(57)【要約】【課題】液体の残量が規定量以下に低下した時点を正確に検出し、またこれ以後にもある程度の量の液体を利用可能とする液体収容容器を提供すること。【解決手段】  エア注入口から供給される加圧流体の圧力によりインク収容室１２'のインクを加圧してインク供給口１１から液体噴射装置（液体消費装置）に供給するインクカートリッジにおいて、インク収容室１２'とインク供給口１１とを接続する流路に接続され、加圧流体の圧力から遮断された領域に配置され、インク収容室のインクの流入により容積が変化するバッファ室１３'と、バッファ室１３'の容積変化を検出する検出機構２６とを備える。【選択図】図９
2004306604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体導入口から供給される加圧流体の圧力により第１の液体収容室内の液体を加圧して液体供給口から液体消費装置に供給する液体収容容器において、
前記第１の液体収容室に連通し、前記加圧流体の圧力から遮断された領域に配置され、前記第一の液体収容室内の液体量および前記加圧流体の圧力に応じて容積が拡大、または収縮する第２の液体収容室と、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段とを備えた液体収容容器。
【請求項２】
外部から選択的に加圧されて第１の液体収容室内の液体を液体供給口から液体消費装置に供給する液体収容容器において、
前記第１の液体収容室に連通し、前記第一の液体収容室内の液体量および前記加圧流体の圧力に応じて容積が拡大、または収縮する第２の液体収容室と、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段とを備えた液体収容容器。
【請求項３】
内蔵されている加圧手段により第１の液体収容室内の液体を常時加圧し、第１の液体収容室内の液体を液体供給口から液体消費装置に供給する液体収容容器において、
前記第１の液体収容室に連通し、前記第一の液体収容室内の液体量および前記加圧流体の圧力に応じて容積が拡大、または収縮する第２の液体収容室と、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段とを備えた液体収容容器。
【請求項４】
前記第１の液体収容室が、前記液体収容容器を構成するハードケースに凹部を形成し、前記凹部の開口をフィルムにより封止して構成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項５】
前記第２の液体収容室が、前記液体収容容器を構成するハードケースに凹部を形成し、前記凹部の開口をフィルムにより封止して構成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項６】
前記第１の液体収容室が可撓性袋により構成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項７】
前記第２の液体収容室を収縮させるように付勢する付勢手段を備えた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項８】
前記第１の液体収容室と前記第２の液体収容室とを連通させる流路、及び前記第１の液体収容室または前記第２の液体収容室と前記液体供給口とを連通させる流路が、前記液体収容容器を構成するハードケースに溝、または貫通孔を形成して構成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項９】
前記第２の液体収容室が、前記第１の液体収容室から流入する液体の圧力により膨張可能な圧力で縮小方向に加圧されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項１０】
前記液体供給口に前記液体消費装置に接続されていないときに閉弁し、前記液体消費装置に接続されたときに開弁する弁体が収容されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項１１】
前記検出手段が、前記第２の液体収容室の容積に対応して移動する移動部材と、前記移動部材の移動により接離する導通手段とにより構成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項１２】
前記流体導入口と液体供給口とが、液体収容容器を構成するハードケースの同一の面に形成されている請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項１３】
液体収容容器を構成するハードケースには、前記第１の液体収容室に対向する領域に液体消費装置に設けられたアクチュエータが進退可能な窓が形成されている請求項２に記載の液体収容容器。
【請求項１４】
前記加圧手段がバネにより構成されている請求項３に記載の液体収容容器。
【請求項１５】
前記第２の液体収容室は、前記第１の液体収容室の液体が所定量以上でかつ前記第１の液体収容室内の液体が加圧されている状態で、少なくとも所定の容積以上拡大可能に形成された請求項１乃至３のいずれかに記載の液体収容容器。
【請求項１６】
容器と、
前記容器内に配設された少なくとも一部が可撓性を有する第１の液体収容室と、
前記第１の液体収容室を加圧する加圧手段と、
前記第１の液体収容室内の液体を外部に排出する液体供給口と、
前記第１の液体収容室に連通された少なくとも一部が可撓性を有する第２の液体収容室とを備え、
前記第１の液体収容室は加圧されることにより容積変化可能に構成されているとともに、
前記第２の液体収容室は、前記第１の液体収容室が加圧されることによる前記第２の液体収容室への液体の流入状態に応じて容積変化可能に構成されており、
前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段を備えた液体収容容器。
【請求項１７】
前記検出手段は、前記第２の液体収容室が所定の容積以上か未満かを検出するように構成された請求項１６記載の液体収容容器。
【請求項１８】
前記第１の液体収容室を加圧するための加圧流体を収容する加圧室と、前記加圧室と接続された加圧流体導入口とを備えた請求項１６記載の液体収容容器。
【請求項１９】
前記加圧室は、前記容器を形成するケースと前記第１の液体収容室を形成するフィルムとにより形成されている請求項１８記載の液体収容容器。
【請求項２０】
前記容器は、第１のケースと第２のケースから構成されており、前記第１のケースに形成された凹部をフィルムにより封止することにより前記第１の液体収容室が形成されているとともに、前記第２のケースに形成された凹部をフィルムにより封止することにより前記第１の液体収容室を加圧するための前記加圧室が形成されている請求項１８記載の液体収容容器。
【請求項２１】
前記第２の液体収容室の一部が可撓性部として構成され、前記可撓性部に前記第２の液体収容室の容積を収縮させる方向に付勢する付勢部材が設けられている請求項１６記載の液体収容容器。
【請求項２２】
前記検出手段は、前記第２の液体収容室の可撓性部に形成された第１の電極と、前記第１の電極と対向する位置に形成され、第２の液体収容室が所定の容積となった状態で前記第１の電極に当接する第２の電極からなる請求項１６記載の液体収容容器。
【請求項２３】
前記第１の液体収容室及び前記第２の液体収容室は、容器に形成された凹部をフィルムにより封止することにより形成されている請求項１６記載の液体収容容器。
【請求項２４】
前記第１の液体収容室と前記第２の液体収容室を封止するフィルムは、単一のフィルムである請求項２３に記載の液体収容容器。
【請求項２５】
前記第２の液体収容室を収縮方向に付勢するバネ部材と、前記バネ部材と前記第２の液体収容室の可撓性部との間に介装されたバネ座部材とを備えた請求項１６に記載の液体収容容器。
【請求項２６】
前記バネ座部材の移動により前記検出手段を構成する接点部材を導通、または非導通状態にすることを特徴とする請求項２５に記載の液体収容容器。
【請求項２７】
前記第２の液体収容室の可撓性部は、前記対向する壁面に当接可能に前記付勢部材により付勢されている請求項２１に記載の液体収容容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出させる液体噴射ヘッドにインク等の液体を加圧供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
捺染装置やマイクロデスペンサ、さらには超高品質での印刷が求められる商業用記録装置等の液体噴射ヘッドは、装置本体に着脱可能な液体収容容器から被吐出液の供給を受けるが、空打ちによる噴射ヘッドの損傷を防止するために容器の液体残量を監視する必要がある。
【０００３】
例えば、記録装置に使用される液体収容容器であるインクカートリッジのインク残量を検出する方法はいろいろ提案されているが、外部から供給される加圧流体、通常はエアの圧力によりインクを排出する形式のインクカートリッジにあっては、特許文献１に見られるようにインクを収容する可撓性材料からなるインク袋に、対向するように電極を取り付け、インク袋の厚みを検出する方式や、また特許文献２に見られるようにインク袋とインク供給口とを接続する流路の途中に通孔を穿設し、この通孔を封止するように圧力センサーを固定し、排出圧を圧力センサーにより検出するものなどが存在する。
【特許文献１】米国特許第6,151,039号明細書
【特許文献２】米国特許第6,435,638号明細書
【０００４】
これらインク残量検出機能を備えたインクカートリッジの内、前者のものはインク袋の厚みを検出する関係上、インク量の変化を連続的に検出できるものの、インクエンド時の検出精度が低いという問題がある。
これに対して後者のものはインク流路のインクの圧力を検出するものであるため、規定量まではインク量の検出が困難であるものの、インク袋のインク量が極めて少なくなった時点ではインク残量を高い精度で検出することができる。しかし、インクエンドが検出されてからの印刷に供することができるインク量が極めて少ないため、印刷が不可能になるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、収容されている液体の残量が規定量以下に低下した時点を正確に検出できる液体収容容器を提供することにある。
また、規定量以下に低下した以後にもある程度の余裕をもって液体を供給することができる液体収容容器を提供することにある。
また、液体を攪拌することが可能な液体収容容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような問題を解消するために本発明は以下の通り構成されている。
請求項１の発明は、流体導入口から供給される加圧流体の圧力により第１の液体収容室内の液体を加圧して液体供給口から液体消費装置に供給する液体収容容器において、
前記第１の液体収容室に連通し、前記加圧流体の圧力から遮断された領域に配置され、前記第一の液体収容室内の液体量および前記加圧流体の圧力に応じて容積が拡大、または収縮する第２の液体収容室と、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段とを備えている。
請求項２の発明は、外部から選択的に加圧されて第１の液体収容室内の液体を液体供給口から液体消費装置に供給する液体収容容器において、前記第１の液体収容室に連通し、前記第一の液体収容室内の液体量および前記加圧流体の圧力に応じて容積が拡大、または収縮する第２の液体収容室と、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段とを備えている。
請求項３の発明は、内蔵されている加圧手段により第１の液体収容室内の液体を常時加圧し、第１の液体収容室内の液体を液体供給口から液体消費装置に供給する液体収容容器において、前記第１の液体収容室に連通し、前記第一の液体収容室内の液体量および前記加圧流体の圧力に応じて容積が拡大、または収縮する第２の液体収容室と、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段とを備えている。
【０００７】
請求項４の発明は、前記第１の液体収容室が、前記液体収容容器を構成するハードケースに凹部を形成し、前記凹部の開口をフィルムにより構成されている。
請求項５の発明は、前記第２の液体収容室が、前記液体収容容器を構成するハードケースに凹部を形成し、前記凹部の開口をフィルムにより封止して構成されている。
【０００８】
請求項６の発明は、前記第１の液体収容室が可撓性袋により構成されている。
【０００９】
請求項７の発明は、前記第２の液体収容室を収縮させるように付勢されている。
【００１０】
請求項８の発明は、前記第１の液体収容室と前記第２の液体収容室とを連通させる流路、及び前記第１の液体収容室または前記第２の液体収容室と前記液体供給口とを連通させる流路が、前記液体収容容器を構成するハードケースに溝、または貫通孔を形成して構成されている。
【００１１】
請求項９の発明は、前記第２の液体収容室が、前記第１の液体収容室から流入する液体の圧力により膨張可能な圧力で縮小方向に加圧されている。
【００１２】
請求項１０の発明は、前記液体供給口に前記液体消費装置に接続されていないときに閉弁し、前記液体消費装置に接続されたときに開弁する弁体が収容されている。
【００１３】
請求項１１の発明は、前記検出手段が、前記第２の液体収容室の容積に対応して移動する移動部材と、前記移動部材の移動により接離する導通手段とにより構成されている。
【００１４】
請求項１２の発明は、前記流体導入口と液体供給口とが、液体収容容器を構成するハードケースの同一の面に形成されている。
【００１５】
請求項１３の発明は、液体収容容器を構成するハードケースには、前記第１の液体収容室に対向する領域に液体消費装置に設けられたアクチュエータが進退可能な窓が形成されている。
【００１６】
請求項１４の発明は、前記加圧手段がバネにより構成されている。
【００１７】
請求項１５の発明は、前記第１の液体収容室の液体が所定量以上でかつ前記第１の液体収容室内の液体が加圧されている状態で、少なくとも所定の容積以上拡大可能に形成されている。
【００１８】
請求項１６の発明は、容器と、前記容器内に配設された少なくとも一部が可撓性を有する第１の液体収容室と、前記第１の液体収容室内の液体を外部に排出する液体供給口と、前記第１の液体収容室に連通された少なくとも一部が可撓性を有する第２の液体収容室とを備え、前記第１の液体収容室は加圧されることにより容積変化可能に構成されているとともに、前記第２の液体収容室は、前記第１の液体収容室が加圧されることによる前記第２の液体収容室への液体の流入状態に応じて容積変化可能に構成されており、前記第２の液体収容室の容積変化を検出する検出手段を備えている。
【００１９】
請求項１７の発明は、前記検出手段は、前記第２の液体収容室が所定の容積以上か未満かを検出するように構成されている。
【００２０】
請求項１８の発明は、前記第１の液体収容室を加圧するための加圧流体を収容する加圧室と、前記加圧室と接続された加圧流体導入口とを備えている。
【００２１】
請求項１９の発明は、前記加圧室は、前記容器を形成するケースと前記第１の液体収容室を形成するフィルムとにより形成されている。
【００２２】
請求項２０の発明は、前記容器は、第１のケースと第２のケースから構成されており、前記第１のケースに形成された凹部をフィルムにより封止することにより前記第１の液体収容室が形成されているとともに、前記第２のケースに形成された凹部をフィルムにより封止することにより前記第１の液体収容室を加圧するための前記加圧室が形成されている。
【００２３】
請求項２１の発明は、前記第２の液体収容室の一部が可撓性部として構成され、前記可撓性部に前記第２の液体収容室の容積を収縮させる方向に付勢する付勢部材が設けられている。
【００２４】
請求項２２の発明は、前記検出手段は、前記第２の液体収容室の可撓性部に形成された第１の電極と、前記第１の電極と対向する位置に形成され、第２の液体収容室が所定の容積となった状態で前記第１の電極に当接する第２の電極からなる。
【００２５】
請求項２３の発明は、前記第１の液体収容室及び前記第２の液体収容室は、容器に形成された凹部をフィルムにより封止することにより形成されている。
【００２６】
請求項２４の発明は、前記第１の液体収容室と前記第２の液体収容室を封止するフィルムは、単一のフィルムである。
【００２７】
請求項２５の発明は、前記第２の液体収容室を収縮方向に付勢するバネ部材と、前記バネ部材と前記第２の液体収容室の可撓性部との間に介装されたバネ座部材とを備えている。
【００２８】
請求項２６の発明は、前記バネ座部材の移動により前記検出手段を構成する接点部材を導通、または非導通状態にする。
【００２９】
請求項２７の発明は、前記第２の液体収容室の可撓性部は、前記対向する壁面に当接可能に前記付勢部材により付勢されている。
【発明の効果】
【００３０】
上記請求項１乃至請求項３の発明によれば、液体収容容器内の全インク残量が前記第２の液体収容室の検出位置における容積よりも減少した時点で検出信号を得ることができるため、第１の液体収容室の液体量を監視する場合よりも液体収容容器の液体残量を高精度に得ることでき、液体収容容器の交換が必要である旨の検出信号や所定印字後に交換が必要になる旨の検出信号（ニアエンド検出信号）を確実に得ることができる。
また、検出信号が発生する第２の液体収容室内の容積を所定の量に設定することにより所定の液体噴出動作の途中で検出がされた場合でも、第２の液体収容室内に残存している液体により、所定期間継続して液体噴射を行うことが可能になる。特に液体としてインクを用いた場合には、印刷途中で検出された場合でも印刷を中断することなく、一定枚数分継続して印刷を行うことが可能になる。
【００３１】
また、特に上記請求項１乃至請求項２の発明によれば、第２の液体収容室の容積変化が大きい場合には、液体消費装置の作動により第１の液体収容室が加圧されると、第１の液体収容室内の液体は第２の液体収容室に移動する。また液体消費装置の動作が停止して第１の液体収容室の加圧力がなくなると、第２の液体収容室内の液体は第１の液体収容室に移動する。このように液体を移動させることにより、液体を撹拌する効果が得られ液体の増粘や顔料等の固形分を有する液体の場合における固形分の沈殿を可及的に防止することができる。
【００３２】
上記請求項４、請求項５の発明によれば、射出成形などにより所定の形状のハードケースを構成して、これにフィルムを貼るという簡単な工程で液体収容容器を構成することができる。また、フィルムをハードケースに熱溶着することによる製造も可能になり、密閉性の高い液体収容容器を容易に製造することができる。
【００３３】
上記請求項６の発明によれば、液体が存在する領域だけを独立体として構成し、ハードケースに装填するだけで液体収容容器を構成できるから、液体を収容する密閉空間を容易に製造することができる。また、加圧により変形をする液体収容室を容易に製造することも可能になる。さらに、可撓性袋を液体収容部にすることにより液体収容部を交換可能にすることが可能になりリサイクルが容易になる。
【００３４】
上記請求項７の発明によれば、第１の液体収容室の加圧が解除された場合に、確実に第2の液体収容室内の液体を第１の液体収容室に移動させることができる。また、第２の液体収容室の拡大縮小する力を付勢手段の強さにより容易に調整をすることができる。
【００３５】
上記請求項８の発明によれば、それぞれの領域を接続する流路を、ハードケースの射出成形の際に形成することができる。また流路が管路や溝などで形成されるため、インク収容室への逆流、または第２の液体収容室への流れ込みの際のインク流速が高くなり、より強い攪拌作用を得ることができる。
【００３６】
上記請求項９の発明によれば、第１の液体収容室からの液体の流入により縮小状態から膨張状態に確実に容積変化をすることができる。
【００３７】
上記請求項１０の発明によれば、液体収容容器を装置に非装着な状態における液体供給口からの液体の漏れや空気の進入を防止することができる。
【００３８】
上記請求項１１の発明によれば、第２の液体収容室の容積変化を簡単な構成により検出することができる。また、あらかじめ決められた接点位置まで変化するか否かで容積変化の有無を確認するため、連続的に数値が変化する（たとえば抵抗値等）複雑な検出装置、機構を用いることなく高精度に容積変化の有無が検出でき、インク残量を少なくすることができる。
【００３９】
上記請求項１２の発明によれば、流体導入口と液体供給口とが同一の面に形成されているため、接続の操作を一方向への移動で完了することができる。また、液体導入口と液体供給口の接続及び解放のタイミングを揃えることが可能となり、加圧流体を適切なタイミング、つまり消費装置に連通した状態でインクの加圧が開始可能で漏洩を防止でき、さらには流体導入口と液体供給口とが形成されている一面のみで良いため、漏洩の検出が容易である。
【００４０】
上記請求項１３の発明によれば、液体消費装置に設けられたのアクチュエータの変位で第１の液体収容室を押圧することができるため、加圧流体を用いる方式とエア注入に比較して加圧流体を貯留する部屋液体収容室の密封性を考慮しなくてもよく、液体収容容器室の製造が容易である。
【００４１】
上記請求項１４の発明によれば、加圧手段を液体収容容器内部に形成することができ、装置の簡素化をすることができる。
【００４２】
上記請求項１５の発明によれば、第１の液体収容室の液体が所定量以下となった場合、つまり、所定量の液体を残したニアエンドの状態を確実に検出可能である。
【００４３】
上記請求項１６の発明によれば、第１の液体収容室内の液体の第２の液体収容室の流入状況を第２の液体収容室の容積変化で把握することができ、第１の液体収容室の液体量を正確に検出することができる。
また、検出手段による検出タイミングにおける第２の液体収容室の容積を所定の容積にすることにより、第１の液体収容室の液体が終了した後でも第２の液体収容室に残存している液体により、所定の液体噴出動作の途中で検出がされた場合でも、所定期間継続して液体噴射を行うことが可能になる。特に液体としてインクを用いた場合には、印刷途中で検出された場合でも印刷を中断することなく、一定枚数分継続して印刷を行うことが可能になる。
【００４４】
上記請求項１７の発明によれば、第２の液体収容室の容積変化を確実に検知することができる。また、第２の液体収容室の残存液体量を正確に把握することができる。
【００４５】
上記請求項１８の発明によれば、外部から空気等の加圧流体を導入することで第１の液体収容室を加圧することができる。
【００４６】
上記請求項１９の発明によれば、前記液体収容室を構成するフィルムと加圧室を形成するフィルムを兼用できるため、部品点数の削減が可能である。
【００４７】
上記請求項２０の発明によれば、密閉性が必要となる加圧室及び液体収容室を容易に形成することができる。
【００４８】
上記請求項２１の発明によれば、第１の液体収容室の加圧が解除された場合に、確実に第2の液体収容室内の液体を第１の液体収容室に移動させることができる。
【００４９】
上記請求項２２の発明によれば、第２の液体収容室が所定の容積に変化したか否かを、第1の電極と第２の電極との通電の有無により容易に検出可能である。
【００５０】
上記請求項２３の発明によれば、液体収容室を容器の凹部をフィルムで封止するという簡単な工程で液体収容容器を構成することができる。また、フィルムをハードケースに熱溶着することによる製造も可能になり、密閉性の高い液体収容容器を容易に製造することができる。
【００５１】
上記請求項２４の発明によれば、部材を共有化することで、製造が容易で且つ部品削減が可能である。
【００５２】
上記請求項２５、及び請求項２６の発明によれば、バネ座部材を介して第２の液体収容室を収縮方向に確実に付勢することができ、バネ座部材を検出手段の作動手段に利用できる。
【００５３】
上記請求項２７の発明によれば、前記第１の液体収容室が加圧されていない状態において、第２の液体収容室内の液体のほとんどを前記第１の液体収容室に戻すことができるため、攪拌効果の高い液体収容容器を提供することが可能である。また、第２の液体収容室を収縮方向に確実に付勢することができるため、インク残量を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１(イ)乃至(ハ)は、それぞれ本発明の液体収容容器の一実施例を、液体消費装置であるインクジェット式記録装置に供給するインクを収容するインクカートリッジに例を採って示す概観図であって、この実施例では略対称形状をなす半殻体となる有底箱体１０、２０を合体させて液体収容容器であるカートリッジ１となるハードケースが構成されている。
【００５５】
装着方向の先端側の面(図１(ロ))には液体消費装置、この実施例ではインクジェット式記録装置の記録ヘッドに連通するインク接続針と、加圧流体源に連通するエア供給針とにそれぞれ接続可能な液体供給口であるインク供給口１１とエア注入口２１（加圧流体導入口）がカートリッジの同一側に形成されている。
【００５６】
図２、及び図３は、それぞれ有底箱体１０の一実施例を示すものであって、枠体１０ａと、蓋体１０ｂとの２体構造として構成されている。有底箱体１０には、液体収容室であるインク収容室（第１の液体収容室）１２'となる凹部１２と、バッファ室（第２の液体収容室）１３'となる凹部１３と、インク収容室１２'とバッファ室１３'とを接続する第１のインク流路１４'を形成する溝１４、バッファ室１３'とバルブ収容室１５とを接続する第２のインク流路１６'を形成する溝１６とが形成されている。なお、バルブ収容室１５はインク供給口１１と接続している。
【００５７】
凹部１２，１３は、枠体１０ａに形成された貫通孔をカートリッジとして表面となる側から蓋体１２ｂにより封止することによりそれぞれ形成され、また同時に前記溝１４，１６は、蓋体１２ｂにより封止されて第１のインク流路１４'、第２のインク流路１６'がそれぞれ形成される。
【００５８】
なお、インク供給口のバルブ収容室１５には、図６(イ)に示したようにコイルバネ３０などの付勢手段により付勢された弁体３１が収容されていて、インク供給針の挿入により弁体３１を後退させて流路を開くように構成されている。なお、図中符号３２は、インク供給針の外周と弾性的に係合する環状のパッキンを示す。
【００５９】
凹部１２の開口側には、外部から導入される加圧空気により変形可能なフィルム１７（可撓性を有するフィルム）により封止されてインクを収容する空間であるインク収容室１２'が形成され、また凹部１３の開口側は同様にフィルムに１８により封止されてインク収容室１２'から流入するインクの圧力により容積が変化する空間であるバッファ室１３'が形成されている。なお、フィルム１７は、有底箱体１０の、フィルム１７の変形可能領域より外周部に設けられた環状の突起１９に貼り付けられる。
【００６０】
また、有底箱体１０に貼り付けるフィルム１７及び１８は、必要な収縮性を確保出来るのであれば同じ材料で構成したり、共通の一枚のフィルムとすることができる。本実施例においては、フィルムは変形可能な厚みで形成された樹脂性のフィルムで構成しており、樹脂性の枠体１０ａに熱溶着により接合されている。
【００６１】
好ましくは、有底箱体１０とフィルム１７（１８）とは、同一組成の熱溶着性と遮気性とに優れた、ポリスチレンまたはポリプロピレンまたはポリエチレンで構成されている。
また、フィルム１７（１８）は、好ましくは熱溶着性に優れた第１の層と、遮気性に優れた第２の層とを有する複合材料を用いると、有底箱体１０に接着される第１の層をポリスチレンまたはポリプロピレンまたはポリエチレンで構成し、第２の層を遮気性に優れたエチレンEVOH、PET、PVDC、ナイロン等により構成することができる。また、前記第１の層ないし第２の層にシリカ、アルミナ等を蒸着したフィルムを用いることもできる。
本実施例においては、フィルム１７は前記凹部の壁面に密着できる程度の表面積を有するように形成されており、第１の液体収容室内の液体が消費され尽くした場合にできるだけ隙間が存在しないように凹部の壁面に密着するように形成することが好ましい。また、フィルム１８もある程度の弛みを持たせて形成されている。
【００６２】
図４、図５、及び図６(ロ)に示したように、凹部２２は、エア注入口（流体導入口）２１と流路２４により連通されている。またバッファ室に対向する領域には凹部２５が形成されて、ここにバッファ室の容積変化を検出するための検出機構２６が配置されている。この検出機構２６には２つの端子が形成され、この端子間が平板２８の導通部分で短絡可能に構成され、バッファ室１３'が規定の容積まで膨張した時点で、平板２８と協働して接点をオン、またはオフして検出信号を出力するように構成されている。本実施例においては、バッファ室が規定の容積まで膨張した時点でオンし、規定の容積から収縮したときにオフして検出信号を出力するように構成されている。
【００６３】
なお、バッファ室１３'の容積変化を検出する手段としては、バッファ室１３'の頂部が所定位置に到達したか否かを検出できる手段であればよく、例えばマイクロスイッチ、マグネットスイッチ、フォト近接スイッチなどを採用することができる。
【００６４】
図８は、前述のバッファ室１３'の一実施例を示すものであって、バッファ室１３'を構成する凹部の開口側をフィルム１８により封止して、そのフィルム１８は、その外面に平板（バネ座部材ともいう）２８を介して容積の縮小方向にバネ２９により常時付勢されている。この付勢力は、加圧流体による加圧力よりも小さい値に設計されていて、インク収容室１２'からインクを供給できる間は、限界まで膨張し、またインク収容室１２'のインクが消費された時点で収縮するような値に設定されている。
【００６５】
バッファ室１３'は、検出機構２６によりニアエンドが検出された時点、つまりインク収容室１２'のインクがなくなった段階から、次のインクカートリッジを用意するまでに要する時間だけ印刷が可能な容量、例えば数枚の印刷が可能な量、すなわち１〜２ｃｃ程度のインクを収容できる容積に設定されている。
【００６６】
次にこのように構成したインクカートリッジの動作を、流路構成を簡素化して示す図９、及び各状態でのインク収容室１２'、バッファ室１３'の容積変化を図１０乃至図１２に基づいて以下に説明する。
この実施例において、未使用の状態では図１０(イ)に示したようにインク供給口１１が弁体３１により封止され、外部にインクが漏れ出すのが防止されている。
【００６７】
一方、インクカートリッジを液体消費装置である記録装置に装着すると、図１０(ロ)に示したようにインク供給針５０がインク供給口１１に係合し、係合の過程でインク供給針５０が弁体３１をバネ３０に抗して後退させて流路を開く。また図示しない記録装置の加圧流体供給源に連通するエア供給針がエア注入口２１に係合する。
【００６８】
規定の位置にインクカートリッジ１が装着された時点で、加圧流体供給源からエアを供給すると、フィルム１７と有底箱体２０の凹部２２との間（加圧室）にエアが流入してインク収容室１２'のフィルム１７を加圧する。これによりインク収容室１２'のインクが流路１４を通ってバッファ室１３に流れ込むから、バッファ室１３'を構成しているフィルム１７がバネ２９に抗して膨張して容積が増大する。これにより平板２８が図中上方に移動して検出機構２６に当接し、少なくともバッファ室１３'の容積を満たすに足るインクがカートリッジに存在していること、及びインクカートリッジが正常に装着されていることを確認できる。
【００６９】
このような状態で記録動作によりインクが消費されると、インク収容室１２'のインクがバッファ室１３'を介して記録ヘッドに供給され、その分だけインク収容室１２'のインクが減少するものの、バッファ室１３'の容積は規定の大きさを維持する(図１１(イ))。
【００７０】
インク収容室１２'にインクが残存している状態で記録装置の電源がオフにされてエアの供給が停止すると、インク収容室１２'のインクの圧力よりもバッファ室１３'のバネ２９の加圧力が勝るため、バッファ室１３'のインクがインク収容室１２'に逆流してバッファ室１３'の容積が減少する(図１１(ロ))。
この逆流によりインク供給口に近くて比較的増粘したバッファ室１３'インクを、粘度が低いインク収容室１２'のインクに混合して増粘を防止することができる。
【００７１】
また、顔料インクのように沈殿が生じやすいインクにあっては、インク収容室１２'にバッファ室１３'からの逆流を生じさせて沈殿した顔料を攪拌させることができる。
すなわち、記録装置の起動、停止によりバッファ室１３'がポンプ室として機能するため、インク収容室１２'のインクの攪拌手段としても機能する。
可撓性部であるフィルムを、可撓性部と対向する凹部１３の底面に当接可能な程度まで縮小可能に構成すれば、より大きな攪拌効果を得ることができる。
なお、もとより加圧流体による加圧によっても記録ヘッドからはインクが漏れ出すことがないように記録装置を設計するので、加圧流体による加圧圧力ないしバッファ室１３'のバネ２９による圧力程度では記録ヘッドからインクが漏れ出すようなことはない。このような構成としては、カートリッジと記録ヘッドを接続する流路に、カートリッジ側の圧力上昇では開かず、記録ヘッド側で所定のインクが消費されて負圧が発生した場合にのみ開くバルブを配置する構成が考えられる。
【００７２】
一方、記録動作中にインク収容室１２'のインクが全て消費されてしまい、バッファ室１３'にだけ残存する状態になると(図１２(イ))、この状態では依然として検出機構２６から信号が出力するものの、さらに記録装置でインクが消費されるとバッファ室１３'からだけインクが供給されるため、バッファ室１３'の容積が減少して、平板２８がバネ２９に負けてΔＬだけ後退(図１２(ロ)において下方に移動)して検出機構２６から離れ、検出信号の出力が停止する。
【００７３】
これによりインクがニアエンドにまで減少したことが確認できる。以後はバネ２８がバッファ室１３'のインクを押し出して最後までインクを記録ヘッドに供給する(図１３)。この発明においてはバッファ室１３'の容積が記録媒体を数枚程度印刷できる程度の量に設定されているため、この状態においても依然として印刷を継続することができ、この間に次の新しいインクカートリッジの準備に対応することができる。
【００７４】
なお、インクカートリッジと記録装置との装着状態に不都合が生じると、インク収容室１２'の加圧力が低下するので、平板２８がバネに負けて後退して検出機構２６から離れ、検出信号の出力が停止するので、異常を知ることが出来る。なお、上述の実施例においては、バッファ室１３'をバネにより収縮する方向に常時付勢しているが、バッファ室１３'を蛇腹構造とするとともに、蛇腹部に常時収縮する方向に癖付けして形成しても同様の作用を奏する。
【００７５】
上述の実施例においては、インク収容室１２'、及びバッファ室１３'をハードケースに凹部１２、１３を形成し、これの開口を変形可能なフィルム１７．１８により封止することにより構成しているが、有底箱体２０の加圧領域の外周に設けられた環状の突起２３と前述のフィルム１７を貼り付けた突起１９との間を例えばシール剤としても機能する接着剤等でシールすることにより加圧領域を機密構造にすることが可能となる。
【００７６】
また、インク収容室１２'、バッファ室１３'をフィルムにより図１４に示したように袋体状体４２、蛇腹体４３に形成し、チューブ等の流路形成手段４４，４５により接続したり、またこれらを一体に成形し、これ加圧流体の加圧領域を限定できるハードケースに収容しても同様の作用を奏する。
【００７７】
さらには、図１５に示したように、有底箱体１０（インク収容室側ケース）のインク収容室のフィルム１７とは別に有底箱体２０（加圧室側ケース）に別のフィルム４６を、フィルム１７の押圧が可能なように伸縮可能な弾性材料で構成したり、また弛みを持たせて貼り付けて加圧室４７を形成する構造を採用しても同様の作用を奏する。なお、図１５においては、フィルム４６を明確化するためフィルム１６に対して離間させて示されている。この構成においては、有底箱体１０にインク供給口及びバッファ室を、有底箱体２０にエア注入口をそれぞれ形成している。
【００７８】
このようにインク収容室１２'とは流体的に独立させて加圧領域(加圧室４７)を区画形成することにより、有底箱体１０と有底箱体２０との接合部での気密シールが不要になり、有底箱体１０と有底箱体２０とを単に組み付けるだけでカートリッジが完成するため、気密接合する場合に比較して組立工程を簡素化することができる。
【００７９】
前述の実施例においては、インク収容室１２'を加圧する手段として加圧流体を用いる機構で説明したが、図１６に示したようにインク収容室１２'を形成するフィルム１７の表面側に対向する領域にバネ等の加圧手段４８を、ハードケース内に収容しても同様の作用を奏する。
【００８０】
加圧手段４７の付勢力は、インク収容室１２'にインクが残存する状態では、バッファ室１３'を最大まで膨張させる程度に設定されていて、インク収容室１２'のインクが消費された時点でバッファ室１３'の容積を収縮させるようにすることで、前述と同様に検出機構２６によるニアエンドの検出と、それ以後にもバッファ室１３'に残っているインクにより印刷が可能となる。
【００８１】
なお、上述の実施例ではバネを加圧手段として使用したが、例えば図１５に示した実施例と同様にフィルム４６によりインク収容室に対向する領域に蓄圧可能な領域を区画形成し、ここに加圧空気を注入した状態で封止するか、またはハードケースに逆止弁を介して上記区画形成した領域を大気に連通させ、ハードケースの弾性を利用してポンプ機能を持たせて構成することもできる。
【００８２】
さらには、上述の実施例においてはハードケース内に加圧手段を内蔵するようにしているが、液体噴射装置本体側に加圧手段、例えば押圧力の制御が可能な駆動源４９、例えばソレノイド、または流体アクチュエータを配置し、またインク収容容器としては、図１７に示したようにハードケースのインク収容室を形成するフィルム１７に対向する領域に窓２０ａを形成して、駆動源４９の変位でフィルム１７を押圧するようにしても同様の作用を奏する。
この実施例によれば、液体噴射装置本体の動作が停止した時点で、駆動源４９の押圧力が解除されるので、バッファ室１３'のインクをインク収容室１２'の戻すことができ、攪拌作用を得ることができる。
【００８３】
なお、この実施例においても、前述と同様にインク収容室１２'にインクが残存する状態では、バッファ室１３'を最大まで膨張させることができ、インク収容室１２'のインクが消費され尽くした時点ではバッファ室１３'のインクが使用され始めて容積が収縮し、検出機構２６によりニアエンドを検出でき、それ以後はバッファ室１３'に残っているインクにより印刷することができる。
【００８４】
いうまでもなく、図１４乃至図１７に示した実施例においても、インク収容室１２'とバッファ室１３'、バッファ室１３'と液体供給口１１とを結ぶ流路を、液体収容容器を構成するハードケースに溝、または貫通孔を設けて形成することができる。
【００８５】
このような構成によれば、インク収容室１２'が加圧されたり、また加圧力が無くなると、インク収容室１２'とバッファ室１３との間で溝や貫通孔で形成された流路を液体が速い速度で流れるため、攪拌作用が生じる。
本実施形態では、インク供給口１１とバッファ室１３'が連通しているが、例えば、インク収容室１２'とインク供給口１１を結ぶ流路にバッファ室から延びる流路が接続される配置、又は、インク収容室とインク供給口、バッファ室とインク供給口がＶ字状の流路で接続される配置、さらには、バッファ室、インク収容室、インク供給口の順番に連通される配置、のようにインク供給口１１とインク収納室１２'がバッファ室１３'を介さずに直接連通していても支障はない。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図(イ)乃至(ハ)は、それぞれ本発明の液体噴射装置用の液体収容容器の概要を示す上面図、正面図、及び側面図である。
【図２】同上液体収容容器を構成する２つの有底箱体の一方を、表面側から見た構造を示す斜視図である。
【図３】同上液体収容容器を構成する２つの有底箱体の一方を、合わせ面側から見た構造を示す斜視図である。
【図４】同上液体収容容器を構成する２つの有底箱体の他方を、表面側から見た構造を示す斜視図である。
【図５】同上液体収容容器を構成する２つの有底箱体の他方を、合わせ面側から見た構造を示す斜視図である。
【図６】図(イ)、(ロ)は、それぞれ図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線での断面構造を示す断面図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ線での断面構造を示す断面図である。
【図８】図１のＤ−Ｄ線での断面構造を示す断面図である。
【図９】同上液体収容容器の流路構成を模式的に示す図である。
【図１０】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上液体収容容器が液体消費装置の一種である記録装置に装着される以前の状態、及び装着されてインクが加圧されている状態を模式的に示す図である。
【図１１】図(イ)、(ロ)は、それぞれインク収容室のインクがある程度消費された状態、及び加圧が停止した状態を模式的に示す図である。
【図１２】図(イ)、(ロ)は、それぞれインク収容室のインクが消費された状態、及びバッファ室のインクが減少した状態を模式的に示す図である。
【図１３】液体収容容器のインクが全て消費された状態を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の液体収容容器のインク収容室、バッファ室、及び流路の他の実施例を示す図である。
【図１５】本発明の液体噴射装置用の液体収容容器の他の実施例を示す図である。
【図１６】本発明の液体噴射装置用の液体収容容器の他の実施例を示す図である。
【図１７】本発明の液体噴射装置用の液体収容容器の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  カートリッジ  １０、２０  ハードケースを構成する有底箱体  １１  インク供給口  １２'  インク収容室  １３'  バッファ室  ２１  エア注入口  ２３  シール部  ２６  検出機構
【図１】
2004306604.tif 000003
【図２】
2004306604.tif 000004
【図３】
2004306604.tif 000005
【図４】
2004306604.tif 000006
【図５】
2004306604.tif 000007
【図６】
2004306604.tif 000008
【図７】
2004306604.tif 000009
【図８】
2004306604.tif 000010
【図９】
2004306604.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004306604.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004306604.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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