(57)【要約】  液体収容室内の液体残量が少なくなった時でも、気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避して、使い切れずに廃棄される液体量を大幅に低減させること。  貯留した液体が液体誘導路を介して液体供給部５０に誘導される液体収容室３７０，４３０と、液体誘導路への気泡の混入による残留振動の変化から液体の有無を検出する液体残量センサ３１とを備える液体収容容器１において、液体収容室３７０，４３０は底壁の一部に窪み３７４，４３４を形成し、この窪み３７４，４３４の底部に液体誘導路に連通する液体排出口３７１，４３２を設けることで、残存する液体よりも先に液体収容室３７０，４３０内の空気層が液体排出口３７１，４３２に触れることを抑止できる。
2007122794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体消費装置に装着される液体収容容器に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容室の液体が消尽されたことを検出する液体残量センサと、を備える大気開放タイプの液体収容容器であって、
前記液体収容室は底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられたことを特徴とする液体収容容器。
【請求項２】
複数の前記液体収容室が設けられ、これらの複数個の液体収容室相互は、上流の前記液体収容室における前記窪みの底部の液体排出口が下流の前記液体収容室における前記底壁の近傍に設けた液体流入口に連通するように、直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項３】
前記液体収容室の前記液体排出口の付近には、前記液体収容室内に収容された液体を毛管力により集結させるリブないし溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項４】
少なくとも２個以上の前記液体収容室を備えると共に、
これらの液体収容室は上流側の液体収容室が重力方向の上方に配置され、下流側の液体収容室が重力方向の下方に配置され、
これらの前記液体収容室は、連絡流路によって直列状に接続され、前記連絡流路内での液体の流れ方向は、重力方向で上から下への下降流となることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項５】
液体消費装置に装着される液体収容容器に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路に設けられた液体センサと、を備え、
前記液体収容室は底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられたことを特徴とする液体収容容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体消費装置に着脱可能に装着される容器本体内に貯留している液体を前記液体消費装置に供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液体収容容器及び液体消費装置の例として、例えば、インク液を貯留したインクカートリッジと、該インクカートリッジが交換可能に装着されるインクジェット式記録装置を挙げることができる。【０００３】
上記インクカートリッジは、通常、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される容器本体内に、インクが充填されるインク収容室と、前記インク収容室に貯留されている液体をインクジェット式記録装置に供給するためのインク供給孔と、前記インク収容室とインク供給孔とを連通するインク誘導路と、前記インク収容室内のインクの消費に伴って外部から大気を前記インク収容室内に導入する大気連通路とを備えた構成とされていて、記録装置のカートリッジ装着部に装着された際に前記カートリッジ装着部に装備されたインク供給針が前記インク供給孔に挿入接続されることにより、貯留しているインクがインクジェット式記録装置の記録ヘッドに供給可能になる。【０００４】
インクジェット式記録装置における記録ヘッドは、熱や振動を利用してインク滴の噴射を制御するもので、インクカートリッジがインク切れになり、インクが供給されない状態でインク吐出動作を行う空打ちが発生すると、故障してしまう。そこで、インクジェット式記録装置では、記録ヘッドが空打ちをしないように、インクカートリッジにおけるインク液の残量を監視する必要が生じる。【０００５】
このような背景から、インクカートリッジに貯留されたインクを完全に最後まで使い切ってしまって、記録装置の記録ヘッドに空打ちを招くことがないように、容器本体内に貯留したインクの残量が予め設定した閾値まで消費された時に、所定の電気信号を出力する液体残量センサを備えるインクカートリッジが開発されるようになった。
そして、近年のインクカートリッジでは、前記液体残量センサとして、インク誘導路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を構成する振動板と、この振動板に装備される圧電素子とを備えて、振動板に振動を印加させた際の残留振動の変化からインク残量を検出するようにしたものが、各種提案されている（例えば、特許文献１）。【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のインクカートリッジの場合、一般に、インク収容室は略平坦な底面を持つ直方体状の収容空間に形成しており、その略平坦な幅広の底面または底面の近傍に形成したインク排出口を、インク誘導路を介してインク供給孔に連通させた構造になっている。【０００８】
しかし、このようなインク収容室の構造では、インク収容室内のインク残量が少なくなると、微少量のインクが幅広の底面の広範囲に薄膜状に拡散してしまい、インク排出口に向かうインクの流動性が低下する。そのため、インク収容室内にまだインクが残っていても、インク消費に伴ってインク収容室内での占有量が増大した空気層がインク排出口に触れる事態が発生し、インクの代わりに空気の塊が大きな気泡状態となってインク誘導路に吸い込まれて、インク収容室内にインクが残っているにも拘わらず、インク誘導路に吸い込まれた気泡のために、液体残量センサがインクの消尽を検出して、インク収容室に残存するインクが使用不能になってしまう。【０００９】
そして、このようにインク収容室内のインク残量が少なくなった時に、インク収容室内でのインク排出口へのインクの流動性が低下することで、気泡がインク誘導路に吸い込まれてしまうという問題は、インク収容室の底面積が大きくなるほど発生し易くなる。従って、大量印刷等の要望に応えるためにインク収容室の容積を増大させると、それに伴い、使い切れずに廃棄されるインク量が増えるという重大な問題を招いた。
また、一旦気泡がインク誘導路に流出して残量センサがインクなしを検出し、その後インク収納室内に残留したインクがインク誘導路側に移動をしてインク誘導路に再び流出した場合、残量センサは再びインクありを検出する。一旦インクなしになった後にインクありに戻ることは通常起こり得ないことであり、この現象が発生した場合、プリンタはセンサの故障と判断し動作を停止してしまう。【００１０】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、残留振動を利用して液体収容室の液体残量を検出する液体残量センサを具備した液体収容容器であって、液体収容室内の液体残量が少なくなった時に、液体収容室に液体が残存しているのに液体収容室内の空気層が液体排出口に触れて気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができ、従って、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量を大幅に低減させることのできる液体収容容器を提供することである。
また、一旦液体誘導路に気泡が流出した際には、液体収納室に液体は残存していないので、液体収納室内に残留した液体が液体誘導路側に移動をして液体誘導路に再び流出することがないので、一旦液体なしを検出した後に液体ありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に装着される液体収容容器に、液体を収容する液体収容室と、前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容室の液体が消尽されたことを検出する液体残量センサと、を備える大気開放タイプの液体収容容器であって、前記液体収容室は底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられたことを特徴とする液体収容容器により達成される。【００１２】
上記構成によれば、液体収容室内の液体は、当該液体収容室の底壁面積と比較して狭小な窪みに集められて、この窪みの底部の液体排出口を経て、液体誘導路に導出される。
即ち、液体収容室内の液体残量が少なくなった時でも、液体収容室内に残留する液体が狭小な窪みに集められて、液体排出口から液面までの高さが深く維持されるため、窪みがなく幅広な液体収容室の底壁に直接液体排出口が形成された従来の場合と比較すると、液体収容室内での液体排出口への液体の流動性が低下しない。
従って、液体収容室に残存する液体は微少量になっても、窪みに集められた後、円滑に、且つ速やかに液体誘導路に導出されることになり、液体収容室に液体が残存しているのに液体収容室内の空気層が液体排出口に触れて気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができる。
その結果、液体収容室に液体が残存しているのに、気泡が液体誘導路に吸い込まれて液体残量センサが貯留液体の消尽と誤検出してしまうことを回避でき、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量を大幅に低減させることができる。
また、一旦液体誘導路に気泡が流出した際には、液体収納室に液体は残存していないので、液体収納室内に残留した液体が液体誘導路側に移動をして液体誘導路に再び流出することがないので、一旦液体なしを検出した後に液体ありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。【００１３】
（２）なお、好ましくは、上記（１）に記載の液体収容容器において、前記液体収容容器には複数の前記液体収容室が設けられ、これらの複数個の液体収容室相互は、上流の前記液体収容室における前記窪みの底部の液体排出口が下流の前記液体収容室における前記底壁の近傍に設けた液体流入口に連通するように、直列に接続されている構成とすると良い。  このような構成にすると、複数個の液体収容室の装備により、液体貯留量を増やして、液体収容容器における液体貯留量の大容量化を図ることができる。
そして、液体貯留量を大容量化しても、窪みによる気泡の導出抑止作用が、直列接続された各液体収容室毎に、多段に発揮される。
従って、液体貯留量を大容量化と、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量の低減との双方を実現することができる。【００１４】
更に、下流の前記液体収容室の液体排出口は、下流の前記液体収容室の底壁の近傍に設けられている。このため、上流の前記液体収容室に収容された液体を消尽しつくし、更に下流の前記液体収容室に収容された液体の一部を消尽したときに、上流の液体収容室と下流の液体収容室を接続する流路内でメニスカスを形成する。このとき前記下流の液体収容室に侵入した空気は、前記メニスカスにより大気と連通していないので、自然換気されることがない。よって、下流の前記液体収容室に残存している液体の蒸発を抑制することができる。（３）なお、好ましくは、上記（１）に記載の液体収容容器において、前記液体収容室の
前記液体排出口の付近には、前記液体収容室内に収容された液体を毛管力により集結させるリブないし溝が設けられている構成とするとよい。
このような構成にすると、液体収容室底面付近に残留した液体は、重力の作用により窪みへ集結する以外に、毛管力によっても液体排出口に集結する。よって、より使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量の低減を図ることができる。
（４）なお、好ましくは、上記（１）に記載の液体収容容器において、前記液体収容容器には少なくとも２個以上の前記液体収容室を備えると共に、
これらの液体収容室は上流側の液体収容室が重力方向の上方に配置され、下流側の液体収容室が重力方向の下方に配置され、
これらの前記液体収容室は、連絡流路によって直列状に接続され、前記連絡流路内での液体の流れ方向は、重力方向で上から下への下降流となる構成とするとよい。
このような構成にすると、収容する液体量の増加等の都合により複数の液体収容室を設けた場合でも、液体収容室底面に残留する液体量を削減することができる。また、前記連絡流路内の液体も、重力によりすみやかに下流側の液体収容室に排出されるため、連絡流路内の液体が使用されずに残ってしまうことがない。ゆえに、より使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量の低減することができる。【００１５】
また、本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に装着される液体収容容器に、液体を収容する液体収容室と、前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路に設けられた液体センサと、を備え、前記液体収容室は底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられたことを特徴とする液体収容容器により解決される。【００１６】
上記構成によれば、液体収容室内の液体は、当該液体収容室の底壁面積と比較して狭小な窪みに集められて、この窪みの底部の液体排出口を経て、液体誘導路に導出される。
即ち、液体収容室内の液体残量が少なくなった時でも、液体収容室内に残留する液体が狭小な窪みに集められて、液体排出口から液面までの高さが深く維持されるため、窪みがなく幅広な液体収容室の底壁に直接液体排出口が形成された従来の場合と比較すると、液体収容室内での液体排出口への液体の流動性が低下しない。
従って、液体収容室に残存する液体は微少量になっても、窪みに集められた後、円滑に、且つ速やかに液体誘導路に導出されることになり、液体収容室に液体が残存しているのに液体収容室内の空気層が液体排出口に触れて気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができる。
その結果、液体収容室に液体が残存しているのに、気泡が液体誘導路に吸い込まれて液体残量センサが貯留液体の消尽と誤検出してしまうことを回避でき、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量を大幅に低減させることができる。
また、一旦液体誘導路に気泡が流出した際には、液体収納室に液体は残存していないので、液体収納室内に残留した液体が液体誘導路側に移動をして液体誘導路に再び流出することがないので、一旦液体なしを検出した後に液体ありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る液体収容容器の一実施の形態としてのインクカートリッジの外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジを図１とは逆の角度からみた外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジを図３とは逆の角度からみた分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジをインクジェット式記録装置のキャリッジに取り付けた状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を正面側から見た図である。
【図９】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を背面側から見た図である。
【図１０】（ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図である。
【図１１】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図８に示したカートリッジ本体内の流路構造の一部の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：インクカートリッジ（液体収容容器）、１０：カートリッジ本体（容器本体）、１１：係合レバー、２０：蓋部材、３０：インクエンドセンサ、３１：液体残量センサ、４０：差圧弁、５０：インク供給孔（液体供給孔）、７０：気液分離フィルタ、８０：フィルム、９０：封止フィルム（閉塞手段）、１００：大気開放孔、１５０：大気連通路、２２０：キャリッジ、３３０：上部連結流路、３４０：インクトラップ室（空気室）、３５０：連結バッファ室（空気室）、３７０：上部インク収容室（液体収容室）、３７１，３９４，４３２：インク排出口（液体排出口）、３７４，３９４，４３４：窪み、３７５，３９５，４３５：液体収容室の底壁、３８０：インク誘導路（液体誘導路）、３９０：下部インク収容室（液体収容室）、３９１，４３１：インク流入口（液体流入口）：４００  上流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）：４１０：下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）：４２０：インク誘導路（液体誘導路）、４３０：バッファ室（液体収容室）、５０１，５１１，５１２，５２１：未充填室（脱気室）、６００、６０１：インク集結リブ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る液体収容容器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の実施形態では、液体収容容器の一例として、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置（プリンタ）に装着されるインクカートリッジを挙げて説明する。【００２０】
図１は本発明に係る液体収容容器の一実施の形態としてのインクカートリッジの外観斜視図であり、図２は本実施形態のインクカートリッジを図１とは逆の角度からみた外観斜視図である。図３は本実施形態のインクカートリッジの分解斜視図、図４は本実施形態のインクカートリッジを図３とは逆の角度からみた分解斜視図である。図５は本実施形態のインクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図であり、図６はキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図、図７はキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。【００２１】
本実施の形態のインクカートリッジ１は、図１及び図２に示すように、略直方体形状を有し、内部に設けられたインク収容室にインクを貯留・収納する液体収容容器である。インクカートリッジ１は、液体消費装置の一例としてのインクジェット式記録装置のキャリッジ２００に装着され、当該インクジェット式記録装置にインクを供給する（図５参照）。【００２２】
インクカートリッジ１の外観的特徴について説明すると、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１は、フラットな上面１ａを有し、上面１ａに対向する底面１ｂにインクジェット式記録装置に接続されてインクを供給するインク供給部５０が設けられている。また、底面１ｂには、インクカートリッジ１内部に大気を導入する大気開放孔１００（図６参照）が開口している。すなわち、インクカートリッジ１は、大気開放孔１００から空気を導入しつつインク供給部５０からインクを供給する大気開放型のインクカートリッジである。【００２３】
本実施形態では、大気開放孔１００は、図６に示すように、底面１ｂに底面側から上面側に向けて開口した略円筒形状の凹部１０１と、凹部１０１の内周面に開口した小孔１０２とを有している。小穴１０２は、後述の大気連通路に連通しており、この小穴１０２を介して大気が後述の最上流のインク収容室３７０に導入される。【００２４】
大気開放孔１００の凹部１０１は、キャリッジ２００に形成された突起２３０を受け入れるような深さに構成されている。この突起２３０は、大気開放孔１００を気密に閉塞する閉塞手段としての封止フィルム９０の剥がし忘れを防止するための剥離忘れ防止突起である。すなわち、封止フィルム９０が貼り付けられた状態では、大気開放孔１００内に突起２３０が挿入されないため、インクカートリッジ１がキャリッジ２００に取り付けられない。これによりユーザが、大気開放孔１００上に封止フィルム９０が貼り付けたままキャリッジ２００にインクカートリッジ１を取り付けようとしても取り付けられないようにすることにより、インクカートリッジ１の装着時には確実に封止フィルム９０を剥がすように促すことができる。【００２５】
また、図１に示すように、インクカートリッジ１の上面１ａの一つの短辺側に隣り合う狭側面１ｃには、インクカートリッジ１が誤った位置に装着されることを防ぐための誤挿入防止突起２２が形成されている。受け手となるキャリッジ２００側には、図５に示すように、誤挿入防止突起２２と対応する凹凸２２０が形成されており、インクカートリッジ１は誤挿入防止突起２２と凹凸２２０とが干渉しない場合のみキャリッジ２００に装着される。誤挿入防止突起２２は、インクの種類毎に異なる形状を有し、受け手となるキャリッジ２００側の凹凸２２０も対応するインクの種類に応じた形状を有している。したがって、図５に示すように、キャリッジ２００が複数のインクカートリッジを装着可能な場合でも、誤った位置にインクカートリッジを装着することがない。【００２６】
また、図２に示すように、インクカートリッジ１の狭側面１ｃと対向する狭側面１ｄには、係合レバー１１が設けられている。この係合レバー１１は、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と係合する突起１１ａが形成されており、係合レバー１１が撓みつつ突起１１ａと凹部２１０が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が位置固定される。【００２７】
また、係合レバー１１の下方には、回路基板３４が設けられている。この回路基板３４上には、複数の電極端子３４ａが形成されており、これら電極端子３４ａがキャリッジ２００に設けられた電極部材（不図示）と接触することにより、インクカートリッジ１が電気的にインクジェット式記録装置と接続される。回路基板３４には、データ書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクカートリッジ１に関する各種情報やインクジェット式記録装置のインク使用情報等が記憶される。また、回路基板３４の裏側には、インクカートリッジ１内のインク残量を、残留振動を利用して検出する液体残量センサ（センサユニット）３１（図３または図４参照のこと）が設けられている。以下の説明では、液体残量センサ３１と回路基板３４とを合わせてインクエンドセンサ３０と呼称することとする。【００２８】
また、インクカートリッジ１の上面１ａには、図１に示すように、インクカートリッジの中身を示すラベル６０ａが貼り付けられている。このラベル６０ａは、広側面１ｆを覆う外表面フィルム６０の端部が上面１ａにまでまたがって貼り付けられることによって形成されている。【００２９】
また、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１の上面１ａの２つの長辺側に隣り合う広側面１ｅ，１ｆは、フラットな面形状とされている。以下の説明では、便宜上、広側面１ｅの側を正面側、広側面１ｆの側を背面側、狭側面１ｃの側を右側面側、そして狭側面１ｄの側を左側面側として説明する。【００３０】
次に、図３及び図４を参照しながら、インクカートリッジ１を構成する各部について説明する。【００３１】
インクカートリッジ１は、容器本体であるカートリッジ本体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。【００３２】
カートリッジ本体１０は、その正面側には様々な形状を有するリブ１０ａが形成されており、これらのリブ１０ａが仕切を為して、インクが充填される複数のインク収容室（液体収容室）、インクは充填されない未充填室、後述の大気連通路１５０の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
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が設けられており、このフィルム８０によってリブ、凹部、溝の上面が塞がれて複数の流路やインク収容室、未充填室、空気室が形成される。【００３３】
またカートリッジ本体１０の背面側には、差圧弁４０を収容する凹部としての差圧弁収容室４０ａと気液分離フィルタ７０を構成する凹部としての気液分離室７０ａとが形成されている。【００３４】
差圧弁収容室４０ａには、バルブ部材４１とバネ４２とバネ座４３とが収納されて差圧弁４０を構成している。差圧弁４０は、下流側のインク供給部５０と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給部５０に供給されるインクが負圧となるように構成されている。【００３５】
気液分離室７０ａの上面には、気液分離室７０ａの中央部近傍に設けられた外周を囲む土手７０ｂに沿って気液分離膜７１が貼着されている。この気液分離膜７１は、気体を通過させるとともに液体を通過不可能に遮断する素材であり、全体で気液分離フィルタ７０を構成している。気液分離フィルタ７０は、大気開放孔１００とインク収容室とを結ぶ大気連通路１５０内に設けられており、インク収容室のインクが大気連通路１５０を逆流して大気開放孔１００から流出しないようにするためのものである。【００３６】
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以外にも複数の溝１０ｂが刻まれている。これらの溝１０ｂは、差圧弁４０と気液分離フィルタ７０が構成された状態で外表面を外表面フィルム６０が覆うことにより各溝１０ｂの開口部が塞がれ、大気連通路１５０やインク誘導路が形成される。【００３７】
カートリッジ本体１０の右側面側には、図４に示すように、インクエンドセンサ３０を構成する各部材を収納する凹部としてセンサ室３０ａが形成されている。このセンサ室３０ａには、液体残量センサ３１と、液体残量センサ３１をセンサ室３０ａの内壁面に押しつけて固定する圧縮バネ３２とが収納される。また、センサ室３０ａの開口部はカバー部材３３によって覆われ、このカバー部材３３の外表面３３ａ上に回路基板３４が固定される。液体残量センサ３１のセンシング部材は回路基板３４と接続されている。【００３８】
液体残量センサ３１は、インク収容室からインク供給部５０との間のインク誘導路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子（圧電アクチュエータ）とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記インク誘導路内におけるインクの有無を検出する。この液体残量センサ３１は、インクと気体との間での残留振動の振幅、周波数等の違いを検出して、カートリッジ本体１０内におけるインクの有無を検出する。
具体的には、カートリッジ本体１０内のインク収容室のインクが消尽されて、インク収容室内に導入された大気がインク誘導路を伝って、液体残量センサ３１のキャビティ内に進入すると、その時の残留振動の振幅や周波数の変化から、その旨を検知し、インクエンドを示す電気信号を出力する。【００３９】
カートリッジ本体１０の底面側には、先ほど説明したインク供給部５０と大気開放孔１００以外に、図４に示すように、インク注入時に真空引き手段を介してインクカートリッジ１内部から空気を吸い出して減圧に用いられる減圧孔１１０と、インク収容室からインク供給部５０に至るインク誘導路を構成する凹部９５ａと、インクエンドセンサ３０の下方に設けられたバッファ室３０ｂとが形成されている。【００４０】
インク供給部５０、大気開放孔１００、減圧孔１１０、凹部９５ａ、及びバッファ室３０ｂは、インクカートリッジ製造直後には、全てそれぞれ封止フィルム５４，９０，９８，９５，３５によってそれぞれの開口部が封止された状態となっている。このうち、大気
開放孔１００を封止する封止フィルム９０は、インクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着して使用状態とす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が外部に露出し、インクカートリッジ１内部のインク収容室が大気連通路１５０を介して外気と連通する。【００４１】
また、インク供給部５０の外表面に貼り付けられた封止フィルム３５は、図６及び図７に示すように、インクジェット式記録装置への装着時にインクジェット式記録装置側のインク供給針２４０によって破られるように構成されている。【００４２】
インク供給部５０の内部には、図６及び図７に示すように、装着時にインク供給針の２４０の外表面に押しつけられる環状のシール部材５１と、プリンタに装着されていない場合はシール部材５１と当接してインク供給部５０を閉塞するバネ座５２と、バネ座５２をシール部材５１の当接方向に付勢する圧縮バネ５３とを備えている。【００４３】
図６及び図７に示すように、インク供給針２４０がインク供給部５０内に挿入されると、シール部材５１の内周とインク供給針２４０の外周がシールされ、インク供給部５０とインク供給針２４０との間の隙間が液密に封止される。また、インク供給針５１の先端がバネ座５２と当接し、バネ座５２を上に押し上げ、バネ座５２とシール部材５１のシールが解除されることにより、インク供給部５０からインク供給針２４０にインクが供給可能となる。【００４４】
次に、図８〜図１２を参照しながら、本実施形態のインクカートリッジ１の内部構造に
ついて説明する。【００４５】
図８は本実施の形態のインクカートリッジ１のカートリッジ本体１０を正面側から見た図であり、図９は本実施の形態のインクカートリッジ１のカートリッジ本体１０を背面側から見た図であり、図１０の（ａ）は図８の簡略模式図であり、図１０の（ｂ）は図９の簡略模式図であり、図１１は図８のＡ−Ａ断面図である。また、図１２は図８に示した流路の一部拡大斜視図である。【００４６】
本実施の形態のインクカートリッジ１１では、インクＩが充填される主なインク収容室として、上下２つに分断された上部インク収容室３７０及び下部インク収容室３９０と、これらの上下のインク収容室に挟まれるように位置するバッファ室４３０との３つのインク収容室が、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。
また、カートリッジ本体１０の背面側には、インクＩの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室３７０に導入する大気連通路１５０が形成されている。【００４７】
インク収容室３７０，３９０及びバッファ室４３０は、リブ１０ａにより区分されている。そして、本実施の形態の場合、これらの各インク収容室は、水平方向に延在して収容室の底壁となるリブ１０ａの一部に、下方に窪ませた形状の窪み３７４，３９４，４３４が形成されている。
窪み３７４は、上部インク収容室３７０のリブ１０ａによる底壁３７５の一部を下方に窪ませたものである。窪み３９４は、下部インク収容室３９０の底壁３９５のリブ１０ａによる底壁３９５と壁面の膨出部によりカートリッジ厚さ方向に窪ませたものである。窪み４３４は、バッファ室４３０の１０ａによる底壁４３５の一部を下方に窪ませたものである。【００４８】
そして、各窪み３７４，３９４，４３４の底部又はその付近には、インク誘導路３８０，上流側インクエンドセンサ４００及びインク誘導路４４０に連通するインク排出口３７１，３１１，４３２が設けられている。
インク排出口３７１，４３２は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体１０の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口３１１は、底壁３９５を下方に貫通した貫通穴である。【００４９】
インク誘導路３８０は、一端が上部インク収容室３７０のインク排出口３７１に連通すると共に、他端が下部インク収容室３９０に設けられたインク流入口３９１に連通しており、上部インク収容室３７０のインクを下部インク収容室３９０に誘導する。
インク誘導路４２０は、一端が下部インク収容室３９０の下流に位置する液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２に連通すると共に、他端がバッファ室４３０に設けられたインク流入口４３１に連通しており、下部インク収容室３９０のインクＩをバッファ室４３０に誘導する。インク誘導路４２０は液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２から斜め上方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクＩの流れ方向が下から上への上昇流となる上昇型接続でインク収容室３９０、４３０相互を接続している。
インク誘導路４４０は、バッファ室４３０のインク排出口４３２から差圧弁４０にインクを誘導するインク流路である。【００５０】
本実施の形態の場合、各インク収容室のインク流入口３９１，４３１は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口３７１，３１２よりも上方で、各インク収容室の底壁３７５，３９５，４３５の近傍に設けられている。【００５１】
以上の構成により、本実施の形態のカートリッジ本体１０に設けた３個のインク収容室３７０，３９０，４３０は、上流のインク収容室における窪みの底部のインク排出口が下流のインク収容室における底壁の近傍に設けたインク流入口に連通するように、直列に接続されている。【００５２】
以下、まず主たるインク収容室である上部インク収容室３７０からインク供給部５０に至るまでのインク誘導路を図８〜図１２を参照しながら説明する。【００５３】
上部インク収容室３７０は、カートリッジ本体１０内の最上流（最上位）のインク収容室で、図８に示すように、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。この上部インク収容室３７０は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体１０の略半分から上の部分に形成されている。上部インク収容室３７０の底壁の窪み３７４には、インク誘導路３８０と連通するインク排出口３７１が開口している。このインク排出口３７１は、上部インク収容室３７０の底壁となっているリブ１０ａよりも下がった位置にあり、上部インク収容室３７０内のインク液面が底壁まで下がっても、その時の液面よりも下方に位置して、安定したインクの導出を継続する。【００５４】
インク誘導路３８０は、図９に示すように、カートリッジ本体１０の背面側に形成され上方からインクＩを下方の下部インク収容室３９０に導く。【００５５】
下部インク収容室３９０は、上部インク収容室３７０に貯留されているインクＩが導入されるインク収容室で、図８に示すように、カートリッジ本体１０の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体１０の略半分から下の部分に形成されている。この下部インク収容室３９０の底壁となっているリブ１０ａの近傍に、インク誘導路３８０と連通するインク流入口３９１は、下部インク収容室３９０の底壁３９５の下方に配置された連通流路に開口しており、該連通流路を介して上部インク収容室３７０からのインクＩが流入する。【００５６】
下部インク収容室３９０は、図示せぬ貫通孔により上流側インクエンドセンサ連絡流路４００に連通している。上流側インクエンドセンサ連絡流路４００には、三次元的に形成された迷路流路が形成されており、この迷路流路にてインクエンド前に流入した気泡Ｂを捕捉して下流側に流れないように構成されている。【００５７】
上流側インクエンドセンサ連絡流路４００は、図示せぬ貫通孔を介して下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０に連通しており、下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０を介してインクＩが液体残量センサ３１に導かれる。【００５８】
液体残量センサ３１に導かれたインクＩは、液体残量センサ３１内のキャビティ（流路）を通って、キャビティの出口であるインク排出口３１２からカートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク誘導路４２０に導かれる。インク誘導路４２０は、液体残量センサ３１から斜め上方にインクＩを導くように形成されており、バッファ室４３０と連通するインク流入口４３１に接続されている。これにより、液体残量センサ３１を出たインクは、インク誘導路４２０を経てバッファ室４３０に導かれる。【００５９】
バッファ室４３０は、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０との間にリブ１０ａにより区画形成された小部屋であり、差圧弁４０の直前のインク貯留空間として形成されている。バッファ室４３０は、差圧弁４０の裏側に対向するように形成されており、バッファ室４３０の窪み４３４に形成されたインク排出口４３２が連通したインク誘導路４４０を介して差圧弁４０にインクＩが流入する。【００６０】
差圧弁４０に流入したインクＩは、差圧弁４０によって下流側に導かれ、貫通孔４５１を介して出口流路４５０に導かれる。出口流路４５０は、インク供給部５０に連通しており、インク供給部５０に差し込まれたインク供給針２４０を介してインクＩがインクジェット式記録装置側に供給される。【００６１】
次に、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０に至るまでの大気連通路１５０を図８〜図１２を参照しながら説明する。【００６２】
インクカートリッジ１内のインクIが消費されてインクカートリッジ１１内部の圧力が低下すると、貯留しているインクＩの減少分だけ大気開放孔１００から大気（空気）が上部インク収容室３７０に流入する。【００６３】
大気開放孔１００の内部に設けられた小穴１０２は、カートリッジ本体１０の背面側に形成された蛇道３１０の一端に連通している。蛇道３１０は、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０までの距離を長くしインクI中の水分の蒸発を抑制するように細長く形成された蛇行路である。蛇道３１０の他端は、気液分離フィルタ７０に接続されている。【００６４】
気液分離フィルタ７０を構成する気液分離室７０ａの底面には、貫通孔３２２が形成されており、貫通孔３２２を介してカートリッジ本体１０の正面側に形成された空間３２０に連通している。気液分離フィルタ７０においては、貫通孔３２２と蛇道３１０の他端との間に気液分離膜７１が配置される。気液分離膜７１は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。【００６５】
空間３２０は、カートリッジ本体１０の正面側からみて上部インク室の右上方に形成されている。空間３２０には、貫通孔３２２の上部に貫通孔３２１が開口している。空間３２０は、この貫通孔３２１を介して背面側に形成された上部連結流路３３０に連通している。【００６６】
上部連結流路３３０は、インクカートリッジ１の最も上面側、すなわちインクカートリッジ１が取り付けられた状態における重力方向で最も上となる部分を通過するように、背面側から見て貫通孔３２１から長辺に沿って右方向に延びる流路部分３３３と、短辺近傍の折り返し部３３５で折り返して流路部分３３３よりもインクカートリッジ１の上面側を通って貫通孔３２１の近傍に形成された貫通孔３４１まで延びる流路部分３３７とを有している。なお、貫通孔３４１は、正面側に形成されたインクトラップ室３４０に連通している。【００６７】
ここで、背面側からこの上部連結流路３３０を見ると、折り返し部３３５から貫通孔３４１までの延びる流路部分３３７には、貫通孔３４１が形成された位置３３６と、位置３３６よりカートリッジ厚さ方向位置が深く掘り下げられた凹部３３２が設けられており、この凹部３３２を区切るようにリブ３３１が複数形成されている。また、貫通孔３２１から折り返し部３３５まで延びる流路部分３３３は、折り返し部３３５から貫通孔３４１までの延びる流路部分３３７よりも深さが浅く形成されている。【００６８】
本実施の形態では、上部連結流路３３０を重力方向で最も上となる部分に形成しているので、基本的にはインクＩが上部連結流路３３０を超えて大気開放孔１００側に移動しないように構成されている。また、上部連結流路３３０は、毛細管現象等によりインクの逆流が発生しない程度に幅広の太さを有するとともに、流路部分３３７には凹部３３２が形成されているので逆流してきたインクを捕捉しやすく構成されている。【００６９】
インクトラップ室３４０は、正面側から見てカートリッジ本体１０の右上方の隅の位置に形成された直方体形状の空間である。貫通孔３４１は、図１２に示すように、正面側から見てインクトラップ室３４０の左上方奥側隅部近傍に開口している。また、インクトラップ室３４０の右下方手前側隅部には、仕切となるリブ１０ａの一部が切り欠かれた切り欠き部３４２が形成されており、この切り欠き部３４２を介して連絡バッファ室３５０に連通している。ここで、インクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０は、大気連通路１５０の途中の容積を拡張した形態の空気室で、何らかの理由により上部インク収容室３７０からインクが逆流した場合でもこのインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０にインクを留め、これ以上大気開放孔１００側へインクIが流れ込まないように構成されたものである。【００７０】
連絡バッファ室３５０は、インクトラップ室３４０の下方に形成された空間である。連結バッファ室３５０の底面３５２にはインク注入時に空気抜きを行うための減圧孔１１０が設けられている。また、底面３５２近傍であってインクジェット式記録装置への装着時最も重力方向下方の部位には厚さ方向側に貫通孔３５１が開口しており、この貫通孔３５１を介して背面側に形成された連絡流路３６０に連通している。【００７１】
連絡流路３６０は、背面側から見て中央上方側に延びており、上部インク収容室３７０の底面近傍に開口した貫通孔３７２を介して上部インク収容室３７０と連通している。すなわち、大気開放孔１００から連絡流路３６０が本実施の形態の大気連通路１５０を構成している。連絡流路３６０は、メニスカスを形成し、インクＩの逆流が発生しない程度の細さに形成されている。【００７２】
本実施の形態のインクカートリッジ１の場合、図８にも示したように、カートリッジ本体１０の正面側には、前述のインク収容室（上部インク収容室３７０，３９０、バッファ室４３０）や、空気室（インクトラップ室３４０、連絡バッファ室３５０）や、インク誘導路（上流側インクエンドセンサ連絡流路４００、下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０）の他に、インクＩが充填されない未充填室５０１が画成されている。【００７３】
未充填室５０１は、カートリッジ本体１０の正面側で、左側面寄りのハッチングを施した領域で、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０とに挟まれるように画成されている。
そして、この未充填室５０１は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔５０２が設けられ、該大気開放孔５０２により外気に連通している。
この未充填室５０１は、インクカートリッジ１を減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。【００７４】
以上に説明したインクカートリッジ１では、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０を備えており、各インク収容室３７０，３９０，４３０内のインクは、これらのインク収容室３７０，３９０，４３０の底壁面積と比較して狭小な窪み３７４，３９４，４３４に集められて、この窪み３７４，３９４，４３４の底部のインク排出口３７１，３１１，４３２を経て、インク誘導路に導出される。
即ち、各インク収容室ではインク残量が少なくなった時でも、そのインク収容室内に残留するインクが狭小な窪み３７４，３９４，４３４に集められて、インク排出口３７１，３１１，４３２から液面までの高さが深く維持されるため、上記のような窪みがなく幅広なインク収容室の底壁に直接インク排出口が形成された従来の場合と比較すると、インク収容室３７０，３９０，４３０内でのインク排出口３７１，３１１，４３２へのインクＩの流動性が低下しない。【００７５】
従って、インク収容室３７０，３９０，４３０に残存するインクＩは微少量になっても、窪み３７４，３９４，４３４に集められた後、円滑に、且つ速やかにインク誘導路に導出されることになり、インク収容室３７０，３９０，４３０にインクＩが残存しているのにインク収容室３７０，３９０，４３０内の空気層がインク排出口３７１，３１１，４３２に触れて気泡Ｂがインク誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができる。
その結果、インク収容室にインクＩが残存しているのに、気泡Ｂがインク誘導路に吸い込まれて液体残量センサ３１が貯留インクＩの消尽と誤検出してしまうことを回避でき、使い切れずにインク収容室３７０，３９０，４３０に残存して廃棄されるインク量を大幅に低減させることができる。
また、一旦インク排出口３１１に気泡が流出した際には、インク収納室３９０にインクIは残存していないので、インク収納室３９０内に残留したインクIがインク排出口３１１側に移動をしてインク排出口３１１に再び流出することがないので、一旦インクなしを検出した後にインクありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。【００７６】
また、上記実施の形態のインクカートリッジ１では、複数のインク収容室３７０，３９０，４３０の装備により、インク貯留量を増やして、インクカートリッジにおけるインク貯留量の大容量化を図ることができる。【００７７】
また、直列接続された各インク収容室３７０，３９０，４３０毎に、前述した窪み３７４，３９４，４３４による気泡の導出抑止作用が、多段に発揮される。
従って、インク貯留量を大容量化と、使い切れずにインク収容室に残存して廃棄されるインク量の低減との双方を実現することができる。
更に、下流のインク収容室３９０のインク流入口３９１は、インク収容室３９０の底壁の近傍に設けられている。このため、上流のインク収容室３７０に収容されたインクIを消尽しつくし、更に下流のインク収容室３９０に収容されたインクIの一部を消尽したときに、インク収容室３７０とインク収容室３９０を接続するインク誘導路３８０内でメニスカスを形成する。このときインク収容室３９０に侵入した空気は、前記メニスカスにより大気と連通していないので、自然換気されることがない。よって、インク体収容室３９０に残存しているインクIの蒸発を抑制することができる。
更に、液体排出口３７１、３９４の近辺には、毛管力によってインクIを集結させるインク集結リブ６００、６０１が設けられている。このため、インク収納室３７０ないし３９０に収納されたインクIがほとんど消尽され尽くしたときには、インク収納室３７０ないし３９０内に残留したインクIは重力によってインク排出口３７１、３９４近辺に集結する以外に、毛管力によっても集結する。
従って、インク貯留量を大容量化と、使い切れずにインク収容室に残存して廃棄されるインクIの量の低減との双方を実現することができる。また、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
なお、本実施例では毛管力によってインクIを集結させる構造としてインク集結リブ６００、６０１を設けたが、インク収納室３７０、３９０の底面に溝を形成しても同様な効果を得ることができる。
更に、インクカートリッジ１は、インク収容室３７０，３９０を備えており、上流側のインク収納室３７０は下流側のインク収納室３９０の重力方向の上に配置されている。よって、上流側のインク収容室３７０に収納したインクIを消尽し、一旦インク誘導路３８０に空気が侵入した後に、インク収納室３７０に残存したインクIが移動し再びインク誘導路３８０に流出した場合でも、後から流出したインクIは下流側のインク収納室３９０に残留したインクIと合流し問題なく使用することができる。
また、インク収納室３７０とインク収納室３９０を連結するインク誘導路３８０は、インクIの流れが重力方向で上から下向きになるようにされている。
よって、インク誘導路３８０内のインクIも全て使用することができる。また、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。【００７８】
また、上記実施の形態のインクカートリッジ１では、カートリッジ本体１０に装備した未充填室５０１が、インクカートリッジ１を減圧パック包装する時の脱気用負圧を蓄圧して脱気室として機能する。従って、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサ３１のキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、インクカートリッジ１の減圧パック包装時の脱気用負圧により、残存する微少な気泡を溶解・消滅させると同時に、減圧パック包装の開封時まで、未充填室５０１に蓄圧された脱気用負圧が減圧パック包装内部を良好な脱気状態に維持して、液体残量センサ３１のキャビティ内の気泡が溶解・消滅した良好な保管状態を維持することができる。【００７９】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ１では、内部のインクの消費に伴って外部から大気を上部インク収容室３７０内に導入する大気連通路１５０の途中に、容積を拡張した形態の空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０を備えているため、インクカートリッジ１の使用時等にインク収容室３７０に収容されていたインクが熱膨張や外部からの振動等で大気連通路１５０を逆流するとき、大気連通路１５０の途中に設けた空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０が逆流するインクＩを捕捉するトラップ空間となり、インクＩの外部への漏出を防止することができる。【００８０】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ１は、減圧パック包装状態では、前記空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０よりも上流側で大気連通路１５０を閉塞する閉塞手段としての封止フィルム９０が備えられている。
そのため、輸送時の振動や温度変化が作用しても、インク収容室内に貯留されているインクＩが大気連通路１５０や空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０側に流れ出し難く、貯留しているインクＩの流動によってインク収容室やインク誘導路に気泡が発生することを防止することができる。【００８１】
なお、上記実施の形態では、一つのカートリッジ本体内に３個のインク収容室を区画形成したが、カートリッジ本体内に装備するインク収容室の数量は、上記実施の形態に限定しない。カートリッジ本体に装備するインク収容室は、単一でも複数でも、いずれでも良い。【００８２】
また、本発明の液体収容容器の用途は、上記実施形態に示したインクカートリッジに限らない。また、本発明の液体収容容器が装着される容器装着部を備えた液体消費装置も、上記実施形態に示したインクジェット式記録装置に限らない。
液体消費装置としては、液体収容容器が着脱可能に装着される容器装着部を備え、前記液体収容容器に貯留されている液体が装置に供給される各種の装置が該当し、具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【図１】
2007122794.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体消費装置に着脱可能に装着される容器本体内に貯留している液体を前記液体消費装置に供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液体収容容器及び液体消費装置の例として、例えば、インク液を貯留したインクカートリッジと、該インクカートリッジが交換可能に装着されるインクジェット式記録装置を挙げることができる。
【０００３】
上記インクカートリッジは、通常、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される容器本体内に、インクが充填されるインク収容室と、前記インク収容室に貯留されている液体をインクジェット式記録装置に供給するためのインク供給孔と、前記インク収容室とインク供給孔とを連通するインク誘導路と、前記インク収容室内のインクの消費に伴って外部から大気を前記インク収容室内に導入する大気連通路とを備えた構成とされていて、記録装置のカートリッジ装着部に装着された際に前記カートリッジ装着部に装備されたインク供給針が前記インク供給孔に挿入接続されることにより、貯留しているインクがインクジェット式記録装置の記録ヘッドに供給可能になる。
【０００４】
インクジェット式記録装置における記録ヘッドは、熱や振動を利用してインク滴の噴射を制御するもので、インクカートリッジがインク切れになり、インクが供給されない状態でインク吐出動作を行う空打ちが発生すると、故障してしまう。そこで、インクジェット式記録装置では、記録ヘッドが空打ちをしないように、インクカートリッジにおけるインク液の残量を監視する必要が生じる。
【０００５】
このような背景から、インクカートリッジに貯留されたインクを完全に最後まで使い切ってしまって、記録装置の記録ヘッドに空打ちを招くことがないように、容器本体内に貯留したインクの残量が予め設定した閾値まで消費された時に、所定の電気信号を出力する液体残量センサを備えるインクカートリッジが開発されるようになった。
そして、近年のインクカートリッジでは、前記液体残量センサとして、インク誘導路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を構成する振動板と、この振動板に装備される圧電素子とを備えて、振動板に振動を印加させた際の残留振動の変化からインク残量を検出するようにしたものが、各種提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のインクカートリッジの場合、一般に、インク収容室は略平坦な底面を持つ直方体状の収容空間に形成しており、その略平坦な幅広の底面または底面の近傍に形成したインク排出口を、インク誘導路を介してインク供給孔に連通させた構造になっている。
【０００８】
しかし、このようなインク収容室の構造では、インク収容室内のインク残量が少なくなると、微少量のインクが幅広の底面の広範囲に薄膜状に拡散してしまい、インク排出口に向かうインクの流動性が低下する。そのため、インク収容室内にまだインクが残っていても、インク消費に伴ってインク収容室内での占有量が増大した空気層がインク排出口に触れる事態が発生し、インクの代わりに空気の塊が大きな気泡状態となってインク誘導路に吸い込まれて、インク収容室内にインクが残っているにも拘わらず、インク誘導路に吸い込まれた気泡のために、液体残量センサがインクの消尽を検出して、インク収容室に残存するインクが使用不能になってしまう。
【０００９】
そして、このようにインク収容室内のインク残量が少なくなった時に、インク収容室内でのインク排出口へのインクの流動性が低下することで、気泡がインク誘導路に吸い込まれてしまうという問題は、インク収容室の底面積が大きくなるほど発生し易くなる。従って、大量印刷等の要望に応えるためにインク収容室の容積を増大させると、それに伴い、使い切れずに廃棄されるインク量が増えるという重大な問題を招いた。
また、一旦気泡がインク誘導路に流出して残量センサがインクなしを検出し、その後インク収納室内に残留したインクがインク誘導路側に移動をしてインク誘導路に再び流出した場合、残量センサは再びインクありを検出する。一旦インクなしになった後にインクありに戻ることは通常起こり得ないことであり、この現象が発生した場合、プリンタはセンサの故障と判断し動作を停止してしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、残留振動を利用して液体収容室の液体残量を検出する液体残量センサを具備した液体収容容器であって、液体収容室内の液体残量が少なくなった時に、液体収容室に液体が残存しているのに液体収容室内の空気層が液体排出口に触れて気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができ、従って、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量を大幅に低減させることのできる液体収容容器を提供することである。
また、一旦液体誘導路に気泡が流出した際には、液体収納室に液体は残存していないので、液体収納室内に残留した液体が液体誘導路側に移動をして液体誘導路に再び流出することがないので、一旦液体なしを検出した後に液体ありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に装着される液体収容容器に、液体を収容する液体収容室と、前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容室の液体が消尽されたことを検出する液体残量センサと、を備える大気開放タイプの液体収容容器であって、前記液体収容室は底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられたことを特徴とする液体収容容器により達成される。
【００１２】
上記構成によれば、液体収容室内の液体は、当該液体収容室の底壁面積と比較して狭小な窪みに集められて、この窪みの底部の液体排出口を経て、液体誘導路に導出される。
即ち、液体収容室内の液体残量が少なくなった時でも、液体収容室内に残留する液体が狭小な窪みに集められて、液体排出口から液面までの高さが深く維持されるため、窪みがなく幅広な液体収容室の底壁に直接液体排出口が形成された従来の場合と比較すると、液体収容室内での液体排出口への液体の流動性が低下しない。
従って、液体収容室に残存する液体は微少量になっても、窪みに集められた後、円滑に、且つ速やかに液体誘導路に導出されることになり、液体収容室に液体が残存しているのに液体収容室内の空気層が液体排出口に触れて気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができる。
その結果、液体収容室に液体が残存しているのに、気泡が液体誘導路に吸い込まれて液体残量センサが貯留液体の消尽と誤検出してしまうことを回避でき、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量を大幅に低減させることができる。
また、一旦液体誘導路に気泡が流出した際には、液体収納室に液体は残存していないので、液体収納室内に残留した液体が液体誘導路側に移動をして液体誘導路に再び流出することがないので、一旦液体なしを検出した後に液体ありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【００１３】
（２）なお、好ましくは、上記（１）に記載の液体収容容器において、前記液体収容容器には複数の前記液体収容室が設けられ、これらの複数個の液体収容室相互は、上流の前記液体収容室における前記窪みの底部の液体排出口が下流の前記液体収容室における前記底壁の近傍に設けた液体流入口に連通するように、直列に接続されている構成とすると良い。  このような構成にすると、複数個の液体収容室の装備により、液体貯留量を増やして、液体収容容器における液体貯留量の大容量化を図ることができる。
そして、液体貯留量を大容量化しても、窪みによる気泡の導出抑止作用が、直列接続された各液体収容室毎に、多段に発揮される。
従って、液体貯留量を大容量化と、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量の低減との双方を実現することができる。
【００１４】
更に、下流の前記液体収容室の液体排出口は、下流の前記液体収容室の底壁の近傍に設けられている。このため、上流の前記液体収容室に収容された液体を消尽しつくし、更に下流の前記液体収容室に収容された液体の一部を消尽したときに、上流の液体収容室と下流の液体収容室を接続する流路内でメニスカスを形成する。このとき前記下流の液体収容室に侵入した空気は、前記メニスカスにより大気と連通していないので、自然換気されることがない。よって、下流の前記液体収容室に残存している液体の蒸発を抑制することができる。（３）なお、好ましくは、上記（１）に記載の液体収容容器において、前記液体収容室の
前記液体排出口の付近には、前記液体収容室内に収容された液体を毛管力により集結させるリブないし溝が設けられている構成とするとよい。
このような構成にすると、液体収容室底面付近に残留した液体は、重力の作用により窪みへ集結する以外に、毛管力によっても液体排出口に集結する。よって、より使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量の低減を図ることができる。
（４）なお、好ましくは、上記（１）に記載の液体収容容器において、前記液体収容容器には少なくとも２個以上の前記液体収容室を備えると共に、
これらの液体収容室は上流側の液体収容室が重力方向の上方に配置され、下流側の液体収容室が重力方向の下方に配置され、
これらの前記液体収容室は、連絡流路によって直列状に接続され、前記連絡流路内での液体の流れ方向は、重力方向で上から下への下降流となる構成とするとよい。
このような構成にすると、収容する液体量の増加等の都合により複数の液体収容室を設けた場合でも、液体収容室底面に残留する液体量を削減することができる。また、前記連絡流路内の液体も、重力によりすみやかに下流側の液体収容室に排出されるため、連絡流路内の液体が使用されずに残ってしまうことがない。ゆえに、より使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量の低減することができる。
【００１５】
また、本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に装着される液体収容容器に、液体を収容する液体収容室と、前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、前記液体誘導路に設けられた液体センサと、を備え、前記液体収容室は底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられたことを特徴とする液体収容容器により解決される。
【００１６】
上記構成によれば、液体収容室内の液体は、当該液体収容室の底壁面積と比較して狭小な窪みに集められて、この窪みの底部の液体排出口を経て、液体誘導路に導出される。
即ち、液体収容室内の液体残量が少なくなった時でも、液体収容室内に残留する液体が狭小な窪みに集められて、液体排出口から液面までの高さが深く維持されるため、窪みがなく幅広な液体収容室の底壁に直接液体排出口が形成された従来の場合と比較すると、液体収容室内での液体排出口への液体の流動性が低下しない。
従って、液体収容室に残存する液体は微少量になっても、窪みに集められた後、円滑に、且つ速やかに液体誘導路に導出されることになり、液体収容室に液体が残存しているのに液体収容室内の空気層が液体排出口に触れて気泡が液体誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができる。
その結果、液体収容室に液体が残存しているのに、気泡が液体誘導路に吸い込まれて液体残量センサが貯留液体の消尽と誤検出してしまうことを回避でき、使い切れずに液体収容室に残存して廃棄される液体量を大幅に低減させることができる。
また、一旦液体誘導路に気泡が流出した際には、液体収納室に液体は残存していないので、液体収納室内に残留した液体が液体誘導路側に移動をして液体誘導路に再び流出することがないので、一旦液体なしを検出した後に液体ありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る液体収容容器の一実施の形態としてのインクカートリッジの外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジを図１とは逆の角度からみた外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジを図３とは逆の角度からみた分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジをインクジェット式記録装置のキャリッジに取り付けた状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を正面側から見た図である。
【図９】本発明の一実施の形態としてのインクカートリッジのカートリッジ本体を背面側から見た図である。
【図１０】（ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図である。
【図１１】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図８に示したカートリッジ本体内の流路構造の一部の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る液体収容容器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の実施形態では、液体収容容器の一例として、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置（プリンタ）に装着されるインクカートリッジを挙げて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る液体収容容器の一実施の形態としてのインクカートリッジの外観斜視図であり、図２は本実施形態のインクカートリッジを図１とは逆の角度からみた外観斜視図である。図３は本実施形態のインクカートリッジの分解斜視図、図４は本実施形態のインクカートリッジを図３とは逆の角度からみた分解斜視図である。図５は本実施形態のインクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図であり、図６はキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図、図７はキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。
【００２０】
本実施の形態のインクカートリッジ１は、図１及び図２に示すように、略直方体形状を有し、内部に設けられたインク収容室にインクを貯留・収納する液体収容容器である。インクカートリッジ１は、液体消費装置の一例としてのインクジェット式記録装置のキャリッジ２００に装着され、当該インクジェット式記録装置にインクを供給する（図５参照）。
【００２１】
インクカートリッジ１の外観的特徴について説明すると、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１は、フラットな上面１ａを有し、上面１ａに対向する底面１ｂにインクジェット式記録装置に接続されてインクを供給するインク供給部５０が設けられている。また、底面１ｂには、インクカートリッジ１内部に大気を導入する大気開放孔１００（図６参照）が開口している。すなわち、インクカートリッジ１は、大気開放孔１００から空気を導入しつつインク供給部５０からインクを供給する大気開放型のインクカートリッジである。
【００２２】
本実施形態では、大気開放孔１００は、図６に示すように、底面１ｂに底面側から上面側に向けて開口した略円筒形状の凹部１０１と、凹部１０１の内周面に開口した小孔１０２とを有している。小穴１０２は、後述の大気連通路に連通しており、この小穴１０２を介して大気が後述の最上流のインク収容室３７０に導入される。
【００２３】
大気開放孔１００の凹部１０１は、キャリッジ２００に形成された突起２３０を受け入れるような深さに構成されている。この突起２３０は、大気開放孔１００を気密に閉塞する閉塞手段としての封止フィルム９０の剥がし忘れを防止するための剥離忘れ防止突起である。すなわち、封止フィルム９０が貼り付けられた状態では、大気開放孔１００内に突起２３０が挿入されないため、インクカートリッジ１がキャリッジ２００に取り付けられない。これによりユーザが、大気開放孔１００上に封止フィルム９０が貼り付けたままキャリッジ２００にインクカートリッジ１を取り付けようとしても取り付けられないようにすることにより、インクカートリッジ１の装着時には確実に封止フィルム９０を剥がすように促すことができる。
【００２４】
また、図１に示すように、インクカートリッジ１の上面１ａの一つの短辺側に隣り合う狭側面１ｃには、インクカートリッジ１が誤った位置に装着されることを防ぐための誤挿入防止突起２２が形成されている。受け手となるキャリッジ２００側には、図５に示すように、誤挿入防止突起２２と対応する凹凸２２０が形成されており、インクカートリッジ１は誤挿入防止突起２２と凹凸２２０とが干渉しない場合のみキャリッジ２００に装着される。誤挿入防止突起２２は、インクの種類毎に異なる形状を有し、受け手となるキャリッジ２００側の凹凸２２０も対応するインクの種類に応じた形状を有している。したがって、図５に示すように、キャリッジ２００が複数のインクカートリッジを装着可能な場合でも、誤った位置にインクカートリッジを装着することがない。
【００２５】
また、図２に示すように、インクカートリッジ１の狭側面１ｃと対向する狭側面１ｄには、係合レバー１１が設けられている。この係合レバー１１は、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と係合する突起１１ａが形成されており、係合レバー１１が撓みつつ突起１１ａと凹部２１０が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が位置固定される。
【００２６】
また、係合レバー１１の下方には、回路基板３４が設けられている。この回路基板３４上には、複数の電極端子３４ａが形成されており、これら電極端子３４ａがキャリッジ２００に設けられた電極部材（不図示）と接触することにより、インクカートリッジ１が電気的にインクジェット式記録装置と接続される。回路基板３４には、データ書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクカートリッジ１に関する各種情報やインクジェット式記録装置のインク使用情報等が記憶される。また、回路基板３４の裏側には、インクカートリッジ１内のインク残量を、残留振動を利用して検出する液体残量センサ（センサユニット）３１（図３または図４参照のこと）が設けられている。以下の説明では、液体残量センサ３１と回路基板３４とを合わせてインクエンドセンサ３０と呼称することとする。
【００２７】
また、インクカートリッジ１の上面１ａには、図１に示すように、インクカートリッジの中身を示すラベル６０ａが貼り付けられている。このラベル６０ａは、広側面１ｆを覆う外表面フィルム６０の端部が上面１ａにまでまたがって貼り付けられることによって形成されている。
【００２８】
また、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１の上面１ａの２つの長辺側に隣り合う広側面１ｅ，１ｆは、フラットな面形状とされている。以下の説明では、便宜上、広側面１ｅの側を正面側、広側面１ｆの側を背面側、狭側面１ｃの側を右側面側、そして狭側面１ｄの側を左側面側として説明する。
【００２９】
次に、図３及び図４を参照しながら、インクカートリッジ１を構成する各部について説明する。
【００３０】
インクカートリッジ１は、容器本体であるカートリッジ本体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。
【００３１】
カートリッジ本体１０は、その正面側には様々な形状を有するリブ１０ａが形成されており、これらのリブ１０ａが仕切を為して、インクが充填される複数のインク収容室（液体収容室）、インクは充填されない未充填室、後述の大気連通路１５０の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
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が設けられており、このフィルム８０によってリブ、凹部、溝の上面が塞がれて複数の流路やインク収容室、未充填室、空気室が形成される。
【００３２】
またカートリッジ本体１０の背面側には、差圧弁４０を収容する凹部としての差圧弁収容室４０ａと気液分離フィルタ７０を構成する凹部としての気液分離室７０ａとが形成されている。
【００３３】
差圧弁収容室４０ａには、バルブ部材４１とバネ４２とバネ座４３とが収納されて差圧弁４０を構成している。差圧弁４０は、下流側のインク供給部５０と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給部５０に供給されるインクが負圧となるように構成されている。
【００３４】
気液分離室７０ａの上面には、気液分離室７０ａの中央部近傍に設けられた外周を囲む土手７０ｂに沿って気液分離膜７１が貼着されている。この気液分離膜７１は、気体を通過させるとともに液体を通過不可能に遮断する素材であり、全体で気液分離フィルタ７０を構成している。気液分離フィルタ７０は、大気開放孔１００とインク収容室とを結ぶ大気連通路１５０内に設けられており、インク収容室のインクが大気連通路１５０を逆流して大気開放孔１００から流出しないようにするためのものである。
【００３５】
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以外にも複数の溝１０ｂが刻まれている。これらの溝１０ｂは、差圧弁４０と気液分離フィルタ７０が構成された状態で外表面を外表面フィルム６０が覆うことにより各溝１０ｂの開口部が塞がれ、大気連通路１５０やインク誘導路が形成される。
【００３６】
カートリッジ本体１０の右側面側には、図４に示すように、インクエンドセンサ３０を構成する各部材を収納する凹部としてセンサ室３０ａが形成されている。このセンサ室３０ａには、液体残量センサ３１と、液体残量センサ３１をセンサ室３０ａの内壁面に押しつけて固定する圧縮バネ３２とが収納される。また、センサ室３０ａの開口部はカバー部材３３によって覆われ、このカバー部材３３の外表面３３ａ上に回路基板３４が固定される。液体残量センサ３１のセンシング部材は回路基板３４と接続されている。
【００３７】
液体残量センサ３１は、インク収容室からインク供給部５０との間のインク誘導路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子（圧電アクチュエータ）とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記インク誘導路内におけるインクの有無を検出する。この液体残量センサ３１は、インクと気体との間での残留振動の振幅、周波数等の違いを検出して、カートリッジ本体１０内におけるインクの有無を検出する。
具体的には、カートリッジ本体１０内のインク収容室のインクが消尽されて、インク収容室内に導入された大気がインク誘導路を伝って、液体残量センサ３１のキャビティ内に進入すると、その時の残留振動の振幅や周波数の変化から、その旨を検知し、インクエンドを示す電気信号を出力する。
【００３８】
カートリッジ本体１０の底面側には、先ほど説明したインク供給部５０と大気開放孔１００以外に、図４に示すように、インク注入時に真空引き手段を介してインクカートリッジ１内部から空気を吸い出して減圧に用いられる減圧孔１１０と、インク収容室からインク供給部５０に至るインク誘導路を構成する凹部９５ａと、インクエンドセンサ３０の下方に設けられたバッファ室３０ｂとが形成されている。
【００３９】
インク供給部５０、大気開放孔１００、減圧孔１１０、凹部９５ａ、及びバッファ室３０ｂは、インクカートリッジ製造直後には、全てそれぞれ封止フィルム５４，９０，９８，９５，３５によってそれぞれの開口部が封止された状態となっている。このうち、大気
開放孔１００を封止する封止フィルム９０は、インクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着して使用状態とす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が外部に露出し、インクカートリッジ１内部のインク収容室が大気連通路１５０を介して外気と連通する。
【００４０】
また、インク供給部５０の外表面に貼り付けられた封止フィルム３５は、図６及び図７に示すように、インクジェット式記録装置への装着時にインクジェット式記録装置側のインク供給針２４０によって破られるように構成されている。
【００４１】
インク供給部５０の内部には、図６及び図７に示すように、装着時にインク供給針の２４０の外表面に押しつけられる環状のシール部材５１と、プリンタに装着されていない場合はシール部材５１と当接してインク供給部５０を閉塞するバネ座５２と、バネ座５２をシール部材５１の当接方向に付勢する圧縮バネ５３とを備えている。
【００４２】
図６及び図７に示すように、インク供給針２４０がインク供給部５０内に挿入されると、シール部材５１の内周とインク供給針２４０の外周がシールされ、インク供給部５０とインク供給針２４０との間の隙間が液密に封止される。また、インク供給針５１の先端がバネ座５２と当接し、バネ座５２を上に押し上げ、バネ座５２とシール部材５１のシールが解除されることにより、インク供給部５０からインク供給針２４０にインクが供給可能となる。
【００４３】
次に、図８〜図１２を参照しながら、本実施形態のインクカートリッジ１の内部構造に
ついて説明する。
【００４４】
図８は本実施の形態のインクカートリッジ１のカートリッジ本体１０を正面側から見た図であり、図９は本実施の形態のインクカートリッジ１のカートリッジ本体１０を背面側から見た図であり、図１０の（ａ）は図８の簡略模式図であり、図１０の（ｂ）は図９の簡略模式図であり、図１１は図８のＡ−Ａ断面図である。また、図１２は図８に示した流路の一部拡大斜視図である。
【００４５】
本実施の形態のインクカートリッジ１１では、インクＩが充填される主なインク収容室として、上下２つに分断された上部インク収容室３７０及び下部インク収容室３９０と、これらの上下のインク収容室に挟まれるように位置するバッファ室４３０との３つのインク収容室が、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。
また、カートリッジ本体１０の背面側には、インクＩの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室３７０に導入する大気連通路１５０が形成されている。
【００４６】
インク収容室３７０，３９０及びバッファ室４３０は、リブ１０ａにより区分されている。そして、本実施の形態の場合、これらの各インク収容室は、水平方向に延在して収容室の底壁となるリブ１０ａの一部に、下方に窪ませた形状の窪み３７４，３９４，４３４が形成されている。
窪み３７４は、上部インク収容室３７０のリブ１０ａによる底壁３７５の一部を下方に窪ませたものである。窪み３９４は、下部インク収容室３９０の底壁３９５のリブ１０ａによる底壁３９５と壁面の膨出部によりカートリッジ厚さ方向に窪ませたものである。窪み４３４は、バッファ室４３０の１０ａによる底壁４３５の一部を下方に窪ませたものである。
【００４７】
そして、各窪み３７４，３９４，４３４の底部又はその付近には、インク誘導路３８０，上流側インクエンドセンサ４００及びインク誘導路４４０に連通するインク排出口３７１，３１１，４３２が設けられている。
インク排出口３７１，４３２は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体１０の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口３１１は、底壁３９５を下方に貫通した貫通穴である。
【００４８】
インク誘導路３８０は、一端が上部インク収容室３７０のインク排出口３７１に連通すると共に、他端が下部インク収容室３９０に設けられたインク流入口３９１に連通しており、上部インク収容室３７０のインクを下部インク収容室３９０に誘導する。
インク誘導路４２０は、一端が下部インク収容室３９０の下流に位置する液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２に連通すると共に、他端がバッファ室４３０に設けられたインク流入口４３１に連通しており、下部インク収容室３９０のインクＩをバッファ室４３０に誘導する。インク誘導路４２０は液体残量センサ３１内のキャビティのインク排出口３１２から斜め上方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクＩの流れ方向が下から上への上昇流となる上昇型接続でインク収容室３９０、４３０相互を接続している。
インク誘導路４４０は、バッファ室４３０のインク排出口４３２から差圧弁４０にインクを誘導するインク流路である。
【００４９】
本実施の形態の場合、各インク収容室のインク流入口３９１，４３１は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口３７１，３１２よりも上方で、各インク収容室の底壁３７５，３９５，４３５の近傍に設けられている。
【００５０】
以上の構成により、本実施の形態のカートリッジ本体１０に設けた３個のインク収容室３７０，３９０，４３０は、上流のインク収容室における窪みの底部のインク排出口が下流のインク収容室における底壁の近傍に設けたインク流入口に連通するように、直列に接続されている。
【００５１】
以下、まず主たるインク収容室である上部インク収容室３７０からインク供給部５０に至るまでのインク誘導路を図８〜図１２を参照しながら説明する。
【００５２】
上部インク収容室３７０は、カートリッジ本体１０内の最上流（最上位）のインク収容室で、図８に示すように、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。この上部インク収容室３７０は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体１０の略半分から上の部分に形成されている。上部インク収容室３７０の底壁の窪み３７４には、インク誘導路３８０と連通するインク排出口３７１が開口している。このインク排出口３７１は、上部インク収容室３７０の底壁となっているリブ１０ａよりも下がった位置にあり、上部インク収容室３７０内のインク液面が底壁まで下がっても、その時の液面よりも下方に位置して、安定したインクの導出を継続する。
【００５３】
インク誘導路３８０は、図９に示すように、カートリッジ本体１０の背面側に形成され上方からインクＩを下方の下部インク収容室３９０に導く。
【００５４】
下部インク収容室３９０は、上部インク収容室３７０に貯留されているインクＩが導入されるインク収容室で、図８に示すように、カートリッジ本体１０の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体１０の略半分から下の部分に形成されている。この下部インク収容室３９０の底壁となっているリブ１０ａの近傍に、インク誘導路３８０と連通するインク流入口３９１は、下部インク収容室３９０の底壁３９５の下方に配置された連通流路に開口しており、該連通流路を介して上部インク収容室３７０からのインクＩが流入する。
【００５５】
下部インク収容室３９０は、図示せぬ貫通孔により上流側インクエンドセンサ連絡流路４００に連通している。上流側インクエンドセンサ連絡流路４００には、三次元的に形成された迷路流路が形成されており、この迷路流路にてインクエンド前に流入した気泡Ｂを捕捉して下流側に流れないように構成されている。
【００５６】
上流側インクエンドセンサ連絡流路４００は、図示せぬ貫通孔を介して下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０に連通しており、下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０を介してインクＩが液体残量センサ３１に導かれる。
【００５７】
液体残量センサ３１に導かれたインクＩは、液体残量センサ３１内のキャビティ（流路）を通って、キャビティの出口であるインク排出口３１２からカートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク誘導路４２０に導かれる。インク誘導路４２０は、液体残量センサ３１から斜め上方にインクＩを導くように形成されており、バッファ室４３０と連通するインク流入口４３１に接続されている。これにより、液体残量センサ３１を出たインクは、インク誘導路４２０を経てバッファ室４３０に導かれる。
【００５８】
バッファ室４３０は、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０との間にリブ１０ａにより区画形成された小部屋であり、差圧弁４０の直前のインク貯留空間として形成されている。バッファ室４３０は、差圧弁４０の裏側に対向するように形成されており、バッファ室４３０の窪み４３４に形成されたインク排出口４３２が連通したインク誘導路４４０を介して差圧弁４０にインクＩが流入する。
【００５９】
差圧弁４０に流入したインクＩは、差圧弁４０によって下流側に導かれ、貫通孔４５１を介して出口流路４５０に導かれる。出口流路４５０は、インク供給部５０に連通しており、インク供給部５０に差し込まれたインク供給針２４０を介してインクＩがインクジェット式記録装置側に供給される。
【００６０】
次に、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０に至るまでの大気連通路１５０を図８〜図１２を参照しながら説明する。
【００６１】
インクカートリッジ１内のインクIが消費されてインクカートリッジ１１内部の圧力が低下すると、貯留しているインクＩの減少分だけ大気開放孔１００から大気（空気）が上部インク収容室３７０に流入する。
【００６２】
大気開放孔１００の内部に設けられた小穴１０２は、カートリッジ本体１０の背面側に形成された蛇道３１０の一端に連通している。蛇道３１０は、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０までの距離を長くしインクI中の水分の蒸発を抑制するように細長く形成された蛇行路である。蛇道３１０の他端は、気液分離フィルタ７０に接続されている。
【００６３】
気液分離フィルタ７０を構成する気液分離室７０ａの底面には、貫通孔３２２が形成されており、貫通孔３２２を介してカートリッジ本体１０の正面側に形成された空間３２０に連通している。気液分離フィルタ７０においては、貫通孔３２２と蛇道３１０の他端との間に気液分離膜７１が配置される。気液分離膜７１は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。
【００６４】
空間３２０は、カートリッジ本体１０の正面側からみて上部インク室の右上方に形成されている。空間３２０には、貫通孔３２２の上部に貫通孔３２１が開口している。空間３２０は、この貫通孔３２１を介して背面側に形成された上部連結流路３３０に連通している。
【００６５】
上部連結流路３３０は、インクカートリッジ１の最も上面側、すなわちインクカートリッジ１が取り付けられた状態における重力方向で最も上となる部分を通過するように、背面側から見て貫通孔３２１から長辺に沿って右方向に延びる流路部分３３３と、短辺近傍の折り返し部３３５で折り返して流路部分３３３よりもインクカートリッジ１の上面側を通って貫通孔３２１の近傍に形成された貫通孔３４１まで延びる流路部分３３７とを有している。なお、貫通孔３４１は、正面側に形成されたインクトラップ室３４０に連通している。
【００６６】
ここで、背面側からこの上部連結流路３３０を見ると、折り返し部３３５から貫通孔３４１までの延びる流路部分３３７には、貫通孔３４１が形成された位置３３６と、位置３３６よりカートリッジ厚さ方向位置が深く掘り下げられた凹部３３２が設けられており、この凹部３３２を区切るようにリブ３３１が複数形成されている。また、貫通孔３２１から折り返し部３３５まで延びる流路部分３３３は、折り返し部３３５から貫通孔３４１までの延びる流路部分３３７よりも深さが浅く形成されている。
【００６７】
本実施の形態では、上部連結流路３３０を重力方向で最も上となる部分に形成しているので、基本的にはインクＩが上部連結流路３３０を超えて大気開放孔１００側に移動しないように構成されている。また、上部連結流路３３０は、毛細管現象等によりインクの逆流が発生しない程度に幅広の太さを有するとともに、流路部分３３７には凹部３３２が形成されているので逆流してきたインクを捕捉しやすく構成されている。
【００６８】
インクトラップ室３４０は、正面側から見てカートリッジ本体１０の右上方の隅の位置に形成された直方体形状の空間である。貫通孔３４１は、図１２に示すように、正面側から見てインクトラップ室３４０の左上方奥側隅部近傍に開口している。また、インクトラップ室３４０の右下方手前側隅部には、仕切となるリブ１０ａの一部が切り欠かれた切り欠き部３４２が形成されており、この切り欠き部３４２を介して連絡バッファ室３５０に連通している。ここで、インクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０は、大気連通路１５０の途中の容積を拡張した形態の空気室で、何らかの理由により上部インク収容室３７０からインクが逆流した場合でもこのインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０にインクを留め、これ以上大気開放孔１００側へインクIが流れ込まないように構成されたものである。
【００６９】
連絡バッファ室３５０は、インクトラップ室３４０の下方に形成された空間である。連結バッファ室３５０の底面３５２にはインク注入時に空気抜きを行うための減圧孔１１０が設けられている。また、底面３５２近傍であってインクジェット式記録装置への装着時最も重力方向下方の部位には厚さ方向側に貫通孔３５１が開口しており、この貫通孔３５１を介して背面側に形成された連絡流路３６０に連通している。
【００７０】
連絡流路３６０は、背面側から見て中央上方側に延びており、上部インク収容室３７０の底面近傍に開口した貫通孔３７２を介して上部インク収容室３７０と連通している。すなわち、大気開放孔１００から連絡流路３６０が本実施の形態の大気連通路１５０を構成している。連絡流路３６０は、メニスカスを形成し、インクＩの逆流が発生しない程度の細さに形成されている。
【００７１】
本実施の形態のインクカートリッジ１の場合、図８にも示したように、カートリッジ本体１０の正面側には、前述のインク収容室（上部インク収容室３７０，３９０、バッファ室４３０）や、空気室（インクトラップ室３４０、連絡バッファ室３５０）や、インク誘導路（上流側インクエンドセンサ連絡流路４００、下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０）の他に、インクＩが充填されない未充填室５０１が画成されている。
【００７２】
未充填室５０１は、カートリッジ本体１０の正面側で、左側面寄りのハッチングを施した領域で、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０とに挟まれるように画成されている。
そして、この未充填室５０１は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔５０２が設けられ、該大気開放孔５０２により外気に連通している。
この未充填室５０１は、インクカートリッジ１を減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。
【００７３】
以上に説明したインクカートリッジ１では、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０を備えており、各インク収容室３７０，３９０，４３０内のインクは、これらのインク収容室３７０，３９０，４３０の底壁面積と比較して狭小な窪み３７４，３９４，４３４に集められて、この窪み３７４，３９４，４３４の底部のインク排出口３７１，３１１，４３２を経て、インク誘導路に導出される。
即ち、各インク収容室ではインク残量が少なくなった時でも、そのインク収容室内に残留するインクが狭小な窪み３７４，３９４，４３４に集められて、インク排出口３７１，３１１，４３２から液面までの高さが深く維持されるため、上記のような窪みがなく幅広なインク収容室の底壁に直接インク排出口が形成された従来の場合と比較すると、インク収容室３７０，３９０，４３０内でのインク排出口３７１，３１１，４３２へのインクＩの流動性が低下しない。
【００７４】
従って、インク収容室３７０，３９０，４３０に残存するインクＩは微少量になっても、窪み３７４，３９４，４３４に集められた後、円滑に、且つ速やかにインク誘導路に導出されることになり、インク収容室３７０，３９０，４３０にインクＩが残存しているのにインク収容室３７０，３９０，４３０内の空気層がインク排出口３７１，３１１，４３２に触れて気泡Ｂがインク誘導路に吸い込まれるという不都合の発生を回避することができる。
その結果、インク収容室にインクＩが残存しているのに、気泡Ｂがインク誘導路に吸い込まれて液体残量センサ３１が貯留インクＩの消尽と誤検出してしまうことを回避でき、使い切れずにインク収容室３７０，３９０，４３０に残存して廃棄されるインク量を大幅に低減させることができる。
また、一旦インク排出口３１１に気泡が流出した際には、インク収納室３９０にインクIは残存していないので、インク収納室３９０内に残留したインクIがインク排出口３１１側に移動をしてインク排出口３１１に再び流出することがないので、一旦インクなしを検出した後にインクありに戻ることが起こらない。よって、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【００７５】
また、上記実施の形態のインクカートリッジ１では、複数のインク収容室３７０，３９０，４３０の装備により、インク貯留量を増やして、インクカートリッジにおけるインク貯留量の大容量化を図ることができる。
【００７６】
また、直列接続された各インク収容室３７０，３９０，４３０毎に、前述した窪み３７４，３９４，４３４による気泡の導出抑止作用が、多段に発揮される。
従って、インク貯留量を大容量化と、使い切れずにインク収容室に残存して廃棄されるインク量の低減との双方を実現することができる。
更に、下流のインク収容室３９０のインク流入口３９１は、インク収容室３９０の底壁の近傍に設けられている。このため、上流のインク収容室３７０に収容されたインクIを消尽しつくし、更に下流のインク収容室３９０に収容されたインクIの一部を消尽したときに、インク収容室３７０とインク収容室３９０を接続するインク誘導路３８０内でメニスカスを形成する。このときインク収容室３９０に侵入した空気は、前記メニスカスにより大気と連通していないので、自然換気されることがない。よって、インク体収容室３９０に残存しているインクIの蒸発を抑制することができる。
更に、液体排出口３７１、３９４の近辺には、毛管力によってインクIを集結させるインク集結リブ６００、６０１が設けられている。このため、インク収納室３７０ないし３９０に収納されたインクIがほとんど消尽され尽くしたときには、インク収納室３７０ないし３９０内に残留したインクIは重力によってインク排出口３７１、３９４近辺に集結する以外に、毛管力によっても集結する。
従って、インク貯留量を大容量化と、使い切れずにインク収容室に残存して廃棄されるインクIの量の低減との双方を実現することができる。また、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
なお、本実施例では毛管力によってインクIを集結させる構造としてインク集結リブ６００、６０１を設けたが、インク収納室３７０、３９０の底面に溝を形成しても同様な効果を得ることができる。
更に、インクカートリッジ１は、インク収容室３７０，３９０を備えており、上流側のインク収納室３７０は下流側のインク収納室３９０の重力方向の上に配置されている。よって、上流側のインク収容室３７０に収納したインクIを消尽し、一旦インク誘導路３８０に空気が侵入した後に、インク収納室３７０に残存したインクIが移動し再びインク誘導路３８０に流出した場合でも、後から流出したインクIは下流側のインク収納室３９０に残留したインクIと合流し問題なく使用することができる。
また、インク収納室３７０とインク収納室３９０を連結するインク誘導路３８０は、インクIの流れが重力方向で上から下向きになるようにされている。
よって、インク誘導路３８０内のインクIも全て使用することができる。また、高信頼性の液体残量センサを得ることができる。
【００７７】
また、上記実施の形態のインクカートリッジ１では、カートリッジ本体１０に装備した未充填室５０１が、インクカートリッジ１を減圧パック包装する時の脱気用負圧を蓄圧して脱気室として機能する。従って、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサ３１のキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、インクカートリッジ１の減圧パック包装時の脱気用負圧により、残存する微少な気泡を溶解・消滅させると同時に、減圧パック包装の開封時まで、未充填室５０１に蓄圧された脱気用負圧が減圧パック包装内部を良好な脱気状態に維持して、液体残量センサ３１のキャビティ内の気泡が溶解・消滅した良好な保管状態を維持することができる。
【００７８】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ１では、内部のインクの消費に伴って外部から大気を上部インク収容室３７０内に導入する大気連通路１５０の途中に、容積を拡張した形態の空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０を備えているため、インクカートリッジ１の使用時等にインク収容室３７０に収容されていたインクが熱膨張や外部からの振動等で大気連通路１５０を逆流するとき、大気連通路１５０の途中に設けた空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０が逆流するインクＩを捕捉するトラップ空間となり、インクＩの外部への漏出を防止することができる。
【００７９】
更に、本実施の形態のインクカートリッジ１は、減圧パック包装状態では、前記空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０よりも上流側で大気連通路１５０を閉塞する閉塞手段としての封止フィルム９０が備えられている。
そのため、輸送時の振動や温度変化が作用しても、インク収容室内に貯留されているインクＩが大気連通路１５０や空気室であるインクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０側に流れ出し難く、貯留しているインクＩの流動によってインク収容室やインク誘導路に気泡が発生することを防止することができる。
【００８０】
なお、上記実施の形態では、一つのカートリッジ本体内に３個のインク収容室を区画形成したが、カートリッジ本体内に装備するインク収容室の数量は、上記実施の形態に限定しない。カートリッジ本体に装備するインク収容室は、単一でも複数でも、いずれでも良い。
【００８１】
また、本発明の液体収容容器の用途は、上記実施形態に示したインクカートリッジに限らない。また、本発明の液体収容容器が装着される容器装着部を備えた液体消費装置も、上記実施形態に示したインクジェット式記録装置に限らない。
液体消費装置としては、液体収容容器が着脱可能に装着される容器装着部を備え、前記液体収容容器に貯留されている液体が装置に供給される各種の装置が該当し、具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【符号の説明】
【００８２】
１：インクカートリッジ（液体収容容器）、１０：カートリッジ本体（容器本体）、１１：係合レバー、２０：蓋部材、３０：インクエンドセンサ、３１：液体残量センサ、４０：差圧弁、５０：インク供給孔（液体供給孔）、７０：気液分離フィルタ、８０：フィルム、９０：封止フィルム（閉塞手段）、１００：大気開放孔、１５０：大気連通路、２２０：キャリッジ、３３０：上部連結流路、３４０：インクトラップ室（空気室）、３５０：連結バッファ室（空気室）、３７０：上部インク収容室（液体収容室）、３７１，３９４，４３２：インク排出口（液体排出口）、３７４，３９４，４３４：窪み、３７５，３９５，４３５：液体収容室の底壁、３８０：インク誘導路（液体誘導路）、３９０：下部インク収容室（液体収容室）、３９１，４３１：インク流入口（液体流入口）：４００  上流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）：４１０：下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体誘導路）：４２０：インク誘導路（液体誘導路）、４３０：バッファ室（液体収容室）、５０１，５１１，５１２，５２１：未充填室（脱気室）、６００、６０１：インク集結リブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体消費装置に装着される液体収容容器に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容室の液体が消尽されたことを検出する液体残量センサと、を備える大気開放タイプの液体収容容器であって、
前記液体収容室は、前記液体残量センサの上流側に位置する第１および第２液体収容室と、前記液体残量センサの下流側に位置する第３液体収容室とを含み、
前記第１，第２，第３液体収容室は、それぞれの底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられており、上流の前記液体収容室における前記液体排出口が、下流の前記液体収容室における前記底壁の近傍に設けられた液体流入口に連通するように、前記液体誘導路によって直列に接続されていることを特徴とする液体収容容器。
【請求項２】
液体消費装置に装着される液体収容容器に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路に設けられた液体センサと、を備え、
前記液体収容室は、前記液体センサの上流側に位置する第１および第２液体収容室と、前記液体センサの下流側に位置する第３液体収容室とを含み、
前記第１，第２，第３液体収容室は、それぞれの底壁の一部に窪みが形成され、この窪みの底部に前記液体誘導路に連通する液体排出口が設けられており、上流の前記液体収容室における前記液体排出口が、下流の前記液体収容室における前記底壁の近傍に設けられた液体流入口に連通するように、前記液体誘導路によって直列に接続されていることを特徴とする液体収容容器。
【請求項３】
前記第１および第２液体収容室の前記液体排出口の付近には、収容された液体を毛管力により集結させるリブないし溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記液体収容容器が前記液体消費装置に装着される姿勢において、上流側の前記第１液体収容室の前記液体排出口から下流側の前記第２液体収容室の前記液体流入口への液体の流れ方向は、重力方向で上から下への下降流となることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液体収容容器。
【国際調査報告】
2007122794.tif 000015
2007122794.tif 000016
2007122794.tif 000017
2007122794.tif 000018