(57)【要約】【課題】液面センサを有するインクカートリッジにおいて、液面センサに気泡が付着することによる誤検知を防ぐ。【解決手段】  インクを収容するインク収容部と、インク収容部の液面を振動により検出する液面センサとを備えたインクカートリッジであって、インク収容部は、着色剤および抑泡剤を含むインクを収容した。インクの着色剤は染料または顔料であって、抑泡剤は、ポリエーテル系抑泡剤またはシリコーン系抑泡剤であることが好ましい。【選択図】図９
2005246755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部の液面を振動により検出する液面センサと
を備えた液体収容体であって、
前記液体収容部は、着色剤および抑泡剤を含む液体を収容した液体収容体。
【請求項２】
液体は、前記着色剤として染料または顔料を含み、さらに、界面活性剤を含む請求項１に記載の液体収容体。
【請求項３】
液体は、前記着色剤として顔料を含み、さらに、前記顔料を液体中に分散する分散樹脂を含む請求項１または２に記載の液体収容体。
【請求項４】
前記抑泡剤は、ポリエーテル系抑泡剤である請求項１から３のいずれかに記載の液体収容体。
【請求項５】
前記抑泡剤は、シリコーン系抑泡剤である請求項１から３のいずれかに記載の液体収容体。
【請求項６】
前記液面センサに付着した気泡を安定して保持するために設けられ、前記液面センサを上方及び両脇から囲み、前記液面センサの下方を開放しているセンサ周辺壁を更に備える請求項１から５のいずれかに記載の液体収容体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収容体に関する。本発明は、特に、液体であるインクの液面を振動により検出する液面センサを有する液体収容体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、記録ヘッドから、記録用紙等の被記録物にインクを噴射して記録を行う。インクジェット式記録装置が噴射するインクは、インクカートリッジから供給される。このインクカートリッジは大気に連通しており、インクをインクジェット式記録装置に供給するにつれて、内部に空気を受け入れる。またインクカートリッジは、インクの残量を検知するために、液面を検出する液面センサを備えている。液面センサは、例えば圧電振動体を有しており、この圧電振動体が液体に接している場合と空気に接している場合とにおける残留振動の相違に基づいて、液面が圧電振動体より上にあるか否かを検出している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２８２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクカートリッジがインクジェット式記録装置に装着された時、および、インクカートリッジのインクが供給されることにより内部に空気を受け入れる時に、インク中に気泡が発生する場合がある。この場合に、気泡は液面に上昇する。インクが界面活性剤などを含む場合、気泡は液面に溜まる。気泡は、液面が液面センサとほぼ同じ高さになった場合に、液面センサ上を移動する。液面センサに気泡が付着した場合、圧電振動体の残留振動は、空気に接している場合と同様の特性を示し、気泡と気泡との境界の壁部分が液体センサに付着した場合、圧電振動体の残留振動は、インクに接している場合と同様の特性を示す。このため、気泡が液面センサ上を移動すると液面センサの出力は安定せず、液面センサが液面を正確に検出できない虞がある。また、気泡が残留しやすい場合、実際にインクが少なくなり液面が下がっても、センサ部分での追従が悪くなり、正確な検出ができない虞がある。従って、液面センサに気泡が付着しないようにするか、安定的に気泡を保持、また、残留しにくくする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、液体を収容する液体収容部と、液体収容部の液面を振動により検出する液面センサとを備えた液体収容体であって、液体収容部は、着色剤および抑泡剤を含む液体を収容した。これにより、液面センサに付着する気泡を抑え、液面センサによる液面の誤検知を少なくすることができる。
【０００６】
上記液体収容体において、液体は、着色剤として染料または顔料を含み、さらに、界面活性剤、顔料を液体中に分散する分散樹脂等を含んでもよい。これにより、気泡が生じやすい分散樹脂や界面活性剤等を含む液体においても、液面センサに付着する気泡を抑え、液面センサによる液面の誤検知を少なくすることができる。
【０００７】
上記液体収容体において、抑泡剤は、ポリエーテル系抑泡剤であってもよい。また、上記液体収容体において、抑泡剤は、シリコーン系抑泡剤であってもよい。これにより、気泡の発生を抑え、また、発生した気泡を短い時間で消滅させることができる。
【０００８】
上記液体収容体において、液面センサに付着した気泡を安定して保持するために設けられ、液面センサを上方及び両脇から囲み、液面センサの下方を開放しているセンサ周辺壁を更に備えてもよい。これにより、気泡が発生した場合であっても、所望の大きさの気泡を液面センサに保持させて、液面センサによる液面の誤検知を少なくすることができる。
【０００９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、液体噴射装置の液体噴射ヘッドに液体を供給するのに適した液体収容体の一例を、インクジェット式記録装置用のインクカートリッジ１００に例を採り、その構造を斜め上方からみた状態で示す正面斜視図である。
【００１２】
なお、本発明でいう液体噴射装置とは、インクジェット式記録装置の液体噴射ヘッドだけではなく、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置の色剤噴射ヘッドや、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、さらにはバイオチップを製造するバイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッド及び精密ピペットしての試料噴射ヘッドなどを含む。
【００１３】
図２及び図３は、図１のインクカートリッジ１００を斜め下方からみた背面斜視図で、図２は、インクカートリッジ１００の表面にフィルム１１０が貼り付けられる前の状態を示す図であり、図３は、インクカートリッジ１００にフィルム１１０が貼り付けられた状態を示す図である。さらに図４、図５は、インクカートリッジ１００を構成する部材を分解して示す組み立て斜視図である。図６及び図７は、図１のインクカートリッジ１００の正面図であり、図６は、インクカートリッジ１００の開口部１２２にフィルム１３０が貼り付けられる前の状態を示す図であり、図７は、インクカートリッジ１００の開口部１２２にフィルム１３０が貼り付けられた状態を示す図である。なお、図７において、ハッチングで示された領域にフィルム１３０が貼り付けられる。
【００１４】
図４に示すように、インクカートリッジ１００は、開口部１２２を有する有底の略筐体形状のカートリッジ本体（容器本体）１２０、この開口部１２２のほぼ全面を覆うフィルム１３０、および、このフィルム１３０の外側を覆う蓋体１４０を備える。カートリッジ本体１２０の内部は、後述のようにリブや壁により区画される。フィルム１３０は、カートリッジ本体１２０の開口部１２２のほぼ全面を、その内部が密閉状態となるように封止する。蓋体１４０は、さらにフィルム１３０の外側を非密閉状態で被覆するようにカートリッジ本体１２０に固定される。
【００１５】
カートリッジ本体１２０は、インクを収容するインク収容部１１１と、インク収容部１１１からインク供給部１６０までのインク流路部と、インク収容部１１１を大気に連通させるインク側通路、大気弁収容部及び大気側通路からなる大気連通部とを備え、例えばポリプロピレン（ＰＰ）により一体成形されている。
【００１６】
インクカートリッジ１００はさらに、インク供給制御手段１５０と、インク供給部１６０と、記憶手段１７０と、係合レバー１８０とを有する。インク供給部１６０は、カートリッジ本体１２０の下面に配され、インクカートリッジ１００が装着されるホルダのインク供給針が挿入されて、インク収容部１１１に収容されたインクをインクジェット式記録装置の記録ヘッドへ供給する。記憶手段１７０は、取付部１９０にかしめられ、この取付部１９０は、カートリッジ本体１２０の側面の下方にかしめられて取り付けられる。記憶手段１７０は、インクカートリッジ１００の種類の情報、インクカートリッジ１００が保持するインクの色の情報、および、インクの現存量等の情報を記憶し、表面に露出した複数の端子１７１により装置本体との間でこれらの情報を受け渡す。係合レバー１８０は、カートリッジ本体１２０における取付部１９０と対向する側面の上部に成形され、インクジェット式記録装置のホルダと係合する。
【００１７】
インク供給制御手段１５０は、インクの消費に伴って発生するインク収容部１１１とインク供給部１６０との圧力差により、インク収容部１１１のインクをインク供給部１６０へ供給する。インク供給制御手段１５０は、弾性変形可能であって、カートリッジ本体１２０の差圧弁ユニット収容部４９５に挿入される弁部材の一例である膜弁９００と、差圧弁ユニット収容部４９５を覆う弁蓋１５１と、膜弁９００および弁蓋１５１の間に配されるコイルバネ９０７とを有する。
【００１８】
インク収容部１１１は、図６、７に示したように水平方向に延びる壁２７２により、上部と下部とに大きく分割され、下部には連通孔２４２により大気と連通可能な大気側収容部２７０が、また上部には大気から遮断された２つの第１インク収容部２９２及び第２インク収容部２９４からなる供給側収容部２９０が形成されている。供給側収容部２９０は、壁２７２の近傍（下部領域）に連通部２７６を有する斜めの壁２７１により、第１、及び第２インク収容部２９２、２９４の２つに分割され、また第２インク収容部２９４に周りを囲まれるように配された流路部２９６が形成されている。流路部２９６は下部の連通部２７８を介して、第２インク収容部２９４と接続されるとともに、フィルタ３１０が配された通路２９８、３００及び通孔９１８を介してインク供給制御手段１５０に接続されている。
また、インク供給制御手段１５０の下流側は、インク供給制御手段１５０と連通する通孔９１０、通孔９１０と連通する連通部３０２および流路３２１、流路３２１の一端に形成され、表面側に向けて形成された通孔３２３、および、通孔３２３と一端が連通した連通部３０４を介して、インク供給部１６０と連通するよう構成されている。
【００１９】
大気側収容部２７０と第１インク収容部２９２とは垂直に延びる連通路２９５により連通されていて、インク供給部１６０からのインクの消費に対応して大気側収容部２７０のインクを第１インク収容部２９２に吸い上げ、ここから第２インク収容部２９４、流路部２９６等を介してインク供給制御手段１５０に流れ込ませるように構成されている。インク収容部１１１の大気側収容部２７０からインク供給制御手段１５０へは、連通部２７４、第２のインク注入口１６２、連通路２９５、連通部２７６、２７８、流路部２９６、通路２９８、３００、通孔９１８をこの順に通ってインクが流れ込む。
【００２０】
一方、大気弁部２５０は、大気弁２５４が収容される大気弁収容部である中空部２３２を有し、中空部２３２の下方の壁面には、大気弁２５４の軸部２６４の径より若干径が大きく大気の連通流路をも兼ねる連通孔２３９を有し、ここに大気弁２５４の軸部２６４が壁２６９に当接したバネ２５５により常時、インクカートリッジ１００の底面に向かって付勢されて摺動自在に挿入されて、インクカートリッジ１００がインクジェット式記録装置のホルダに装着されていない場合に大気弁２５４によって連通孔２３９を封止している。
【００２１】
図８は、図１のインクカートリッジ１００においてフィルム１１０が貼り付けられる前の状態を示す背面図である。上述した連通孔２３９を境として大気と連通する側である大気側通路は、開口２１２、蛇行した通路２１４、フィルタ収容部２１６、連通孔２１８および連通部２２２、連通部２２２の底面に形成された連通孔２５３、連通部２２４により構成されている。
詳細には、図８に示すように、カートリッジ本体１２０の表側に形成された迷路状に蛇行した１本の通路２１４の一端は開口２１２として大気に開放され、他端は撥インク性と通気性の機能を備えたフィルタ２１５(図４、図５)が収容されたフィルタ収容部２１６に接続されている。フィルタ収容部２１６は、カートリッジ本体１２０の表側から裏側に貫通する連通孔２１８と連通する。連通孔２１８は、カートリッジ本体１２０の裏側において連通部２２２、連通部２２２を区画する部屋の底部に形成された連通孔２５３を介して連通部２２４と接続している。通路２１４の途中には、凹部からなるチャンバ９３０が設けられている。
【００２２】
図２に示すように連通部２２４は、カートリッジ本体１２０の底面に凹部２５７として形成され、大気弁２５４の作動棹である軸部２６４を露出させ、かつ大気弁２５４を収容する中空部２３２との連通が可能な連通孔２３９と、連通部２２２に連通する連通孔２５３が凹部２５７内に形成され、凹部２５７の外面を第１のインク注入口１６１、第２のインク注入口１６２を封止するフィルム１３２により封止して形成されている。このフィルム１３２は、ホルダから突出する突起の押圧力により弾性変形可能なものが選択されている。
【００２３】
一方、図６に示すように上述した連通孔２３９を境として大気側収容部２７０と連通するインク側通路は、中空部２３２、通孔２３４ａ、連通室２３４ｂ、連通部２３４ｃ、連通室２３４ｄ、連通部２３６、連通室２３７および連通孔２３８、連通溝２４０、連通孔２４２とで形成されている。詳細には、中空部２３２の上部の壁には通孔２３４ａが形成されており、この通孔２３４ａを介して連通室２３４ｂ、連通室２３４ｂの上部の壁の切り欠きによって形成された連通部２３４ｃ、連通部２３４ｃの上部に設けられた連通室２３４ｄ、連通室２３４ｄの上部の壁の切り欠きによって形成された連通部２３６、下方に連通孔２３８が形成された連通室２３７と順に連通する大気通路が形成されている。
カートリッジ本体１２０の裏側から表側に貫通する連通孔２３８は、連通孔２３８と連通する連通溝２４０、連通溝２４０と連通すると共にカートリッジ本体１２０の表側から裏側に貫通する連通孔２４２を介して大気側収容部２７０と連通する。
これら、大気側収容部２７０、供給側収容部２９０、大気弁部２５０、及び大気側通路、インク側通路は、それぞれを区画する壁にフィルム１３０、１１０を熱溶着などの方法で貼着することにより大気と隔離された領域となる。
【００２４】
インク供給部１６０は、ホルダに設けられたインク供給針が挿入される挿入口２６を有するエラストマ等から形成されたシール部材１２と、シール部材１２の挿入口２６を塞ぐ供給弁１３と、供給弁１３をシール部材１２に向けて付勢するコイルスプリング等からなる付勢部材１４とを有する。なお、シール部材１２の挿入口２６には、工場出荷時において、フィルム６０４が貼り付けられている。
インクカートリッジ１００がインクジェット式記録装置のホルダに装着されると、ホルダに設けられた凸部がフィルム１３２を介して大気弁２５４の軸部２６４を上方に押し上げるとともに、ホルダのインク供給針がインク供給部１６０の供給弁１３を上方に押し上げる。これにより、連通孔２３９は、中空部２３２から連通孔２４２までの大気流路を大気と連通する。また、インク供給部１６０における供給弁１３より上流は、インク供給針と連通する。なお、インクカートリッジ１００が工場出荷後に初めてホルダに装着される場合には、ホルダのインク供給針がインクカートリッジ１００の挿入口２６に貼り付けられたフィルム６０４を破いて、挿入口２６に進入する。
【００２５】
連通孔２４２が大気と連通している状態において、インクジェット式記録装置が記録を始めると、インク供給部１６０からインク供給針を通して記録ヘッドへインクが供給される。インク供給部１６０からインクが供給されると、インク収容部１１１からインク供給部１６０へは、インクが、図６に示す矢印ａ、通孔９１８の順に流れたインクが、インク供給制御手段１５０を経由して図８に示す矢印ｂ、及び図６に示す矢印、ｃ、ｄの順に流れて、インク供給部１６０に流れ込み、インク供給部１６０に挿入されたインク供給針に供給される。なお、インクが矢印ｂを流れるように、通孔９１０および通孔９１８をリブ４９２が囲んでいる。
【００２６】
このインクの流れにあわせてインク収容部１１１においては、大気側収容部２７０のインクが供給側収容部２９０に供給される。大気側収容部２７０のインクの消費に伴って空気が、図６における矢印ｆ、底面の連通部２２４、および矢印ｇの経路をこの順に通って、連通孔２４２から大気側収容部２７０へ流入する。インク供給部１６０から記録ヘッドへインクが供給されて大気側収容部２７０の液面が下がるが、大気側収容部２７０と供給側収容部２９０とを接続する流路は、大気側収容部２７０の最も下部に連通口があるので、大気側収容部２７０の全てのインクが供給側収容部２９０へ移動するまで、供給側収容部２９０には空気が流入しない。
【００２７】
大気側収容部２７０のインクがすべて消費された後に、供給側収容部２９０の第１インク収容部２９２および第２インク収容部２９４のインクがこの順に消費される。この間、供給側収容部２９０と大気側収容部２７０とを連通する第２のインク注入口１６２に形成されるインクのメニスカスによる表面張力により、供給側収容部２９０のインクが大気側収容部２７０に逆流することが防止される。
【００２８】
第１インク収容部２９２のインクが消費され始めると、第１インク収容部２９２に空気が流入する。これにより、第１インク収容部２９２の液面が下がるが、第１インク収容部２９２と第２インク収容部２９４とは、下部のみが連通部２７６により連通しているので、まず、第１インク収容部２９２のインクが消費される。第１インク収容部２９２のインクが消費されて、液面が連通部２７６に到達すると、第２インク収容部２９４のインクが消費されるのにあわせて、空気は第２インク収容部２９４にも流入する。第２インク収容部２９４のインクが消費される間、連通部２７６にインクのメニスカスによる表面張力が生じるため、第２インク収容部２９４のインクが第１インク収容部２９２に逆流することが防止される。
【００２９】
上述のように大気側収容部２７０、第１インク収容部２９２および第２インク収容部２９４のインクはこの順に消費されるが、インクの液面がいずれの収容部にあっても、インクは、インク収容部１１１を上下に略二分する壁２７２の近傍に配された連通部２７８から通路３００を経由して通孔９１８を通ってインク供給部１６０へ供給される。
【００３０】
図９は、図６に示した第２インク収容部２９４の一部を拡大した図であり、図１０は図９に示す第２インク収容部２９４のＡ−Ａ断面における断面図である。図１１は、図１０に示した液面センサ７００の拡大図である。図９に示すように、第２インク収容部２９４には、斜壁２７３及び縦壁２７５が形成されている。
【００３１】
斜壁２７３は、上下に斜めに延伸している。斜壁２７３は、連通部２７６側の端部が下になっており、第２インク収容部２９４の内部を、第２インク収容部本体２９４ａと、センサ配置部２９４ｂとに区画している。また斜壁２７３の上端及び下端は、それぞれカートリッジ本体１２０及び壁２７１から離間しており、それぞれ上部隙間部６０２及び下部隙間部６０３を形成している。上部隙間部６０２は、液面が下がった場合に空気を第２インク収容部本体２９４ａからセンサ配置部２９４ｂに流入させる。下部隙間部６０３はインクをセンサ配置部２９４ｂから第２インク収容部本体２９４ａに供給する。ここで下部隙間部６０３は連通部２７６より第１インク収容部２９２側にあるため、連通部２７６で発生した気泡は、センサ配置部２９４ｂに流入しない。なお下部隙間部６０３は空気流入口の一例である。
縦壁２７５は、第２インク収容部本体２９４ａ側において、斜壁２７３の下部近傍で鉛直に延伸している。
【００３２】
また、図９に示すように、センサ配置部２９４ｂには、インクの液面を検出する液面センサ７００、並びに、液面センサ７００の周辺５３０を囲うセンサ周辺壁５００が設けられている。液面センサ７００は、水平方向において下部隙間部６０３より第１インク収容部２９２側に配置されており、図１０に示す構造を有する。すなわち、板材７０２の中心部には貫通孔７０２ａが形成され、貫通孔７０２ａを外側から塞ぐようにセンサーチップ７０１が板材７０２に溶着されている。センサーチップ７０１は図１１に示す構造を有する。すなわちチップベース７１０の中心部には貫通孔７１０ａが形成され、貫通孔７１０ａを外側から塞ぐように振動板７０３が積層されている。さら振動板７０３の外側には、下電極７０５、圧電振動体７０４、及び上電極７０６がこの順に積層されている。下電極７０５及び上電極７０６は、それぞれ接続端子７０９及び接続端子７０８に接続されている。なお、上電極７０６は導通板７０７を介して接続端子７０８と電気的に接続されている。接続端子７０８及び接続端子７０９は、他より若干外側に突出するように形成されている。センサーチップ７０１は、チップベース７１０の貫通孔７１０ａが板材７０２の貫通孔７０２ａと同心になるように配置される。
液面センサ７００が液面を検知するとき、圧電振動体７０４は信号が入力されて振動を発生する。信号の入力が終わった後、圧電振動体７０４には振動が残留する。この残留振動の特性は、振動板７０３が液面に接しているときと空気に接しているときで異なる。このため、液面センサ７００は、液面が液面センサ７００より下がったことを検出することができる。
【００３３】
図９に示すように、液面センサ７００は、センサ周辺壁５００により上部及び両脇が囲われ、下方が開放されている。具体的には、センサ周辺壁５００は、逆Ｕ字型に形成されており、上に凸である略半円形状の上部５１０と、上部５１０の両下端部から下方にそれぞれ延伸している足部５２０を有する。足部５２０の長さは、上部５１０の内径の略半分である。センサ周辺壁５００は、液面センサ７００が上部５１０を形成する半円の中心に位置するように配されている。センサ周辺壁５００は、水平方向において下部隙間部６０３より第１インク収容部２９２側（図９中右側）に位置している。
なお、上部５１０の内径は、例えば、センサ配置部２９４ｂに空気が流入するときに形成される気泡の外径の平均値に略等しい。またこの内径は、カートリッジ本体１２０の円状開口部１２１の内径より小さい。例えば円状開口部１２１の内径は６ｍｍ以上であり、上部５１０の内径はこれ以下である。インクが顔料インクの場合、上部５１０の内径は例えば３ｍｍである。
【００３４】
また図１０に示すように、センサ周辺壁５００は、液面センサ７００が固定されている側の面から、この面に対向する面を形成するフィルム１３０に向けて立ち上がっている。センサ周辺壁５００の高さは、液面センサ７００が固定されている側の面からフィルム１３０までの距離の略半分である。このようにセンサ周辺壁５００はフィルム１３０との間に間隙を有している。
【００３５】
このような構成において、第２インク収容部２９４からインクが供給された時の液面の変化を、図１２、図１３及び図１４を用いて説明する。図１２は、インクの液面がセンサ周辺壁５００の上端より低く液面センサ７００より高い場合の、図９に示す第２インク収容部２９４のＡ−Ａ断面における断面図であり、図１３は、インクの液面が液面センサ７００とほぼ等しくなった場合の、図９に示す第２インク収容部２９４のＡ−Ａ断面における断面図である。図１４は、インクがセンサ周辺壁５００の下端より低くなった状態における第２インク収容部２９４のＡ−Ａ断面における断面図である。
第２インク収容部２９４からインクが供給されていくと、連通部２７６から空気が流入する。流入した空気は気泡となって、斜壁２７３に沿ってインクの中を上昇していき、第２インク収容部本体２９４ａにおいてインクの液面に泡を形成する。センサ周辺壁５００及び液面センサ７００は下部隙間部６０３より第１インク収容部２９２側（図９中右側）に位置しているため、気泡はセンサ周辺壁５００の中には入らない。
【００３６】
さらにインクが供給されていくと、図１２に示すように、第２インク収容部本体２９４ａ及びセンサ配置部２９４ｂの液面が下がっていく。このとき、第２インク収容部本体２９４ａからセンサ配置部２９４ｂに空気が流入し、気泡が新たに形成される。また第２インク収容部本体２９４ａに形成された泡の一部は、上部隙間部６０２を通ってセンサ配置部２９４ｂに進入する。
【００３７】
そして液面はセンサ周辺壁５００の上端より低くなり、液面センサ７００と略等しくなる。このとき図１３に示すように気泡はセンサ周辺壁５００の内部に進入し、液面センサ７００に付着する。液面センサ７００に付着した気泡はセンサ周辺壁５００によって保持され、移動しない。従って気泡が付着した後、液面センサ７００の出力は安定する。また上部５１０の内径は、例えば、センサ配置部２９４ｂに空気が流入するときに形成される気泡の外径の平均値に略等しいため、特に気泡はセンサ周辺壁５００の内側で安定する。なお、液面センサ７００に気泡が一つ付着した場合、液面センサ７００の出力は、空気に接している場合と同様の特性で安定する。また複数の気泡がセンサ周辺壁５００の内部に進入して液面センサ７００に気泡と気泡の境界の壁部分が付着した場合、液面センサ７００の出力は、インクに接している場合と同様の特性で安定する。前者の場合、この段階で液面センサ７００は、液面が液面センサ７００より下がったことを検出する。
【００３８】
そして図１４に示すように、液面が更に下がると、センサ周辺壁５００の下部は開放されているため、センサ周辺壁５００の内側に保持されていた気泡が壊れ、液面センサ７００は空気と接する。気泡と気泡の境界の壁部分が付着していた場合、液面センサ７００は、この段階で液面が液面センサ７００より下がったことを検出する。
【００３９】
上記液面センサ７００を有するインクカートリッジ１００において、誤検知を防ぐためには、液面センサ７００になるべく気泡が付着しないことが好ましい。そこで、本実施形態のインクカートリッジ１００は、着色剤および抑泡剤を含むインクを収容する。また、本実施形態における抑泡剤は、消泡剤のうち、気泡の発生を抑える消泡剤、および、発生した気泡をより小さい気泡にする機能を有する消泡剤を含む。このような機能を有する抑泡剤として、ポリエーテル系抑泡剤およびシリコーン系抑泡剤が用いられることが好ましい。インクが抑泡剤を含むことにより、インクの液面を検知する液面センサ７００に付着する気泡を抑え、液面センサ７００による液面の誤検知を少なくすることができる。
【００４０】
本実施形態におけるポリエーテル系抑泡剤として、例えば、レオコン１０２０Ｈ、レオコンＰＧ２５１０、レオコンＧＰ７００、レオコンＴＡ４７０等のレオコンシリーズ（ライオン株式会社）、ＳＮデフォーマー１７０、ＳＮデフォーマー１７１、ＳＮデフォーマー４７０、ＳＮデフォーマー７７７（サンノプコ株式会社）、または、アンチフォームＥ−２０（花王株式会社）等があげられる。
【００４１】
本実施形態におけるシリコーン系抑法剤として、例えば、ＳＮデフォーマー３８１、ノプコ８０３４−Ｌ（サンノプコ株式会社）、または、ＫＭ−７２Ａ（信越化学株式会社）等があげられる。
【００４２】
さらに、他の抑泡剤として、例えば、サーフィノールＤＦ−１１０Ｄ、または、サーフィノールＰＳＡ−２０４（日信化学工業株式会社）が用いられてもよい。
【００４３】
インクジェット式記録装置に用いられるインクは、着色剤と様々な性能を付与するための溶剤や添加剤を含んでなる水性インクが一般的である。本発明に用いられるインクの着色剤は染料または顔料であり、インクの記録媒体への浸透性を促進するために界面活性剤を含んでいる。さらに、着色剤として顔料が用いられるインクは、顔料をインク中に分散する分散樹脂や樹脂エマルジョンを含む場合がある。この場合にインクが抑泡剤を含むことにより、気泡が生じやすい界面活性剤を含むインク、さらに、より気泡が生じやすく気泡が消えにくい分散樹脂や樹脂エマルジョンを含む顔料のインクにおいても、液面センサ７００に付着する気泡を抑え、液面センサ７００による液面の誤検知を少なくすることができる。
【００４４】
以下に、本発明の実施例及び比較例のインクを用いて、気泡を抑える効果と液面センサ７００の検知への影響を実験した。
【実施例１】
【００４５】
本実施形態の実施例１のインクは、染料であるC.I.DirectBlue199と、保湿剤であるグリセリンと、浸透剤であるトリエチレングリコールモノブチルエーテル（TEGｍBE）と、染料の溶解助剤である２−ピロリドンと、浸透剤および表面張力の調剤である界面活性剤のオルフィンE1010（日信化学工業（株）製品）と、ｐＨ調整剤であるトリエタノールアミンと、主溶媒である純水とを、おのおの、表１に示すｗｔ％分含む。実施例１のインクはさらに、抑泡剤Ａとして、ポリプロピレングリコール−エチレンオキサイド３ｍｏｌ付加物を０．１ｗｔ％含む。
【００４６】
実施例１のインクの泡立ちやすさと形成された気泡の消滅しやすさについて、口径２０ｍｍ、容量１００ｍｌの円柱のガラスサンプル瓶に、実施例１のインク１０ｍｌを入れ、このインク部分に口径２ｍｍのチューブを挿入し、２ｍｌ／ｓｅｃの速度で空気を１分間送気、送気が終了した直後に発生している気泡の高さを「泡立ち高さ」とし、その後に気泡の高さが２ｍｍ以下となるまでの時間を「消泡時間」として、実験を行った。その結果を表１に示した。また、実施例１のインクをインクカートリッジ１００に充填し、インクを消費する過程で、（１）インク液面が液面センサ７００より上にある時の振動板７０３の振動と、（２）インク液面が液面センサ７００上にある時の振動板７０３の振動と、（３）インク液面が液面センサ７００より下にある時の振動板７０３の振動を測定し、インク液面が液面センサ７００より下がったことを的確に検出できるか評価を行った。
【００４７】
なお、「センシング効果」は、液面センサ７００における液面の検知が良好であるか不良であるかを示し、判断基準は、
◎；（１）と（２）の振動特性が等しく安定で、（３）の振動特性とは明確に異なり、検知が極めて良好。
○；（２）の振動特性がやや乱れるが、（３）の振動特性とは明確に異なり、検知が良好。
△；（２）の振動特性がやや乱れるが、（３）の振動特性とは異なり、検知ができる。
×；（２）の振動と（３）との区別がつかず、検知できない。
【表１】
2005246755.tif 000003
【実施例２】
【００４８】
本実施形態の実施例２として、抑泡剤Ａの量を０．０５ｗｔ％とした他は、実施例１と同じインクを準備した。実施例２のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表１に示した。
【実施例３】
【００４９】
本実施形態の実施例３のインクは、抑泡剤Ｂとしてシリコーン系抑泡材であるＫＭ−７２Ａ（信越シリコーン（株）製品）を０．１ｗｔ％含む。その他の組成は、実施例１と同じとした。実施例３のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表１に示した。
【実施例４】
【００５０】
本実施形態の実施例４のインクは、抑泡剤Ｂを０．０８ｗｔ％含み、その他の組成は実施例３と同じとした。実施例４のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表１に示した。
【実施例５】
【００５１】
本実施形態の実施例４のインクは、抑泡剤Ｂを０．０５ｗｔ％含み、その他の組成は実施例３と同じとした。実施例４のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表１に示した。
【比較例１】
【００５２】
本実施形態に対する比較例１として、抑泡剤を含まないインクを準備した。その他の組成は、実施例１と同じとした。比較例１のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表１に示した。
【００５３】
以上、表１から明らかなように、抑泡剤Ａを含む実施例１および２並びに抑泡剤Ｂを含む実施例３および４は、抑泡剤を含んでいない比較例と比べて、泡立ち高さが低く、かつ、消泡時間が短かった。また、実施例１から４において液面センサ７００の検知が良好である一方で、比較例において液面センサ７００の検知が不良であった。以上により、着色剤が染料であるインクにおいて、抑泡剤を含んでいるインクは、抑泡剤を含んでいないインクに比べて、液面センサ７００の検知が良好であるという結果が得られた。なお、実施例５について液面センサ７００の検知が不良となったが、抑泡剤Ｂの量が少なかったためと考えられる。
【実施例６】
【００５４】
本実施形態の実施例６は、顔料のインクを準備した。実施例６は、表２に示すように、顔料であるCAB-O-Jet300（自己分散型カーボンブラック（Cabot社製品））と、保湿剤であるグリセリンと、浸透剤であるトリエチレングリコールモノブチルエーテル、１，２−ヘキサンジオール、２−ピロリドンと、界面活性剤であるオルフィンE1010、オルフィンSTGと、ｐＨ調整剤であるトリエタノールアミンと、純水とを、おのおの、表２に示すｗｔ％含む。実施例６のインクはさらに、抑泡剤Ｃとして、ポリエーテル系抑泡剤であるレオコン１０２０Ｈ（ライオン(株)製品  ）を０．１ｗｔ％含む。実施例６のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【表２】
2005246755.tif 000004
【実施例７】
【００５５】
本実施形態の実施例７は、表２に示すように、樹脂エマルジョンとして、アルマテックスＺ１１６（三井化学（株）製品）を２．０ｗｔ％、さらに抑泡剤Ｃを０．１５ｗｔ％含む他は、実施例６と同じ組成とした。実施例７のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【比較例２】
【００５６】
本実施形態に対する比較例２として、抑泡剤を含まないインクを準備した。その他の組成は、実施例６と同じとした。比較例２のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【実施例８】
【００５７】
本実施形態の実施例８は、表２に示すように、顔料としてC.I.PigmentRed122（マゼンタ顔料；スチレンアクリル系分散剤による分散体）を含み、抑泡剤Ｄを０．２ｗｔ％含む。実施例８のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【実施例９】
【００５８】
本実施形態の実施例９は、抑泡剤Ｄを０．０５ｗｔ％含む他は、実施例８と同じ組成とした。実施例９のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【実施例１０】
【００５９】
本実施形態の実施例１０は、表２に示すように、顔料としてC.I.PigmentYellow74（イエロー顔料；スチレンアクリル系分散剤による分散体）を含み、抑泡剤Ｄとしてポリエーテル系抑泡剤であるＳＮデフォーマー１７０（サンノプコ（株）製品）を０．２ｗｔ％含む。実施例１０のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【実施例１１】
【００６０】
本実施形態の実施例１１は、抑泡剤Ｄを０．０５ｗｔ％含む他は、実施例１０と同じ組成とした。実施例１１のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【比較例３】
【００６１】
本実施形態に対する比較例３として、抑泡剤を含まないインクを準備した。その他の組成は、実施例１０と同じとした。比較例３のインクを実施例１と同じ方法で実験し、その結果を表２に示した。
【００６２】
以上、表２から明らかなように、着色剤が分散剤分散の顔料である実施例８から１１は、着色剤が染料である実施例１から５や自己分散顔料を用いた実施例６に比べて、泡立ち高さが高い傾向にある。また、樹脂エマルジョンを含む実施例７は、実施例６に比べ、泡立ち高さが高く、消泡時間も長い。これは、実施例８から１１に含まれる分散樹脂、および実施例７に含まれる樹脂エマルジョンによると考えられる。しかしながら、実施例７、８および１０について、液面センサ７００の検知が良好であった。以上により、着色剤が顔料であるインクにおいても、抑泡剤を含んでいるインクは、液面センサ７００の検知が良好であるという結果が得られた。なお、実施例９および１１について、液面センサ７００の検知が不良であったが、これは、抑泡剤Ｄの量が少なかったためと考えられる。
【００６３】
ここで、液面センサ７００の「センシング効果」と、「泡立ち高さ」および「消泡時間」との間には、以下の相関があった。「泡立ち高さ」が５ｍｍ以下であるか、または、「消泡時間」が３５ｓｅｃ以下であれば、液面センサ７００の液面の検知は良好である。「泡立ち高さ」が５ｍｍ以下ということは、インクが最初から泡立ちにくく、第２インク収容部本体２９４ａからセンサ配置部２９４ｂに空気が流入した際に形成される気泡がすくなく、液面での気泡が少ないか、気泡の大きさがセンサ周囲壁５００の内径程度以下で、液面センサ７００に与える影響が小さいことに関係する。また、「消泡時間」が３５ｓｅｃ以下ということは、液面での気泡が多くても短い時間で気泡が消滅または小さな気泡に分割され、気泡が液面センサ７００に与える影響が小さいことと、下部隙間部６０３を滞りなく通過でき、気泡がセンサ配置部２９４ｂに残留しないので、液面センサ７００に与える影響が小さく、誤検知を防ぐことができると考えられる。よって、インクが泡立つのを抑えるか、または、液面の気泡をより小さな気泡に分割する機能を有する消泡剤である抑泡剤をインクに含むことが好ましいと考えられる。
【００６４】
また、この抑泡剤の効果を得るためには、その効果を発現する適当量の添加が必要であり、その添加量は着色剤やインクに含まれる界面活性剤等の種類などによって、適宜異なる。
【００６５】
以上、本実施形態によれば、インクが抑泡剤を含むことにより、インクの液面を検知する液面センサ７００に付着する気泡を抑え、液面センサ７００による液面の誤検知を少なくすることができる。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】インクカートリッジ１００の正面斜視図である。
【図２】フィルム１１０が貼り付けられる前のインクカートリッジ１００の背面斜視図である。
【図３】フィルム１１０が貼り付けられた後のインクカートリッジ１００の背面斜視図である。
【図４】インクカートリッジ１００の分解斜視図である。
【図５】インクカートリッジ１００の分解斜視図である。
【図６】フィルム１３０が貼り付けられる前のインクカートリッジ１００の正面図である。
【図７】フィルム１３０が貼り付けられた後のインクカートリッジ１００の正面図である。
【図８】フィルム１１０が貼り付けられる前のインクカートリッジ１００の背面図である。
【図９】第２インク収容部２９４の一部を拡大した図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面における第２インク収容部２９４の断面図である。
【図１１】センサーチップ７０１の構造を示す断面拡大図である。
【図１２】第２インク収容部２９４の断面を液面とともに示す図である。
【図１３】第２インク収容部２９４の断面を液面とともに示す図である。
【図１４】第２インク収容部２９４の断面を液面とともに示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００…インクカートリッジ、１２０…カートリッジ本体、１３０…フィルム、１２１…円状開口部、２７１…壁、２７３…斜壁、２７５…縦壁、２７６…連通部、２９２…第１インク収容部、２９４…第２インク収容部、２９４ａ…第２インク収容部本体、２９４ｂ…センサ配置部、２９６…流路部、５００…センサ周辺壁、５１０…上部、５２０…足部、５３０…周辺、６０２…上部隙間部、６０３…下部隙間部、７００…液面センサ、７０２…板材、７０２ａ…貫通孔、７０３…振動板、７０４…圧電振動体、７０５…下電極、７０６…上電極、７０７…導通板、７０８…接続端子、７０９…接続端子
【図１】
2005246755.tif 000005
【図２】
2005246755.tif 000006
【図３】
2005246755.tif 000007
【図４】
2005246755.tif 000008
【図５】
2005246755.tif 000009
【図６】
2005246755.tif 000010
【図７】
2005246755.tif 000011
【図８】
2005246755.tif 000012
【図９】
2005246755.tif 000013
【図１０】
2005246755.tif 000014
【図１１】
2005246755.tif 000015
【図１２】
2005246755.tif 000016
【図１３】
2005246755.tif 000017
【図１４】
2005246755.tif 000018