(57)【要約】【課題】液体容器を設置可能な液体噴射装置に対して外部から液体を簡易に供給するための技術を提供する。【解決手段】液体供給システムは、液体噴射装置に設置可能な液体容器（１）と、液体補給装置（９００）と、液体流路部材（９１０）と、を備える。前記液体容器は、第１の面に開口を有する凹状部と、前記液体噴射装置に液体を供給するための液体供給部とを有する容器本体と、開口部を封止して、液体供給部の上流側に配置された部屋および流路を、凹状部の内面と共に区画形成する封止フィルムと、を備える。液体流路部材の下流端は、封止フィルムに設けられた孔を介して部屋および流路の少なくとも一方と連通するように接続されている。【選択図】図１３
2010023247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射装置に液体を供給する液体供給システムであって、
前記液体噴射装置に設置可能な液体容器と、
前記液体容器に前記液体を補給するための液体補給装置と、
前記液体容器と前記液体補給装置との間を接続する液体流路部材と、
を備え、
前記液体容器は、
第１の面に開口を有する凹状部と、前記液体噴射装置に液体を供給するための液体供給部とを有する容器本体と、
前記開口部を封止して、前記液体供給部の上流側に配置された部屋および流路を、前記凹状部の内面と共に区画形成する封止フィルムと、
を備え、
前記液体流路部材の下流端は、前記封止フィルムに設けられた孔を介して前記部屋および流路の少なくとも一方と連通するように接続されている、液体供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の液体供給システムであって、
前記液体容器は、さらに、
前記封止フィルムを覆う蓋部材を備え、
前記液体流路部材は、前記蓋部材に設けられた孔を貫通している、液体供給システム。
【請求項３】
請求項２に記載の液体供給システムであって、
前記液体流路部材は、前記蓋部材に固定されている、液体供給システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体供給システムにおいて、
前記液体容器は、さらに、前記流路の第１の位置における前記液体の有無を検出する液体センサを備え、
前記液体流路部材の下流端は、前記第１の位置より上流側に接続されている、液体供給システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の液体供給システムにおいて、
前記液体容器は、さらに、前記流路の第２の位置に配置され、前記第２の位置の上流側と下流側の圧力差を調整する差圧弁を備え、
前記液体流路部材の下流端は、前記第２の位置より上流側に接続されている、液体供給システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液体供給システムは、さらに、
前記封止フィルムと前記液体流路部材との間を液密にシールするシール部材を備える、液体供給システム。
【請求項７】
液体噴射装置に液体を供給する液体供給システムの製造方法であって、
（ａ）前記液体噴射装置に設置可能な液体容器を準備する工程と、
（ｂ）前記液体容器に前記液体を補給するための液体補給装置を準備する工程と、
（ｃ）前記液体容器と前記液体補給装置との間を液体流路部材で接続する工程と、
を備え、
前記液体容器は、
第１の面に開口を有する凹状部と、前記液体噴射装置に液体を供給するための液体供給部とを有する容器本体と、
前記開口部を封止して、前記液体供給部の上流側に配置された部屋および流路を、前記凹状部の内面と共に区画形成する封止フィルムと、
を備え、
前記工程（ｃ）は、
（ｉ）前記封止フィルムに孔を設ける工程と、
（ｉｉ）前記液体流路部材の下流端を、前記封止フィルムに設けられた孔を介して前記部屋および流路の少なくとも一方と連通するように接続する工程と、
を含む、液体供給システムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体噴射装置に液体を供給する液体供給システム及びそのための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置としては、例えば、インクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタでは、インクカートリッジからインクが供給される。従来から、インクジェットプリンタの外部に大容量のインクタンクを増設し、これをチューブでインクカートリッジと接続することによって、インク貯蔵量を増大させる技術が知られている。この技術では、インクカートリッジを構成する比較的剛性のある樹脂ケースに切削により孔開け加工を施して、その孔にチューブを接続している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０５９４２号公報
【０００４】
しかしながら、このようなインクカートリッジの加工を簡便化または削減する技術が求められていた。このような課題は、インクジェットプリンタに限らず、一般に、液体容器を設置可能な液体噴射装置（液体消費装置）に共通する課題であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、液体容器を設置可能な液体噴射装置に対して外部から液体を簡便に供給するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］液体噴射装置に液体を供給する液体供給システムであって、
前記液体噴射装置に設置可能な液体容器と、
前記液体容器に前記液体を補給するための液体補給装置と、
前記液体容器と前記液体補給装置との間を接続する液体流路部材と、
を備え、
前記液体容器は、
第１の面に開口を有する凹状部と、前記液体噴射装置に液体を供給するための液体供給部とを有する容器本体と、
前記開口部を封止して、前記液体供給部の上流側に配置された部屋および流路を、前記凹状部の内面と共に区画形成する封止フィルムと、
を備え、
前記液体流路部材の下流端は、前記封止フィルムに設けられた孔を介して前記部屋および流路の少なくとも一方と連通するように接続されている、液体供給システム。
こうすれば、容器本体に孔を加工することなく、容易に液体流路部材を液体容器に接続できる。
【０００８】
［適用例２］適用例１に記載の液体供給システムであって、
前記液体容器は、さらに、
前記封止フィルムを覆う蓋部材を備え、
前記液体流路部材は、前記蓋部材に設けられた孔を貫通している、液体供給システム。
こうすれば、蓋部材により液体流路部材の変形を抑制できる。
【０００９】
［適用例３］適用例２に記載の液体供給システムであって、
前記液体流路部材は、前記蓋部材に固定されている、液体供給システム。
こうすれば、液体流路部材の抜けなどを抑制できる。
【００１０】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の液体供給システムにおいて、
前記液体容器は、さらに、前記流路の第１の位置における前記液体の有無を検出する液体センサを備え、
前記液体流路部材の下流端は、前記第１の位置より上流側に接続されている、液体供給システム。
こうすれば、液体センサにより、液体供給システムの液体切れを検出できる。
【００１１】
［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の液体供給システムにおいて、
前記液体容器は、さらに、前記流路の第２の位置に配置され、前記第２の位置の上流側と下流側の圧力差を調整する差圧弁を備え、
前記液体流路部材の下流端は、前記第２の位置より上流側に接続されている、液体供給システム。
こうすれば、差圧弁の機能により、適切な圧力で液体を液体消費装置に供給できる。
【００１２】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の液体供給システムは、さらに、
前記封止フィルムと前記液体流路部材との間を液密にシールするシール部材を備える、液体供給システム。
こうすれば、封止フィルムと液体流路部材との間から液体が漏れることを抑制できる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、液体供給システム及びその製造方法、液体供給システム用の液体容器及びその製造方法、並びに、液体噴射装置（液体消費装置）等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A．インク供給システムの全体構成：
B．インクカートリッジの基本構成：
C．インク供給システム用インクカートリッジの構成とその製造方法：
D．その他の変形例：
【００１５】
A．インク供給システムの全体構成：
図１（Ａ）は、インクジェットプリンタの一例を示す斜視図である。このインクジェットプリンタ１０００は、主走査方向に移動するキャリッジ２００を有しており、また、印刷用紙ＰＰを副走査方向に搬送する搬送機構を有している。キャリッジ２００の下端には印刷ヘッド（図示省略）が設けられており、この印刷ヘッドを用いて印刷用紙ＰＰ上に印刷が行われる。キャリッジ２００上には、複数のインクカートリッジ１を搭載可能なカートリッジ収納部が設けられている。このように、キャリッジ上にインクカートリッジが搭載されるプリンタは、「オンキャリッジタイプのプリンタ」とも呼ばれている。
【００１６】
図１（Ｂ）は、このインクジェットプリンタ１０００を利用したインク供給システムを示している。このシステムは、インクジェットプリンタ１０００の外部に大容量インクタンク９００を設け、また、この大容量インクタンク９００とインクカートリッジ１との間をインク補給チューブ９１０で接続したものである。なお、大容量インクタンク９００は、インクカートリッジ１の個数と同数のインク容器を含んでいる。大容量インクタンク９００を増設すれば、実質的にプリンタのインク貯蔵量を大幅に増やすことができる。なお、大容量インクタンク９００を「外付けインクタンク」とも呼ぶ。
【００１７】
図２（Ａ）は、インクジェットプリンタの他の例を示す斜視図である。このインクジェットプリンタ１１００は、キャリッジ１２００にはインクカートリッジは搭載されておらず、プリンタ本体の外側（キャリッジの移動範囲の外側）にカートリッジ収納部１１２０が設けられている。インクカートリッジ１とキャリッジ１２００との間は、インク供給チューブ１２１０で接続されている。このように、キャリッジ以外の場所にインクカートリッジが搭載されるプリンタは、「オフキャリッジタイプのプリンタ」とも呼ばれている。
【００１８】
図２（Ｂ）は、このインクジェットプリンタ１１００を利用したインク供給システムを示している。このシステムは、大容量インクタンク９００を増設し、この大容量インクタンク９００とインクカートリッジ１との間をインク補給チューブ９１０で接続したものである。このように、オフキャリッジタイプのプリンタに関しても、オンキャリッジタイプのプリンタと同様の方法によって、インク貯蔵量を大幅に増大させたインク供給システムを構成することが可能である。
【００１９】
なお、本明細書において、インクカートリッジ１と大容量インクタンク９００とインク補給チューブ９１０とで構成されるシステムを「インク供給システム」と呼ぶ。但し、これにインクジェットプリンタを含めた全体を「インク供給システム」と呼ぶことも可能である。
【００２０】
以下では、まず、インク供給システムの各種実施例で利用されるインクカートリッジの構成を説明し、その後、インク供給システムの詳細な構成及びその製造方法を説明する。なお、以下ではオンキャリッジタイプのインクジェットプリンタを用いた場合について主に説明するが、その内容はオフキャリッジタイプのインクジェットプリンタにも同様に適用可能である。
【００２１】
B．インクカートリッジの基本構成：
図３は、インクカートリッジの第１の外観斜視図である。図４は、インクカートリッジの第２の外観斜視図である。図４は、図３とは反対方向からみた図を示している。図５は、インクカートリッジの第１の分解斜視図である。図６は、インクカートリッジの第２の分解斜視図である。図６は、図５とは反対方向からみた図を示している。図７は、インクカートリッジがキャリッジに取り付けられた状態を示す図である。なお、図３〜図６には、方向を特定するため、ＸＹＺ軸が図示されている。
【００２２】
インクカートリッジ１は、内部に液体のインクを収容する。図７に示すように、インクカートリッジ１は、インクジェットプリンタのキャリッジ２００に装着され、当該インクジェットプリンタにインクを供給する。
【００２３】
図３および図４に示すようにインクカートリッジ１は、略直方体形状を有し、Ｚ軸正方向側の面１ａと、Ｚ軸負方向側の面１ｂと、Ｘ軸正方向側の面１ｃと、Ｘ軸負方向側の面１ｄと、Ｙ軸正方向側の面１ｅと、Ｙ軸負方向側の面１ｆとを有している。以下では、説明の便宜上、面１ａを上面、面１ｂを底面、面１ｃを右側面、面１ｄを左側面、面１ｅを正面、面１ｆを背面とも呼ぶ。また、これらの面１ａ〜１ｆのある側を、それぞれ上面側、底面側、右側面側、左側面側、正面側、背面側とも呼ぶ。
【００２４】
底面１ｂには、インクジェットプリンタにインクを供給するための供給孔を有する液体供給口５０が設けられている。底面１ｂには、さらに、インクカートリッジ１の内部に大気を導入するための大気開放孔１００が開口している（図６）。
【００２５】
大気開放孔１００は、インクジェットプリンタのキャリッジ２００に形成された突起２３０（図７）が所定の隙間を有するように余裕を持って嵌るような深さと径を有している。ユーザは、大気開放孔１００を気密に封止する封止フィルム９０を剥がしてから、インクカートリッジ１をキャリッジ２００に装着する。突起２３０は、封止フィルム９０の剥がし忘れを防止するために設けられている。
【００２６】
図３および図４に示すように、左側面１ｄには、係合レバー１１が設けられている。係合レバー１１には、突起１１ａが形成されている。突起１１ａが、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が固定される（図７）。以上から解るように、キャリッジ２００はインクカートリッジ１が装着される装着部である。インクジェットプリンタの印刷時には、キャリッジ２００は、印刷ヘッド（図示省略）と一体になって、印刷媒体の紙巾方向（主走査方向）に往復移動する。主走査方向は、図７において矢印ＡＲ１で示すとおりである。すなわち、インクカートリッジ１は、インクジェットプリンタが印刷を行っているとき、各図におけるＹ軸方向に沿って往復移動させられる。
【００２７】
左側面１ｄの係合レバー１１の下方には、回路基板３４が設けられている（図４）。回路基板３４上には、複数の電極端子３４ａが形成されており、これらの電極端子３４ａは、キャリッジ２００に設けられた電極端子（図示省略）を介して、インクジェットプリンタと電気的に接続される。
【００２８】
インクカートリッジ１の上面１ａと背面１ｆには、外表面フィルム６０が貼り付けられている。
【００２９】
さらに、図５、図６を参照しながら、インクカートリッジ１の内部構成、部品構成について説明していく。インクカートリッジ１は、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の正面側には、様々な形状を有するリブ１０ａが形成されている（図５）。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が設けられている。フィルム８０は、カートリッジ本体１０のリブ１０ａの正面側の端面に隙間が生じないように緻密に貼り付けられている。これらのリブ１０ａとフィルム８０により、複数の小部屋、例えば、後述するインク収容室、バッファ室がインクカートリッジ１の内部に区画形成される。これらの各部屋については、さらに詳細を後述する。
【００３１】
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とが形成されている（図６）。差圧弁収容室４０ａは、バルブ部材４１とバネ４２とバネ座４３とからなる差圧弁４０を収容する。気液分離室７０ａの底面を囲む内壁には土手７０ｂが形成され、気液分離膜７１が、当該土手７０ｂに貼着されており、全体で気液分離フィルタ７０を構成している。
【００３２】
カートリッジ本体１０の背面側には、さらに、複数の溝１０ｂが形成されている（図６）。これらの溝１０ｂは、カートリッジ本体１０の背面側の略全体を覆うように外表面フィルム６０が貼り付けられたときに、カートリッジ本体１０と外表面フィルム６０との間に後述する各種の流路、例えば、インクや大気が流動するための流路を形成する。
【００３３】
次に、上述した回路基板３４周辺の構造を説明する。カートリッジ本体１０の右側面の下面側には、センサ収容室３０ａが形成されている（図６）。センサ収容室３０ａには、液体残量センサ３１と、固定バネ３２とが収容されている。固定バネ３２は、液体残量センサ３１をセンサ収容室３０ａの下面側の内壁に押し当てて固定する。センサ収容室３０ａの右側面側の開口は、カバー部材３３によって覆われ、カバー部材３３の外表面３３ａに、上述した回路基板３４が固定される。センサ収容室３０ａ、液体残量センサ３１、固定バネ３２、カバー部材３３、回路基板３４と、後述するセンサ流路形成室３０ｂとを全体で、センサ部３０とも呼ぶ。
【００３４】
詳細の図示は省略するが、液体残量センサ３１は、後述する中間流路の一部を形成するキャビティと、キャビティの壁面の一部を形成する振動板と、振動板上に配置された圧電素子とを備えている。圧電素子の端子は、電気的に回路基板３４の電極端子の一部に接続されており、インクジェットプリンタにインクカートリッジ１が装着されたとき、圧電素子の端子は、回路基板３４の電極端子を介してインクジェットプリンタと電気的に接続される。インクジェットプリンタは、圧電素子に電気エネルギを与えることにより、圧電素子を介して振動板を振動させることができる。その後、振動板の残留振動の特性（周波数等）を、圧電素子を介して検出することにより、インクジェットプリンタはキャビティにおける気泡の有無を検出することができる。具体的には、カートリッジ本体１０に収容されていたインクが消費されることにより、インクが満たされた状態から大気が満たされた状態に、キャビティの内部の状態が変化すると、振動板の残留振動の特性が変化する。かかる振動特性の変化を、液体残量センサ３１を介して検出することにより、インクジェットプリンタは、キャビティにおけるインクの有無を検出することができる。
【００３５】
また、回路基板３４には、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクジェットプリンタのインク消費量などが記録される。
【００３６】
カートリッジ本体１０の底面側には、上述した液体供給口５０と大気開放孔１００と共に、減圧孔１１０と、センサ流路形成室３０ｂと、迷路流路形成室９５ａが設けられている（図６）。減圧孔１１０は、インクカートリッジ１の製造工程においてインクを注入する際に、空気を吸い出してインクカートリッジ１内部を減圧するために用いられる。センサ流路形成室３０ｂおよび迷路流路形成室９５ａは、後述する中間流路の一部を形成する。なお、センサ流路形成室３０ｂおよび迷路流路形成室９５ａは、中間流路の中で最も狭隘で最も流路抵抗の大きな流路部分である。特に、迷路流路形成室９５ａは、迷路状の流路を形成しており、メニスカス（流路内にできる液体架橋）を発生させるので、流路抵抗が特に大きな部分である。
【００３７】
液体供給口５０、大気開放孔１００、減圧孔１１０、迷路流路形成室９５ａ、センサ流路形成室３０ｂは、インクカートリッジ１が製造された直後には、それぞれ封止フィルム５４、９０、９８、９５、３５によって開口部が封止されている。このうち、封止フィルム９０は、上述したようにインクカートリッジ１がインクジェットプリンタのキャリッジ２００に装着され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は外部と連通し、インクカートリッジ１の内部に大気が導入される。また、封止フィルム５４は、インクカートリッジ１がインクジェットプリンタのキャリッジ２００に装着された際に、キャリッジ２００に備えられたインク供給針２４０によって破られるように構成されている。
【００３８】
液体供給口５０の内部には、下面側から順に、シール部材５１と、バネ座５２と、閉塞バネ５３とが収容されている。シール部材５１は、液体供給口５０にインク供給針２４０が挿入されているときに、液体供給口５０の内壁とインク供給針２４０の外壁との間に隙間が生じないようにシールする。バネ座５２は、インクカートリッジ１がキャリッジ２００に装着されていないときに、シール部材５１の内壁に当接して液体供給口５０を閉塞する。閉塞バネ５３は、バネ座５２をシール部材５１の内壁に当接させる方向に付勢する。インク供給針２４０が液体供給口５０に挿入されると、インク供給針２４０の上端がバネ座５２を押し上げ、バネ座５２とシール部材５１との間に隙間が生じ、当該隙間からインク供給針２４０にインクが供給される。
【００３９】
次に、さらに詳しくインクカートリッジ１の内部構造について説明する前に、理解の容易のため、大気開放孔１００から液体供給口５０に至る経路を、図８を参照して概念的に説明する。図８は、大気開放孔から液体供給部に至る経路を概念的に示す図である。
【００４０】
大気開放孔１００から液体供給口５０に至るまでの経路は、インクを収容するためのインク貯留室と、インク貯留室の上流側の大気流路と、インク貯留室の下流側の中間流路とに大きく分けられる。
【００４１】
インク貯留室は、上流から順に、第１のインク収容室３７０と、収容室接続路３８０と、第２のインク収容室３９０とから構成される。収容室接続路３８０の上流側は第１のインク収容室３７０と連通し、収容室接続路３８０の下流側は第２のインク収容室３９０と連通している。
【００４２】
大気流路は、上流側から順に、蛇行路３１０と、上述した気液分離膜７１を収納する気液分離室７０ａと、気液分離室７０ａとインク貯留室とを連結する連結部３２０〜３６０とから構成される。蛇行路３１０は、上流端が大気開放孔１００と連通し、下流端が気液分離室７０ａと連通している。蛇行路３１０は、大気開放孔１００から第１のインク貯留室までの距離を長くするために細長く蛇行して形成されている。これにより、インク貯留室内のインク中の水分の蒸発を抑制することができる。気液分離膜７１は、気体の透過を許容すると共に、液体の透過を許容しない素材で構成されている。気液分離膜７１を、気液分離室７０ａの上流側と下流側との間に配置することにより、インク貯留室から逆流してきたインクが、気液分離室７０ａより上流に進入することを抑制することができる。連結部３２０〜３６０の具体的構成は、後述する。
【００４３】
中間流路は、上流側から順に、迷路流路４００と、第１流動路４１０と、上述したセンサ部３０と、第２流動路４２０と、バッファ室４３０と、上述した差圧弁４０を収容する差圧弁収容室４０ａと、第３流動路４５０，４６０とから構成されている。迷路流路４００は、上述した迷路流路形成室９５ａによって形成される空間を含み、３次元の迷路状の形状に形成されている。迷路流路４００によって、インク内に混入した気泡を補足して迷路流路４００より下流のインクに気泡が混入することを抑制することができる。迷路流路４００を「気泡トラップ流路」とも呼ぶ。第１流動路４１０は、上流端が迷路流路４００に連通し、下流端がセンサ部３０のセンサ流路形成室３０ｂに連通している。第２流動路４２０は、上流端がセンサ部３０のセンサ流路形成室３０ｂに連通し、下流端がバッファ室４３０に連通している。バッファ室４３０は、途中に流動路を挟むことなく、直接に差圧弁収容室４０ａに連通している。これによりバッファ室４３０から液体供給口５０までの空間を少なくし、圧力損失を低減することができる。差圧弁収容室４０ａにおいて、差圧弁４０により、差圧弁収容室４０ａより下流側のインクの圧力は、上流側のインクの圧力より低く調整され、下流側のインクが負圧となるようにされる。第３流動路４５０，４６０（図９参照）は、上流端が差圧弁収容室４０ａに連通し、下流端が液体供給口５０に連通している。これらの第３流動路４５０，４６０は、差圧弁収容室４０ａから出たインクが鉛直下方向に向けて液体供給口５０に導かれる鉛直流路を形成している。
【００４４】
インクは、インクカートリッジ１の製造時には、図８において破線ＭＬ１で液面を概念的に示すように、第１のインク収容室３７０まで充填されている。大容量インクタンク９００（図１，図２）を増設しない状態においてインクカートリッジ１の内部のインクがインクジェットプリンタによって消費されていくと、液面は下流側に移動し、その代わりに大気開放孔１００を介して上流から大気がインクカートリッジ１の内部に流入する。そして、インクの消費が進むと、図８において破線ＭＬ２で液面を概念的に示すように、液面がセンサ部３０にまで到達する。そうすると、センサ部３０に大気が導入され、液体残量センサ３１により、インク切れが検出される。インク切れが検出されると、インクカートリッジ１は、センサ部３０より下流側（バッファ室４３０等）に存在するインクが完全に消費されるより前の段階で、印刷を停止し、ユーザにインク切れを通知する。完全にインクが切れて、さらに印刷を行うと印刷ヘッドに空気が混入し、不具合が発生するおそれがあるためである。
【００４５】
以上の説明を踏まえて、大気開放孔１００から液体供給口５０に至るまでの経路の各構成要素のインクカートリッジ１内における具体的構成を、図９〜図１１を参照して説明する。図９は、カートリッジ本体１０を正面側から見た図である。図１０は、カートリッジ本体１０を背面側から見た図である。図１１（ａ）は、図９を簡略化した模式図である。図１１（ｂ）は、図１０を簡略化した模式図である。
【００４６】
インク貯留室のうち、第１のインク収容室３７０および第２のインク収容室３９０は、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。第１のインク収容室３７０および第２のインク収容室３９０は、図９および図１１（ａ）において、それぞれ、シングルハッチングおよびクロスハッチングで示されている。収容室接続路３８０は、カートリッジ本体１０の背面側に、図１０および図１１（ｂ）に示す位置に形成されている。連通孔３７１は収容室接続路３８０の上流端と第１のインク収容室３７０とを連通させる孔であり、連通孔３９１は収容室接続路３８０の下流端と第２のインク収容室３９０とを連通させる孔である。
【００４７】
大気流路のうち、蛇行路３１０および気液分離室７０ａは、カートリッジ本体１０の背面側に図１０および図１１（ｂ）に示す位置にそれぞれ形成されている。連通孔１０２は、蛇行路３１０の上流端と大気開放孔１００とを連通する孔である。蛇行路３１０の下流端は、気液分離室７０ａの側壁を貫通して気液分離室７０ａに連通している。
【００４８】
図８に示す大気流路の連結部３２０〜３６０は、詳述すると、カートリッジ本体１０の正面側に配置された第１の空間３２０、第３の空間３４０、第４の空間３５０（図９および図１１（ａ）参照）と、カートリッジ本体１０の背面側に配置された第２の空間３３０、第５の空間３６０（図１０および図１１（ｂ）参照）とから構成され、各空間は上流から符合の順に直列に一本の流路を形成している。連通孔３２２は、気液分離室７０ａと第１の空間３２０とを連通する孔である。連通孔３２１、３４１は、第１の空間３２０と第２の空間３３０との間、第２の空間３３０と第３の空間３４０との間を、それぞれ連通する孔である。第３の空間３４０と第４の空間３５０との間は、第３の空間３４０と第４の空間３５０を隔てるリブに形成された切欠３４２により連通している。連通孔３５１、３７２は、第４の空間３５０と第５の空間３６０との間、第５の空間３６０と第１のインク収容室３７０との間を、それぞれ連通する孔である。
【００４９】
中間流路のうち、迷路流路４００、第１流動路４１０は、カートリッジ本体１０の正面側に、図９および図１１（ａ）に示す位置に形成されている。連通孔３１１は、第２のインク収容室３９０と迷路流路４００とを隔てるリブに設けられ、第２のインク収容室３９０と迷路流路４００とを連通している。センサ部３０は、図６を参照して説明したように、カートリッジ本体１０の右側面の下面側に配置されている（図９〜図１１）。第２流動路４２０は、カートリッジ本体１０の背面側に図１０および図１１（ｂ）に示す位置に形成されている。バッファ室４３０および第３流動路４５０は、カートリッジ本体１０の正面側に、図９および図１１（ａ）に示す位置に形成されている。連通孔３１２は、センサ部３０の迷路流路形成室９５ａ（図６）と第２流動路４２０の上流端とを連通する孔であり、連通孔４３１は、第２流動路４２０の下流端とバッファ室４３０とを連通する孔である。連通孔４３２は、バッファ室４３０と差圧弁収容室４０ａとを直接に連通する孔である。連通孔４５１および連通孔４５２は、差圧弁収容室４０ａと第３流動路４５０との間と、第３流動路４５０と液体供給口５０内部のインク供給孔との間とを、それぞれ連通する孔である。なお、前述したように、中間流路の中で、迷路流路４００とセンサ部３０（図５の迷路流路形成室９５ａ及びセンサ流路形成室３０ｂ）が最も流路抵抗の大きな流路部分である。
【００５０】
なお、ここで図９および図１１（ａ）に示す空間５０１は、インクが充填されない未充填室である。未充填室５０１は、大気開放孔１００から液体供給口５０に至る経路上にはなく、独立している。未充填室５０１の背面側には、大気と連通する大気連通孔５０２が設けられている。未充填室５０１は、インクカートリッジ１を減圧パックにより包装した時に、負圧を蓄圧した脱気室となる。これにより、インクカートリッジ１は包装された状態で、カートリッジ本体１０内部の気圧が規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクを供給することができる。
【００５１】
以下では、上述したインクカートリッジを用いてインク供給システム（図１（Ｂ），図２（Ｂ））を製造する方法を説明する。
【００５２】
C．インク供給システム用インクカートリッジの構成とその製造方法：
・第１実施例：
図１２は、第１実施例におけるインク供給システムの経路を概念的に示す図である。大容量インクタンク９００は、チューブ９１０を介して第２のインク収容室３９０に接続されている。大容量インクタンク９００は、大気に開放された大気連通孔９０２を有している。そして、大気開放孔１００は、封止部材ＦＳによって封止されている。この結果、インクの消費に伴って、インクカートリッジ１内部の液面ＭＬ１は、変動しない。大気開放孔１００から空気が導入されないからである。それに対して、インクの消費に伴って、大気連通孔９０２から大気が大容量インクタンク９００に導入され、大容量インクタンク９００からインクＩＫが第２のインク収容室３９０に供給される。従って、適切な圧力で大容量インクタンク９００から第２のインク収容室３９０にインクを補給することが可能である。
【００５３】
図１３は、第１実施例におけるインクカートリッジとインク補給チューブ９１０との接続方法を示す説明図である。インク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部は、蓋部材２０に設けられた貫通孔ＨＬ１を貫通して、フィルム８０に設けられた貫通孔ＨＬ２と連通するように接続されている。ここで、貫通孔ＨＬ２は、第２のインク収容室３９０を形成している部分に設けられている。液漏れや空気の混入が発生しないように、貫通孔ＨＬ２およびインク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部と、外部との間は、シール部材ＦＰにより、液密かつ気密に封止されている。なお、チューブ９１０は、可撓性の材料で形成されていることが好ましい。また、シール部材ＦＰは、ゴム、エラストマーなどの弾性体で形成されていることが好ましい。また、シール部材ＦＰは、蓋部材２０に設けられた貫通孔ＨＬ１に嵌合し、インク補給チューブ９１０を支持している。
【００５４】
チューブ９１０の接続作業は、例えば以下の手順で実行される。まず、インクカートリッジとチューブ９１０とシール部材ＦＰを準備する。このインクカートリッジは、図３〜図１１で説明したもので良い。チューブ９１０を接続する前のインクカートリッジでは、図５，６に示したように、第２のインク収容室３９０の正面側の壁面はフィルム８０で形成されており、その外側に蓋部材２０がはめ込まれた状態にある。そこで、まず蓋部材２０を外して、第２のインク収容室３９０と対向する部分に貫通孔ＨＬ１を切削加工などにより形成する。その後、シール部材ＦＰを蓋部材２０の内側から貫通孔ＨＬ１に嵌合する。シール部材ＦＰのフィルム８０と当接する部分に接着材を付け、蓋部材２０をカートリッジ本体１０に再び嵌め込む。この時、フィルム８０の第２のインク収容室３９０を形成する部分にシール部材ＦＰの端部が接着される。シール部材ＦＰをフィルム８０に接着したのち、シール部材ＦＰの内部の筒状の空洞部に、外側から針部材などを貫通させて、フィルム８０に貫通孔ＨＬ２を形成する。貫通孔ＨＬ２を形成したのち、インク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部をシール部材ＦＰの内部の筒状の空洞部に挿入して接続する。これらの一連の作業によって、インクカートリッジ１へのチューブ９１０の接続作業が完了する。また、チューブ９１０を大容量インクタンク９００に接続することによって、インク供給システムが完成する。
【００５５】
このようにすれば、カートリッジ本体１０に孔開け加工を施すことなく、インク補給チューブ９１０をインクカートリッジ１に接続することができるので、作製容易である。
【００５６】
また、差圧弁４０より上流側の第２のインク収容室３９０にインク補給チューブ９１０を接続している。従って、チューブ９１０を介して補給されたインクを、差圧弁４０の機能を利用して安定した圧力状態で印刷ヘッドに供給することが可能である。また、センサ部３０より上流側の第２のインク収容室３９０にインク補給チューブ９１０を接続している。従って、大容量インクタンク９００のインクが無くなった場合、センサ部３０において、インク切れを適切に検出することが可能である。
【００５７】
また、シール部材ＦＰにより、貫通孔ＨＬ２とインク補給チューブ９１０との接続部分からインク漏れや空気の混入が発生することを抑制することができる。また、シール部材ＦＰは、蓋部材２０に固定されているので、インク補給チューブ９１０の折れなどによる不具合を抑制することができる。
【００５８】
・第１実施例の変形例：
図１４は、フィルム８０において、インク補給チューブ９１０を接続可能な場所を説明する図である。上記第１実施例は、第２のインク収容室３９０にインク補給チューブ９１０を接続する貫通孔ＨＬ２を形成しているが、貫通孔ＨＬ２は、図１４においてハッチングで示されているいずれの部分に形成しても良い。貫通孔ＨＬ２は、例えば、図１４に示すように、第１のインク収容室３７０に形成されても良いし、第３の空間３４０に形成されても良い。また、貫通孔ＨＬ２は、第４の空間３５０に形成されても良いし、第１流動路４１０に形成されても良いし、第１の空間３２０に形成されても良いし、第３流動路４５０に形成されても良い。
【００５９】
・第２実施例：
図１５は、第２実施例におけるインク供給システムの経路を概念的に示す図である。大容量インクタンク９００は、チューブ９１０を介して第２流動路４２０に接続されている。その他の構成は、図１２を参照して説明した第１実施例と同一であるので、その説明を省略する。第２実施例においても、適切な圧力で大容量インクタンク９００から第２のインク収容室３９０にインクを補給することが可能である。
【００６０】
図１６は、第２実施例におけるインクカートリッジとインク補給チューブ９１０との接続方法を示す説明図である。インク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部は、外表面フィルム６０に設けられた貫通孔ＨＬ３と連通するように接続されている。ここで、貫通孔ＨＬ３は、第２流動路４２０を形成している部分に設けられている。液漏れや空気の混入が発生しないように、貫通孔ＨＬ３およびインク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部と、外部との間は、シール部材ＦＰにより、液密かつ気密に封止されている。チューブ９１０およびシール部材ＦＰの構成は、第１実施例と同一である。
【００６１】
チューブ９１０の接続作業は、例えば以下の手順で実行される。まず、インクカートリッジとチューブ９１０とシール部材ＦＰを準備する。このインクカートリッジは、図３〜図１１で説明したもので良い。インクカートリッジ１では、図５、６に示したように、第２流動路４２０の背面側の壁面は外表面フィルム６０で形成されている。シール部材ＦＰの外表面フィルム６０と当接する部分に接着材を付け、第２流動路４２０を形成する部分にシール部材ＦＰの端部を接着する。シール部材ＦＰを封止フィルム９０に接着したのち、シール部材ＦＰの内部の筒状の空洞部に、外側から針部材などを貫通させて、外表面フィルム６０に貫通孔ＨＬ３を形成する。貫通孔ＨＬ３を形成したのち、インク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部をシール部材ＦＰのシール部材ＦＰの内部の筒状の空洞部に挿入して接続する。これらの一連の作業によって、インクカートリッジ１へのチューブ９１０の接続作業が完了する。また、チューブ９１０を大容量インクタンク９００に接続することによって、インク供給システムが完成する。
【００６２】
このようにすれば、蓋部材２０およびカートリッジ本体１０に孔開け加工を施すことなく、インク補給チューブ９１０をインクカートリッジ１に接続することができるので、作製容易である。
【００６３】
また、差圧弁４０より上流側の第２のインク収容室３９０にインク補給チューブ９１０を接続している。従って、チューブ９１０を介して補給されたインクを、差圧弁４０の機能を利用して安定した圧力状態で印刷ヘッドに供給することが可能である。
【００６４】
また、シール部材ＦＰにより、貫通孔ＨＬ３とインク補給チューブ９１０との接続部分からインク漏れや空気の混入が発生することを抑制することができる。
【００６５】
・第２実施例の変形例：
図１７は、外表面フィルム６０において、インク補給チューブ９１０を接続可能な場所を説明する図である。上記第２実施例は、第２流動路４２０にインク補給チューブ９１０を接続する貫通孔ＨＬ３を形成しているが、貫通孔ＨＬ３は、図１７においてハッチングで示されているいずれの部分に形成しても良い。貫通孔ＨＬ３は、例えば、図１７に示すように、第２の空間３３０に形成されても良いし、収容室接続路３８０に形成されても良い。また、貫通孔ＨＬ３は、第５の空間３６０に形成されても良い。
【００６６】
Ｄ．その他の変形例：
・第１変形例：
図１８は、第１変形例におけるインクカートリッジとインク補給チューブ９１０との接続方法を示す説明図である。上記第１および第２実施例では、シール部材ＦＰを介して、インク補給チューブ９１０をインクカートリッジ１に接続しているが、これに代えて、様々な他の接続方法を採用しても良い。例えば、図１８に示すように、中空針部材ＡＣを介して、第２のインク収容室３９０にインク補給チューブ９１０を接続しても良い。この例では、中空針部材ＡＣは、内部が中空になっており、インクが流動することができる。中空針部材ＡＣ内部の中空の一端は、インク補給チューブ９１０のインクカートリッジ１側の端部にインクを導入可能に接続され、他端は、先端穴ＳＨを介して外部に連通している。本変形例では、まず、先端に中空針部材ＡＣが接続されたインク補給チューブ９１０とインクカートリッジ１を準備する。そして、フィルム８０の第２のインク収容室３９０を形成している部分に、弾性シートＥＲを接着剤で接着する。その後、フィルム８０の正面側から弾性シートＥＲとフィルム８０の弾性シートＥＲと接着されている部分とを貫通するように、中空針部材ＡＣを差し込む。このとき、中空針部材ＡＣの先端部に形成された先端穴ＳＨが第２のインク収容室３９０の内部に位置するようにする。このようにすれば、極めて簡単に、インク補給チューブ９１０をインクカートリッジ１に接続することができる。このような手法は、フィルム８０側にインク補給チューブ９１０を接続する場合に限らず、外表面フィルム６０側にインク補給チューブ９１０を接続する場合にも用いることができる。
【００６７】
・第２変形例：
上記実施例では、インクカートリッジが有する各種の流路や収容室、連通孔を説明したが、これらの構成の一部は任意に省略可能である。
【００６８】
・第３変形例：
上記実施例では、インク補給装置として大容量インクタンク９００を用いていたが、これ以外の構成のインク補給装置を用いるようにしても良い。例えば、大容量インクタンク９００とインクカートリッジ１との間にポンプを設けたインク補給装置を採用することも可能である。
【００６９】
・第４変形例：
上記各実施例では、インクジェットプリンタに対するインク供給システムを説明したが、本発明は、一般に液体噴射装置（液体消費装置）に液体を供給する液体供給システムに適用可能であり、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。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体消費装置が噴射させることができるような材料であれ良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体消費装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置の供給システムとして採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置への供給システムに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】オンキャリッジタイプのインクジェットプリンタ及びそれを用いたインク供給システムの一例を示す斜視図。
【図２】オフキャリッジタイプのインクジェットプリンタ及びそれを用いたインク供給システムの一例を示す斜視図。
【図３】インクカートリッジの第１の外観斜視図。
【図４】インクカートリッジの第２の外観斜視図。
【図５】インクカートリッジの第１の分解斜視図。
【図６】インクカートリッジの第２の分解斜視図。
【図７】インクカートリッジがキャリッジに取り付けられた状態を示す図。
【図８】大気開放孔から液体供給部に至る経路を概念的に示す図。
【図９】カートリッジ本体を正面側から見た図。
【図１０】カートリッジ本体を背面側から見た図。
【図１１】図９および図１０を簡略化した模式図。
【図１２】第１実施例におけるインク供給システムの経路を概念的に示す図。
【図１３】第１実施例におけるインクカートリッジとインク補給チューブとの接続方法を示す説明図。
【図１４】フィルムにおいてインク補給チューブを接続可能な場所を説明する図。
【図１５】第２実施例におけるインク供給システムの経路を概念的に示す図。
【図１６】第２実施例におけるインクカートリッジとインク補給チューブとの接続方法を示す説明図。
【図１７】外表面フィルムにおいてインク補給チューブを接続可能な場所を説明する図。
【図１８】第２実施例におけるインクカートリッジとインク補給チューブとの接続方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…インクカートリッジ
１０…カートリッジ本体
１１…係合レバー
２０…蓋部材
３０…センサ部
３１…液体残量センサ
３２…固定バネ
３３…カバー部材
３３ａ…外表面
３４…回路基板
４０…差圧弁
４１…バルブ部材
４２…バネ
４３…バネ座
５０…液体供給口
５１…シール部材
５２…バネ座
５３…閉塞バネ
５４…封止フィルム
６０…外表面フィルム
７０…気液分離フィルタ
７１…気液分離膜
８０…フィルム
９０…封止フィルム
１００…大気開放孔
１０２…連通孔
１１０…減圧孔
２００…キャリッジ
２１０…凹部
２３０…突起
２４０…インク供給針
３１０…蛇行路
３７０…第１のインク収容室
３８０…収容室接続路
３９０…第２のインク収容室
４００…迷路流路
４１０…第１流動路
４２０…第２流動路
４３０…バッファ室
４５０…第３流動路
５０１…未充填室
５０２…大気連通孔
９００…大容量インクタンク
９０２…大気連通孔
９１０…インク補給チューブ
１０００…インクジェットプリンタ
１１００…インクジェットプリンタ
１１２０…カートリッジ収納部
１２００…キャリッジ
１２１０…インク供給チューブ
ＡＣ…中空針部材
ＦＰ…シール部材
ＥＲ…弾性シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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