(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射装置に液体を供給可能な液体容器であって、
液体を収容可能な液体収容室と、
前記液体収容室に大気を導入可能な通気孔と、
前記液体を前記液体容器の外部に送出可能な開口と、
前記液体収容室と前記開口との間に設けられ、前記液体噴射装置側の圧力変化によって前記液体の流通を制御可能な流通制御部と、
前記液体収容室と前記流通制御部との間に設けられ、互いに連通した空隙を備える多孔質部材で構成される多孔質流路と、
前記液体容器が前記液体噴射装置に使用される姿勢において、前記液体収容室に突出するよう、前記液体容器の底壁に設けられるプリズムと、
前記液体容器が前記液体噴射装置に使用される姿勢において、前記液体収容室と前記多孔質流路との間の、前記プリズムの高さよりも低い位置に設けられる流路と、を備え、
前記流通制御部は、
弁座と、
弁体と、
一方で大気圧を受け、他方で前記液体噴射装置側の圧力を受け、前記一方側に付勢されている受圧板と、
前記弁体と前記受圧板とを接続する軸と、を備え、
大気圧と前記液体噴射装置側の圧力との差が所定値より小さい場合に、前記流通制御部の前記液体収容室側と前記液体噴射装置側の流通を停止するように前記弁体と前記弁座を密着させ、
大気圧と前記液体噴射装置側の圧力との差が所定値より大きい場合に、前記受圧板が前記圧力差のために変位され前記軸を介して前記弁体を前記弁座から離すことにより、前記液体収容室側と前記液体噴射装置側とを流通させる、液体容器。
【請求項２】
液体噴射装置に液体を供給可能な液体容器であって、
液体を収容可能な液体収容室と、
前記液体収容室に大気を導入可能な通気孔と、
前記液体を前記液体容器の外部に送出可能な開口と、
前記液体収容室と前記開口との間に設けられ、前記液体噴射装置側の圧力変化によって前記液体の流通を制御可能な流通制御部と、
前記液体収容室と前記流通制御部との間に設けられ、互いに連通した空隙を備える多孔質部材で構成される多孔質流路と、
前記液体容器が前記液体噴射装置に使用される姿勢において、前記液体収容室に突出するよう、前記液体容器の底壁に設けられるプリズムと、
前記液体容器が前記液体噴射装置に使用される姿勢において、前記液体収容室と前記多孔質流路との間の、前記プリズムの高さよりも低い位置に設けられる流路と、を備え、
前記流通制御部として、フィルムを備え、
前記フィルムは、
前記液体噴射装置側から前記流通制御部の前記液体収容室側に向かって前記液体が流通することを阻止し、
前記液体噴射装置側の圧力が前記液体収容室側の圧力よりも小さく、かつ前記液体噴射装置側の圧力と前記液体収容室側の圧力の差が所定値より大きい場合に、前記液体収容室側から前記液体噴射装置側に向かって前記液体を流通させ、
前記液体噴射装置側の圧力が前記液体収容室側の圧力よりも小さく、かつ前記液体噴射装置側の圧力と前記液体収容室側の圧力の差が前記所定値未満である場合に、前記液体収容室側から前記液体噴射装置側に向かって前記液体が流通することを停止させる、液体容器。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記流路は、前記底壁と接続されている、液体容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に液体を供給する液体容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンターに供給すべきインクを収容したインクタンクが知られている。たとえば、特許文献１のインクタンクは、インクが保持されている第１の多孔質部材を収容する主インク室と、その下流に設けられインクの有無を検出する直角プリズムと、直角プリズムの下方に直角プリズムに接して設けられる消泡用の第２の多孔質部材を備える。
【０００３】
特許文献１のインクタンクは、第１の多孔質部材にインクを保持することにより、一定値以上の力で吸引された場合に限り、インクを外部に供給することができる。また、第２の多孔質部材でインク中の気泡を吸収することにより、直角プリズムの表面にインクの気泡が付着してインク残量の誤検出が生じる可能性を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３０７７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のインクタンクは、多孔質部材にインクを保持する方式であるため、インクタンク内に保持できるインクの量が、多孔質部材が占める体積分だけ少なくなる。このような問題は、プリズムを備えるインクタンクに限らず、液体を外部に供給する液体容器について、広く存在する。
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を取り扱うためになされたものであり、液体噴射装置に液体を供給する液体容器において、多くの液体を収容しつつ、正確なインクの残量検知を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を取り扱う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。
液体噴射装置に液体を供給可能な液体容器であって、
液体を収容可能な液体収容室と、
前記液体収容室に大気を導入可能な通気孔と、
前記液体を前記液体容器の外部に送出可能な開口と、
前記液体収容室と前記開口との間に設けられ、前記液体噴射装置側の圧力変化によって前記液体の流通を制御可能な流通制御部と、
前記液体収容室と前記流通制御部との間に設けられ、互いに連通した空隙を備える多孔質部材で構成される多孔質流路と、
前記液体容器が前記液体噴射装置に使用される姿勢において、前記液体収容室に突出するよう、前記液体容器の底壁に設けられるプリズムと、
前記液体容器が前記液体噴射装置に使用される姿勢において、前記液体収容室と前記多孔質流路との間の、前記プリズムの高さよりも低い位置に設けられる流路と、を備える、液体容器。
【０００８】
［適用例１］
液体容器であって、
流動し得る状態で液体を収容する液体収容室と、
前記液体を前記液体容器の外部に送出する供給口と、
前記液体収容室と前記供給口との間の流路に配される流通制御部であって、前記流通制御部の下流側の圧力の変化によって前記液体の流通を制御する流通制御部と、
互いに連通した空隙を備える多孔質部材で構成され、前記液体収容室と前記流通制御部の間の少なくとも一部の区間の流路を構成する多孔質流路と、を備える、液体容器。
【０００９】
このような態様とすれば、多孔質部材で液体を保持する液体容器に比べて、液体収容室内に大量の液体を収容することができる。また、流動し得る状態で保持されている液体が、制御されずに液体容器外部に漏出する事態を、流通制御部によって防止することができる。さらに、液体内の気泡を多孔質流路が捕捉して下流に流通するのを防止するため、気泡によって流通制御部が正常に機能しなくなる可能性を低減することができる。
【００１０】
なお、「ＡとＢの間の流路」とは、ＡからＢに至る流路を意味する。
また、流通制御部は、流通制御部の下流側の圧力の変化によって、流通制御部の上流側と下流側の液体の流通を制御する。
（ｉ）流通制御部の下流側の圧力が上流側の圧力よりも小さく、かつ両者の差が所定値より大きい場合に、液体を流通させ、（ｉｉ）流通制御部の下流側の圧力が上流側の圧力よりも小さく、かつ両者の差が所定値未満である場合に、液体の流通を阻止する態様とすることが好ましい。また、流通制御部は、流通制御部の下流側の圧力が上流側の圧力とほぼ等しい場合にも、液体の流通を阻止する態様とすることがより好ましい。そして、流通制御部は、流通制御部の下流側の圧力が上流側の圧力よりも高い場合にも、液体の流通を阻止する態様とすることがより好ましい。なお、「圧力がほぼ同じ」とは、圧力の差が、大きい方の圧力の５％未満であることをいう。
【００１１】
［適用例２］
適用例１の液体容器であって、さらに、
前記液体容器内の前記液体の量が所定値を下回ったことを検出するための液体検出部であって、前記液体収容室内または前記液体収容室と前記多孔質流路との間の流路に当該液体検出部の少なくとも一部が設けられている液体検出部を備え、  
前記液体検出部から前記多孔質流路に至る流路の底面の高さは、前記液体容器が使用される際の姿勢にあるときに、前記液体検出部および前記多孔質流路の高さ以下である、液体容器。
【００１２】
このような態様とすれば、液体検出部に付着し、または液体検出部の周辺に残留している液体を、多孔質流路の多孔質部材が奏する毛管現象により、流路の底面に沿って多孔質流路に回収することができる。このため、液体容器内の液体の量が所定値を下回っているにもかかわらず、液体検出部に付着しまたは液体検出部の周辺に残留している液体によって、液体容器内の液体の量が所定値を下回ったことを液体検出部が検出できない、という事態が生じる可能性を低減できる。なお、液体検出部および多孔質流路の高さは、それぞれの構成の最も高い部分の位置によって決定する。
【００１３】
なお、液体検出部は、液体容器内の前記液体の量が所定値を下回ったことを検出して、それ自体が電気信号を出力する態様であってもよいし、それ自体が電気信号を出力しない態様であってもよい。たとえば、液体容器内の前記液体の量が所定値を下回ったことに応じて、物理的または化学的な特性が変化し、他の機器を使用することによってその特性の変化を検出できるような態様であってもよい。
【００１４】
［適用例３］
適用例１または２に記載の液体容器であって、
前記流通制御部は、
弁座と、
弁体と、
一方で大気圧を受け、他方で前記下流側の圧力を受け、前記一方側に付勢されている受圧板と、
前記弁体と前記受圧板とを接続する軸と、を備え、
大気圧と前記下流側の圧力との差が所定値より小さい場合に、前記流通制御部の上流側と前記下流側の流通を停止するように前記弁体と前記弁座を密着させ、
大気圧と前記下流側の圧力との差が所定値より大きい場合に、前記受圧板が前記圧力差のために変位されて前記軸を介して前記弁体を前記弁座から離すことにより、前記上流側と前記下流側とを流通させる、液体容器。
【００１５】
流通制御部が弁座と弁体を備える弁である態様であって、液体容器が多孔質流路を備えない態様においては、液体内の気泡が弁に入り込んで、弁座と弁体との間に気体の流路を構成する可能性がある。そのような事態においては、弁が開いても、気体が優先的に流通し、液体が流通しない可能性がある。そのような場合には、液体容器内に液体が残留しているにもかかわらず、外部にその液体を供給することができない。
【００１６】
しかし、弁と多孔質流路とを備える上記のような態様においては、多孔質流路が気泡を捕捉して下流の弁に流通するのを阻止する。このため、弁座と弁体との間に気体の流路が構成される可能性を低減することができる。よって、液体容器内に液体が残留しているにもかかわらず、外部にその液体を供給することができないという事態が生じる可能性を低減できる。
【００１７】
また、液体容器が液体検出部を備える態様においては、弁が開いても、気体が優先的に流通し、液体が流通しない場合には、以下のような事態が生じうる。すなわち、液体検出部に基づき液体容器内の液体の量が所定値以上あると判断される状態であるにもかかわらず、液体が外部に供給されないという事態が生じる。
【００１８】
しかし、弁と多孔質流路と液体検出部とを備える態様においては、弁座と弁体との間に気体の流路が構成される可能性を低減することができる。よって、液体検出部に基づき液体容器内の液体の量が所定値以上あると判断される状態であるにもかかわらず、液体が外部に供給されない、という事態が生じる可能性を低減することができる。
【００１９】
［適用例４］
適用例１または２記載の液体容器であって、
前記流通制御部は、弁座と弁体とを備える弁であり、
前記弁体は、
前記下流側の圧力が前記流通制御部の上流側の圧力よりも小さく、かつ前記下流側の圧力と前記上流側の圧力の差が所定値より大きい場合に、前記弁座から離れて、前記弁座と前記弁体との間に前記液体を流通させ、
前記下流側の圧力が前記上流側の圧力よりも小さく、かつ前記下流側の圧力と前記上流側の圧力の差が前記所定値未満である場合に、前記弁座に密着して前記液体の流通を停止する、液体容器。
【００２０】
適用例４においても適用例３と同様の効果を奏することができる。すなわち、多孔質流路が気泡を捕捉して下流の弁に流通するのを阻止する。このため、弁座と弁体との間に気体の流路が構成される可能性を低減することができる。よって、液体容器内に液体が残留しているにもかかわらず、外部にその液体を供給することができないという事態が生じる可能性を低減できる。
【００２１】
さらに、弁と多孔質流路と液体検出部とを備える態様においては、弁座と弁体との間に気体の流路が構成される可能性を低減することができる。よって、液体検出部に基づき液体容器内の液体の量が所定値以上あると判断される状態であるにもかかわらず、液体が外部に供給されない、という事態が生じる可能性を低減することができる。
【００２２】
［適用例５］
適用例１または２の液体容器であって、
前記流通制御部として、フィルムを備え、
前記フィルムは、
前記下流側から前記流通制御部の上流側に向かって前記液体が流通することを阻止し、
前記下流側の圧力が前記上流側の圧力よりも小さく、かつ前記下流側の圧力と前記上流側の圧力の差が所定値より大きい場合に、前記上流側から前記下流側に向かって前記液体を流通させ、
前記下流側の圧力が前記上流側の圧力よりも小さく、かつ前記下流側の圧力と前記上流側の圧力の差が前記所定値未満である場合に、前記上流側から前記下流側に向かって前記液体が流通することを停止させる、液体容器。
【００２３】
流通制御部がフィルムである態様であって、液体容器が多孔質流路を備えない態様においては、液体が流通するにつれてフィルムによって流通を阻止された気泡がフィルムの表面に付着して、液体の流通を阻害する可能性がある。しかし、フィルムと多孔質流路とを備える上記のような態様においては、液体の流通方向について所定の厚みを有する多孔質流路がその内部に気泡を捕捉して下流のフィルムに流通するのを阻止する。このため、フィルムの表面に気泡が付着して液体の流通を阻害する可能性を低減できる。
【００２４】
なお、本発明は、以下に示すような種々の態様で実現することが可能である。
（１）流体容器、液体供給装置、液体供給方法。
（２）流量制御装置、流量制御方法。
（３）インク収容器、インク供給装置。
（４）液体消費装置、インクジェットプリンター。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施例のインクカートリッジ１００の分解斜視図。
【図２】第１実施例のインクカートリッジ１００の断面図。
【図３】第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの分解斜視図。
【図４】第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例のインクカートリッジ１００の分解斜視図である。インクカートリッジ１００は、家庭用またはオフィス用に使用されるプリンター用のインクカートリッジである。インクカートリッジ１００は、一方に開口が設けられた容器本体１１０と、容器本体１１０に組み合わされて開口を塞ぐ蓋部材２０と、蓋部材２０とは逆の側において容器本体１１０に貼付されるシート１１７とを備える。
【００２７】
容器本体１１０は、底部１１０１および側壁１１０２を備え、それらで囲まれた略直方体、より正確には五角柱状の空隙を含む。蓋部材２０は、略五角形の板状の部材である。蓋部材２０は、容器本体１１０と組み合わされて容器本体１１０の空隙を封止し、略直方体のインクカートリッジ１００の外殻を構成する。容器本体１１０および蓋部材２０は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂で形成される。
【００２８】
容器本体１１０と蓋部材２０で形成された空隙は、インク収容部１０１を形成する。インク収容部１０１には、流動し得る液体の状態でインクが収容される。インク収容部１０１内の液体が消費されると、その消費量に応じて、大気開放孔１３０を通じてインク収容部１０１内に空気が導入される。なお、大気開放孔１３０は、容器本体１１０の背面に設けられた大気開放流路を介して、インク収容部１０１に接続されている。空気は、大気開放孔１３０から通気孔１３１（図１において図示されず）を介して容器本体１１０の背面に送出され、容器本体１１０の背面から通気孔１３２（図１において図示されず）を介してインク収容部１０１に至る。
【００２９】
容器本体１１０の側壁１１０２の一つには、インク供給部１２０が設けられている。インクカートリッジ１００が使用される際には、インク供給部１２０が最下方に位置する姿勢であって、略直方体のインクカートリッジ１００の２面がほぼ水平となる姿勢で、インクカートリッジ１００は設置される。図１は、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢でインクカートリッジ１００を示している。以下、インク供給部１２０が設けられている側壁１１０２を特に「底壁１１０３」と呼ぶ。底壁１１０３には、インク供給部１２０と、弁５００と、多孔質流路１８０と、プリズム１７０と、が設けられている。
【００３０】
インク供給部１２０は、インクカートリッジ１００の外部にインクを送出するためのインク供給路１２２と、インク供給路１２２内に配されてインク供給路１２２内を満たしている供給孔フォーム１２４と、を含む。インク供給路１２２の一端は、容器本体１１０の底壁１１０３に設けられた開口１２５である。供給孔フォーム１２４は、互いに連通する空隙を備える多孔質部材である。インクカートリッジ１００からインクジェットプリンターにインクが供給される際には、インクは、供給孔フォーム１２４の連通孔を通って、開口１２５からインクカートリッジ１００の外部に送出される。
【００３１】
弁５００は、底壁１１０３であって、インク収容部１０１からインク供給路１２２に至るインク流路の途中に設けられている。弁５００は、弁５００の下流側の圧力の変化によってインクの流通が制御される。
【００３２】
図２は、インクカートリッジ１００の断面図である。図１に示したｘ，ｙ，ｚの３軸を図２においても示す。なお、技術の理解を容易にするために、図２においては、本来、断面の奥に見えるべきである一部の構成の図示を省略している。弁５００は、弁体５５０と、弁座５２０と、受圧板５６０と、軸部５７０と、バルブフィルム５８０と、円錐バネ５９０と、を備えている。
【００３３】
軸部５７０は、円断面を有する棒状の部材であり、インク収容部１０１からインク供給路１２２に至るインク流路の途中に設けられた壁部５２０の穴に差し込まれている。壁部５２０の穴と軸部５７０との間には、インクを流通させるべき隙間が存在する。軸部５７０は、壁部５２０に対して上流側の流路ｐｕ内において、弁体５５０に接続されている。また、軸部５７０は、壁部５２０に対して下流側の流路ｐｄ内において、受圧板５６０に接続されている。弁体５５０は、略円盤状であり、壁部５２０の穴よりも直径が大きい。受圧板５６０は、略円盤状であり、壁部５２０の穴よりも直径が大きい。
【００３４】
さらに、受圧板５６０と壁部５２０との間において、軸部５７０の周囲には、円錐バネ５９０が配されている。円錐バネ５９０は、受圧板５６０と壁部５２０とに対して、両者の間を広げる方向（図のｚ軸方向に平行である）に力を加えている。その結果、軸部５７０は、受圧板５６０を介して、壁部５２０に対して下流側に向かう力を加えられている。その結果、壁部５２０の上流側においては、弁体５５０が、壁部５２０に押しつけられている。その結果、定常状態においては、壁部５２０の上流側の流路ｐｕ内のインクは、下流側の流路ｐｄに向かって、壁部５２０の穴内を流通することができない。すなわち、壁部５２０は、弁座として機能する。壁部５２０を弁座５２０とも表記する。
【００３５】
壁部５２０の下流側の流路ｐｄの一部は、バルブフィルム５８０によって、区画されている。そして、バルブフィルム５８０を挟んで流路ｐｄの逆の側には、不図示の大気連通孔を介して大気と連通する空気室ｐａが設けられている。バルブフィルム５８０は、可撓性のフィルムであり、壁部５２０の下流側の流路ｐｄと、空気室ｐａとの圧力差に応じて変形しうる。バルブフィルム５８０は、壁部５２０の下流側の流路ｐｄ内において受圧板５６０と接している。
【００３６】
インクジェットプリンター側でインクが吐出され、インクカートリッジ１００のインク供給路１２２内のインクの圧力が低下すると、壁部５２０の下流側の流路ｐｄの圧力も低下する。すると、バルブフィルム５８０および受圧板５６０は、圧力が低下した流路ｐｄの圧力と、空気室ｐａに係る大気圧と、の差に起因する力を受ける。この力は、バルブフィルム５８０および受圧板５６０を、空気室ｐａから流路ｐｄに向かう向き（図２においてｚ軸の正の向き）に変位させようとする力である。そして、流路ｐｕの圧力と空気室ｐａの圧力の差が所定値以上となったときに、バルブフィルム５８０および受圧板５６０、ひいては、軸部５７０および弁体５５０も、空気室ｐａから流路ｐｄに向かう向き（図２においてｚ軸の正の向き）に変位する。その結果、弁体５５０が壁部５２０（弁座５２０）から離れる。すると、壁部５２０の上流側の流路ｐｕ内のインクは、下流側の流路ｐｄに向かって、壁部５２０の穴内を流通することができるようになる。
【００３７】
上流側の流路ｐｕから下流側の流路ｐｄにインクが供給されると、流路ｐｄと空気室ｐａと、の圧力差が所定値以下となる。すると、バルブフィルム５８０、受圧板５６０、軸部５７０および弁体５５０は、円錐バネ５９０の力により、流路ｐｄから空気室ｐａに向かう向き（図２においてｚ軸の負の向き）に変位する。その結果、弁体５５０が弁座５２０に密着し、再びインクの流通は阻止される。このようにして、弁５００は、弁５００の下流側の圧力の変化によってインクの流通を制御する。すなわち、インクジェットプリンターによってインクが吸引されていない状態において、インク供給部１２０からインクが漏れ出す事態を防止することができる。
【００３８】
図２に示すように、多孔質流路１８０は、底壁１１０３上であって、インク収容部１０１から弁５００に至るインク流路の途中に設けられている。多孔質流路１８０は、互いに連通する空隙を備える多孔質部材で構成される。インク収容部１０１から弁５００に向かうインクは、この多孔質流路１８０の連通孔を通って、弁５００に至る。インク収容部１０１から弁５００に向かうインクは、すべて多孔質流路１８０を通る。
【００３９】
インク収容部１０１内のインクが気泡を備えていた場合には、その気泡は、インクが多孔質流路１８０の連通孔を通る際に、多孔質流路１８０内の孔において捕獲される。そして、気泡は、多孔質流路１８０の下流側に到達しない。その結果、気泡を含んだインクが弁５００に供給される可能性が低減される。
【００４０】
仮に、弁５００に気泡を含んだインクが流入すると、気泡が弁５００内に入り込んで、弁座５２０と弁体５５０との間に気体の流路を構成する可能性がある。そのような事態においては、弁５００が開いても、気体が優先的に弁５００を流通し、インクが流通しない可能性がある。すなわち、弁５００が開いても、気体が流通することによって流路ｐｕと空気室ｐａとの適正な圧力差がなくなり、インクが十分に供給されないまま弁５００が閉じてしまう可能性がある。そのような場合には、インクカートリッジ１００内にインクが残留しているにもかかわらず、外部にその液体を供給することができない。
【００４１】
しかし、本実施例においては、多孔質流路１８０が気泡を捕捉して下流の弁５００に流通するのを阻止する。このため、弁座５２０と弁体５５０との間に気体の流路が構成される可能性を低減することができる。よって、インクカートリッジ１００内にインクが残留しているにもかかわらず、インクカートリッジ１００が外部にインクを供給することができないという事態が生じる可能性を低減できる。
【００４２】
図２に示すように、プリズム１７０は、底壁１１０３に設けられており、一部がインク収容部１０１内に突出するように設けられている。プリズム１７０は、インク収容部１０１内のインクの液面が所定の位置を下回ったことを検出するための部材である。
【００４３】
図１にしめすように、プリズム１７０は、略五角柱状である。プリズム１７０の五角形断面は、内角が９０度の一つの頂点ｐ１と、その頂点を挟んで配されそれぞれ内角が鈍角の二つの頂点ｐ２，ｐ３と、内角が９０度の他の二つの頂点ｐ４，ｐ５とを有する。プリズム１７０のうち、頂点ｐ１〜ｐ３で張られる略三角柱状の部分は、インク収容部１０１内に露出している。このため、インク収容部１０１内にインクが所定量以上あるときには、頂点ｐ１と頂点ｐ２で張られる面と、頂点ｐ１と頂点ｐ３で張られる面とは、インクに接している。一方、頂点ｐ４と頂点ｐ５で張られる面１７１は、インクカートリッジ１００の外面に露出している。
【００４４】
インクカートリッジ１００が未使用の状態においては、プリズム１７０の先端部分（頂点ｐ１〜ｐ３参照）をインクの液面の下に埋没させるのに十分なインクが存在する。このため、プリンターに設けられた光学センサからプリズム１７０の露出面１７１に向けて射出された光は、プリズム１７０の先端部分（頂点ｐ１〜ｐ３参照）において、インク収容部１０１内のインクに吸収される。よって、光学センサが受け取る反射光の量は所定値未満である。
【００４５】
その後、インクが消費され、インクの液面が低下すると、プリズム１７０の先端部分（頂点ｐ１〜ｐ３参照）の一部は、インク収容部１０１内において、空気に触れることになる。このため、光学センサから射出された光は、プリズム１７０の先端部分（頂点ｐ１〜ｐ３参照）において、反射され、光学センサは、その反射光を受け取る。すなわち、光学センサが受け取る光の量は所定値以上である。よって、プリンター２００は、光学センサが受け取る光の量に基づいて、インクの液面が所定の位置を下回ったこと、すなわち、インク残量が所定量を下回ったことを検出することができる。
【００４６】
図２に示すように、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、プリズム１７０から多孔質流路１８０に至るインク収容部１０１の床面１６５は、プリズム１７０および多孔質流路１８０の高さよりも低い位置にあって、プリズム１７０から多孔質流路１８０に向かって傾斜している。なお、多孔質流路１８０とプリズム１７０の高さは、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、それぞれの最も高い部分の位置で評価するものとする。
【００４７】
上記のような構成においては、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、インクの残量が少なくなった場合には、インクは、プリズム１７０から多孔質流路１８０に向かって流れる。インクの残量がさらに少なくなり、床面１６５の一部の上にのみインクが存在する状態となった場合にも、そのインクは、床面１６５の高い位置にあるプリズム１７０近傍には存在せず、床面１６５の低い位置にある多孔質流路１８０に接して多孔質流路１８０の近傍に存在することとなる。
【００４８】
多孔質流路１８０は、多孔質部材で構成される。このため、下流のインク供給部１２０や弁５００の流路ｐｄ，ｐｕの圧力が低下してインクを吸引されると、多孔質流路１８０の上流側から下流側に向かって順に連通孔内をインクが移動することになる。インク収容部１０１内のインクがほぼなくなると、多孔質流路１８０の上流側において、連通孔は空隙となる。すると、それらの空隙の毛細管力により、床面１６５上で多孔質流路１８０に接して多孔質流路１８０の近傍に存在するインクは、多孔質流路１８０内に吸引される。また、インク収容部１０１内に残留しているインクであって、多孔質流路１８０に接して多孔質流路１８０の近傍に存在するインクと繋がっているインクは、インクの液体の分子間力により、多孔質流路１８０の近傍のインクに引っ張られて、多孔質流路１８０内に吸引される。
【００４９】
以上のような原理により、インク収容部１０１内にインクの残量が少なくなり、プリズム１７０表面や床面１６５の一部の上にのみインクが存在する状態となった場合にも、その後、それらのインクは多孔質流路１８０に吸引される。すなわち、プリズム１７０に付着したインクや、プリズム１７０近傍のインクが、インク収容部１０１内に残留する可能性は低い。このため、インク収容部１０１内において、インクの液面は、プリズム１７０の頂点ｐ１〜ｐ３で張られる三角形よりも下に位置しているにもかかわらず、プリズム１７０の表面にインクが付着して、そのインクによりプリンターの光学センサから射出された光が吸収されてしまう可能性が低い。よって、プリズム１７０を含むインク残量検出機構が、インク収容部１０１内のインクの量が検知されるべき量を下回っているにもかかわらず、それを検知できない、という事態が生じる可能性を低減できる。
【００５０】
なお、本実施例におけるインク収容部１０１が、［課題を解決するための手段］における「液体収容室」に相当する。開口１２５が「供給口」に相当する。弁５００が「流通制御部」に相当する。多孔質流路１８０が「多孔質流路」に相当する。プリズム１７０が「液体検出部」に相当する。弁体５５０が「弁体」に相当する。弁座５２０が「弁座」に相当する。
【００５１】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例のインクカートリッジ１００ｂは、インクカートリッジ１００ｂの外部とインク収容部１０１ｂ内との圧力差が所定値以下である場合にインク収容部１０１ｂからインクが流出するのを防止するための機構が第１実施例とは異なる。そして、第２実施例のインクカートリッジ１００ｂは、弁５００を備えていない。また、第２実施例のインクカートリッジ１００ｂは、インクカートリッジ１００ｂの外部にインクを送出するインク供給部の構成が、第１実施例とは異なる。第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの他の点は、第１実施例のインクカートリッジ１００と同じである。
【００５２】
なお、第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの構成要素であって、第１実施例のインクカートリッジ１００の構成要素と対応する構成要素には、第１実施例のインクカートリッジ１００の構成要素に付した部号の末尾に符号「ｂ」を付した符号を割り当てる。
【００５３】
図３は、第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの分解斜視図である。第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの容器本体１１０ｂのバスタブ状の空隙は、可撓性を有するフィルム１１４で封止されている。フィルム１１４は、外周部を蛇腹状に折りたたまれて、外周部の外縁を容器本体１１０ｂの側壁１１０２ｂの端部に溶着される。このフィルム１１４と容器本体１１０ｂとで区画される空間が、インクが収容されるインク収容部１０１ｂである。
【００５４】
蓋部材２０ｂは、フィルム１１４の外側から容器本体１１０ｂに組み合わされて、容器本体１１０ｂを塞ぐ。蓋部材２０ｂには、貫通孔である通気孔１３３ｂが設けられている。フィルム１１４と蓋部材２０の間の空間には、通気孔１３３ｂを介して、空気が流通する。インク収容部１０１ｂの容量は、フィルム１１４の屈曲部１１６が伸ばされ、または折り曲げられ、平面部１１５が変位することにより、変化する。インク収容部１０１ｂの容量が小さくなるとき、それに応じて、フィルム１１４と蓋部材２０の間の空間は大きくなる。
【００５５】
容器本体１１０ｂの底部１１０１の略中央には、コイルバネ１６０が配されている。コイルバネ１６０は、他端において、受圧板１１２を支持している。受圧板１１２は、コイルバネ１６０によって、フィルム１１４および蓋部材２０に向かって押しつけられている。フィルム１１４のうちの折りたたまれていない中央部分が、蓋部材２０と受圧板１１２との間に位置する。すなわち、コイルバネ１６０は、インク収容部１０１ｂの容量が増大する方向に受圧板１１２を付勢している。
【００５６】
インク収容部１０１ｂ内のインクが消費されインクが占めていた容積が小さくなると、負圧が発生して、受圧板１１２およびフィルム１１４が底部１１０１に向かって引き寄せられる。フィルム１１４がインク収容部１０１ｂ内部の圧力変化に応じて変形するのに対して、受圧板１１２は、インク収容部１０１ｂ内部の圧力が変化しても、実質的に変形しない。しかし、フィルム１１４の変形に伴って、受圧板１１２は変位する。
【００５７】
インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、底壁１１０３ｂよりも底壁１１０３ｂと向かい合う側の側壁１１０２ｂの近傍の角の位置には、大気連通室１３０ｂが設けられている。なお、図３は、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢でインクカートリッジ１００を示している。大気連通室１３０ｂは、フィルム１１４に設けられた通気孔１３２ｂを介して、フィルム１１４と蓋部材２０の間の空間に連通している。
【００５８】
また、大気連通室１３０ｂは、インク収容部１０１ｂに連通している通気孔１３１ｂを備えている。大気連通室１３０ｂは、コイルバネ１６０の伸縮方向、すなわち、受圧板１１２が変位する方向について受圧板１１２を投射した場合に、受圧板１１２と重ならない位置に設けられる。なお、受圧板１１２が変位する方向を、図３において矢印Ａｄで示す。矢印Ａｄの方向は、Ｙ軸正の方向と平行である。
【００５９】
図４は、第２実施例のインクカートリッジ１００ｂの断面図である。図３に示したｘ，ｙ，ｚの３軸を図４においても示す。技術の理解を容易にするために、図４においては、本来、断面の奥に見えるべきである一部の構成の図示を省略している。大気連通室１３０ｂに対して容器本体１１０ｂの底部１１０１の側の位置には、変位伝達部材１５０が設けられている。
【００６０】
変位伝達部材１５０は、受圧板１１２の変位に応じて、大気連通室１３０ｂの通気孔１３１ｂを開閉する。変位伝達部材１５０は、腕部１５３，１５４を有している。変位伝達部材１５０の腕部１５３，１５４は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂で形成される。
【００６１】
変位伝達部材１５０の一方の腕部１５４は、大気連通室１３０ｂの通気孔１３１ｂの下に至っている。変位伝達部材１５０は、コイルバネ１４６によって、大気連通室１３０ｂの側、すなわち、受圧板１１２の側に向かって押されている。コイルバネ１４６によって、腕部１５４の先端部分が通気孔１３１ｂに押しつけられることにより、通気孔１３１ｂが封止される。
【００６２】
変位伝達部材１５０の他方の腕部１５３は、受圧板１１２が変位する方向Ａｄについて受圧板１１２を投射した場合に、その先端が受圧板１１２と重なる位置にまで達している（図４参照）。変位伝達部材１５０の腕部１５３の先端は、受圧板１１２が下降して所定の位置に達すると受圧板１１２と接触する。そして、受圧板１１２がさらに下降すると、腕部１５３の先端は、受圧板１１２によって押し下げられる。すると、腕部１５４も下降して通気孔１３１ｂから離れて、通気孔１３１ｂが開かれる。
【００６３】
インク収容部１０１ｂ内のインクが外部に送出され、インク収容部１０１ｂ内の圧力が低下したときには、フィルム１１４の平面部１１５や受圧板１１２が、蓋部材２０を離れて底部１１０１に近づく向きに変位する。すると、受圧板１１２に押されて変位伝達部材１５０が下降して、通気孔１３１ｂが開かれる。その結果、蓋部材２０ｂに設けられた通気孔１３３ｂ、フィルム１１４に設けられた通気孔１３２ｂ、大気連通室１３０ｂの床部の通気孔１３１ｂを介して、インク収容部１０１ｂ内に大気が導入される。
【００６４】
容器本体１１０ｂの底壁１１０３ｂには、インク供給部１２０ｂが設けられている。インク供給部１２０ｂは、インクカートリッジ１００ｂの外部にインクを送出するためのインク供給路１２２ｂと、インク供給路１２２ｂ内に配されてインク供給路１２２ｂ内を満たしている供給孔フォーム１２４ｂと、を含む。インク供給路１２２ｂの一端は、容器本体１１０の底壁１１０３ｂに設けられた開口１２５ｂである。供給孔フォーム１２４ｂの素材は、第１実施例の供給孔フォーム１２４と同じである。インクカートリッジ１００ｂからインクジェットプリンターにインクが供給される際には、インクは、供給孔フォーム１２４ｂの連通孔を通って、開口１２５から外部に送出される。
【００６５】
フィルム６００は、底壁１１０３ｂであって、インク収容部１０１ｂからインク供給路１２２ｂの開口１２５ｂに至るインク流路の途中に設けられている。より具体的には、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、フィルム６００は、供給孔フォーム１２４ｂの上部に位置する（図４参照）。
【００６６】
インクジェットプリンターにおいてインクが吐出されたとき、フィルム６００の下流側の圧力は、上流側の圧力に比べて低くなる。フィルム６００は、フィルム６００の上流側の圧力と、上流側よりも低い下流側の圧力との差が所定値未満である場合に、上流から下流に向かうインクの流通を阻止する。そして、フィルム６００は、フィルム６００の上流側と下流側の圧力の差が上記所定値以上である場合に、上流から下流にインクを流通させる。この所定値は、インクジェットプリンターにおいてインクが吐出されたときのフィルム６００の下流側の圧力と上流側の圧力との差よりも小さい値に設定される。また、フィルム６００は、上流側と下流側の圧力差によらず、下流から上流に向かうインクの流通を阻止する。
【００６７】
このような構成とすることにより、インクジェットプリンターによるインクの吸引により下流側において負圧が発生していない状態において、インク供給部１２０ｂからインクが漏れ出す事態を防止することができる。また、所定の色のインクを収容するインクカートリッジ１００ｂが、インクジェットプリンターにおいて、他の色のインクを収容するインクカートリッジが装着されるべき場所に装着された場合にも、インクジェットプリンター側の流路内の他の色のインクが、インクカートリッジ１００ｂ内に流入する事態を防止することができる。
【００６８】
第２実施例のように、流通制御部がフィルム６００である態様であって、かつ、インクカートリッジが多孔質流路１８０を備えない態様においては、インクが流通するにつれてフィルム６００によって流通を阻止された気泡がフィルム６００の表面に付着して、インクの流通を阻害する可能性がある。しかし、フィルム６００とともに多孔質流路１８０とを備える第２実施例のような態様においては、インクの流通方向（図４の多孔質流路１８０においてｘ軸の正の方向）について所定の厚みを有する多孔質流路１８０がその内部に気泡を捕捉して、下流のフィルム６００に気泡が流通するのを阻止する。このため、フィルム６００の表面に気泡が付着してインクの流通が阻害される可能性を低減できる。
【００６９】
図４に示すように、多孔質流路１８０ｂは、底壁１１０３ｂであって、インク収容部１０１ｂからフィルム６００に至るインク流路の途中に設けられている。多孔質流路１８０ｂは、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、プリズム１７０よりも低い位置に設けられる。なお、多孔質流路１８０ｂとプリズム１７０の高さは、インクカートリッジ１００が使用される際の姿勢において、それぞれの最も高い部分の位置で評価するものとする。
【００７０】
インク収容部１０１ｂと多孔質流路１８０ｂとは、流路ｐｃで接続されている。より詳細には、流路ｐｃは、プリズム１７０がインク収容部１０１ｂ内に露出している床面１６５ｂと接続されている。そして、流路ｐｃは、多孔質流路１８０ｂの上端と同じ高さかそれよりも低い位置にある。すなわち、流路ｐｃの底面は、多孔質流路１８０ｂの上端よりも高い部分を有さない。
【００７１】
このような構成においても、インク収容部１０１ｂ内のインクがほぼなくなると、多孔質流路１８０に接して多孔質流路１８０の近傍に存在するインクは、多孔質流路１８０内に吸引される。また、多孔質流路１８０に接しているインクと流路ｐｃを介して繋がっているインクは、インクの粘性により多孔質流路１８０に接しているインクに引っ張られて、多孔質流路１８０内に吸引される。よって、プリズム１７０がインク収容部１０１ｂ内に露出している床面１６５ｂ上のインクや、プリズム１７０に付着しているインクも、インク収容部１０１ｂ内に取り残されることなく、多孔質流路１８０内に収容される。
【００７２】
このような原理により、インク収容部１０１内にインクの残量が少なくなり、プリズム１７０表面や床面１６５ｂの一部の上にのみインクが存在する状態となった場合にも、その後、それらのインクは多孔質流路１８０に吸引される。よって、インク収容部１０１内のインクの量が、検知されるべき量を下回っているにもかかわらず、プリズム１７０を含むインク残量検出機構がそれを検知できない、という事態が生じる可能性を低減できる。
【００７３】
本実施例におけるフィルム６００が、［課題を解決するための手段］における「フィルム」に相当する。
【００７４】
Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
上記実施例においては、インク収容部１０１のインクの量が所定値を下回ったことを検出する手段は、インクカートリッジ１００に設けられたプリズム１７０である。そして、プリンターに設けられた光学センサの光射出部から射出された光が反射または吸収されることにより、光学センサの受光部において、インク収容部１０１のインクの量が所定値を下回ったことが検出される。しかし、液体容器内の液体の量が所定値を下回ったことを検出するための液体検出部は、他の態様とすることもできる。
【００７５】
たとえば、液体検出部は、ピエゾ素子を備える態様とすることもできる。そのような態様においては、ピエゾ素子によって、所定期間、インク収容部または流路内に残留するインクに振動が加えられる。その後、ピエゾ素子は、残留するインクの振動の振幅や周期に応じて、インク収容部または流路内に残留するインクが少なくなったこと、またはインク収容部や流路内にインクが存在しないことを検知する。このような態様においても、上記実施例で説明したような多孔質流路を設けることで、液体検出部の誤動作を防止することができる。
【００７６】
また、上記実施例では、液体検出部としてのプリズム１７０は、その一部がインク収容部１０１内に設けられている。しかし、液体検出部は、インク収容部１０１と多孔質流路１８０との間にその一部が設けられる態様とすることもできる。なお、上記第１および第２実施例では、液体検出部を備える態様を例示した。しかし、本発明の液体容器は、液体検出部を備えない態様とすることもできる。
【００７７】
Ｃ２．変形例２：
上記第１実施例においては、床面１６５は、プリズム１７０および多孔質流路１８０の高さよりも低い位置にあって、プリズム１７０から多孔質流路１８０に向かって傾斜している。しかし、液体検出部から多孔質流路に至る流路の底面は、他の態様とすることもできる。たとえば、第２実施例に示すように、液体が、一旦下降して液体検出部より低い部位を流れ、その後上昇して多孔質流路に至る態様とすることもできる。すなわち、流路の底面の高さは、液体容器が使用される際の姿勢にあるとき（すなわち、開口１２５ｂの開口面が水平であるとき）に、液体検出部および多孔質流路の高さ以下であるように設けられ、液体検出部および多孔質流路の高さより高い部位を含まないように設けられていればよい。ただし、多孔質流路の高さは、液体検出部の高さとほぼ同じであるかそれ以下であることが好ましい。なお、「高さがほぼ同じ」とは、液体容器が使用される際の姿勢にあるときに、最も低い部位から測った高さの差が、高い方の高さの５％未満であることをいう。
【００７８】
また、液体検出部から多孔質流路に至る流路の底面は、液体容器が使用される際の姿勢にあるとき（すなわち、開口１２５ｂの開口面が水平であるとき）に、水平または前記液体検出部から前記多孔質流路に向かって下降している態様とすることが好ましい。ここで、流路の底面が「水平または前記液体検出部から前記多孔質流路に向かって下降している」とは、（ｉ）流路の底面全体が水平である態様と、（ｉｉ）流路の底面全体が液体検出部から多孔質流路に向かって下降している態様と、（ｉｉｉ）流路の底面が、多孔質流路に向かって下降している部分と水平である部分とを含む態様と、を含む。
【００７９】
Ｃ３．変形例３：
上記実施例においては、多孔質流路１８０は、互いに連通する空隙を備える多孔質部材で構成される。この多孔質部材は、たとえば、発泡剤を含ませて発泡させた樹脂で構成することもできる。また、繊維を積層して構成することもできる。
【００８０】
Ｃ４．変形例４：
上記実施例に対して、前記流通制御部の上流側と下流側の圧力の差によって、上流側と下流側を流通させる弁（差圧弁）を適用してもよい。かかる差圧弁は弁体と弁座を備え、差圧弁の下流側の圧力と上流側の圧力との差が所定値より大きくなると弁体が弁座から離れる方向に変位して、差圧弁の上流側と下流側が流通可能な状態になり、下流側にインクが供給される。そして、上流側から下流側へのインクの供給により、下流側の圧力と上流側の圧力との差が所定値未満となると、弁体と弁座が密着して、差圧弁の上流側と下流側の流通が停止される。
【００８１】
このような態様は、第１実施例のインクカートリッジ１００において、大気に連通している空気室ｐａの部分を、以下のように置き換えることにより、実現することができる。すなわち、空気室ｐａの部分を上流側の流路ｐｕに連通させて、上流側のインク流路の一部とする。なお、当該部分は、大気に連通してはいない。そして、バルブフィルム５８０が、インク流路の上流側の流路ｐｕの圧力と、インク流路の下流側の流路ｐｄの圧力とを、その両側において受けるように構成する。
【００８２】
Ｃ５．変形例５：
上記実施例では、インクカートリッジ１００，１００ｂは、家庭用またはオフィス用に使用されるプリンター用のインクカートリッジである。しかし、本発明の液体容器としてのインクカートリッジは、業務用に使用される大型のプリンターのインクカートリッジに適用することもできる。
【００８３】
また、インクカートリッジは、印刷ヘッドおよびサブタンクが設置されたキャリッジとは別に、メインタンクとしてインクカートリッジ１００が設置されるインクジェットプリンター（いわゆるオフキャリッジタイプのプリンター）に適用してもよく、カートリッジ装着部が印刷ヘッドと一体になって印刷媒体の紙巾方向に往復移動するインクジェットプリンター（いわゆるオンキャリッジタイプのプリンター）にも適用してもよい。
【００８４】
Ｃ６．変形例６：
上記実施例及び変形例では、インクジェットプリンターに使用されるインクカートリッジについて説明したが、本発明は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に用いても良く、また、そのような液体を収容した液体容器にも適用可能である。本発明の液体容器は、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、液体噴射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。液体噴射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を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置および液体容器に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
２０，２０ｂ…蓋部材
１００，１００ｂ…インクカートリッジ
１０１，１０１ｂ…インク収容部
１１０，１１０ｂ…容器本体
１１０１…底部
１１０２，１１０２ｂ…側壁
１１０３，１１０３ｂ…底壁
１１２…受圧板
１１４…フィルム
１１５…平面部
１１６…屈曲部
１１７…シート
１２０，１２０ｂ…インク供給部
１２２，１２２ｂ…インク供給路
１２４，１２４ｂ…供給孔フォーム
１２５，１２５ｂ…開口
１３０…大気開放孔
１３０ｂ…大気連通室
１３１，１３１ｂ…通気孔
１３２，１３２ｂ…通気孔
１３３ｂ…通気孔
１４６…コイルバネ
１５０…変位伝達部材
１５３，１５４…腕部
１６０…コイルバネ
１６５，１６５ｂ…床面
１７０…プリズム
１７１…露出面
１８０，１８０ｂ…多孔質流路
２００…インクジェットプリンター
５００…弁
５２０…壁部（弁座）
５５０…弁体
５６０…受圧板
５７０…軸部
５８０…バルブフィルム
５９０…円錐バネ
６００…フィルム
Ａｄ…受圧板の変位方向を示す矢印
ｐ１〜ｐ５…プリズムの頂点
ｐａ…空気室
ｐｃ…プリズム（インク収容部）と多孔質流路を結ぶ流路
ｐｄ…弁体に対して下流側の流路
ｐｕ…弁体に対して上流側の流路
【図１】
0005862019.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005862019.tif 000004
【図４】
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