりも下方に位置して、安定したインクＩの導出を継続する。
【００５８】
インク誘導路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Ｉを下方の下部インク収容室３９０に導く。
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Ｉ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。
【００５９】
インク誘導路３８０と連通するインク流入口３９１は、下部インク収容室３９０の底壁３９５の下方に配置された連通流路に開口しており、該連通流路を介して上部インク収容室３７０からのインクＩが流入する。
【００６０】
下部インク収容室３９０は、底壁３９５を貫通したインク排出口３１１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Ｂ等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。
【００６１】
上流側インクエンドセンサ連絡流路４００は、貫通孔であるインク入り口部４２７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Ｉが液体残量センサ３１に導かれる。
【００６２】
液体残量センサ３１に導かれたインクＩは、液体残量センサ３１内のキャビティ（流路）を通って、キャビティの出口であるインク排出口３１２からカートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク誘導路４２０に導かれる。
インク誘導路４２０は、液体残量センサ３１から斜め上方にインクＩを導くように形成されており、バッファ室４３０と連通するインク流入口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Ｉは、インク誘導路４２０を経てバッファ室４３０に導かれる。
【００６３】
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、バッファ室４３０の窪み４３４に形成されたインク排出口４３２が連通したインク誘導路４４０を介して差圧弁４０にインクＩが流入する。
【００６４】
差圧弁４０に流入したインクＩ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、インク供給部５０に連通しており、インク供給部５０に差し込まれたインク供給針２４０を介してインクＩがインクジェット式記録装置側に供給される。
【００６５】
本実施形態の下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）４１０には、図１３及び図１４に示すように、液体残量センサ３１が設けられたセンサ室へインクＩを流入させるインク流入開口４２３の内周上部４２３ａより鉛直方向上方に上端４２５ａが配置された堰部４２５を設けている。本実施形態では、図１４中の下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０の右端に後述するインク入り口部４２７が形成され、左端にインク流入開口４２３が形成される。
【００６６】
そこで、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０内のインクＩは、インク入り口部４２７を上方へ流れた後、堰部４２５を越えて左端のインク流入開口４２３へと流れることとなる。下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を通過するインクＩは、堰部４２５を通過した後、堰部４２５の上端４２５ａより低い位置のインク流入開口４２３へと流れ込む。
したがって、堰部４２５を通過するインクＩに気泡Ｂが混じる場合、気泡Ｂには、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に充填されたインクＩによってインク流入開口４２３への接近に抗する浮力が作用する。これにより、気泡Ｂは、インク流入開口４２３へ進入し難くなる。また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０内のインクＩが徐々に減少した場合には、液面が堰部４２５の上端４２５ａから徐々に下降することとなる。したがって、残留液が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に存在する状態で、先に液面がインク流入開口４２３に達することがない。
【００６７】
インク流入開口４２３と堰部４２５との間における少なくとも一部の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０は、底面４１０ａがインク流入開口４２３に向かって鉛直下方向に傾斜している。本実施形態では、底面４１０ａとインク流入開口４２３との間に水平底面４１０ｂが形成されるが、水平底面４１０ｂが省略され、底面４１０ａが直接インク流入開口４２３に連続してもよい。
【００６８】
このような傾斜底面４１０ａが設けられることで、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインクが徐々に減少し、液面が堰部４２５の上端４２５ａから徐々に下降する場合、インク流入開口４２３から遠いインクＩが徐々に傾斜底面４１０ａに沿ってインク流入開口４２３の方向へと流れる。すなわち、インクＩの掃けが良好となり、残留インクの全てが下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に取り残されることなく、インク流入開口４２３へと導かれるようになっている。
【００６９】
ここで、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の底面４１０ａ上方には、インクＩに対して毛管現象を生じさせる狭い流路４２９が形成されている。このような狭い流路４２９を形成することで、堰部４２５を越えたインクＩが狭い流路４２９へと進入すると、液流に加え、毛管現象によってインクＩがインク流入開口４２３側へと吸引され、滞りのない良好な液流が得られるようになっている。
また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインクの終端（気液の境界）が、狭い流路４２９を通過する場合においても、毛管現象による吸引作用によって、終端のインクＩが残留することなくインク流入開口４２３へと確実に導かれるようになっている。
【００７０】
狭い流路４２９は、底面４１０ａ上方の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に、隔壁片４１１を形成することで、２つの狭小流路４２９ａ，４２９ｂを形成してなる。即ち、狭い流路４２９は、複数の狭小流路４２９ａ，４２９ｂが並列して形成される。
狭い流路４２９を複数の狭小流路４２９ａ，４２９ｂによって構成することで、狭い流路４２９ａ，４２９ｂ個々の毛管現象による吸引作用が確保されつつ、インクＩの通過流路断面積が大きく確保されて、インクＩの損失水頭を低減させている。また、同一流路断面積の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を一つの断面形状で形成する場合に比べ、大きな気泡（或いは気液の境界）がインク流入開口４２３へ到達する確率を低減させている。
【００７１】
本実施形態では、図１５及び図１６に示すように、狭い流路４２９のそれぞれの狭小流路４２９ａ，４２９ｂが、矩形断面形状に形成されている。
このように、矩形断面形状の長辺より短辺が十分に小さく設定されることで、流路が扁平となり、同一流路断面積の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を円形状で形成した場合に比べ、インクＩ中の気泡Ｂの流れ込み防止効果を大きくしている。また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の最上流側であるインク入り口部４２７は、図１３及び図１４に示すように、狭い流路４２９の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴で形成されている。下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０へ流入するインクＩは、このインク入り口部４２７を上方へ流れた後、堰部４２５を越えて狭い流路４２９へと流れる。
【００７２】
このように、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインク入り口部４２７が、狭い流路４２９の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴となることで、仮に、矩形断面形状短辺と同等以下の直径を有する複数の気泡がインク入り口部４２７に流入した際、気泡同士を結合させ、最大、丸穴と同等の大きさまで成長させることが可能となり、狭い流路４２９に対しインクＩ中の気泡Ｂを通過し難くできる。換言すれば、矩形断面形状短辺と同一直径でインク入り口部４２７が形成された場合には、インク入り口部４２７を通過した全ての気泡Ｂが狭い流路４２９に進入してしまう。本構成では、気泡Ｂを通過し難い大きさに成長させることで、インクＩ中の気泡Ｂのインク流入開口４２３への進入を効果的に防止することが可能となっている。
【００７３】
さらに、図１５に示すように、狭い流路４２９を構成する狭小流路４２９ａは、一つの内壁面が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の内壁面である天面４１０ｆを兼ねている。又、狭い流路４２９を構成する狭小流路４２９ｂは、一つの内壁面が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の内壁面である底面４１０ａとなって、水平底面４１０ｂと連続している。
このように、狭い流路４２９を構成する狭小流路４２９ａ，４２９ｂにおけるそれぞれ一つの内壁面が、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の内壁面である天面４１０ｆ又は底面４１０ａを兼ねていることで、例えば図１６（ａ）に示すように、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の天面４１０ｆに外周を接触させ、かつ狭小流路４２９ａに進入できない直径を有したインクＩ中の気泡Ｂは、その中心が狭小流路４２９ａの中心からずれることとなる。
すなわち、気泡Ｂは、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の天面４１０ｆに当接して拘束されることで、中心を通る対称軸に非対称な異形変形を強いられる。
【００７４】
これに対し、例えば図１６（ｂ）に示すように、狭い流路４２９が一対の隔壁片４１１ａ，４１１ｂにより形成された狭小流路４２９ｃを有する場合、該狭小流路４２９ｃ一つの内壁面が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の天面４１０ｆ又は底面４１０ａを兼ねていない。
そこで、狭小流路４２９ｃ進入できない直径を有したインクＩ中の気泡Ｂは、その中心が狭小流路４２９ｃの中心と一致し、中心を通る対称軸に対称な変形をする。
【００７５】
従って、表面張力の作用により、図１６（ａ）に示す異形変形の方が、図１６（ｂ）に示す対称変形に比べ、球体に戻ろうとする気泡Ｂの復元力が大きい。これにより、インクＩ中の気泡Ｂを、狭小流路４２９ａ内へ吸引し難くすることが可能となる。換言すれば、インクＩのみを狭い流路４２９へ流入し易くすることができる。
【００７６】
また、狭小流路４２９ｂの内壁面が、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の底面４１０ａとなって水平底面４１０ｂと連続していることで、図１５に示すように、底面４１０ａと内側壁４１０ｃとに挟まれて形成される隅部４１０ｄが、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０とインク流入開口４２３まで連続して延在することとなり、狭い流路４２９内のインクＩを隅部４１０ｄで発生する毛管現象によって、インク流入開口４２３まで容易に吸い寄せることが可能となる。
【００７７】
また、図１４に示すように、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０には、上流側の天面４１０ｅより下流側の天面４１０ｆが鉛直下方向に配設された段部４１５が形成されている。この段部４１５が形成されることにより、堰部４２５の上方にはエアポケット部４３７が形成されることとなる。
インク入り口部４２７から流入したインクＩは、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０をインク流入開口４２３へ向かって流れる際、段部４１５に捕捉される。これにより、インクＩ中に気泡Ｂが混入していた場合には、気泡ＢがインクＩから分離され、分離された気泡Ｂは、浮力によって段部４１５の上方側の天面４１０ｅに溜まることとなる。また、この分離作用によって、本来なら狭い流路４２９を通過してしまう小径の気泡Ｂを、狭い流路４２９を通過できない大径の気泡Ｂへと成長させることも可能となり、液体残量センサ３１へ気泡Ｂをより付着し難くしている。
【００７８】
したがって、本実施形態によるインクカートリッジ１によれば、インク流入開口４２３の内周上部４２３ａより鉛直方向上方に上端４２５ａが配置された堰部４２５を設けたので、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を通過するインクＩは、堰部４２５を通過した後、堰部４２５の上端４２５ａより低い位置のインク流入開口４２３へ流れ込む。
そこで、堰部４２５を通過するインクＩに気泡Ｂが混じる場合、気泡Ｂには、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に充填されたインクＩによってインク流入開口４２３への接近に抗する浮力が作用し、気泡Ｂがインク流入開口４２３へ進入し難くなる。これにより、インク収容室３７０，３９０，４３０の液中に混入した気泡Ｂが液体残量センサ３１に付着することによる誤検出を防止することができる。
【００７９】
また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインクＩが徐々に減少した場合には、液面が堰部４２５の上端４２５ａから徐々に下降することとなり、残留液が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に存在する状態で先に液面がインク流入開口４２３に達することがない。これにより、インク収容室３７０，３９０，４３０のインク残量が実際と異なりゼロになったと誤検出することがない。
【００８０】
次に、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０に至るまでの大気連通路１５０、図８〜図１２を参照しながら説明する。
インクカートリッジ１内のインクＩ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Ｉ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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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３７０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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
本実施形態では、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Ｉ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Ｉ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Ｉを捕捉しやすく構成されている。
【００８７】
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における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１２に示すように、正面側から見てインクトラップ室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。
【００８８】
ここで、インクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０は、大気連通路１５０の途中の容積を拡張した形態の空気室であり、何らかの理由により上部インク収容室３７０からインクＩ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Ｉを留め、これ以上大気開放孔１００側へなるべく流れ込まないように構成されたものである。具体的なインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０の役割については後述する。
【００８９】
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。
【００９０】
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の底壁近傍に開口した大気連通路１５０の下流端である貫通孔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までが本実施形態の大気連通路１５０を構成している。連絡流路３６０は、メニスカスを形成し、インクＩの逆流が発生しない程度の細さに形成されている。
【００９１】
本実施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、下部インク収容室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、インク誘導路（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Ｉが充填されない未充填室５０１が画成されている。
【００９２】
未充填室５０１は、カートリッジ本体１０の正面側で、ハッチングを施した左側面寄りの領域で、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区画形成されている。
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。
【００９３】
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。そこで、使用前にはカートリッジ本体１０内部の気圧が未充填室５０１と減圧パックの負圧吸引力により規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクＩを供給することができる。
【００９４】
次に、以上に説明したインクカートリッジ１内のインクＩが消尽された場合に、その使用済みのインクカートリッジ１にインクＩを注入する方法の一実施形態を、図１７に基づいて説明する。
【００９５】
まず、本実施形態の注入方法で使用するインク再注入装置の構成について説明する。
インク再注入装置６００は、図１７に示すように、インクカートリッジ１に穿孔加工により開けた注入口６０１に接続されるインク注入手段６１０と、カートリッジ本体１０のインク供給部５０に接続される真空吸引手段６２０とから構成されている。
【００９６】
インク注入手段６１０は、充填するインクＩを貯留したインクタンク６１１と、このインクタンク６１１内のインクＩを前記注入口６０１に接続された流路６１２に圧送するポンプ６１３と、このポンプ６１３と注入口６０１との間で流路６１２を開閉するバルブ６１４とを備えている。
【００９７】
真空吸引手段６２０は、真空吸引に必要な負圧を発生する真空ポンプ６２１と、この真空ポンプ６２１の発生する負圧をインク供給部５０に作用させる連絡流路６２２と、連絡流路６２２の途中に装備されて真空吸引によりカートリッジ本体１０側から連絡流路６２２に流入してきたインクＩを捕捉・回収して、インクミスト等から真空ポンプ６２１を保護するインクトラップ６２３と、このインクトラップ６２３とインク供給部５０との間で連絡流路６２２を開閉するバルブ６２４とを備えている。
【００９８】
本実施形態では、インクカートリッジ１の構造や機能を配慮し、上部インク収容室３７０に連通する注入口６０１を大気連通路１５０に形成する位置が、大気連通路１５０の一部を構成している連絡流路３６０の下流端に位置する貫通孔３７２と対向する位置付近とされる。
【００９９】
そして、貫通孔３７２と対向する注入口６０１は、貫通孔３７２に一致するように、カートリッジ本体１０の背面側を覆っている外表面フィルム６０に孔を開けることで形成する。なお、該注入口６０１に挿入される流路６１２の先端部は、例えば、貫通孔３７２に押し当てると、貫通孔３７２の周囲の容器壁面に気密に密着して、流路６１２と貫通孔３７２とを気密な接続状態とするシールリング等が設けられている。
【０１００】
なお、上部インク収容室３７０に連通する注入口６０１は、上部インク収容室３７０より上流に位置する大気連通路１５０に形成すれば良く、注入口６０１の形成位置は上記実施形態に限らない。
例えば、大気連通路１５０の一部を構成している連絡流路３６０に一致するように、外表面フィルム６０に孔を開けたり、外表面フィルム６０を剥がしたりすることで注入口６０１を形成することができる。また、気液分離フィルタ７０を構成する気液分離室７０ａに開口する貫通孔３２２に一致するように、外表面フィルム６０及び気液分離膜７１を剥がして注入口６０１を形成することもできる。
【０１０１】
更に、インクカートリッジ１から蓋部材２０を取り外して、カートリッジ本体１０の正面側を覆うフィルム８０を露出させ、大気連通路１５０の一部を構成している連絡流路３６０の上端に位置する貫通孔３５１に一致するように、フィルム８０に孔を開けることで形成することもできる。
【０１０２】
本実施形態では、先ず、上部インク収容室３７０に連通する注入口６０１を大気連通路１５０に形成する注入口形成工程と、インク供給部５０から内部に残留するインク及び残留気体を真空吸引手段６２０により吸引除去する真空吸引工程と、注入口６０１からインク注入手段６１０により所定量のインクを注入する液体注入工程と、液体注入工程の終了後に注入口６０１を封止する封止工程と、を順に実施することで、使用済みのインクカートリッジ１を、再び使用可能なインクカートリッジ(液体収容容器）として復活させる。
封止工程は、具体的には注入口６０１を封止フィルムの接着，溶着、栓等で気密に塞ぐ処理工程である。
【０１０３】
以上に説明した本実施形態のインクカートリッジのインク注入方法では、インクＩの注入のためにインクカートリッジ１に実施する加工は、上部インク収容室３７０に連通するように、インクＩを注入するための注入口６０１を外表面フィルム６０に開口させることと、インクＩの注入後に、注入口６０１を封止する加工であり、いずれも簡単な加工となる。従って加工コストが安価で済み、また、手間もかからない。
【０１０４】
そして、本実施形態では、インク供給部５０から内部に残留するインク及び残留気体を吸引除去する真空吸引工程を備えているため、注入口６０１から所定量のインクＩを注入する液体注入工程は、カートリッジ本体１０の各インク誘導路３８０，４２０，４４０や各インク収容室を減圧環境に管理して、注入したインクＩを、インク収容室３７０，３９０，４３０だけでなく、インク供給部５０に至るすべてのインク誘導路の隅々まで、効率よく充填できる。
【０１０５】
また、インクＩの注入時に混入する気泡も、真空吸引によりインク供給部５０から外部に排除したり、あるいは真空吸引により形成する容器内の減圧環境により、流入した気泡を液中に溶解・消滅させたりすることができる。
更に、インクの充填時に堰部４２５を通過するインクＩに混入した気泡Ｂには、上述したように下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に注入されたインクＩによってインク流入開口４２３への接近に抗する浮力が作用し、気泡Ｂがインク流入開口４２３へ進入し難くなる。従って、インク注入時にインク収容室３７０，３９０，４３０のインク中に混入した気泡Ｂが、液体残量センサ３１に付着することによる誤検出を防止することができる。
【０１０６】
そして、このようなインク注入方法により再生した再生インクカートリッジを提供すれば、インクカートリッジの容器としての製品寿命が延びるため、資源の節約、環境汚染の防止に貢献することができる。また、再生に要するコストが低く、安価に提供できるため、インクジェット式記録装置の運用コストの低下にも貢献する。
【０１０７】
なお、上述した本実施形態のインクカートリッジのインク注入方法において、真空吸引工程と液体充填工程との間に、注入口６０１からカートリッジ本体１０内に洗浄液を注入して、容器内部で凝固したインクの洗浄・除去を行うようにしても良い。また、真空吸引工程と液体充填工程とは、明確に処理順を設定する必要はない。例えば、真空吸引工程を実施しながら、並行して液体充填工程を実施することもできる。
【０１０８】
また、本実施形態のインク注入方法を実施する際に使用するインク再注入装置６００は、具体的には入手が容易な器具を代用することもできる。
例えば、インク注入手段６１０の場合、注射器の用にシリンダとピストンで構成される注入器を代用したり、変形可能なペットボトルに補充インクを収容した補充ボトルを代用したりすることもできる。
【０１０９】
なお、本発明に係る液体収容容器における容器本体、液体収容部、液体供給部、液体誘導路、大気連通路、液体検出部及び堰部等の構成は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
【０１１０】
また、本発明の液体収容容器の用途は、上述したインクジェット記録装置のインクカートリッジに限らない。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体消費装置に流用可能である。
液体消費装置の具体例としては、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、捺染装置やマイクロデスペンサ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明に係る液体収容容器の一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る。
【図２】本発明の一実施形態として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】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態として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】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジをインクジェット式記録装置のキャリッジに取り付けた状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態として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である。
【図７】本発明の一実施形態として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である。
【図８】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を正面側から見た図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を背面側から見た図である。
【図１０】（ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図である。
【図１１】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図８に示したカートリッジ本体内の流路構造の一部を示す拡大斜視図である
【図１３】図８の要部拡大斜視図である。
【図１４】図１３に示した液体誘導路の要部拡大断面図である。
【図１５】図１４のＶ−Ｖ線における断面斜視図である。
【図１６】気泡の中心が狭い流路の中心からずれる異形変形を（ａ）、対称変形を（ｂ）に表した作用説明図である。
【図１７】本発明に係る液体収容容器の液体注入方法を実施するインク再注入装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
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）、２０…蓋部材、３０…インクエンドセンサ、３１…液体残量センサ（液体検出部）、４０…差圧弁、５０…インク供給部（液体供給部）、７０…気液分離フィルタ、８０…フィルム、１００…大気開放孔、１５０…大気連通路、２００…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）、３７１，３１１，４３２…インク排出口（液体排出口）、３７４，３９４，４３４…窪み、３７５，３９５，４３５…液体収容室の底壁、３８０…インク誘導路（液体誘導路）、３９０…下部インク収容室（液体収容室）、３９１，４３１…インク流入口（液体流入口）、４００…上流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）、４１０…下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）、４１０ａ…底面、４１０ｃ…内側壁、４１０ｆ…天面、４１１…隔壁片、４１５…段部、４２０…インク誘導路（液体誘導路）、４２３…インク流入開口（液体流入開口）、４２３ａ…内周上部、４２５…堰部、４２５ａ…上端、４２７…インク入り口部（入り口部）、４２９…狭い流路、４２９ａ，４２９ｂ…狭小流路、４３０…バッファ室（液体収容室）、５０１…未充填室（脱気室）、Ｂ…気泡、Ｉ…インク（液体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェットプリンタ等に着脱可能なインクカートリッジとして好適な大気開放タイプの液体収容容器に液体を注入する液体注入方法及び液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の液体消費装置に着脱可能なインクカートリッジ（液体収容容器）として、プリンタに着脱可能な容器本体内に、インクを収容するインク収容部（液体収容部）と、プリンタ側の印字ヘッド（液体噴射部）に接続されるインク供給部（液体供給部）と、インク収容部に貯留したインクをインク供給部に誘導するインク誘導路（液体誘導路）と、インク収容部内のインクの消費に伴って外部から大気をインク収容部内に導入する大気連通路と、を備える大気開放タイプのものが各種提案されている。
【０００３】
この種のインクカートリッジには、圧電振動体を有するセンサを液体収容部内の基準高さに配置したインク残量検出機構（液体検出部）が設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。このインク残量検出機構は、印刷処理によるインク消費で液体収容部のインク液面が基準高さまで下がって、インクの消費に伴って大気連通路から液体収容部に導入された外気がセンサの検出位置に到達すると、センサ周囲がインク液で満たされている場合とセンサ周囲に空気が接触している場合における振動特性（残留振動）の変化から、インクの液面が基準高さまで下がったことを検出するものである。
【０００４】
すなわち、液体収容部に設けた圧電素子を有する圧電装置又はアクチュエータの振動部を振動させ、その後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することで、共振周波数または逆起電力波形の振幅を検出して音響インピーダンスの変化を検出する。この検出信号がインクの残量表示やカートリッジ交換時期の通知に利用される。
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところで、インクカートリッジは、多数の部品から構成される高精度に形成された容器であるため、インクを消尽した時に、そのまま廃棄することは、有用な資源の廃棄となり、経済的に大きな損失となってしまう。そこで、使用済みのインクカートリッジにインクを再注入して再生することが望まれている。
【０００７】
ところが、従来のインクカートリッジは、その組立工程の途中に、インクの注入工程を組み込んでおり、インクカートリッジの組立完了後は、同様のインク注入方法が利用できない場合が多い。そこで、新品のインクカートリッジを組み立てる際のインク注入方法は使わずに、インクの充填を実現するインク注入方法の開発が必要となる。
【０００８】
しかし、最近のインクカートリッジは、インク収容室とインク供給部とを連通するインク誘導路に、インク供給部へ供給するインク圧を調整すると共にインク供給部側からの逆流を防止する逆止弁としても機能する差圧弁が設けられたり、あるいはインクの残量を検出するインク残量検出機構が設けられたりして、高性能化されている。更には、インク収容室や大気連通路の構造も複雑化している。
【０００９】
そのため、インク注入のために、不用意に容器本体を加工すると、インクを注入した際に、インク収容室以外の部分にインクが漏れたり、インク注入時に混入する気泡の為に当初の機能が損なわれたりして、再生不良を招く虞がある。
特に、注入されたインクの液中を浮遊する気泡がインク残量検出機構のセンサ表面に付着すると、付着した気泡が残留振動の変化を招いて、インクの有無が正確に検出できずインクの液面が下がったものと誤検出されてしまう虞がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、液体収容容器の諸機能を損なうことなく液体を注入することができる液体収容容器の液体注入方法及び液体収容容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に液体を注入する方法であって、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成する工程と、
前記注入口から所定量の液体を注入する工程と、
前記液体を注入する工程の終了後に前記注入口を封止する工程と、
を含む液体収容容器の液体注入方法により達成される。
【００１２】
上記構成の液体注入方法によれば、注入口から注入されて液体誘導路を通過する液体が堰部を通過した後、堰部の上端より低い位置の液体流入開口へ流れ込み、堰部を通過する液体に気泡が混じる場合、気泡には、液体誘導路に充填された液体によって液体流入開口への接近に抗する浮力が作用する。これにより、気泡は液体流入開口へ進入し難くなる。
【００１３】
また、本発明の上記目的は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に対し、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成し、前記注入口から所定量の液体を注入し、前記液体を注入した後に前記注入口を封止して成る液体収容容器により達成される。
【００１４】
上記構成の液体収容容器によれば、注入口から注入されて液体誘導路を通過する液体が堰部を通過した後、堰部の上端より低い位置の液体流入開口へ流れ込み、堰部を通過する液体に気泡が混じる場合、気泡には、液体誘導路に充填された液体によって液体流入開口への接近に抗する浮力が作用する。
これにより、気泡は液体流入開口へ進入し難くなる。また、液体誘導路の液体が徐々に減少した場合には、液面が堰部の上端から徐々に下降することとなり、残留液が液体誘導路に存在する状態で、先に液面が液体流入開口に達することがない。
【００１５】
尚、上記構成の液体収容容器において、前記液体流入開口と前記堰部との間における少なくとも一部の前記液体誘導路の底面が、前記液体流入開口に向かって鉛直下方向に傾斜することが望ましい。
このような構成によれば、液体誘導路の液体が徐々に減少し、液面が堰部の上端から徐々に下降する場合、液体流入開口から遠い液体が徐々に傾斜底面に沿って液体流入開口の方向へと流れる。
即ち、液体の掃けが良好となり、残留液体の全てが液体誘導路に取り残されることなく、液体流入開口へと導かれる。
【００１６】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体誘導路には、前記液体に対して毛管現象を生じさせる狭い流路が形成されることが望ましい。
このような構成によれば、液体誘導路の液体が狭い流路へと進入すると、液流に加え、毛管現象によって液体が液体流入開口側へと吸引され、滞りのない良好な液流が得られる。また、液体誘導路の液体の終端（気液の境界）が、通過する場合においても、毛管現象による吸引作用によって、終端の液体が残留することなく液体流入開口へと導かれる。
【００１７】
また、上記構成の液体収容容器において、複数の前記狭い流路が、並列して形成されることが望ましい。
このような構成によれば、狭い流路個々の毛管現象による吸引作用が確保されつつ、液体の通過流路断面積が大きく確保されて、液体の損失水頭を低減させることができる。また、同一流路断面積の液体誘導路を一つで形成する場合に比べ、大きな気泡（或いは気液の境界）が液体流入開口へ到達する確率を低減させることができる。
【００１８】
また、上記構成の液体収容容器において、前記狭い流路が、矩形断面形状に形成されることが望ましい。
このような構成によれば、矩形断面形状の長辺より短辺が十分に小さく設定されることで、流路が扁平となり、同一流路断面積の液体誘導路を円形状で形成した場合に比べ、気泡の流れ込み防止効果を大きくすることができる。
【００１９】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体誘導路の最上流側である入り口部が、前記狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴であることが望ましい。
このような構成によれば、液体誘導路の入り口部が、狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴となることで、仮に、矩形断面形状短辺と同等以下の直径を有する複数の気泡が入り口部に流入した際、気泡同士を結合させ、最大、丸穴と同等の大きさまで成長させることが可能となり、狭い流路に対し気泡を通過し難くできる。換言すれば、矩形断面形状短辺と同一直径以下で入り口部が形成された場合には、入り口部を通過した全ての気泡が狭い流路に進入してしまう。本構成では、気泡を通過し難い大きさに成長させることで、気泡の液体流入開口への進入を効果的に防止することが可能となる。
【００２０】
また、上記構成の液体収容容器において、前記狭い流路における少なくとも一つの内壁面が、前記液体誘導路の内壁面を兼ねることが望ましい。
このような構成によれば、狭い流路の内壁面が液体誘導路の内壁面となることで、液体誘導路の内壁面に外周を接触させ、かつ狭い流路に進入できない直径を有した気泡は、その中心が狭い流路の中心からずれることとなる。
【００２１】
すなわち、気泡は、内壁面に拘束されることで、中心を通る対称軸に非対称な異形変形を強いられることとなる。この場合、表面張力の作用により、異形変形の方が対称変形に比べ、球体に戻ろうとする気泡の復元力が大きい。これにより、気泡を狭い流路内へ吸引し難くすることが可能となる。換言すれば、液体のみを狭い流路へ流入し易くすることができる。
【００２２】
また、狭い流路の内壁面が液体誘導路の内壁面となることで、内壁面と内壁面とに挟まれて形成される隅部が、液体誘導路と液体流入開口まで連続して延在することとなり、狭い流路内の液体を隅部で発生する毛管現象によって、液体流入開口まで吸い寄せることが可能となる。
【００２３】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体誘導路には、上流側より下流側の天面が鉛直下方向に配設された段部が設けられることが望ましい。
このような構成によれば、注入口から注入された液体が液体誘導路を液体流入開口へ向かって流れる際、液体は段部に捕捉される。これにより、液体中に気泡が混入していた場合には、気泡が液体から分離され、分離された気泡は、浮力によって段部の上方側の天面に溜まることとなる。
また、この分離作用によって、本来なら狭い流路を通過してしまう小径の気泡を、狭い流路を通過できない大径の気泡へと成長させることも可能となり、液体検出部へ気泡をより付着し難くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る液体注入方法及び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。
【００２５】
図１は本発明に係る液体収容容器の一実施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。
【００２６】
本実施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（液体収容室）にインク（液体）Ｉ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）。
【００２７】
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部（液体供給部）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が開口している。すなわち、インクカートリッジ１は、大気開放孔１００から空気を導入しつつインク供給部５０からインクを供給する大気開放型のインクカートリッジである。
【００２８】
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孔１０２とを有している。小穴１０２は、後述の大気連通路に連通しており、この小穴１０２を介して大気が後述の最上流の上部インク収容室３７０に導入される。
【００２９】
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することにより、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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が位置固定される。
【００３２】
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（液体検出部）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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
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。
【００３６】
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が仕切を為して、インクＩが充填される複数のインク収容室（液体収容室）、インクＩは充填されない未充填室、後述の大気連通路１５０の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
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部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、インク供給部５０に供給されるインクＩが負圧となるように構成されている。
【００３９】
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連通路１５０内に設けられており、インク収容室のインクＩが大気連通路１５０を経て大気開放孔１００から流出しないようにするためのものである。
【００４０】
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、大気連通路１５０やインク誘導路（液体誘導路）が形成される。
【００４１】
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。
【００４２】
液体残量センサ３１は、インク収容室からインク供給部５０との間のインク誘導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誘導路内におけるインクＩの有無を検出する。この液体残量センサ３１は、インクＩと気体（インクに混入した気泡Ｂ）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Ｉ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Ｉ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誘導路を伝って、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。
【００４３】
カートリッジ本体１０の底面側には、先ほど説明したインク供給部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減圧に用いられる減圧孔１１０と、インク収容室からインク供給部５０に至るインク誘導路を構成する凹部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。
【００４４】
インク供給部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連通路１５０を介して外気と連通する。
【００４５】
また、インク供給部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。
【００４６】
インク供給部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部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。
【００４７】
図６及び図７に示すように、インク供給針２４０がインク供給部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、インク供給部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、インク供給部５０からインク供給針２４０にインクが供給可能となる。
【００４８】
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。
図８は本実施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の（ａ）は図８の簡略模式図であり、図１０の（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は図８に示した流路の一部拡大斜視図である。
【００４９】
本実施形態のインクカートリッジ１では、インクＩ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、これらの上下のインク収容室に挟まれるように位置するバッファ室４３０とからなる３つのインク収容室が、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている（図１０参照）。
また、カートリッジ本体１０の背面側には、インクＩ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に導入する大気連通路１５０が形成されている。
【００５０】
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、本実施形態の場合、これらの各インク収容室は、水平方向に延在して収容室の底壁となるリブ１０ａの一部に、下方に窪ませた形状の窪み３７４，３９４，４３４が形成されている。
【００５１】
窪み３７４は、上部インク収容室３７０のリブ１０ａによる底壁３７５の一部を下方に窪ませたものである。窪み３９４は、下部インク収容室３９０のリブ１０ａによる底壁３９５と壁面の膨出部によりカートリッジ厚さ方向に窪ませたものである。窪み４３４は、バッファ室４３０のリブ１０ａによる底壁４３５の一部を下方に窪ませたものである。
【００５２】
そして、各窪み３７４，３９４，４３４の底部又はその付近には、インク誘導路３８０、上流側インクエンドセンサ連絡流路４００及びインク誘導路４４０に連通するインク排出口３７１，３１１，４３２が設けられている。
インク排出口３７１，４３２は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体１０の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口３１１は、底壁３９５を下方に貫通した貫通穴である。
【００５３】
インク誘導路３８０は、一端が上部インク収容室３７０のインク排出口３７１に連通すると共に、他端が下部インク収容室３９０に設けられたインク流入口３９１に連通しており、上部インク収容室３７０のインクＩを下部インク収容室３９０に誘導する連絡流路となっている。このインク誘導路３８０は、上部インク収容室３７０のインク排出口３７１から鉛直下方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクＩの流れ方向が上から下への降下流となる降下型接続で一対の液体収容室３７０，３９０相互を接続している。
【００５４】
インク誘導路４２０は、一端が下部インク収容室３９０の下流に位置する液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２に連通すると共に、他端がバッファ室４３０に設けられたインク流入口４３１に連通しており、下部インク収容室３９０のインクＩをバッファ室４３０に誘導する。このインク誘導路４２０は、液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２から斜め上方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクＩの流れ方向が下から上への上昇流となる上昇型接続で一対のインク収容室３９０，４３０相互を接続している。
即ち、本実施形態のカートリッジ本体１０では、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０相互は、降下型接続と、上昇型接続とを交互に繰り返す直列状に接続されている。
【００５５】
インク誘導路４４０は、バッファ室４３０のインク排出口４３２から差圧弁４０にインクを誘導するインク流路である。
本実施形態の場合、各インク収容室のインク流入口３９１，４３１は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口３７１，３１１よりも上方で、且つ各インク収容室の底壁３７５，３９５，４３５の近傍に設けられている。
【００５６】
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からインク供給部５０に至るまでのインク誘導路を、図８〜図１２を参照しながら説明する。
上部インク収容室３７０は、カートリッジ本体１０内の最上流（最上位）のインク収容室であり、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。
【００５７】
上部インク収容室３７０の底壁３７５の窪み３７４には、インク誘導路３８０と連通するインク排出口３７１が開口している。このインク排出口３７１は、上部インク収容室３７０の底壁３７５よりも下がった位置にあり、上部インク収容室３７０内のインク液面Ｆが底壁３７５まで下がっても、その時のインク液面Ｆよりも下方に位置して、安定したインクＩの導出を継続する。
【００５８】
インク誘導路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Ｉを下方の下部インク収容室３９０に導く。
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Ｉ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。
【００５９】
インク誘導路３８０と連通するインク流入口３９１は、下部インク収容室３９０の底壁３９５の下方に配置された連通流路に開口しており、該連通流路を介して上部インク収容室３７０からのインクＩが流入する。
【００６０】
下部インク収容室３９０は、底壁３９５を貫通したインク排出口３１１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Ｂ等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。
【００６１】
上流側インクエンドセンサ連絡流路４００は、貫通孔であるインク入り口部４２７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Ｉが液体残量センサ３１に導かれる。
【００６２】
液体残量センサ３１に導かれたインクＩは、液体残量センサ３１内のキャビティ（流路）を通って、キャビティの出口であるインク排出口３１２からカートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク誘導路４２０に導かれる。
インク誘導路４２０は、液体残量センサ３１から斜め上方にインクＩを導くように形成されており、バッファ室４３０と連通するインク流入口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Ｉは、インク誘導路４２０を経てバッファ室４３０に導かれる。
【００６３】
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、バッファ室４３０の窪み４３４に形成されたインク排出口４３２が連通したインク誘導路４４０を介して差圧弁４０にインクＩが流入する。
【００６４】
差圧弁４０に流入したインクＩ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、インク供給部５０に連通しており、インク供給部５０に差し込まれたインク供給針２４０を介してインクＩがインクジェット式記録装置側に供給される。
【００６５】
本実施形態の下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）４１０には、図１３及び図１４に示すように、液体残量センサ３１が設けられたセンサ室へインクＩを流入させるインク流入開口４２３の内周上部４２３ａより鉛直方向上方に上端４２５ａが配置された堰部４２５を設けている。本実施形態では、図１４中の下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０の右端に後述するインク入り口部４２７が形成され、左端にインク流入開口４２３が形成される。
【００６６】
そこで、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０内のインクＩは、インク入り口部４２７を上方へ流れた後、堰部４２５を越えて左端のインク流入開口４２３へと流れることとなる。下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を通過するインクＩは、堰部４２５を通過した後、堰部４２５の上端４２５ａより低い位置のインク流入開口４２３へと流れ込む。
したがって、堰部４２５を通過するインクＩに気泡Ｂが混じる場合、気泡Ｂには、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に充填されたインクＩによってインク流入開口４２３への接近に抗する浮力が作用する。これにより、気泡Ｂは、インク流入開口４２３へ進入し難くなる。また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０内のインクＩが徐々に減少した場合には、液面が堰部４２５の上端４２５ａから徐々に下降することとなる。したがって、残留液が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に存在する状態で、先に液面がインク流入開口４２３に達することがない。
【００６７】
インク流入開口４２３と堰部４２５との間における少なくとも一部の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０は、底面４１０ａがインク流入開口４２３に向かって鉛直下方向に傾斜している。本実施形態では、底面４１０ａとインク流入開口４２３との間に水平底面４１０ｂが形成されるが、水平底面４１０ｂが省略され、底面４１０ａが直接インク流入開口４２３に連続してもよい。
【００６８】
このような傾斜底面４１０ａが設けられることで、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインクが徐々に減少し、液面が堰部４２５の上端４２５ａから徐々に下降する場合、インク流入開口４２３から遠いインクＩが徐々に傾斜底面４１０ａに沿ってインク流入開口４２３の方向へと流れる。すなわち、インクＩの掃けが良好となり、残留インクの全てが下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に取り残されることなく、インク流入開口４２３へと導かれるようになっている。
【００６９】
ここで、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の底面４１０ａ上方には、インクＩに対して毛管現象を生じさせる狭い流路４２９が形成されている。このような狭い流路４２９を形成することで、堰部４２５を越えたインクＩが狭い流路４２９へと進入すると、液流に加え、毛管現象によってインクＩがインク流入開口４２３側へと吸引され、滞りのない良好な液流が得られるようになっている。
また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインクの終端（気液の境界）が、狭い流路４２９を通過する場合においても、毛管現象による吸引作用によって、終端のインクＩが残留することなくインク流入開口４２３へと確実に導かれるようになっている。
【００７０】
狭い流路４２９は、底面４１０ａ上方の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に、隔壁片４１１を形成することで、２つの狭小流路４２９ａ，４２９ｂを形成してなる。即ち、狭い流路４２９は、複数の狭小流路４２９ａ，４２９ｂが並列して形成される。
狭い流路４２９を複数の狭小流路４２９ａ，４２９ｂによって構成することで、狭い流路４２９ａ，４２９ｂ個々の毛管現象による吸引作用が確保されつつ、インクＩの通過流路断面積が大きく確保されて、インクＩの損失水頭を低減させている。また、同一流路断面積の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を一つの断面形状で形成する場合に比べ、大きな気泡（或いは気液の境界）がインク流入開口４２３へ到達する確率を低減させている。
【００７１】
本実施形態では、図１５及び図１６に示すように、狭い流路４２９のそれぞれの狭小流路４２９ａ，４２９ｂが、矩形断面形状に形成されている。
このように、矩形断面形状の長辺より短辺が十分に小さく設定されることで、流路が扁平となり、同一流路断面積の下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を円形状で形成した場合に比べ、インクＩ中の気泡Ｂの流れ込み防止効果を大きくしている。また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の最上流側であるインク入り口部４２７は、図１３及び図１４に示すように、狭い流路４２９の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴で形成されている。下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０へ流入するインクＩは、このインク入り口部４２７を上方へ流れた後、堰部４２５を越えて狭い流路４２９へと流れる。
【００７２】
このように、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインク入り口部４２７が、狭い流路４２９の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴となることで、仮に、矩形断面形状短辺と同等以下の直径を有する複数の気泡がインク入り口部４２７に流入した際、気泡同士を結合させ、最大、丸穴と同等の大きさまで成長させることが可能となり、狭い流路４２９に対しインクＩ中の気泡Ｂを通過し難くできる。換言すれば、矩形断面形状短辺と同一直径でインク入り口部４２７が形成された場合には、インク入り口部４２７を通過した全ての気泡Ｂが狭い流路４２９に進入してしまう。本構成では、気泡Ｂを通過し難い大きさに成長させることで、インクＩ中の気泡Ｂのインク流入開口４２３への進入を効果的に防止することが可能となっている。
【００７３】
さらに、図１５に示すように、狭い流路４２９を構成する狭小流路４２９ａは、一つの内壁面が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の内壁面である天面４１０ｆを兼ねている。又、狭い流路４２９を構成する狭小流路４２９ｂは、一つの内壁面が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の内壁面である底面４１０ａとなって、水平底面４１０ｂと連続している。
このように、狭い流路４２９を構成する狭小流路４２９ａ，４２９ｂにおけるそれぞれ一つの内壁面が、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の内壁面である天面４１０ｆ又は底面４１０ａを兼ねていることで、例えば図１６（ａ）に示すように、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の天面４１０ｆに外周を接触させ、かつ狭小流路４２９ａに進入できない直径を有したインクＩ中の気泡Ｂは、その中心が狭小流路４２９ａの中心からずれることとなる。
すなわち、気泡Ｂは、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の天面４１０ｆに当接して拘束されることで、中心を通る対称軸に非対称な異形変形を強いられる。
【００７４】
これに対し、例えば図１６（ｂ）に示すように、狭い流路４２９が一対の隔壁片４１１ａ，４１１ｂにより形成された狭小流路４２９ｃを有する場合、該狭小流路４２９ｃ一つの内壁面が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の天面４１０ｆ又は底面４１０ａを兼ねていない。
そこで、狭小流路４２９ｃ進入できない直径を有したインクＩ中の気泡Ｂは、その中心が狭小流路４２９ｃの中心と一致し、中心を通る対称軸に対称な変形をする。
【００７５】
従って、表面張力の作用により、図１６（ａ）に示す異形変形の方が、図１６（ｂ）に示す対称変形に比べ、球体に戻ろうとする気泡Ｂの復元力が大きい。これにより、インクＩ中の気泡Ｂを、狭小流路４２９ａ内へ吸引し難くすることが可能となる。換言すれば、インクＩのみを狭い流路４２９へ流入し易くすることができる。
【００７６】
また、狭小流路４２９ｂの内壁面が、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０の底面４１０ａとなって水平底面４１０ｂと連続していることで、図１５に示すように、底面４１０ａと内側壁４１０ｃとに挟まれて形成される隅部４１０ｄが、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０とインク流入開口４２３まで連続して延在することとなり、狭い流路４２９内のインクＩを隅部４１０ｄで発生する毛管現象によって、インク流入開口４２３まで容易に吸い寄せることが可能となる。
【００７７】
また、図１４に示すように、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０には、上流側の天面４１０ｅより下流側の天面４１０ｆが鉛直下方向に配設された段部４１５が形成されている。この段部４１５が形成されることにより、堰部４２５の上方にはエアポケット部４３７が形成されることとなる。
インク入り口部４２７から流入したインクＩは、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０をインク流入開口４２３へ向かって流れる際、段部４１５に捕捉される。これにより、インクＩ中に気泡Ｂが混入していた場合には、気泡ＢがインクＩから分離され、分離された気泡Ｂは、浮力によって段部４１５の上方側の天面４１０ｅに溜まることとなる。また、この分離作用によって、本来なら狭い流路４２９を通過してしまう小径の気泡Ｂを、狭い流路４２９を通過できない大径の気泡Ｂへと成長させることも可能となり、液体残量センサ３１へ気泡Ｂをより付着し難くしている。
【００７８】
したがって、本実施形態によるインクカートリッジ１によれば、インク流入開口４２３の内周上部４２３ａより鉛直方向上方に上端４２５ａが配置された堰部４２５を設けたので、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０を通過するインクＩは、堰部４２５を通過した後、堰部４２５の上端４２５ａより低い位置のインク流入開口４２３へ流れ込む。
そこで、堰部４２５を通過するインクＩに気泡Ｂが混じる場合、気泡Ｂには、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に充填されたインクＩによってインク流入開口４２３への接近に抗する浮力が作用し、気泡Ｂがインク流入開口４２３へ進入し難くなる。これにより、インク収容室３７０，３９０，４３０の液中に混入した気泡Ｂが液体残量センサ３１に付着することによる誤検出を防止することができる。
【００７９】
また、下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０のインクＩが徐々に減少した場合には、液面が堰部４２５の上端４２５ａから徐々に下降することとなり、残留液が下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に存在する状態で先に液面がインク流入開口４２３に達することがない。これにより、インク収容室３７０，３９０，４３０のインク残量が実際と異なりゼロになったと誤検出することがない。
【００８０】
次に、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０に至るまでの大気連通路１５０、図８〜図１２を参照しながら説明する。
インクカートリッジ１内のインクＩ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Ｉ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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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３７０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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
本実施形態では、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Ｉ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Ｉ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Ｉを捕捉しやすく構成されている。
【００８７】
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における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１２に示すように、正面側から見てインクトラップ室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。
【００８８】
ここで、インクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０は、大気連通路１５０の途中の容積を拡張した形態の空気室であり、何らかの理由により上部インク収容室３７０からインクＩ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Ｉを留め、これ以上大気開放孔１００側へなるべく流れ込まないように構成されたものである。具体的なインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０の役割については後述する。
【００８９】
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。
【００９０】
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の底壁近傍に開口した大気連通路１５０の下流端である貫通孔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までが本実施形態の大気連通路１５０を構成している。連絡流路３６０は、メニスカスを形成し、インクＩの逆流が発生しない程度の細さに形成されている。
【００９１】
本実施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、下部インク収容室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、インク誘導路（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Ｉが充填されない未充填室５０１が画成されている。
【００９２】
未充填室５０１は、カートリッジ本体１０の正面側で、ハッチングを施した左側面寄りの領域で、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区画形成されている。
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。
【００９３】
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。そこで、使用前にはカートリッジ本体１０内部の気圧が未充填室５０１と減圧パックの負圧吸引力により規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクＩを供給することができる。
【００９４】
次に、以上に説明したインクカートリッジ１内のインクＩが消尽された場合に、その使用済みのインクカートリッジ１にインクＩを注入する方法の一実施形態を、図１７に基づいて説明する。
【００９５】
まず、本実施形態の注入方法で使用するインク再注入装置の構成について説明する。
インク再注入装置６００は、図１７に示すように、インクカートリッジ１に穿孔加工により開けた注入口６０１に接続されるインク注入手段６１０と、カートリッジ本体１０のインク供給部５０に接続される真空吸引手段６２０とから構成されている。
【００９６】
インク注入手段６１０は、充填するインクＩを貯留したインクタンク６１１と、このインクタンク６１１内のインクＩを前記注入口６０１に接続された流路６１２に圧送するポンプ６１３と、このポンプ６１３と注入口６０１との間で流路６１２を開閉するバルブ６１４とを備えている。
【００９７】
真空吸引手段６２０は、真空吸引に必要な負圧を発生する真空ポンプ６２１と、この真空ポンプ６２１の発生する負圧をインク供給部５０に作用させる連絡流路６２２と、連絡流路６２２の途中に装備されて真空吸引によりカートリッジ本体１０側から連絡流路６２２に流入してきたインクＩを捕捉・回収して、インクミスト等から真空ポンプ６２１を保護するインクトラップ６２３と、このインクトラップ６２３とインク供給部５０との間で連絡流路６２２を開閉するバルブ６２４とを備えている。
【００９８】
本実施形態では、インクカートリッジ１の構造や機能を配慮し、上部インク収容室３７０に連通する注入口６０１を大気連通路１５０に形成する位置が、大気連通路１５０の一部を構成している連絡流路３６０の下流端に位置する貫通孔３７２と対向する位置付近とされる。
【００９９】
そして、貫通孔３７２と対向する注入口６０１は、貫通孔３７２に一致するように、カートリッジ本体１０の背面側を覆っている外表面フィルム６０に孔を開けることで形成する。なお、該注入口６０１に挿入される流路６１２の先端部は、例えば、貫通孔３７２に押し当てると、貫通孔３７２の周囲の容器壁面に気密に密着して、流路６１２と貫通孔３７２とを気密な接続状態とするシールリング等が設けられている。
【０１００】
なお、上部インク収容室３７０に連通する注入口６０１は、上部インク収容室３７０より上流に位置する大気連通路１５０に形成すれば良く、注入口６０１の形成位置は上記実施形態に限らない。
例えば、大気連通路１５０の一部を構成している連絡流路３６０に一致するように、外表面フィルム６０に孔を開けたり、外表面フィルム６０を剥がしたりすることで注入口６０１を形成することができる。また、気液分離フィルタ７０を構成する気液分離室７０ａに開口する貫通孔３２２に一致するように、外表面フィルム６０及び気液分離膜７１を剥がして注入口６０１を形成することもできる。
【０１０１】
更に、インクカートリッジ１から蓋部材２０を取り外して、カートリッジ本体１０の正面側を覆うフィルム８０を露出させ、大気連通路１５０の一部を構成している連絡流路３６０の上端に位置する貫通孔３５１に一致するように、フィルム８０に孔を開けることで形成することもできる。
【０１０２】
本実施形態では、先ず、上部インク収容室３７０に連通する注入口６０１を大気連通路１５０に形成する注入口形成工程と、インク供給部５０から内部に残留するインク及び残留気体を真空吸引手段６２０により吸引除去する真空吸引工程と、注入口６０１からインク注入手段６１０により所定量のインクを注入する液体注入工程と、液体注入工程の終了後に注入口６０１を封止する封止工程と、を順に実施することで、使用済みのインクカートリッジ１を、再び使用可能なインクカートリッジ(液体収容容器）として復活させる。
封止工程は、具体的には注入口６０１を封止フィルムの接着，溶着、栓等で気密に塞ぐ処理工程である。
【０１０３】
以上に説明した本実施形態のインクカートリッジのインク注入方法では、インクＩの注入のためにインクカートリッジ１に実施する加工は、上部インク収容室３７０に連通するように、インクＩを注入するための注入口６０１を外表面フィルム６０に開口させることと、インクＩの注入後に、注入口６０１を封止する加工であり、いずれも簡単な加工となる。従って加工コストが安価で済み、また、手間もかからない。
【０１０４】
そして、本実施形態では、インク供給部５０から内部に残留するインク及び残留気体を吸引除去する真空吸引工程を備えているため、注入口６０１から所定量のインクＩを注入する液体注入工程は、カートリッジ本体１０の各インク誘導路３８０，４２０，４４０や各インク収容室を減圧環境に管理して、注入したインクＩを、インク収容室３７０，３９０，４３０だけでなく、インク供給部５０に至るすべてのインク誘導路の隅々まで、効率よく充填できる。
【０１０５】
また、インクＩの注入時に混入する気泡も、真空吸引によりインク供給部５０から外部に排除したり、あるいは真空吸引により形成する容器内の減圧環境により、流入した気泡を液中に溶解・消滅させたりすることができる。
更に、インクの充填時に堰部４２５を通過するインクＩに混入した気泡Ｂには、上述したように下流側インクエンドセンサ連絡通路４１０に注入されたインクＩによってインク流入開口４２３への接近に抗する浮力が作用し、気泡Ｂがインク流入開口４２３へ進入し難くなる。従って、インク注入時にインク収容室３７０，３９０，４３０のインク中に混入した気泡Ｂが、液体残量センサ３１に付着することによる誤検出を防止することができる。
【０１０６】
そして、このようなインク注入方法により再生した再生インクカートリッジを提供すれば、インクカートリッジの容器としての製品寿命が延びるため、資源の節約、環境汚染の防止に貢献することができる。また、再生に要するコストが低く、安価に提供できるため、インクジェット式記録装置の運用コストの低下にも貢献する。
【０１０７】
なお、上述した本実施形態のインクカートリッジのインク注入方法において、真空吸引工程と液体充填工程との間に、注入口６０１からカートリッジ本体１０内に洗浄液を注入して、容器内部で凝固したインクの洗浄・除去を行うようにしても良い。また、真空吸引工程と液体充填工程とは、明確に処理順を設定する必要はない。例えば、真空吸引工程を実施しながら、並行して液体充填工程を実施することもできる。
【０１０８】
また、本実施形態のインク注入方法を実施する際に使用するインク再注入装置６００は、具体的には入手が容易な器具を代用することもできる。
例えば、インク注入手段６１０の場合、注射器の用にシリンダとピストンで構成される注入器を代用したり、変形可能なペットボトルに補充インクを収容した補充ボトルを代用したりすることもできる。
【０１０９】
なお、本発明に係る液体収容容器における容器本体、液体収容部、液体供給部、液体誘導路、大気連通路、液体検出部及び堰部等の構成は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
【０１１０】
また、本発明の液体収容容器の用途は、上述したインクジェット記録装置のインクカートリッジに限らない。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体消費装置に流用可能である。
液体消費装置の具体例としては、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、捺染装置やマイクロデスペンサ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明に係る液体収容容器の一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る。
【図２】本発明の一実施形態として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】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態として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】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジをインクジェット式記録装置のキャリッジに取り付けた状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態として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である。
【図７】本発明の一実施形態として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である。
【図８】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を正面側から見た図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を背面側から見た図である。
【図１０】（ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図である。
【図１１】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図８に示したカートリッジ本体内の流路構造の一部を示す拡大斜視図である
【図１３】図８の要部拡大斜視図である。
【図１４】図１３に示した液体誘導路の要部拡大断面図である。
【図１５】図１４のＶ−Ｖ線における断面斜視図である。
【図１６】気泡の中心が狭い流路の中心からずれる異形変形を（ａ）、対称変形を（ｂ）に表した作用説明図である。
【図１７】本発明に係る液体収容容器の液体注入方法を実施するインク再注入装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１２】
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）、２０…蓋部材、３０…インクエンドセンサ、３１…液体残量センサ（液体検出部）、４０…差圧弁、５０…インク供給部（液体供給部）、７０…気液分離フィルタ、８０…フィルム、１００…大気開放孔、１５０…大気連通路、２００…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）、３７１，３１１，４３２…インク排出口（液体排出口）、３７４，３９４，４３４…窪み、３７５，３９５，４３５…液体収容室の底壁、３８０…インク誘導路（液体誘導路）、３９０…下部インク収容室（液体収容室）、３９１，４３１…インク流入口（液体流入口）、４００…上流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）、４１０…下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）、４１０ａ…底面、４１０ｃ…内側壁、４１０ｆ…天面、４１１…隔壁片、４１５…段部、４２０…インク誘導路（液体誘導路）、４２３…インク流入開口（液体流入開口）、４２３ａ…内周上部、４２５…堰部、４２５ａ…上端、４２７…インク入り口部（入り口部）、４２９…狭い流路、４２９ａ，４２９ｂ…狭小流路、４３０…バッファ室（液体収容室）、５０１…未充填室（脱気室）、Ｂ…気泡、Ｉ…インク（液体）
【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、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に液体を注入する方法であって、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成する工程と、
前記注入口から所定量の液体を注入する工程と、
前記液体を注入する工程の終了後に前記注入口を封止する工程と、
を含む液体収容容器の液体注入方法。
【請求項２】
液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に対し、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成し、前記注入口から所定量の液体を注入し、前記液体を注入した後に前記注入口を封止して成る液体収容容器。
【請求項３】
前記液体流入開口と前記堰部との間における少なくとも一部の前記液体誘導路の底面が、前記液体流入開口に向かって鉛直下方向に傾斜することを特徴とする請求項２に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記液体誘導路には、前記液体に対して毛管現象を生じさせる狭い流路が形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液体収容容器。
【請求項５】
複数の前記狭い流路が、並列して形成され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】
前記狭い流路が、矩形断面形状に形成されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液体収容容器。
【請求項７】
前記液体誘導路の最上流側である入り口部が、前記狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴であることを特徴とする請求項６に記載の液体収容容器。
【請求項８】
前記狭い流路における少なくとも一つの内壁面が、前記液体誘導路の内壁面を兼ねることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体収容容器。
【請求項９】
前記液体誘導路には、上流側より下流側の天面が鉛直下方向に配設された段部が設けられることを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１項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、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に液体を注入する方法であって、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成する工程と、
前記注入口から所定量の液体を注入する工程と、
前記液体を注入する工程の終了後に前記注入口を封止する工程と、
を含む液体収容容器の液体注入方法。
【請求項２】
液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、液体収容部と、前記液体消費装置に接続される液体供給部と、前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部の液体が消尽されたことを検出する液体検出部と、前記液体誘導路に設けられ、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、を備える大気開放タイプの液体収容容器に対し、
前記液体収容部に連通する注入口を前記大気連通路に形成し、前記注入口から所定量の液体を注入し、前記液体を注入した後に前記注入口を封止して成る液体収容容器。
【請求項３】
前記液体流入開口と前記堰部との間における少なくとも一部の前記液体誘導路の底面が、前記液体流入開口に向かって鉛直下方向に傾斜することを特徴とする請求項２に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記液体誘導路には、前記液体に対して毛管現象を生じさせる狭い流路が形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液体収容容器。
【請求項５】
複数の前記狭い流路が、並列して形成され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】
前記狭い流路が、矩形断面形状に形成されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液体収容容器。
【請求項７】
前記液体誘導路の最上流側である入り口部が、前記狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴であることを特徴とする請求項６に記載の液体収容容器。
【請求項８】
前記狭い流路における少なくとも一つの内壁面が、前記液体誘導路の内壁面を兼ねることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体収容容器。
【請求項９】
前記液体誘導路には、上流側より下流側の天面が鉛直下方向に配設された段部が設けられることを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１項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１６】
【図１７】
【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１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−４４１９２（Ｐ２００８−４４１９２Ａ）
【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２００６−２２０７５９（Ｐ２００６−２２０７５９）
【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）】
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