(57)【要約】【課題】  より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、液体切れを起こすことなく安定して液体供給を行う。【解決手段】  インクカートリッジ１０は、インクを吸収保持する負圧発生部材１１を収容した負圧発生部材収容室１４と、インク８を収容する液体収容室６と、両収容室６，１４を仕切る仕切り壁７と、液体収容室６から負圧発生部材収容室１４へインクを導出させるインク連通部５と、負圧発生部材収容室１４から液体収容室６へ空気を導入する気体連通部１７を備えている。気体連通部１７は負圧発生部材１１に接して空気を導入する気体導入口１２を有している。インク連通部は仕切り壁７の下部に配置されており、気体導入口１２は負圧発生部材１１の内部であってインク連通部５よりも上方の位置に配置されている。【選択図】  図１
2006044052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、液体を収容する液体収容室と、前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁と、前記液体収容室から前記負圧発生部材収容室へ液体を導出させる液体連通部と、前記負圧発生部材収容室から前記液体収容室へ空気を導入するための気体連通部とを備え、
前記気体連通部は前記負圧発生部材に接して空気を導入する１つ以上の気体導入口と該気体導入口から導入した空気を前記液体収容室へ送るための１つ以上の気体連通路とを有しており、前記液体収容室は前記液体連通部と前記気体連通部とを除いて実質的に密閉されている液体カートリッジにおいて、
前記液体連通部は前記仕切り壁の下部に配置されており、前記気体導入口は前記負圧発生部材の内部であって前記液体連通部よりも上方の位置に配置されていることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項２】
インクジェット記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、液体を収容する液体収容室と、前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁と、前記液体収容室から前記負圧発生部材収容室へ液体を導出させる液体連通部と、前記負圧発生部材収容室から前記液体収容室へ空気を導入するための気体連通部とを備え、
前記気体連通部は前記負圧発生部材に接して空気を導入する１つ以上の気体導入口と該気体導入口から導入した空気を前記液体収容室へ送るための１つ以上の気体連通路とを有しており、前記液体収容室は前記液体連通部と前記気体連通部とを除いて実質的に密閉されている液体カートリッジにおいて、
前記液体連通部は前記仕切り壁の下部に配置され、前記気体導入口は前記負圧発生部材の内部であって前記液体連通部よりも上方の位置に配置されており、
前記液体カートリッジは使用状態において前記液体収容室および前記負圧発生部材収容室内に液体を収容保持しており、前記液体カートリッジが使用状態の姿勢に置かれたときには前記負圧発生部材収容室内に収容保持された液体が前記負圧発生部材の内部に配置された前記気体導入口を覆うことを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項３】
前記負圧発生部材は、互いに圧接させられた状態で前記負圧発生部材収容室内に収容された第１及び第２の負圧発生部材からなり、前記第１の負圧発生部材と前記第２の負圧発生部材との間の圧接界面は前記仕切り壁に交差しており、
前記第１の負圧発生部材が有する毛管力が前記第２の負圧発生部材が有する毛管力よりも大きく、
前記第１の負圧発生部材は、前記液体連通部と前記気体連通部と前記液体供給口とに接し、前記圧接界面を介してのみ前記大気連通口に連通可能であり、前記第２の負圧発生部材は、前記圧接界面を介してのみ前記液体連通部および気体連通部に連通可能であり、
前記気体導入口は、前記第１の負圧発生部材の内部または前記圧接界面に接する位置に配置されて前記第１の負圧発生部材に接している、請求項１または２に記載の液体カートリッジ。
【請求項４】
前記気体連通路は前記液体連通部とは異なる位置で前記液体収容室に連通している、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体カートリッジ。
【請求項５】
前記気体連通路は前記液体収容室の上部に連通している、請求項４に記載の液体カートリッジ。
【請求項６】
前記気体連通部の少なくとも一部は、内部に通路が構成され、前記負圧発生部材内に挿入される先端部が針状に形成されたチューブ状に形成されており、前記先端部には前記気体導入口を成す１つ以上の穴が開口している、請求項１から５のいずれか１項に記載の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、インクジェット記録ヘッドへ供給する液体を貯留する液体カートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録の分野で使用される液体収納容器としてのインクカートリッジは、インクを吐出するための記録ヘッドに対してインク供給を良好に行うために、インクカートリッジ内に貯溜されているインクの保持力を調整するための構成を備えている。この保持力は、記録ヘッドのインク吐出部の圧力を大気に対して負とするためのものであることから、負圧と呼ばれている。
【０００３】
本出願人は、特許文献１等において、インク負圧発生部材を利用しつつも、インクカートリッジの単位体積あたりのインク収容量を増加させ、かつ安定したインク供給を実現できる、液体収納室を備えたインクカートリッジを提案している。
【０００４】
図４ａは、上述の構成を備えた従来のインクカートリッジの概略断面を示す図である。
【０００５】
インクカートリッジ９０の内部は、連通部９５を有する仕切り壁（隔壁）９７で２つの空間に仕切られている。一方の空間は、仕切り壁９７の連通部９５を除いて密閉され、かつインク１０１を直接保持する液体収納室９６になっており、他方の空間は、負圧発生部材９１を収納する負圧発生部材収納室９２になっている。この負圧発生部材収納室９２を形成する壁面には、インク消費に伴うインクカートリッジ９０内への大気の導入を行うための大気連通口９３と、記録ヘッド部（不図示）へインクを供給するためのインク供給口９４とが形成されている。なお、図４ａ〜図４ｃにおいては、負圧発生部材９１がインクを保持している領域を斜線で示し、液体収容室９６および連通部９５に収納されているインクを網線で示している。
【０００６】
上述の構造では、不図示の記録ヘッドによって負圧発生部材９１のインクが消費され、図４ａに示した気液界面１００に達すると、以後のインク消費に伴って大気連通口９３から負圧発生部材収納室９２に空気が導入され、その空気が仕切り壁９７の連通孔部９５を通じて液体収納室９６に入る。これに替わって、液体収納室９６からインクが仕切り壁の連通部９５を通じて負圧発生部材収納室９２の負圧発生部材９１に充填される（以下、この動作を「気液交換動作」と称する）。従って、記録ヘッドによりインクが消費されてもその消費量に応じてインクが負圧発生部材９１に充填され、負圧発生部材９１は一定量のインクを保持（気液界面１００を維持）し、それによって、記録ヘッドに対する負圧をほぼ一定に保つので、記録ヘッドへのインク供給が安定する。
【０００７】
なお、図４ａに示す例においては、負圧発生部材収容室９２と液体収容室９６の連通部９５の近傍には、大気導入を促進するための構造として気体導入溝１０４が設けられており、大気連通口９３の近傍にはリブ９８によって負圧発生部材９１がない空間（バッファ室）９９が形成されている。
【０００８】
また、従来のインクカートリッジ９０の液体収容室９６の底面には、インクカートリッジ９０と一体に形成されたプリズム形状の三角プリズム１０５が配置されている。インクカートリッジ９０が装着される記録装置本体は、インクカートリッジ９０が装着されたときに三角プリズム１０５の下方に位置する部分に、発光部と受光部を持つ光学センサー（不図示）が配置されている。この光学センサは、発光部から三角プリズム１０５の底面へ光を入射させ、その光が三角プリズム１０５の２つの反射面にて反射して光学センサの受光部に戻る光の光量により、液体収容室９６内のインクの有無の検知（残量検知）を行う。
【０００９】
図５は、上述の構成を備えた従来の他のインクカートリッジの概略断面を示す図である。なお、図５に示すインクカートリッジの基本的な構成は図４ａに示すインクカートリッジ９０と同様であるので、基本的な構成に関する説明は省略する。図５に示すインクカートリッジが図４ａのインクカートリッジと異なる点は、負圧発生部材を２つに分けた点にある。
【００１０】
負圧発生部材収容室７２には、互いに圧接させられた第１の負圧発生部材７１ａと第２の負圧発生部材７１ｂとが収納されている。第１の負圧発生部材７１ａの毛管力は第２の負圧発生部材７１ｂの毛管力よりも高くなっている。第１の負圧発生部材７１ａと第２の負圧発生部材７１ｂとの圧接部の界面８２は仕切り壁７７と交差している。第１の負圧発生部材７１ａは、連通部７５に連通するとともに、界面８２を介してのみ大気連通口７３に連通可能である。一方、第２の負圧発生部材７１ｂは、界面８２を介してのみ連通部７５に連通可能であり、界面８２よりも下方に連通部７５を有する構成となっている。
【００１１】
この構成によれば、第１の負圧発生部材７１ａの毛管力が第２の負圧発生部材７１ｂの毛管力よりも高く設定されているので、インクの消費に伴って負圧発生部材７１ａ，７１ｂ内の気液界面８０が低下する過程では、上側の第２の負圧発生部材７１ｂのインクを確実に消費した後に第１の負圧発生部材７１ａ中のインクが消費される。これにより、気液界面８０は、第１の負圧発生部材７１ａと第２の負圧発生部材７１ｂとの界面８２で一度略水平となった後、連通部７５の上端の位置まで低下する。そのため、図５に示すインクカートリッジ７０は、図４ａに示したインクカートリッジに比べて、気液交換開始時に気液界面８０が図中に破線で示すようにより水平に近い状態で気液交換がなされるので、より望ましい構成であると言える。
【００１２】
小型化とインクの高い使用効率とを兼ね備えたこのようなインクカートリッジは本出願人により製品化されており、現在も実用に供されている。
【特許文献１】特許第２９５１８１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年のインクジェット記録装置は、記録速度の高速化が進み、インクカートリッジからインクジェット記録ヘッドへの単位時間当たりのインク供給量が増えている。そのため、上述の構成のインクカートリッジでは、インクを供給量が増大した状態で供給し続けた場合には、液体収納室へのそれに見合う量の空気の供給が追いつかずに吸収体内の液面（気液界面）が低下してしまい、その結果、インクの供給が間に合わず、液体収納室内のインクを残したままインクの供給が途絶えてしまうことがあった（以下、このような現象を「インク切れ」という）。
【００１４】
ここで、従来のインクカートリッジのインク切れのメカニズムについて、図４ａ〜図４ｃを参照して説明する。なお、以下に説明するインク切れのメカニズムは、図５に示した構成のインクカートリッジにおいても同様である。
【００１５】
図４ａは、従来のインクジェット記録装置におけるインクタンクからインクジェット記録ヘッドへの、インク供給量が比較的少ない時の気液交換の状態を示し、図４ｂは、インクジェット記録ヘッドへのインク供給量が比較的多いときの気液交換の状態を示し、図４ｃは、インクジェット記録ヘッドへのインク供給量が更に増大したときの気液交換時の状態を示している。
【００１６】
図４ａに示す状態では、インクジェット記録ヘッド（不図示）へのインク供給量が比較的少ないので、液体収納室９６から導出されるインク量とそれに伴って液体収納室９６へ導入される空気の量とが釣り合っている。すなわち、負圧発生部材９１内の気液界面１００が、連通部９５の上端と負圧発生部材９１とが当接した点１０２の近傍で略一定の位置にて保たれている。
【００１７】
しかしながら、インクジェット記録ヘッド（不図示）へのインク供給量がさらに増えた場合、インク供給量に見合う量の空気の液体収容室９６への導入が追いつかなくなる。したがって、本来ならば液体収容室９６内のインク１０１との間で行われるべき気液交換が行われず、液体収容室９６に導入されるべき空気量に見合う量のインクが、負圧発生部材９１に保持されているインクの中からインクジェット記録ヘッドへ供給されていくことになる。そのため、図４ｂに示すように負圧発生部材９１内の気液界面１００が低下していくことになる。
【００１８】
この場合、気液界面１００の低下による負圧の増大も引き起こされ、インクジェット記録ヘッドへの負圧での安定したインク供給ができなくなり、記録画像の乱れ等を引き起こすばかりか、気液界面１００がついにはインク供給口９４に達し、インク切れを引き起こすことがある（図４ｃ参照）。
【００１９】
液体収容室９６へ導入する空気の量を増やすために気体導入溝１０４の幅を広げることも考えられるが、たとえその幅を広げるにしてもその最大幅はインクカートリッジ７０の厚み方向の幅寸法に制限されてしまうので、気体導入溝１０４の幅を広げることで液体収容室９６へ導入する空気の量を増やすのには構造上の限界がある。
【００２０】
また、気体導入溝１０４から液体収容室９６へ空気が導入される際に泡が発生するが、液体収容室９６のインクがなくなる時に、その泡が三角プリズム１０５に付着すると、液体収容室９６のインクがなくなったことを検知することができない場合があり、インクの残量検知の精度が低下してしまうことがある。さらに、インク供給量が増大した場合、三角プリズム１０５に付着した泡が消える前に負圧発生部材９１内に保持された供給可能なインクを使い切ってしまい、インク切れを起こすこともあった。
【００２１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、液体切れを起こすことなく安定して液体供給を行うことができる液体カートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の液体カートリッジは、インクジェット記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、液体を収容する液体収容室と、前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁と、前記液体収容室から前記負圧発生部材収容室へ液体を導出させる液体連通部と、前記負圧発生部材収容室から前記液体収容室へ空気を導入するための気体連通部とを備え、前記気体連通部は前記負圧発生部材に接して空気を導入する１つ以上の気体導入口と該気体導入口から導入した空気を前記液体収容室へ送るための１つ以上の気体連通路とを有しており、前記液体収容室は前記液体連通部と前記気体連通部とを除いて実質的に密閉されている液体カートリッジにおいて、前記液体連通部は前記仕切り壁の下部に配置されており、前記気体導入口は前記負圧発生部材の内部であって前記液体連通部よりも上方の位置に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の他の液体カートリッジは、インクジェット記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、液体を収容する液体収容室と、前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁と、前記液体収容室から前記負圧発生部材収容室へ液体を導出させる液体連通部と、前記負圧発生部材収容室から前記液体収容室へ空気を導入するための気体連通部とを備え、前記気体連通部は前記負圧発生部材に接して空気を導入する１つ以上の気体導入口と該気体導入口から導入した空気を前記液体収容室へ送るための１つ以上の気体連通路とを有しており、前記液体収容室は前記液体連通部と前記気体連通部とを除いて実質的に密閉されている液体カートリッジにおいて、前記液体連通部は前記仕切り壁の下部に配置され、前記気体導入口は前記負圧発生部材の内部であって前記液体連通部よりも上方の位置に配置されており、前記液体カートリッジは使用状態において前記液体収容室および前記負圧発生部材収容室内に液体を収容保持しており、前記液体カートリッジが使用状態の姿勢に置かれたときには前記負圧発生部材収容室内に収容保持された液体が前記負圧発生部材の内部に配置された前記気体導入口を覆うことを特徴とする。
【００２４】
上記本発明の液体カートリッジによれば、液体連通部が仕切り壁の下部に配置され、気体導入口が負圧発生部材の内部であって液体連通部よりも上方の位置に配置されているので、単位時間当たりのインク消費量が比較的多い場合であっても、負圧発生部材に含まれた液体による気液界面の高さは、気液交換動作中、気体導入口が配置されている高さか、あるいはそこからわずかに低下して気体導入口との間にわずかな隙間を確保した高さに維持される。そのため、たとえ単位時間当たりのインク消費量が比較的多い場合であっても気液交換動作中に気液界面がほとんど低下しないので、気液界面が液体供給口に到達するまで低下することにより生じる「液体切れ」を起こすおそれがない。また、本発明の構成によれば、気体導入口の総開口面積を液体収容室へ導入する空気の量に応じて設定することで、液体収容室へ導入する空気の量を増やすことが可能である。したがって、より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、液体切れを起こすことなく安定してインク供給を行うことができる。
【００２５】
さらに、前記気体連通路は前記液体連通部とは異なる位置で前記液体収容室に連通している構成としてもよい。この構成によれば、気液交換動作時には、仕切り壁の下部に設けられた液体連通部とは異なる位置から空気が液体収容室内に導入される。液体収容室内の液体の残量を光学的に検知するためのプリズムが液体収容室の底部に設けられている場合には、気液交換による空気が仕切り壁の下部に設けられた液体連通部から液体収容室内に導入されると、その空気によって液体収容室内の液体中に生じた気泡がプリズムに付着してしまい、プリズムによる液体残量の検知の精度が低下してしまうことがある。しかし、上記のように液体連通部とは異なる位置から空気を液体収容室内に導入する構成とすることにより、気泡がプリズムに付着して液体残量の検知の精度が低下することを防ぐことが可能になる。
【００２６】
この場合、気体連通路は前記液体収容室の上部に連通していることが好ましい。これにより、気液交換による空気を液体収容室内の空気層に直接導入することが可能になるので、気液交換による空気によって液体収容室内の液体中に気泡が発生することがなく、プリズムによる液体残量の検知の精度が低下してしまうことをより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の液体カートリッジは、液体収容室から負圧発生部材収容室へ液体を導出させる液体連通部が仕切り壁の下部に配置されており、負圧発生部材収容室から液体収容室へ空気を導入するための気体導入口が負圧発生部材の内部であって液体連通部よりも上方の位置に配置されているので、より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、液体切れを起こすことなく安定して液体供給を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
なお、本発明の実施形態では、適用可能な液体としてインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としてはインクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。
【００３０】
また、以下で参照する全ての図は、負圧発生部材内のインクの消費が進み、液体収容室からのインクを消費している（気液交換している）状態を示したものである。各図においては、負圧発生部材がインクを保持している領域については斜線で示し、空間内に収納されているインクを網線で示している。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略断面図であり、図１（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示し、図１（ｂ）は、単位時間当たりのインク消費量が比較的多い状態を示したものである。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のインクカートリッジ１０は、上部で大気連通口１３を介して大気と連通し、下部でインク供給口４と連通し、内部に負圧発生部材１１を収容する負圧発生部材収納室１４と、インク８を収容する実質的に密閉された液体収納室６とを有しており、それらの収納室６，１４は仕切り壁７によって仕切られている。そして、負圧発生部材収納室１４と液体収納室６とは、液体収容室６から負圧発生部材収容室１４へインクを導出させるインク連通部５、および負圧発生部材収容室１４から液体収容室へ空気を導入するための気体連通部１７を介してのみ連通している。
【００３３】
インク連通部５は、仕切り壁７の下部に配置され、負圧発生部材１１に接している。また、気体連通部１７は、負圧発生部材１１に接して空気を導入するための気体導入口１２と、気体導入口１２から導入した空気を液体収容室６へ送るための気体連通路１３とからなる。気体導入口１２は負圧発生部材１１の内部で負圧発生部材１１に接するように配置されており、気体連通路１３は仕切り壁７の上部において液体収容室６と連通している。さらに、負圧発生部材１１の気体導入口１２に接する面である気体導入面１６の面積は、必要な単位時間あたりのインク消費量に見合った空気を導入することが可能な大きさに設定されている。
【００３４】
また、負圧発生部材収納室１４を画定するインクカートリッジ１０の上壁には、負圧発生部材収納室１４の内部に突出する形態を有する複数個のリブ３が一体に成形されており、それらのリブ３は負圧発生部材収納室１４内に圧縮状態で収容された負圧発生部材１１と当接している。このリブ３により、インクカートリッジ１０上壁と負圧発生部材１１の上面との間にバッファー室９が形成されている。
【００３５】
また、液体収容室６の底面には、インクカートリッジ１０と一体に形成されたプリズム形状の三角プリズム１が配置されている。この三角プリズム１は、インクカートリッジ１０が装着されるインクジェット記録装置側に設けられた光学センサ（不図示）によって、液体収容室６内のインクの有無の検知（残量検知）に用いられる。なお、インクカートリッジ１０の壁部材と三角プリズム１は、上記のような光学的な検知を可能にするために透明な材料で構成されている。
【００３６】
なお、インクカートリッジ１０は、インクジェット記録装置に装着された使用状態では液体収容室６および負圧発生部材収容室１４内にインクを収容保持しており、インクカートリッジ１０がそのような使用状態の姿勢に置かれたときには負圧発生部材収容室１４内に収容保持されたインクが負圧発生部材１１の内部に配置された気体導入口１２を覆うようになっている。
【００３７】
次に、本実施形態のインクカートリッジ１０における気液交換動作等について説明する。
【００３８】
負圧発生部材収納室１４に収容されている負圧発生部材１１は多孔質部材あるいは微細な繊維を圧縮して構成した部材からなり、負圧発生部材１１には多数の毛細管が形成されているとみなすことができる。負圧発生部材１１は、その多数の毛細管がもたらす毛管力によって負圧を発生させる。通常、インクカートリッジ１０には、その使用開始直後では負圧発生部材１１中に充分なインクが含浸されているので、毛細管による水頭高さは充分高いところに位置している。
【００３９】
インク供給口４を介してインクが消費されると、負圧発生部材収納室１４の底部の圧力が低下し、毛細管の水頭も低下する。すなわち、インク消費に従って、負圧発生部材１１内の気液界面１５が低下していく。そして、そのままインクが消費されると、気液界面１５は、図１（ａ）に示すような気体導入口１２と同じ高さまで低下する。
【００４０】
このとき、単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない場合は、図１（ａ）に示す位置から気液界面１５がほとんど低下することなく、負圧発生部材１１の内部における、気体導入口１２に接する負圧発生部材１１の気体導入面１６のメニスカスが破られて、空気が気体連通路１３を通って液体収納室６に導入される。そして、液体収納室６に空気が導入されると、液体収納室６の圧力が負圧発生部材収納室１４の底部の圧力よりも高くなり、その圧力差をなくす分だけの量のインクが液体収納室６から負圧発生部材収納室１４に導出される。以上のようにして、液体収納室６と負圧発生部材収納室１４との間の気液交換動作が行われる。
【００４１】
一方、単位時間当たりのインク消費量が比較的多い場合は、図１（ａ）の状態では、気体導入口１２と気液界面１５とが接しているとインク供給量に見合った量の空気を液体収容室６内へ導入することができず、気液界面１５が低下する。しかしながら、気液界面１５がわずかに低下し、気体導入口１２と気液界面１５の間に隙間が発生すると、負圧発生部材１１の気液界面１５より上方の部分では負圧発生部材１１と気体導入口１２との間の空気の連通が容易になるので、気体導入口１２に接している気体導入面１６の全面において気体導入口１２への空気の導入が可能となり、気液界面１５の位置は、図１（ｂ）に示すように、気体導入口１２との間にわずかな隙間を確保した位置で安定する。単位時間当たりのインク消費量がこの状態からさらに増加した場合でも、気体導入面１６が導入可能な空気の量に見合ったインク消費量の範囲であれば、液体収容室６への空気の導入は問題なく行われるため、気液界面１５は図１（ｂ）に示す位置でほぼ安定する。
【００４２】
その後、インク消費量が極端に減少したり中断されたりすると、液体収納室６内のインク８がインク連通部５を通って負圧発生部材収容室１４内に導入されていく。そして、負圧発生部材１１の毛管力によってそのインクが吸い上げられて気液界面１５が上昇して気体導入面１５のメニスカスが再生し、その状態が保持されると、気液交換動作が停止する。
【００４３】
また、液体収容室６内のインク８の液面が気体導入面１５よりも低下した状態でインクの消費が停止した場合は、液体収納室６内の圧力と負圧発生部材収納室１４の底部における圧力の差をなくすように、液体収納室６内のインクが負圧発生部材収納室１４内に導出される。そして、負圧発生部材収納室１４に導出された液体収容室６内のインクは負圧発生部材１１の毛管力によって吸い上げられ、破壊された気液界面１５のメニスカスが再生し、液体収容室６への空気の導入が停止する。これにより、液体収容室６内からのそれ以上のインクの導出が停止されるので、インクカートリッジ１０からインクが漏れ出すことはなく、インクジェット記録ヘッドに対するインクの供給が正圧状態になることはない。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のインクカートリッジ１０では、たとえ単位時間当たりのインク消費量が比較的多い場合であっても気液交換動作中に気液界面１５がほとんど低下しないので、従来技術のように「インク切れ」を起こすおそれがない。したがって、より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、インク切れを起こすことなく安定してインク供給を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のインクカートリッジ１０は、気体導入路１３が液体収容室６の上部に連通する構成を有しており、液体収容室６の空気層に空気を直接導入することができるようになっているので、液体収容室６内に空気を導入する際に液体収容室６内のインク８中に空気による泡を発生させることがない。そのため、そのような泡が三角プリズム１に付着してインクの残量検知の精度を低下させてしまうことがなくなるので、液体収容室６内のインク８がなくなったことを検知できないまま、負圧発生部材１１内の供給可能なインクを使い切ってしまうことによるインク切れを起こすという事態が生じるのを防ぐことができる。
【００４６】
なお、必要な単位時間当たりのインク消費量を更に増大させたい場合は、気体導入面１６の面積が、必要な単位時間あたりのインク消費量に見合う量の空気を導入することが可能な大きさになるように気体導入口１２の面積を設定すれば、インク消費量を更に増大させた場合であっても上記と同様に良好な気液交換動作を伴うインク供給を行うことができることは言うまでもない。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略断面図であり、図２（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示し、図２（ｂ）は、単位時間当たりのインク消費量が比較的多い状態を示したものである。なお、図２に示す本実施形態のインクカートリッジの基本的な構成と動作は第１の実施形態において説明したインクカートリッジと同様であるので、それらに関する説明は省略する。
【００４８】
本実施形態のインクカートリッジ２０が第１の実施形態の構成と異なるのは、気体連通部２７が、内部に通路が構成され、負圧発生部材２１内に挿入された３つの針状部２８を構成部品として備えている点である。各針状部２８の負圧発生部材２１の内部に接する先端部には、それぞれ２つの気体連通口２２が形成されている。換言すれば、本実施形態における気体連通部２７の少なくとも一部は、内部に通路が構成され、負圧発生部材２１内に挿入される先端部が針状に形成されたチューブ状に形成されており、その先端部には気体導入口２２を成す１つ以上の穴が開口している。負圧発生部材２１内に挿入された全ての針状部２８に関し、気体導入口２２の上端位置と下端位置とは同じ高さになるように設定されている。また、全ての針状部２８の気体導入口２２と接する、負圧発生部材２１の表面である気体導入面２６の面積の総和は、必要な単位時間当たりのインク消費量に見合う空気を導入することが可能な面積に設定されている。
【００４９】
上記のように構成された本実施形態のインクカートリッジ２０における気液交換動作も、第１の実施形態の構成と同様に、単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない場合は、気液界面２５が図２（ａ）に示すように気体導入口２２の上端部付近で安定する。また、単位時間あたりのインク消費量が比較的多い場合は、気液界面２５がわずかに低下し、気液界面２５は図２（ｂ）に示すように気体導入口２２下端部付近で安定する。
【００５０】
したがって、本実施形態のインクカートリッジ２０も第１の実施形態と同様に、たとえ単位時間当たりのインク消費量が比較的多い場合であっても気液交換動作中に気液界面２５がほとんど低下しないので、従来技術のように「インク切れ」を起こすそれがない。したがって、より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、インク切れを起こすことなく安定してインク供給を行うことができる。なお、本実施形態の構成では気体導入口２２が針状部２８の側面に形成されていることから、気体導入口２２は気液界面２５に対して交わる方向に開口している。そのため、気液界面２５が気体導入口２２の上端位置よりも下に下がった段階、すなわち気液界面２５が気体導入口２２の下端位置まで下がる前の段階において、負圧発生部材２１と気体導入口２２との間の空気の連通が可能になる。
【００５１】
また、本実施形態のインクカートリッジ２０も、気体導入路２３が液体収容室６の上部に連通する構成を有しており、液体収容室６内に空気を導入する際に液体収容室６内のインク８中に空気による泡を発生させることがない。そのため、そのような泡が三角プリズム１に付着してインクの残量検知の精度を低下させてしまうことがなくなるので、液体収容室６内のインク８がなくなったことを検知できないまま、負圧発生部材２１内の供給可能なインクを使い切ってしまうことによるインク切れを起こすという事態が生じるのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、必要な単位時間当たりのインク消費量を更に増大させたい場合は、気体導入面２６の面積が、必要な単位時間あたりのインク消費量に見合う量の空気を導入することが可能な大きさになるように、各針状部２８に形成する気体導入口２２の開口面積を大きくしたり、あるいは負圧発生部材２１内に挿入する針状部２８の本数を増やすことで気体導入口２６の総数を増やしたりすれば、インク消費量を更に増大させた場合であっても上記と同様に良好な気液交換動作を伴うインク供給を行うことができることは言うまでもない。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略断面図であり、図３（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示し、図３（ｂ）は、単位時間当たりのインク消費量が比較的多い状態を示したものである。なお、図３に示す本実施形態のインクカートリッジの基本的な構成と動作は第１の実施形態において説明したインクカートリッジと同様であるので、それらに関する説明は省略する。
【００５４】
本実施形態のインクカートリッジ３０が第１の実施形態の構成と異なるのは、負圧発生部材収容室３４内に収容する負圧発生部材を、負圧発生部材収容室３４内の下側に配置する第１の負圧発生部材３１ａと、その上側に配置する第２の負圧発生部材３１ｂとの２つに分けた点である。
【００５５】
両負圧発生部材３１ａ，３１ｂは、互いに圧接させられた状態で負圧発生部材収容室３４内に収容されており、第１の負圧発生部材３１ａと第２の負圧発生部材３１ｂとの界面は仕切り壁７と交差している。第１の負圧発生部材３１ａが有するみなし毛管力は、第２の負圧発生部材３１ｂが有するみなし毛管力よりも大きくなっている。
【００５６】
また、第１の負圧発生部材３１ａは、インク連通部５と気体連通部３７とインク供給口４とに接し、第２の負圧発生部材３１ｂとの間の圧接界面を介してのみ大気連通口２に連通可能になっている。気体連通部７３の気体導入口３２は、第１の負圧発生部材３１ａの内部に配置されており、第１の負圧発生部材３１ａの表面と接している。したがって、第２の負圧発生部材３１ｂは、第１の負圧発生部材３１ａとの間の圧接界面を介してのみインク連通部５および気体連通部３７に連通可能になっている。
【００５７】
上記のように構成された本実施形態のインクカートリッジ３０における気液交換動作も、第１の実施形態の構成と同様に、単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない場合は、図３（ａ）に示す位置から気液界面３５がほとんど低下することなく、空気が気体連通路３３を通って液体収納室６に導入される。また、単位時間あたりのインク消費量が比較的多い場合は、気液界面３５がわずかに低下し、気液界面３５は図３（ｂ）に示すように気体導入口３２との間に隙間を成す高さで安定する。
【００５８】
したがって、本実施形態のインクカートリッジ３０も第１の実施形態と同様に、たとえ単位時間当たりのインク消費量が比較的多い場合であっても気液交換動作中に気液界面３５がほとんど低下しないので、従来技術のように「インク切れ」を起こすそれがない。したがって、より記録速度が高速化したインクジェット記録動作時においても、インク切れを起こすことなく安定してインク供給を行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態のインクカートリッジ３０も、気体導入路３３が液体収容室６の上部に連通する構成を有しており、液体収容室６内に空気を導入する際に液体収容室６内のインク８中に空気による泡を発生させることがない。そのため、そのような泡が三角プリズム１に付着してインクの残量検知の精度を低下させてしまうことがなくなるので、液体収容室６内のインク８がなくなったことを検知できないまま、負圧発生部材３１内の供給可能なインクを使い切ってしまうことによるインク切れを起こすという事態が生じるのを防ぐことができる。
【００６０】
さらに、本実施形態の構成によれば、第１の負圧発生部材３１ａの毛管力が第２の負圧発生部材３１ｂの毛管力よりも高く設定されているので、インクの消費に伴って負圧発生部材３１ａ，３１ｂ内の気液界面３５が低下する過程では、上側の第２の負圧発生部材３１ｂのインクを確実に消費した後に第１の負圧発生部材３１ａ中のインクが消費される。これにより、気液界面３５は、第１の負圧発生部材３１ａと第２の負圧発生部材３１ｂとの間の圧接界面で一度略水平となった後、気体導入面３６の位置まで低下する。そのため、本実施形態のインクカートリッジ３０によれば、第１の実施形態のインクカートリッジに比べて、気液交換開始時に気液界面３５がより水平に近い状態を維持して気液交換を行うことができるため、「インク切れ」を防止する上でより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図４ａ】従来のインクカートリッジの概略断面を示す図である。
【図４ｂ】従来のインクカートリッジの概略断面を示す図である。
【図４ｃ】従来のインクカートリッジの概略断面を示す図である。
【図５】従来の他のインクカートリッジの概略断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    三角プリズム
２    大気連通口
３    リブ
４    インク供給口
５    インク連通部
６    液体収容室
７    仕切り壁
８    インク
９    バッファ室
１０，２０，３０    インクカートリッジ
１１，２１    負圧発生部材
１２，２２，３２    気体導入口
１３，２３，３３    気体連通路
１４，２４，３４    負圧発生部材収容室
１５，２５，３５    気液界面
１６，２６    気体導入面
１７，２７，３７    気体連通部
２８    針状部
３１ａ  第１の負圧発生部材
３１ｂ  第２の負圧発生部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
2006044052.tif 000006
【図４ｂ】
2006044052.tif 000007
【図４ｃ】
2006044052.tif 000008
【図５】
2006044052.tif 000009