JP2002067351A - 液体充填方法、液体容器、及び液体容器製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電装置を用いることで液体の消費状態を正
確に検出でき且つ複雑なシール構造を不要とした液体容
器の内部に、気泡を残留させることなく液体を充填す
る。 【解決手段】 液体の消費状態を検出する圧電装置が取
り付けられた液体容器１８０であって圧電装置に形成さ
れたキャビティが液体容器１８０の内部に連通している
液体容器１８０の内部に液体を充填する方法である。液
体容器１８０の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧する
減圧ステップと、液体容器１８０の内部に液体を充填す
る液体充填ステップと、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響インピーダン
スの変化を検出することで、その中でも特に共振周波数
の変化を検出することで、液体を収容する液体容器内の
液体の消費状態を検知する圧電装置が備えられた液体容
器及びこの液体容器に液体を充填する方法に関する。典
型的には、前記液体容器は、圧力発生手段により圧力発
生室のインクを印刷データに対応させて加圧してノズル
開口からインク滴を吐出させて印刷するインクジェット
記録装置に用いられるインクカートリッジである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体容器として、インクジェット
記録装置に装着されるインクカートリッジを例にとって
説明する。一般にインクジェット記録装置には、圧力発
生室を加圧する圧力発生手段と、加圧されたインクをノ
ズル開口からインク滴として吐出するノズル開口とを備
えたインクジェット式記録ヘッドが搭載されたキャリッ
ジと、流路を介して記録ヘッドに供給されるインクを収
容するインクタンクとを備えており、連続印刷が可能な
ように構成されている。インクタンクは、インクが消費
された時点でユーザが簡単に交換できるように、記録装
置に対して着脱可能なカートリッジとして構成されてい
るものが一般的である。

【０００３】また、インクカートリッジのインク消費の
管理方法として、記録ヘッドによって吐出されるインク
滴のカウント数と、記録ヘッドのメンテナンス工程で吸
引されたインク量とをソフトウエアにより積算し、計算
上でインク消費を管理する方法や、インクカートリッジ
に直接液面検出用の電極を２本取付けることによって、
実際にインクが所定量消費された時点を検知することで
インク消費を管理する方法がある。

【０００４】しかし、ソフトウェアによりインク滴の吐
出数や吸引されたインク量を積算してインク消費を計算
上で管理する方法は、計算上のインク消費量と実際の消
費量との間に無視できない誤差が生じてしまう。また、
同一カートリッジを一旦取外し、再度装着した場合には
積算されたカウント値は一旦リセットされてしまうの
で、実際のインク残量がまったくわからなくなってしま
う。

【０００５】また、電極によりインクが消費された時点
を管理する方法は、電極とインクカートリッジとの間の
液密構造が複雑化する。さらに、電極の材料として、通
常は導電性が良く耐腐食性も高い貴金属を使用するの
で、インクカートリッジの製造コストがかさむ。さら
に、２本の電極をそれぞれインクカートリッジの別な場
所に装着する必要があるため、製造工程が多くなる。

【０００６】一方で、圧電装置を用いて音響インピーダ
ンスの変化を検出することで、液体を収容する液体容器
内の液体の消費状態を検知する方法が提案されている。
この方法によれば、上記した問題点は無い。

【０００７】この方法によれば、カートリッジ内のイン
ク残量を検出する圧電装置がインクカートリッジ内のイ
ンクと接触するようにインクカートリッジに装着され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクカー
トリッジにインクを充填した際にインクカートリッジの
内部に空気が残存してしまうと、記録ヘッドの吐出不良
等の問題を生ずる。しかし、圧電装置の複雑な構造によ
りインクカートリッジの細部まで空気を残すことなくイ
ンクを充填させることは容易ではない。また、圧電装置
によってインクカートリッジ内のインクの消費状態を正
確に検知するためには、インクカートリッジが初めて使
用される前又は再使用される前の状態において、インク
が圧電装置と接触するようインクカートリッジにインク
を充填する必要がある。例えば、インクがインクカート
リッジに一杯に充填されている状態において、圧電装置
の液体と接触する面に気泡が残留する等の理由のため
に、圧電装置の液体と接触する面にインクが接触しない
場合、インクカートリッジにインクが十分に充填されて
いるにもかかわらず、圧電装置はインクカートリッジ内
にインクが十分収容されていないと誤って検知する。

【０００９】更に、使用済みのインクカートリッジにイ
ンクを再充填することは、新品のインクカートリッジに
インクを充填することより困難である。使用済みのイン
クカートリッジの場合、使用されている間にインク供給
口近辺等の細かい溝や穴が存在する箇所にインクが付着
し、溝や穴に空気がインクによって閉じ込められること
がある。この状態でインクカートリッジのインクが消費
し尽くされてインクカートリッジが回収されると、イン
クカートリッジにインクを再充填する際にインクが付着
して空気が閉じ込められた溝や穴にインクを充填するこ
とが困難となる。

【００１０】また、圧電装置によって音響インピーダン
スの変化を検出することで液体を収容する液体容器内の
液体の消費状態を検知する方法では、インクの液面を検
出するために圧電装置はインクと接触する構造となって
いる。それ故、インクが消費され、インクの液面が圧電
装置の装着されている位置より下に低下した場合に、振
動や揺動等によって、インクが誤って圧電装置に付着す
ると、インクが無いにもかかわらず、インクが有ると誤
って検出するおそれがある。また、インクカートリッジ
の内壁面にインク滴が付着し、そのインク滴が垂れ下が
ってきて、インクが圧電装置に付着した場合にも、同様
の誤検出が生じる可能性がある。

【００１１】また、従来のインクカートリッジにおいて
は、インクカートリッジの内壁や流路にインクが付着す
ることなどによってインクが残存してしまい、インクカ
ートリッジ内のインクを完全に使い切ることができない
ことがある。インクカートリッジ内に残存したインクは
長期間大気に接触することによって質が低下し、異物と
ともに固化する。このようなインクカートリッジに新し
いインクを再充填する場合、質の悪いインクや異物が混
在し、インクの品質を低下させるおそれがある。

【００１２】さらに従来のインクカートリッジにおいて
は、インクカートリッジをリサイクルする際には、内部
の洗浄を十分に行わなければならない。特に内部の流路
形状が複雑なインクカートリッジをリサイクルする場
合、その洗浄に時間がかかり、コストが高くなるという
問題もある。

【００１３】近年において、環境問題が大きな社会問題
となっている最中、リサイクルし易いインクカートリッ
ジの提供が非常に望まれる。

【００１４】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、圧電装置を用いることで液体の消費状
態を正確に検出でき且つ複雑なシール構造を不要とした
液体容器、典型的にはインクカートリッジの内部に、気
泡を残留させることなく液体を充填する方法を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体容器内の
液体の消費状態を検出するキャビティが形成された圧電
装置をキャビティが液体容器内と連通するように配置さ
れた液体容器に液体を充填する方法であって、液体容器
内を大気圧よりも低い圧力に減圧する減圧ステップと、
液体容器及びキャビティ内に液体を充填する液体充填ス
テップと、を有することを特徴とする。更に、減圧ステ
ップ及び液体充填ステップを減圧容器内で行うことが好
ましい。減圧ステップでは液体容器に形成された開口か
ら液体容器内の空気を吸引除去して減圧し、液体充填ス
テップでは開口から液体を充填することでキャビティ内
に液体を充填することが好ましい。

【００１６】また、減圧ステップにおいて、液体容器に
形成された第１の開口を閉じた後、液体容器に形成され
た第２の開口から液体容器内の空気を吸引除去し、液体
充填ステップにおいて、第２の開口を閉じて、第１の開
口を開いてから第１の開口から液体を充填することが好
ましい。また、液体容器への液体充填の終了時に、液体
容器から所定量の液体を吸引して排出するステップを更
に有することが好ましい。減圧ステップと液体充填ステ
ップとをほぼ同時に行うことが好ましい。更に、液体容
器から吸引される空気の流量が、液体容器に充填される
液体の流量よりも大きいことが好ましい。また、液体充
填ステップが、液体容器を保温しながら行うことが好ま
しい。

【００１７】また、液体容器は、液体容器の液体収容空
間に形成された少なくとも１つの隔壁によって液体収容
空間が区画されて形成された、大気と連通する第１の液
体収容室及びこの第１の液体収容室と連通し圧電装置が
装着される第２の液体収容室を有し、減圧ステップ及び
液体充填ステップにより第１及び第２の液体収容室のそ
れぞれに液体を充填することが好ましい。更に、第２の
液体収容室の所定の箇所に設けられた開口から液体を充
填してから第１の液体収容室に液体を充填してもよい。
また、第１の液体収容室に液体を充填してから第２の液
体収容室に液体を充填してもよい。更に、液体容器が使
用済みの液体容器であっても良い。

【００１８】本発明による液体容器は、容器本体と、こ
の容器本体内の液体の消費状態を検出する圧電装置であ
って、キャビティが形成され、このキャビティが容器本
体の内部と連通するように配置された圧電装置と、を備
え、前記容器本体の内部には、前記容器本体の内部を大
気圧よりも低い圧力に減圧する減圧ステップと前記容器
本体の内部に液体を充填する液体充填ステップとを含む
液体充填方法によって液体が充填されている。好ましく
は、液体はインクジェット記録装置用のインクであり、
液体容器はインクジェット記録装置に着脱自在に装着す
ることができる。好ましくは、液体容器は、容器本体内
の液体に対して疎液性である疎液部を有する。好ましく
は、前記圧電装置の前記容器本体内の液体と接触する振
動領域が疎液性である。

【００１９】圧電装置は容器本体内の液体と接触するこ
とができるように容器本体の内方に開口するキャビティ
を有してもよい。この場合、好ましくは、疎液部はキャ
ビティの内側面を含む。

【００２０】圧電装置は圧電性を有する材料を前記容器
本体に装着する基板を有していてもよい。この場合、好
ましくは、疎液部は基板のうち容器本体内の液体と接触
する部分を含む。また、疎液部は圧電装置を容器本体に
取り付けるための取付構造体を含んでいてもよい。疎液
部は当該液体容器のうち容器本体内の液体と接触する部
分全体であってもよい。好ましくは、疎液部と容器本体
内の液体との接触角が約７０度以上である。

【００２１】本発明による液体容器は、その疎液部の少
なくとも周辺が容器本体内の液体に対して親液性であっ
てもよい。好ましくは、疎液部と容器本体内の液体との
接触角が約７０度以上であり、親液部と容器本体内の液
体との接触角が約３０度以下である。

【００２２】好ましくは、疎液部は容器本体内の液体に
対して疎液性がある材料を被覆することによって形成さ
れている。疎液部は液体に対して疎液性がある材料とし
てフッ素化合物で被覆してもよい。疎液部は容器本体内
の液体に対して疎液性がある材料から形成されていても
よい。疎液部は液体に対して疎液性がある材料としてポ
リテトラフルオロエチレン樹脂から形成してもよい。疎
液部は所定の材料に粗面化処理を施すことによって形成
してもよい。

【００２３】本発明による液体容器に取り付けられる圧
電装置は、好ましくは、容器本体内の媒体の少なくとも
音響インピーダンスを検出し、この音響インピーダンス
の変化に基づいて液体の消費状態を検出する。好ましく
は、圧電装置は振動部を有し、振動部に残留する残留振
動によって発生する逆起電力に基づいて、液体の消費状
態を検出する。

【００２４】好ましくは、液体容器は、インク滴を吐出
する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に装着
され、記録ヘッドへ液体容器内の液体を供給する。

【００２５】本発明による液体容器製造方法は、液体を
収容するための容器本体およびこの容器本体内の液体を
外部へ供給する液体供給口を備えた液体容器と、容器本
体内の液体の消費状態を検出する圧電装置とを準備する
準備ステップと、圧電装置に容器本体内の液体に対して
疎液性がある疎液部を形成する形成ステップと、圧電装
置を液体容器に取り付ける取付ステップと、上述した液
体充填方法を用いて容器本体の内部に液体を充填する充
填ステップと、を備えたことを特徴とする。

【００２６】好ましくは、形成ステップは、容器本体内
の液体に対して疎液性がある材料を疎液部に被覆する。
例えば、疎液部を予め容器本体内の液体に対して疎液性
がある材料に浸漬させることによって被覆してもよい。
また、疎液部に容器本体内の液体に対して疎液性がある
材料を塗布することによって被覆してもよい。また、疎
液部に容器本体内の液体に対して疎液性がある被膜層を
貼付することによって被覆してもよい。また、疎液部に
容器本体内の液体に対して疎液性がある材料を堆積する
ことによって被覆してもよい。また、疎液部に容器本体
内の液体に対して疎液性がある材料をメッキ処理するこ
とによって、疎液部に容器本体内の液体に対して疎液性
がある材料を被覆してもよい。

【００２７】また、形成ステップは、所定の材料に紫外
線を照射することによって疎液部を形成してもよい。さ
らに、所定の材料に粗面化処理を施すことによって疎液
部を形成してもよい。

【００２８】また、本発明による液体容器製造方法は、
液体を収容するための容器本体およびこの容器本体内の
液体を外部へ供給する液体供給口を備えた液体容器と、
容器本体内の液体の消費状態を検出する圧電装置とを準
備する準備ステップと、圧電装置に容器本体内の液体に
対して疎液性がある疎液部を形成する形成ステップと、
圧電装置を液体容器に取り付ける取付ステップと、上述
した液体充填方法を用いて容器本体の内部に液体を充填
する充填ステップと、を備えたことを特徴とする。

【００２９】取付ステップは、形成ステップが実施され
た後に実施することができる。或いは逆に、形成ステッ
プを取付ステップが実施された後に実施することもでき
る。

【００３０】好ましくは、準備ステップにおいて、液体
容器及び圧電装置と共に、圧電装置を液体容器に取り付
ける取付構造体が準備される。この場合、液体容器製造
方法は、圧電装置を取付構造体に装着する装着ステップ
をさらに有する。そして、取付ステップにおいて、取付
構造体を液体容器に取り付けることにより圧電装置が液
体容器に取り付けられる。

【００３１】また、形成ステップは、装着ステップが実
施された後に実施することができる。或いは逆に、装着
ステップを、形成ステップが実施された後に実施するこ
ともできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を通じ
て本発明を詳細に説明する。

【００３３】具体的な振動現象を利用した液体容器内の
液体の状態の検出としてはいくつかの方法が考えられ
る。例えば弾性波発生手段が液体容器の内部に対して弾
性波を発生し、液面あるいは対向する壁によって反射す
る反射波を受波することで、液体容器内の媒体およびそ
の状態の変化を検出する方法がある。また、これとは別
に、振動する物体の振動特性から音響インピーダンスの
変化を検知する方法もある。音響インピーダンスの変化
を利用する方法としては、圧電素子を有する圧電装置で
あるアクチュエータの振動部を振動させ、その後に振動
部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定す
ることによって、共振周波数または逆起電力波形の振幅
を検出することで音響インピーダンスの変化を検知する
方法や、測定機、例えば伝送回路等のインピーダンスア
ナライザによって液体のインピーダンス特性またはアド
ミッタンス特性を測定し、電流値や電圧値の変化また
は、振動を液体に与えたときの電流値や電圧値の周波数
による変化を測定する方法がある。

【００３４】本発明は、少なくとも音響インピーダンス
の変化を検知して液体容器内の液体の消費状態を検出す
る方法に用いられる圧電装置（アクチュエータ）を装着
した液体容器内に液体を充填する方法及びこの方法によ
り液体が充填された液体容器を提供する。

【００３５】図１は、インクカートリッジ及びインクジ
ェット記録装置を示す。複数のインクカートリッジ１８
０は、それぞれのインクカートリッジ１８０に対応した
複数のインク導入部１８２及びヘッドプレート１８６を
有するインクジェット記録装置に装着される。複数のイ
ンクカートリッジ１８０は、それぞれ異なった種類、例
えば色のインクを収容する。複数のインクカートリッジ
１８０のそれぞれの底面には、少なくとも音響インピー
ダンスを検出する手段であるアクチュエータ１０６が装
着されている。アクチュエータ１０６をインクカートリ
ッジ１８０に装着することによって、インクカートリッ
ジ１８０内のインク残量を検出することができる。

【００３６】インクジェット記録装置は、インク導入部
１８２、ホルダー１８４、及び記録ヘッド１８６を有す
る。記録ヘッド１８６からインクが噴射されて記録動作
が実行される。インク導入部１８２は空気供給口１８１
と図示しないインク導入口とを有する。空気供給口１８
１はインクカートリッジ１８０に空気を供給する。イン
ク導入口はインクカートリッジ１８０から記録ヘッド１
８６にインクを導入する。インクカートリッジ１８０は
空気導入口１８５とインク供給口１８７とを有する。空
気導入口１８５はインク導入部１８２の空気供給口１８
１から空気を導入する。インク供給口１８７はインク導
入部１８２のインク導入口にインクを供給する。インク
カートリッジ１８０が空気導入口１８５から空気を導入
することによって、インクカートリッジ１８０からイン
クジェット記録装置へのインクの供給を促す。ホルダー
１８４は、インクカートリッジ１８０からインク導入部
１８２を介して供給されたインクをヘッドプレート１８
６に連通する。

【００３７】図２は、図１に示したインクカートリッジ
１８０に装着された圧電装置の一例であるアクチュエー
タ１０６の詳細を示す。ここでいうアクチュエータは、
少なくとも音響インピーダンスの変化を検知して液体容
器内の液体の消費状態を検出する方法に用いられる。特
に、残留振動により共振周波数の検出することで、少な
くとも音響インピーダンスの変化を検知して液体容器内
の液体の消費状態を検出する方法に用いられる。図２
（Ａ）は、アクチュエータ１０６の拡大平面図である。
図２（Ｂ）は、アクチュエータ１０６のＢ−Ｂ断面を示
す。図２（Ｃ）は、アクチュエータ１０６のＣ−Ｃ断面
を示す。

【００３８】アクチュエータ１０６は、ほぼ中央に円形
状の開口１６１を有する基板１７８と、開口１６１を被
覆するように基板１７８の一方の面（以下、「表面」と
いう。）に配置される振動板１７６と、振動板１７６の
表面の側に配置される圧電層１６０と、圧電層１６０を
両方からはさみこむ上部電極１６４および下部電極１６
６と、上部電極１６４と電気的に結合する上部電極端子
１６８と、下部電極１６６と電気的に結合する下部電極
端子１７０と、上部電極１６４および上部電極端子１６
８の間に配設され、かつ両者を電気的に結合する補助電
極１７２とを有する。圧電層１６０、上部電極１６４お
よび下部電極１６６はそれぞれの主要部として円形部分
を有する。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電
極１６６のそれぞれの円形部分は圧電素子を形成する。

【００３９】振動板１７６は、基板１７８の表面に、開
口１６１を覆うように形成される。キャビティ１６２
は、振動板１７６の開口１６１と面する部分と基板１７
８の表面の開口１６１とによって形成される。基板１７
８の圧電素子とは反対側の面（以下、「裏面」とい
う。）は液体容器側に面しており、キャビティ１６２は
液体と接触するように構成されている。キャビティ１６
２内に液体が入っても基板１７８の表面側に液体が漏れ
ないように、振動板１７６は基板１７８に対して液密に
取り付けられる。

【００４０】下部電極１６６は振動板１７６の表面、即
ち液体容器とは反対側の面に位置しており、下部電極１
６６の主要部である円形部分の中心と開口１６１の中心
とがほぼ一致するように取り付けられている。なお、下
部電極１６６の円形部分の面積が開口１６１の面積より
も小さくなるように設定されている。一方、下部電極１
６６の表面側には、圧電層１６０が、その円形部分の中
心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように形成され
ている。圧電層１６０の円形部分の面積は、開口１６１
の面積よりも小さく、かつ下部電極１６６の円形部分の
面積よりも大きくなるように設定されている。一方、圧
電層１６０の表面側には、上部電極１６４が、その主要
部である円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一
致するように形成される。上部電極１６４の円形部分の
面積は、開口１６１および圧電層１６０の円形部分の面
積よりも小さく、かつ下部電極１６６の円形部分の面積
よりも大きくなるよう設定されている。

【００４１】したがって、圧電層１６０の主要部は、上
部電極１６４の主要部と下部電極１６６の主要部とによ
って、それぞれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造
となっていて、圧電層１６０を効果的に変形駆動するこ
とができる。圧電層１６０、上部電極１６４および下部
電極１６６のそれぞれの主要部である円形部分がアクチ
ュエータ１０６における圧電素子を形成する。上述のよ
うに圧電素子は振動板１７６に接している。また、上部
電極１６４の円形部分、圧電層１６０の円形部分、下部
電極１６６の円形部分および開口１６１のうちで、面積
が最も大きいのは開口１６１である。この構造によっ
て、振動板１７６のうち実際に振動する振動領域は、開
口１６１によって決定される。また、上部電極１６４の
円形部分、圧電層１６０の円形部分および下部電極１６
６の円形部分は開口１６１より面積が小さいので、振動
板１７６がより振動しやすくなる。さらに、圧電層１６
０と電気的に接続する下部電極１６６の円形部分および
上部電極１６４の円形部分のうち、下部電極１６６の円
形部分の方が小さい。従って、下部端子１６６の円形部
分が圧電層１６０のうち圧電効果を発生する部分を決定
する。上部電極端子１６８は、補助電極１７２を介して
上部電極１６４と電気的に接続するように振動板１７６
の表面側に形成される。一方、下部電極端子１７０は、
下部電極１６６に電気的に接続するように振動板１７６
の表面側に形成される。

【００４２】なお、圧電素子と振動板１７６のうちの圧
電素子に直面する振動領域とが、アクチュエータ１０６
において実際に振動する振動部である。また、アクチュ
エータ１０６に含まれる部材は、互いに焼成されること
によって一体的に形成されることが好ましい。アクチュ
エータ１０６を一体的に形成することによって、アクチ
ュエータ１０６の取り扱いが容易になる。さらに、基板
１７８の強度を高めることによって振動特性が向上す
る。即ち、基板１７８の強度を高めることによって、ア
クチュエータ１０６の振動部のみが振動し、アクチュエ
ータ１０６のうち振動部以外の部分が振動しない。ま
た、アクチュエータ１０６の振動部以外の部分が振動し
ないためには、基板１７８の強度を高めるのに対し、ア
クチュエータ１０６の圧電素子を薄くかつ小さくし、振
動板１７６を薄くすることによって達成できる。

【００４３】上部電極１６４は、圧電層１６０の表面側
に形成されるため、上部電極端子１６８と接続する途中
において、圧電層１６０の厚さと下部電極１６６の厚さ
との和に等しい段差を有する必要がある。上部電極１６
４だけでこの段差を形成することは難しく、かりに可能
であったとしても上部電極１６４と上部電極端子１６８
との接続状態が弱くなってしまい、切断してしまう危険
がある。そこで、補助電極１７２を補助部材として用い
て上部電極１６４と上部電極端子１６８とを接続させて
いる。このようにすることで、圧電層１６０も上部電極
１６４も補助電極１７２に支持された構造となり、所望
の機械的強度を得ることができ、また上部電極１６４と
上部電極端子１６８との接続を確実にすることが可能と
なる。

【００４４】圧電層１６０の材料としては、ジルコン酸
チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン
（ＰＬＺＴ）または鉛を使用しない鉛レス圧電膜を用い
ることが好ましく、基板１７８の材料としてジルコニア
またはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板
１７６には、基板１７８と同じ材料を用いることが好ま
しい。上部電極１６４、下部電極１６６、上部電極端子
１６８および下部電極端子１７０は、導電性を有する材
料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニ
ッケルなどの金属を用いることができる。

【００４５】上述したように構成されるアクチュエータ
１０６は、液体を収容する容器に適用することができ
る。例えば、インクジェット記録装置に用いられるイン
クカートリッジやインクタンク、あるいは記録ヘッドを
洗浄するための洗浄液を収容した容器などに装着するこ
とができる。

【００４６】図２に示されるアクチュエータ１０６は、
液体容器の所定の場所に、キャビティ１６２を液体容器
内に収容される液体と接触するように装着される。液体
容器に液体が十分に収容されている場合には、キャビテ
ィ１６２内およびその外側は液体によって満たされてい
る。一方、液体容器の液体が消費され、アクチュエータ
１０６の装着位置以下まで液面が降下すると、キャビテ
ィ１６２内には液体は存在しないか、あるいはキャビテ
ィ１６２内にのみ液体が残存されその外側には気体が存
在する状態となる。アクチュエータ１０６は、この状態
の変化に起因する、少なくとも音響インピーダンスの相
違を検出する。それによって、アクチュエータ１０６
は、液体容器に液体が十分に収容されている状態である
か、あるいはある一定以上の液体が消費された状態であ
るかを検知することができる。さらに、アクチュエータ
１０６は、液体容器内の液体の種類も検出することが可
能である。

【００４７】液体容器がインクカートリッジ１８０の場
合、図２に示されるアクチュエータ１０６をインクカー
トリッジ１８０に装着することによってインクカートリ
ッジ１８０の所定の場所に、キャビティ１６２をインク
カートリッジ１８０内に収容されるインクと接触するよ
うに装着される。インクカートリッジ１８０にインクが
十分に収容されている場合には、キャビティ１６２内お
よびその外側はインクによって満たされている。一方、
インクカートリッジ１８０のインクが消費され、アクチ
ュエータの装着位置以下まで液面が降下すると、キャビ
ティ１６２内には液体は存在しないか、あるいはキャビ
ティ１６２内にのみ液体が残存されその外側には気体が
存在する状態となる。アクチュエータ１０６は、この状
態の変化に起因する、少なくとも音響インピーダンスの
相違を検出する。それによって、アクチュエータ１０６
は、インクカートリッジ１８０にインクが十分に収容さ
れている状態であるか、あるいはある一定以上のインク
が消費された状態であるかを検知することができる。

【００４８】アクチュエータ１０６によってインクカー
トリッジ１８０内のインクの消費状態を正確に検知する
ためには、インクカートリッジ１８０が初めて使用され
る前又は再使用される前の状態において、インクがアク
チュエータ１０６のキャビティ１６２に充填されるよう
インクカートリッジ１８０にインクを充填する必要があ
る。キャビティ１６２にインクが充填されない場合が生
じる理由を以下に説明する。

【００４９】図３は、インクカートリッジ１８０にイン
クが一杯に充填されたときのアクチュエータ１０６のキ
ャビティ１６２の部分を拡大して示した断面図である。
図３（Ａ）は、キャビティ１６２に気泡が残留している
ためにインクＫが充填されない状態を示す。一方、図３
（Ｂ）は、キャビティ１６２にインクＫが充填された状
態を示す。キャビティ１６２の直径が、０．５ｍｍ以下
である場合、キャビティ１６２の直径が小さいためにイ
ンクが自然の状態では充填されにくい。そのためインク
カートリッジ１８０にインクが一杯に充填されても、図
３（Ａ）に示すようにキャビティ１６２に空気が残留し
インクが充填されない場合が多い。一方、キャビティ１
６２の直径が０．５ｍｍより大きい場合でも、キャビテ
ィ１６２の隅に気泡が残ると、この気泡は容易に除去で
きないのでキャビティにインクを充填することができな
くなる。

【００５０】また、キャビティ１６２の直径が小さい
と、キャビティ１６２によって構成される狭い間隙には
毛細管力が働く。そのため、キャビティ１６２内に残留
した空気の圧力が毛細管力と釣り合い、キャビティ１６
２内にインクが満たされないという現象が発生する。キ
ャビティ１６２内に残留する空気の圧力と毛細管力とが
つりあった状態のときにインクＫに圧力を加えてキャビ
ティ１６２内にインクＫを押しこもうとすると、図３
（Ｃ）に示すようにインクＫとキャビティ１６２との接
触部の接触角は静的接触角より大きくなりインクＫをキ
ャビティ１６２から外へ押し出そうとする方向に力が働
く。したがって、インクＫに圧力を加えて気泡が残留す
るキャビティ１６２内にインクを充填するためには、キ
ャビティ１６２内の気泡を押しつぶすほどの大きい圧力
をインクＫに加えなければならない。

【００５１】本実施形態においては、キャビティ１６２
内に残留する気泡を除去し、キャビティ１６２内にイン
クを充填する際、インクカートリッジ１８０から空気を
吸引除去してインクカートリッジ１８０の内部を減圧す
る。インクカートリッジ１８０内を減圧することによっ
て容易にキャビティ１６２から気泡を除去し、図３
（Ｂ）に示すようにキャビティ１６２にインクを充填す
ることができる。

【００５２】図４は、図２に示したアクチュエータ１０
６を先端に設置したモジュール体１００をインクカート
リッジ１８０に装着したときの容器本体の底部近傍の断
面図である。モジュール体１００は、容器本体１の壁を
貫通するように装着されている。容器本体１の壁とモジ
ュール体１００との接合面には、Ｏリング３６５が設け
られ、モジュール体１００と容器本体１との液密を保っ
ている。Ｏリング３６５でシールが出来るようにモジュ
ール体１００は円筒部を備えることが好ましい。

【００５３】モジュール体１００の先端が容器本体１の
内部に挿入されることで、プレート１１０の貫通孔１１
２を介して容器本体１内のインクがアクチュエータ１０
６と接触する。アクチュエータ１０６の振動部の周囲が
液体か気体かによってアクチュエータ１０６の残留振動
の共振周波数が異なるので、モジュール体１００を用い
てインクの消費状態を検出することができる。

【００５４】図４に示すようにインクカートリッジ１８
０及びモジュール体１００の寸法に対してアクチュエー
タ１０６のキャビティ１６２の寸法は小さく、１．０ｍ
ｍ以下の直径である。そのため、図３（Ａ）に示したよ
うにインクカートリッジ１８０にインクを充填する際
に、通常の充填方法ではキャビティ１６２に気泡を残留
させることなくインクを充填することが困難となる。

【００５５】図５は、インクカートリッジ１８０にイン
クを充填するインク充填装置２０の構成を示す。インク
充填装置２０は、インクカートリッジ１８０を内部に設
置する真空容器１４と、真空容器１４から空気を吸引除
去することによってインクカートリッジ１８０内を減圧
する真空ポンプ１０と、インクカートリッジ１８０にイ
ンクを供給して充填するインクタンク１２とを有する。

【００５６】インクカートリッジ１８０にインクを充填
するためには、まず、インクカートリッジ１８０を真空
容器１４内に設置する。次にインクカートリッジ１８０
の空気導入口１８５を閉じ、真空ポンプ１０で真空容器
１４内から空気を吸引除去して減圧する。するとインク
供給口１８７からインクカートリッジ１８０内の空気が
真空容器１４へと吸引除去されるのでインクカートリッ
ジ１８０内が減圧される。そのときに、インクカートリ
ッジ１８０に装着されたアクチュエータ１０６のキャビ
ティ１６２内の空気も除去される。次にインクカートリ
ッジ１８０のインク供給口１８７を閉じ、インクタンク
１２に接続されたインク供給チューブ２４をインクカー
トリッジ１８０の空気導入口１８５に接続してインクタ
ンク１２からインクカートリッジ１８０へインクＫを供
給する。インク供給チューブ２４をインクカートリッジ
１８０に接続する際、インク供給チューブ２４の先端に
中空の針を設けて空気導入口１８５に突き刺してもよ
い。インクカートリッジ１８０内が減圧されることによ
りキャビティ１６２内に気泡が残留しないので、インク
カートリッジ１８０にインクを充填することにより容易
にキャビティ１６２内にインクＫを充填することができ
る。インクカートリッジ１８０へのインクの充填が終了
すると、インクカートリッジ１８０の空気導入口１８５
を閉じ、インクカートリッジ１８０を真空容器１４から
取り出してインクの充填を終了する。また、上述した方
法とは逆に、まずインク供給口１８７を閉じ、空気導入
口１８５から空気を吸引除去して減圧した後、インク供
給口１８７からインクカートリッジ１８０へインクを充
填してもよい。さらに、空気の吸引除去及びインクの充
填の両方を、空気導入口１８５及びインク供給口１８７
のいずれか一方にて行うこともできる。

【００５７】インクカートリッジ１８０へのインク充填
の終了時に、インクカートリッジ１８０のインク供給口
１８７から所定量のインクを吸引して排出してもよい。
インク充填の終了時に所定量のインクを吸引することに
より、インク充填時にインク中に溶け込んだ気泡をイン
クと共に吸引除去することができる。更にインク供給口
１８７内に残留している可能性がある気泡を一気に吸い
出すことができる。インク中に溶け込んだ気泡を除去す
ることにより、インク中に溶け込んだ気泡が記録ヘッド
に侵入して印刷品質の劣化を招いたり、アクチュエータ
１０６に付着して誤作動を招くことを防ぐことができ
る。インク充填の終了時とは、インク充填が終了する間
際の時点、インク充填が終了すると同時の時点、及びイ
ンク充填が終了した直後の時点のいすれの時点でもよ
い。

【００５８】更に、インクカートリッジ１８０を減圧す
る際に、インクカートリッジ１８０の温かさを保ちなが
ら減圧することが好ましい。このように、減圧するとき
にインクカートリッジ１８０を保温することにより、イ
ンクを充填する際に充填されるインクの粘度が下がり、
インクカートリッジ１８０にインクが充填されやすくな
る。また、インクをインクカートリッジ１８０に充填す
る際にインクカートリッジ１８０の温かさを保つように
しても良いし、或いは充填されるインクの温かさを保つ
ようにしてもよい。

【００５９】図６は、インク充填装置の他の実施形態を
示す。この実施形態では真空容器１４を用いないでイン
クカートリッジ１８０を減圧するインク充填装置２２を
用いている。インク充填装置２２は、インクカートリッ
ジ１８０から空気を吸引除去することによって減圧する
真空ポンプ１６と、インクカートリッジ１８０にインク
を供給して充填するインクタンク１８とを有する。

【００６０】インクカートリッジ１８０にインクを充填
するためには、まず、空気導入口１８５を閉じ、真空ポ
ンプ１０に接続された空気吸引チューブ２８をインクカ
ートリッジ１８０のインク供給口１８７に接続する。空
気吸引チューブ２８の先端に中空の針を設けてインク供
給口１８７に突き刺すことにより空気吸引チューブ２８
をインクカートリッジ１８０に接続するようにしてもよ
い。

【００６１】次に、真空ポンプ１６を駆動してインクカ
ートリッジ１８０から空気を吸引除去して減圧する。す
るとインクカートリッジ１８０に装着されたアクチュエ
ータ１０６のキャビティ１６２に存在する空気も除去さ
れる。

【００６２】次に、インク供給口１８７を閉じて、イン
クタンク１８に接続されたインク供給チューブ２６をイ
ンクカートリッジ１８０の空気導入口１８５に接続して
インクタンク１８からインクカートリッジ１８０へイン
クを供給する。インク供給チューブ２６の先端に中空の
針を設けて空気導入口１８５に突き刺すことによりイン
ク供給チューブ２６をインクカートリッジ１８０に接続
するようにしてもよい。インクカートリッジ１８０内が
減圧されることによりキャビティ１６２内に空気が残留
していないので、インクカートリッジ１８０にインクを
充填することにより容易にキャビティ１６２内にインク
を充填することができる。

【００６３】インクカートリッジ１８０へのインクの充
填が終了すると空気導入口１８５及びインク供給口１８
７を閉じてインクの充填を終了する。また、上述した方
法とは逆に、空気導入口１８５から空気を吸引除去して
減圧した後、インク供給口１８７からインクカートリッ
ジ１８０へインクを充填してもよい。さらに、空気の吸
引除去及びインクの充填の両方を、空気導入口１８５及
びインク供給口１８７のいずれか一方にて行うこともで
きる。

【００６４】インクカートリッジ１８０へのインク充填
の終了時に、インクカートリッジ１８０のインク供給口
１８７から所定量のインクを吸引して排出してもよい。
インク充填の終了時に所定量のインクを吸引することに
より、インク充填時にインク中に溶け込んだ気泡をイン
クと共に吸引除去することができる。更にインク供給口
１８７内に残留している可能性がある気泡を一気に吸い
出すことができる。インク中に溶け込んだ気泡を除去す
ることにより、インク中に溶け込んだ気泡が記録ヘッド
に侵入して印刷品質の劣化を招いたり、アクチュエータ
１０６に付着して誤作動を招くことを防ぐことができ
る。インク充填の終了時とは、インク充填が終了する間
際の時点、インク充填が終了すると同時の時点、及びイ
ンク充填が終了した直後の時点のいずれの時点でもよ
い。

【００６５】また、インクカートリッジ１８０から空気
を吸引除去して減圧しているときに、同時にインクカー
トリッジ１８０にインクを充填してもよい。この場合、
インクカートリッジ１８０を減圧する前に、インクタン
ク１８に接続されたインク供給チューブ２６を予め空気
導入口１８５に接続し、インクカートリッジ１８０を減
圧すると同時にインクカートリッジ１８０にインクタン
ク１８からインクを供給すればよい。この方法によれば
インクカートリッジ１８０にインク充填に要する時間を
短縮させる。

【００６６】この場合、インクカートリッジ１８０から
吸引される空気の流量が、インクカートリッジ１８０に
充填されるインクの流量よりも大きいことが好ましい。
更に、インクカートリッジ１８０を減圧する際にインク
カートリッジ１８０の温かさを保ちながら減圧すること
が好ましい。このように、減圧するときにインクカート
リッジ１８０を保温することにより、インクを充填する
際に充填されるインクの粘度が下がり、インクカートリ
ッジ１８０にインクが充填されやすくなる。また、イン
クをインクカートリッジ１８０に充填する際にインクカ
ートリッジ１８０を保温してもよく、充填されるインク
を保温してもよい。

【００６７】図７は、図５に示すインク充填装置２０の
インク充填の手順を示す。まず、インクカートリッジ１
８０を真空容器１４内に設置する（Ｓ１０）。次にイン
クカートリッジ１８０の空気導入口１８５を閉じる（Ｓ
１２）。次に真空ポンプ１０で真空容器１４内から空気
を吸引除去して減圧することによりインクカートリッジ
１８０内を減圧する（Ｓ１４）。次にインクカートリッ
ジ１８０のインク供給口１８７を閉じる（Ｓ１６）。次
にインク供給チューブ２４をインクカートリッジ１８０
の空気導入口１８５に接続する（Ｓ１８）。次にインク
タンク１２からインクカートリッジ１８０へインクを供
給する（Ｓ２０）。次にインクカートリッジ１８０への
インクの充填が終了するとインクカートリッジ１８０の
空気導入口１８５及びインク供給口１８７を閉じる（Ｓ
２２）。最後に、インクカートリッジ１８０を真空容器
１４から取り出し（Ｓ２４）、インクの充填工程を終了
する。また、上述した方法とは逆に、まずインク供給口
１８７を閉じ、空気導入口１８５から空気を吸引除去し
て減圧した後、インク供給口１８７からインクカートリ
ッジ１８０へインクを充填してもよい。

【００６８】図８は、図６に示すインク充填装置２２の
インク充填の手順を示す。まず、空気導入口１８５を閉
じ（Ｓ２６）、真空ポンプ１０に接続された空気吸引チ
ューブ２８をインクカートリッジ１８０のインク供給口
１８７に接続する（Ｓ２７）。次に真空ポンプ１６を駆
動してインクカートリッジ１８０から空気を吸引除去し
て減圧する（Ｓ２８）。次にインク供給口１８７を閉じ
て（Ｓ３０）、インクタンク１８に接続されたインク供
給チューブ２６をインクカートリッジ１８０の空気導入
口１８５に接続して（Ｓ３１）、インクタンク１８から
インクカートリッジ１８０へインクを供給する（Ｓ３
２）。インクカートリッジ１８０へのインクの充填が終
了すると空気導入口１８５及びインク供給口１８７を閉
じて（Ｓ３４）、インクの充填工程を終了する。

【００６９】以上空気導入口１８５からインクを供給
し、インク供給口１８７から減圧する工程を説明した
が、インク供給口１８７からインクを供給し、空気導入
口１８５から減圧してもよい。また、インクカートリッ
ジ１８０を減圧するためにインクカートリッジ１８０に
減圧専用の開口を設けてもよい。

【００７０】上記のインク充填装置及びインク充填方法
を、使用済みのインクカートリッジ１８０に対して使用
してもよい。使用済みのインクカートリッジ１８０にイ
ンクを再充填することは、新品のインクカートリッジ１
８０にインクを充填することより困難である。使用済み
のインクカートリッジ１８０の場合、使用されている間
にインク供給口１８７近辺やアクチュエータ１０６のキ
ャビティ１６２等の細かい溝や穴が存在する箇所にイン
クが付着し、溝や穴に空気がインクによって閉じ込めら
れることがある。この状態でインクカートリッジ１８０
のインクが消費し尽くされてインクカートリッジ１８０
が回収されると、インクカートリッジ１８０にインクを
再充填する際に、通常の充填方法によってインクが付着
して空気が閉じ込められた溝や穴にインクを充填するこ
とは難しい。ここで図５から図８に示したインク充填装
置及びインク充填方法を用いると、インクカートリッジ
１８０内を減圧することによって溝や穴に空気を閉じ込
めていたインクや、インクによって溝や穴に閉じ込めら
れていた空気が吸引除去されて溝や穴に容易にインクを
充填することができる。

【００７１】図９は、インクカートリッジ１８０の更に
他の例を示す。図９（Ａ）のインクカートリッジ１８０
Ｇは、容器本体１９４の上面１９４ｃから下方に延びる
複数の隔壁２１２を有する。それぞれの隔壁２１２の下
端と容器本体１９４の底面とは所定の間隔が空けられて
いるので、容器本体１９４の底部は連通している。イン
クカートリッジ１８０Ｇは複数の隔壁２１２のそれぞれ
によって区画された複数の収容室２１３を有する。複数
の収容室２１３の底部は互いに連通する。複数の収容室
２１３のそれぞれにおいて、容器本体１９４の上面１９
４ｃにはアクチュエータ１０６が装着されている。図２
に示した、一体成形されたアクチュエータ１０６を、こ
れら複数のアクチュエータ１０６として用いることが好
ましい。アクチュエータ１０６は、容器本体１９４の収
容室２１３の上面１９４ｃのほぼ中央に配置される。収
容室２１３の容量はインク供給口１８７側が最も大き
く、インク供給口１８７から容器本体１９４の奥へ遠ざ
かるにつれて、収容室２１３の容量が徐々に小さくなっ
ている。したがって、アクチュエータ１０６が配置され
る間隔はインク供給口１８７側が広く、インク供給口１
８７から容器本体１９４の奥へと遠ざかるにつれ、狭く
なっている。

【００７２】インクは、インク供給口１８７から排出さ
れ、空気が空気導入口１８５から入るので、インク供給
口１８７側の収容室２１３からインクカートリッジ１８
０Ｇの奥の方の収容室２１３へとインクが消費される。
例えば、インク供給口１８７に最も近い収容室２１３の
インクが消費されて、インク供給口１８７に最も近い収
容室２１３のインクの液位が下がっている間、他の収容
室２１３にはインクが満たされている。インク供給口１
８７に最も近い収容室２１３のインクが消費され尽くす
と、空気が、インク供給口１８７から数えて２番目の収
容室２１３に侵入し、２番目の収容室２１３内のインク
が消費され始めて、２番目の収容室２１３のインクの液
位が下がり始める。この時点で、インク供給室１８７か
ら数えて３番目以降の収容室２１３には、インクが満た
されている。このように、インク供給口１８７に近い収
容室２１３から遠い収容室２１３へと順番にインクが消
費される。

【００７３】このように、アクチュエータ１０６がそれ
ぞれの収容室２１３ごとに容器本体１９４の上面１９４
ｃに間隔をおいて配置されているので、アクチュエータ
１０６はインク量の減少を段階的に検出することができ
る。更に、収容室２１３の容量が、インク供給口１８７
から収容室２１３の奥へと徐々に小さくなっているの
で、アクチュエータ１０６が、インク量の減少を検出す
る時間間隔が徐々に小さくなり、インクエンドに近づく
ほど頻度を高く検出することができる。

【００７４】図９（Ａ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｇの場合、インク供給口１８７から最も遠い収容室
２１３にインクを充填することは困難である。特に、奥
の方が収容室２１３が狭いのでインクを充填することが
困難である。更に、インク供給口１８７から最も遠い収
容室２１３に装着されたアクチュエータ１０６のキャビ
ティ１６２に残留する気泡を除去して、そこにインクを
充填することは更に困難である。

【００７５】この場合、図５から図８に示したインク充
填装置及びインク充填方法を用いることによって、収容
室２１３及び収容室２１３に装着されたアクチュエータ
１０６のキャビティ１６２に容易にインクを充填するこ
とができる。また、インク供給口１８７から最も遠い収
容室２１３にインクを充填するために、インク供給口１
８７から最も遠い収容室２１３の上部に開口を設けて、
その開口からインクを充填してから、インク供給口１８
７に近い収容室２１３の方へとインクを充填してもよ
い。また、インク供給口に近い収容室２１３から先にイ
ンク供給口から遠い収容室２１３へとインクを充填して
もよい。

【００７６】図９（Ｂ）のインクカートリッジ１８０Ｈ
は、容器本体１９４の上面１９４ｃから下方に延びる一
つの隔壁２１２を有する。隔壁２１２の下端と容器本体
１９４の底面とは所定の間隔が空けられているので、容
器本体１９４の底部は連通している。インクカートリッ
ジ１８０Ｈは隔壁２１２によって区画された２室の収容
室２１３ａ及び２１３ｂを有する。収容室２１３ａ及び
２１３ｂの底部は互いに連通する。インク供給口１８７
側の収容室２１３ａの容量はインク供給口１８７から見
て奥の方の収容室２１３ｂの容量より大きい。収容室２
１３ｂの容量は、収容室２１３ａの容量の半分より小さ
いことが好ましい。

【００７７】収容室２１３ｂの上面１９４ｃにアクチュ
エータ１０６が装着される。更に、収容室２１３ｂに
は、インクカートリッジ１８０Ｈの製造時に入る気泡を
捕らえる溝であるバッファ２１４が形成される。図９
（Ｂ）において、バッファ２１４は、容器本体１９４の
側壁１９４ｂから上方に延びる溝として形成される。バ
ッファ２１４はインク収容室２１３ｂ内に侵入した気泡
を捕らえるので、気泡によってアクチュエータ１０６が
インクエンドと検出する誤作動を防止することができ
る。また、アクチュエータ１０６を収容室２１３ｂの上
面１９４ｃに設けることにより、インクニアエンドが検
出されてから完全にインクエンド状態になるまでのイン
ク量に対して、ドットカウンタによって把握した収容室
２１３ａでのインクの消費状態に対応した補正をかける
ことで、最後までインクを消費することができる。更
に、収容室２１３ｂの容量を隔壁２１２の長さや間隔を
変えたりすることなどによって調節することにより、イ
ンクニアエンド検出後の消費可能インク量を変えること
ができる。

【００７８】図９（Ｂ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｈの場合、インク供給口１８７から遠い側の収容室
２１３ｂにインクを充填することは困難である。更に、
収容室２１３ｂに装着されたアクチュエータ１０６のキ
ャビティ１６２に残留する気泡を除去して、そこにイン
クを充填することは更に困難である。この場合、図５か
ら図８に示したインク充填装置及びインク充填方法を用
いることによって、収容室２１３ｂ及び収容室２１３ｂ
に装着されたアクチュエータ１０６のキャビティ１６２
に容易にインクを充填することができる。また、インク
供給口１８７から遠い側の収容室２１３ｂにインクを充
填するために、バッファ２１４の上部に開口を設けて、
その開口からインクを充填してから、インク供給口１８
７に近い収容室２１３ａの方へとインクを充填してもよ
い。また、インク供給口に近い側の収容室２１３ａから
先にインク供給口から遠い側の収容室２１３ｂへとイン
クを充填してもよい。

【００７９】図９（Ｃ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｉは、図９（Ｂ）のインクカートリッジ１８０Ｈの
収容室２１３ｂに多孔質部材２１６を充填して構成され
ている。多孔質部材２１６は、収容室２１３ｂ内の上面
から下面までの全空間を埋めるように設置される。多孔
質部材２１６は、アクチュエータ１０６と接触する。イ
ンクカートリッジＩが倒れたときや、キャリッジ上での
往復運動中に空気がインク収容室２１３ｂ内に侵入して
しまい、これがアクチュエータ１０６の誤作動を引き起
こす可能性がある。しかし、多孔質部材２１６が備えら
れていれば、空気を捕らえてアクチュエータ１０６に空
気が入るのを防ぐことができる。また、多孔質部材２１
６はインクを保持するのでインクカートリッジが揺れる
ことにより、インクがアクチュエータ１０６にかかって
アクチュエータ１０６がインク無しをインク有りと誤検
出するのを防ぐことができる。多孔質部材２１６は最も
容量が小さい収容室２１３に設置することが好ましい。

【００８０】また、アクチュエータ１０６を収容質２１
３ｂの上面１９４ｃに設けることにより、インクニアエ
ンドが検出されてから完全にインクエンド状態になるま
でのインク量に補正をかけ、最後までインクを消費する
ことができる。更に、収容室２１３ｂの容量を隔壁２１
２の長さや間隔を変えたりすることなどによって調節す
ることにより、インクニアエンド検出後の消費可能イン
ク量を変えることができる。

【００８１】図９（Ｃ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｉの場合、インク供給口１８７から遠い側の、多孔
質部材２１６が設置された収容室２１３ｂにインクを充
填することは困難である。更に、収容室２１３ｂに装着
されたアクチュエータ１０６のキャビティ１６２に、気
泡を残留させることなくインクを充填することは更に困
難である。この場合、図５から図８に示したインク充填
装置及びインク充填方法を用いることによって、収容室
２１３ｂ、収容室２１３ｂに装着されたアクチュエータ
１０６のキャビティ１６２、及び多孔質部材２１６に容
易にインクを充填することができる。また、インク供給
口１８７から遠い側の収容室２１３ｂにインクを充填す
るために、バッファ２１４の上部に開口を設けて、その
開口からインクを充填してから、インク供給口１８７に
近い側の収容室２１３ａの方へとインクを充填してもよ
い。また、インク供給口１８７に近い側の収容室２１３
ａから先にインク供給口１８７から遠い側の収容室２１
３ｂへとインクを充填してもよい。

【００８２】図９（Ｄ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｊは、図９（Ｃ）のインクカートリッジ１８０Ｉの
多孔質部材２１６を孔径の異なる２種類の多孔質部材２
１６Ａ及び２１６Ｂで構成したものである。多孔質部材
２１６Ａは、多孔質部材２１６Ｂの上方に配置されてい
る。上側の多孔質部材２１６Ａの孔径は、下側の多孔質
部材２１６Ｂの孔径より大きい。もしくは、多孔質部材
２１６Ａは、多孔質部材２１６Ｂよりも液体親和性が低
い部材で形成される。

【００８３】孔径の小さい多孔質部材２１６Ｂの方が孔
径の大きい多孔質部材２１６Ａより毛細管力は大きいの
で、収容室２１３ｂ内のインクが下側の多孔室部材２１
６Ｂに集まり、保持される。したがって、一度空気がア
クチュエータ１０６まで到達してインク無しを検出する
と、インクが再度アクチュエータに到達してインク有り
と検出することが無い。更に、アクチュエータ１０６か
ら遠い側の多孔質部材２１６Ｂにインクが吸収されるこ
とで、アクチュエータ１０６近傍のインクの捌けが良く
なり、インク有無を検出するときの音響インピーダンス
変化の変化量が大きくなる。また、アクチュエータ１０
６を収容室２１３ｂの上面１９４ｃに設けることによ
り、インクニアエンドが検出されてから完全にインクエ
ンド状態になるまでのインク量に補正をかけ、最後まで
インクを消費することができる。更に、収容室２１３ｂ
の容量を隔壁２１２の長さや間隔を変えたりすることな
どによって調節することにより、インクニアエンド検出
後の消費可能インク量を変えることができる。

【００８４】図９（Ｄ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｊの場合、インク供給口１８７から遠い側の、多孔
質部材２１６Ａ及び２１６Ｂが設置された収容室２１３
ｂにインクを充填することは困難である。更に、収容室
２１３ｂに装着されたアクチュエータ１０６のキャビテ
ィ１６２に、気泡を残留させることなくインクを充填す
ることは更に困難である。この場合、図５から図８に示
したインク充填装置及びインク充填方法を用いることに
よって、多孔質部材２１６Ａ及び２１６Ｂが設置された
収容室２１３ｂ及び収容室２１３ｂに装着されたアクチ
ュエータ１０６のキャビティ１６２に容易にインクを充
填することができる。また、インク供給口１８７から遠
い側の収容室２１３ｂにインクを充填するために、バッ
ファ２１４の上部に開口を設けて、その開口からインク
を充填してから、インク供給口１８７に近い側の収容室
２１３ａの方へとインクを充填してもよい。また、イン
ク供給口１８７に近い側の収容室２１３ａから先にイン
ク供給口１８７から遠い側の収容室２１３ｂへとインク
を充填してもよい。

【００８５】図１０は、図９（Ｃ）に示したインクカー
トリッジ１８０Ｉの変形例を示す断面図である。図１０
に示すインクカートリッジ１８０Ｋの多孔質部材２１６
は、多孔質部材２１６の下部の水平方向の断面積が、容
器本体１９４の底面の方向にむけて徐々に小さくなるよ
うに圧縮され、孔径が小さくなるよう設計されている。
図１０（Ａ）のインクカートリッジ１８０Ｋは、多孔質
部材２１６の下の方の孔径が小さくなるように圧縮する
ために側壁にリブが設けられている。

【００８６】多孔質部材２１６下部の孔径は圧縮される
ことにより、小さくなっているので、インクは多孔質部
材２１６下部へと集められ、保持される。アクチュエー
タ１０６から遠い側の多孔質部材２１６下部にインクが
吸収されることで、アクチュエータ１０６近傍のインク
の捌けが良くなり、インク有無を検出するときの音響イ
ンピーダンス変化の変化量が大きくなる。したがって、
インクが揺れることによってインクカートリッジ１８０
Ｋ上面に装着されたアクチュエータ１０６にインクがか
かっていしまい、アクチュエータ１０６が、インク無し
をインク有りと誤検出することを防止することができ
る。

【００８７】一方、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）のイ
ンクカートリッジ１８０Ｌは、多孔質部材２１６の下部
の水平方向の断面積が、容器本体１９４の幅方向におい
て、容器本体１９４の底面にむけて徐々に小さくなるよ
う圧縮するために、収容室２１３ｂの水平方向の断面積
が容器本体１９４の底面の方向にむけて徐々に小さくな
っている。

【００８８】多孔質部材２１６下部の孔径は圧縮される
ことにより、小さくなっているので、インクは多孔質部
材２１６下部へと集められ、保持される。アクチュエー
タ１０６から遠い側の多孔質部材２１６Ｂ下部にインク
が吸収されることで、アクチュエータ１０６近傍のイン
クの捌けが良くなり、インク有無を検出するときの音響
インピーダンス変化の変化量が大きくなる。したがっ
て、インクが揺れることによって、インクカートリッジ
１８０Ｌ上面に装着されたアクチュエータ１０６にイン
クがかかっていしまい、アクチュエータ１０６が、イン
ク無しをインク有りと誤検出することを防止することが
できる。

【００８９】図１０に示したインクカートリッジ１８０
Ｋ及び１８０Ｌの場合、インク供給口１８７から遠い側
の、多孔質部材２１６が設置された収容室２１３ｂにイ
ンクを充填することは困難である。また、収容室２１３
ｂに装着されたアクチュエータ１０６のキャビティ１６
２に、気泡を残留させることなくインクを充填すること
は更に困難である。この場合、図５から図８に示したイ
ンク充填装置及びインク充填方法を用いることによっ
て、収容室２１３ｂ及び収容室２１３ｂに装着されたア
クチュエータ１０６のキャビティ１６２及び多孔質部材
２１６に容易にインクを充填することができる。また、
インク供給口１８７から遠い側の収容室２１３ｂにイン
クを充填するために、バッファ２１４の上部に開口を設
けて、その開口からインクを充填してから、インク供給
口１８７に近い側の収容室２１３ａの方へとインクを充
填してもよい。また、インク供給口１８７に近い側の収
容室２１３ａから先にインク供給口１８７から遠い側の
収容室２１３ｂへとインクを充填してもよい。

【００９０】図１１は、アクチュエータ１０６を用いた
インクカートリッジの更に他の例を示す。図１１（Ａ）
のインクカートリッジ２２０Ａは、インクカートリッジ
２２０Ａの上面から下方へと延びるように設けられた第
１の隔壁２２２を有する。第１の隔壁２２２の下端とイ
ンクカートリッジ２２０Ａの底面との間には所定の間隔
が空けられているので、インクは、インクカートリッジ
２２０Ａの底面を通じてインク供給口２３０へ流入でき
る。第１の隔壁２２２よりインク供給口２３０側には、
インクカートリッジ２２０Ａの底面より上方に延びるよ
うに第２の隔壁２２４が形成されている。第２の隔壁２
２４の上端とインクカートリッジ２２０Ａ上面との間に
は所定の間隔が空けられているので、インクは、インク
カートリッジ２２０Ａの上面を通じてインク供給口２３
０へ流入できる。

【００９１】第１の隔壁２２２によって、インク供給口
２３０から見て、第１の隔壁２２２の奥の方に第１の収
容室２２５ａが形成される。一方、第２の隔壁２２４に
よって、インク供給口２３０から見て第２の隔壁２２４
の手前側に第２の収容室２２５ｂが形成される。第１の
収容室２２５ａの容量は、第２の収容室２２５ｂの容量
より大きい。第１の隔壁２２２及び第２の隔壁２２４の
間に、毛管現象を起こせるだけの間隔が空けられること
により、毛管路２２７が形成される。したがって、第１
の収容室２２５ａのインクは、毛管路２２７の毛細管力
により、毛管路２２７に集められる。そのため、気体や
気泡が収容室２２５ｂへ混入するのを防止することがで
きる。また、収容室２２５ｂ内のインクの液位は、安定
的に徐々に下降できる。インク供給口２３０から見て、
第１の収容室２２５ａは、第２の収容室２２５ｂより奥
に形成されているので、第１の収容室２２５ａのインク
が消費された後、第２の収容室２２５ｂのインクが消費
される。

【００９２】インクカートリッジ２２０Ａのインク供給
口２３０側の側壁、すなわち第２の収容室２２５ｂのイ
ンク供給口２３０側の側壁には、アクチュエータ１０６
が装着されている。アクチュエータ１０６は、第２の収
容室２２５ｂ内のインクの消費状態を検知する。アクチ
ュエータ１０６を、第２の収容室２２５ｂの側壁に装着
することによって、インクエンドにより近い時点でのイ
ンク残量を安定的に検出することができる。更に、アク
チュエータ１０６を第２の収容室２２５ｂの側壁に装着
する高さを変えることにより、どの時点でのインク残量
をインクエンドにするかを、自由に設定することができ
る。毛管路２２７によって収容室２２５ａから収容室２
２５ｂへインクが供給されることにより、アクチュエー
タ１０６は、インクカートリッジ２２０Ａの横揺れによ
るインクの横揺れの影響を受けないので、アクチュエー
タ１０６は、インク残量を確実に測定できる。更に、毛
管路２２７が、インクを保持するので、インクが第２の
収容室２２５ｂから第１の収容室２２５ａへ逆流するの
を防ぐ。

【００９３】インクカートリッジ２２０Ａの上面には、
逆止弁２２８が設けられている。逆止弁２２８によっ
て、インクカートリッジ２２０Ａが横揺れしたときに、
インクがインクカートリッジ２２０Ａ外部に漏れるのを
防ぐことができる。更に、逆止弁２２８をインクカート
リッジ２２０Ａの上面に設置することで、インクのイン
クカートリッジ２２０Ａからの蒸発を防ぐことができ
る。インクカートリッジ２２０Ａ内のインクが消費され
て、インクカートリッジ２２０Ａ内の負圧が逆止弁２２
８の圧力を越えると、逆止弁２２８が開いて、インクカ
ートリッジ２２０Ａに空気を吸入し、その後閉じてイン
クカートリッジ２２０Ａ内の圧力を一定に保持する。

【００９４】図１１（Ｃ）及び（Ｄ）は、逆止弁２２８
の詳細の断面を示す。図１１（Ｃ）の逆止弁２２８は、
ゴムにより形成された羽根２３２ａを有する弁２３２を
有する。インクカートリッジ２２０の外部との通気孔２
３３が、羽根２３２ａに対向してインクカートリッジ２
２０に設けられる。羽根２３２ａによって、通気孔２３
３が開閉される。逆止弁２２８は、インクカートリッジ
２２０内のインクが減少し、インクカートリッジ２２０
内の負圧が逆止弁２２８の圧力を越えると、羽根２３２
ａが、インクカートリッジ２２０の内側に開き、外部の
空気をインクカートリッジ２２０内に取り入れる。図１
１（Ｄ）の逆止弁２２８は、ゴムにより形成された弁２
３２とバネ２３５とを有する。逆止弁２２８は、インク
カートリッジ２２０内の負圧が逆止弁２２８の圧力を越
えると、弁２３２がバネ２３５を押圧して開き、外部の
空気をインクカートリッジ２２０内に吸入し、その後閉
じてインクカートリッジ２２０内の負圧を一定に保持す
る。

【００９５】図１１（Ｂ）のインクカートリッジ２２０
Ｂは、図１１（Ａ）のインクカートリッジ２２０Ａにお
いて逆止弁２２８を設ける代わりに第１の収容室２２５
ａに多孔質部材２４２を配置している。多孔質部材２４
２は、インクカートリッジ２２０Ｂ内のインクを保持す
ると共に、インクカートリッジ２２０Ｂが横揺れしたと
きに、インクがインクカートリッジ２２０Ｂの外部へ漏
れるのを防ぐ。

【００９６】インクカートリッジ２２０Ａの場合、逆止
弁２８２からインクを供給すると、毛管路２２７のため
に、アクチュエータ２２５ｂが装着された第２の収容室
２２５ｂにインクが十分に充填されないことがある。更
にインク供給口２３０からインクを充填するとしても毛
管路２２７の毛細管力のために第１の収容室２２５ａに
インクが十分に充填することが困難である。また、収容
室２２５ｂに装着されたアクチュエータ１０６のキャビ
ティ１６２に、気泡を残留させることなくインクを充填
することは更に困難である。この場合、図５から図８に
示したインク充填装置及びインク充填方法を用いること
によって、収容室２２５ａ、２２５ｂ、及び収容室２２
５ｂに装着されたアクチュエータ１０６のキャビティ１
６２に容易にインクを充填することができる。例えば図
５のインク充填装置を使用した場合、まず、インクカー
トリッジ２２０Ａを真空容器１４内に設置する。次に逆
止弁２２８を閉じて真空ポンプ１０によりインク供給口
２３０から空気を吸引して減圧する。次にインクカート
リッジ２２０Ａにインクを充填するには、インク供給口
２３０からインクを充填してもよいし、インク供給口２
３０を閉じて、逆止弁２２８からインクを充填してもよ
い。

【００９７】インクカートリッジ２２０Ｂの場合、イン
ク供給室２２５ａの上部に設けられた開口２５０からイ
ンクを供給すると、多孔質部材２４２及び毛管路２２７
のために、アクチュエータ２２５ｂが装着された第２の
収容室２２５ｂにインクが十分に充填されないことがあ
る。更にインク供給口２３０からインクを充填するとし
ても多孔質部材２４２及び毛管路２２７の毛細管力のた
めに第１の収容室２２５ａにインクが十分に充填するこ
とが困難である。更に、収容室２２５ｂに装着されたア
クチュエータ１０６のキャビティ１６２に、気泡を残留
させることなくインクを充填することは更に困難であ
る。この場合、図５から図８に示したインク充填装置及
びインク充填方法を用いることによって、収容室２２５
ａ、２２５ｂ、及び収容室２２５ｂに装着されたアクチ
ュエータ１０６のキャビティ１６２に容易にインクを充
填することができる。例えば図５のインク充填装置を使
用する場合、まず、インクカートリッジ２２０Ｂを真空
容器１４の内部に設置する。次にインク供給口２３０を
閉じて真空ポンプ１０により収容室２２５ａの上部に設
けられた開口２５０から空気を吸引して減圧する。次に
インクカートリッジ２２０Ｂにインクを充填するには、
インク供給口２３０からインクを充填してもよいし、イ
ンク供給口２３０を閉じて、開口２５０からインクを充
填してもよい。

【００９８】図１２は、アクチュエータ１０６を液体容
器に取り付けるための取付構造体の一形態としてのモジ
ュール体１００を示す斜視図である。図１２には、アク
チュエータ１０６をモジュール体１００に装着した状態
が示されている。モジュール体１００はインクカートリ
ッジの所定個所に装着される。モジュール体１００に装
着されたアクチュエータ１０６は、インク液中の少なく
とも音響インピーダンスの変化を検出することにより、
インクカートリッジ内の液体の消費状態を検知するよう
に構成されている。

【００９９】本実施形態のモジュール体１００は、イン
クカートリッジにアクチュエータ１０６を取り付けるた
めの液体容器取付部１０１を有する。また、アクチュエ
ータ１０６をモジュール体１００に装着するための圧電
装置装着部１０５が設けられる。液体容器取付部１０１
は、平面がほぼ矩形の基台１０２上に駆動信号により発
振するアクチュエータ１０６を収容した円柱部１１６を
載せた構造になっている。また、モジュール体１００
が、インクカートリッジに装着されたときに、モジュー
ル体１００のアクチュエータ１０６が外部から接触でき
ないように構成されているので、アクチュエータ１０６
を外部の接触から保護することができる。なお、円柱部
１１６の先端側エッジは丸みが付けられていて、インク
カートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすく
なっている。

【０１００】図１３は、本発明が適用される単色、例え
ばブラックインク用のインクカートリッジの一実施形態
の断面図である。図１３のインクカートリッジにおいて
は、圧電素子を有する圧電装置（アクチュエータ）の振
動部を振動させ、その後に振動部に残留する残留振動に
よって生ずる逆起電力を測定することによって、共振周
波数または逆起電力波形の振幅を検出することで音響イ
ンピーダンスの変化を検知する方法によりインクの消費
状態が検出される。音響インピーダンスの変化を検知す
る手段としてアクチュエータ１０６が用いられる。

【０１０１】インクを収容する容器本体１には、記録装
置のインク供給針に接合するインク供給口２が設けられ
ている。容器本体１の底面１ａの外側には、アクチュエ
ータ１０６が貫通孔１ｃを介して内部のインクと接触で
きるように取付けられている。インクＫがほぼ消費され
つくした段階、つまりインクニアエンドとなった時点
で、アクチュエータ１０６と接触する媒体がインクから
気体へと変更するべく、アクチュエータ１０６はインク
供給口２よりも若干上方の位置に設けられている。な
お、振動を発生する手段を独立して設け、アクチュエー
タ１０６を単に検知手段として用いても良い。

【０１０２】図１４は、図１３に示したインクカートリ
ッジに適したインクジェット記録装置の要部を示す断面
図である。インク供給口２にはパッキン４及び弁体６が
設けられている。図１４に示すように、パッキン４は記
録ヘッド３１に連通するインク供給針３２と液密に係合
する。弁体６は、バネ５によってパッキン４に対して常
時弾接されている。インク供給針３２が挿入されると、
弁体６はインク供給針３２に押されてインク流路を開放
し、容器本体１内のインクがインク供給口２およびイン
ク供給針３２を介して記録ヘッド３１へ供給される。容
器本体１の上壁の上には、インクカートリッジ内のイン
クに関する情報を格納した半導体記憶手段７が装着され
ている。

【０１０３】記録用紙の幅方向に往復動可能なキャリッ
ジ３０は、サブタンクユニット３３を備えていて、記録
ヘッド３１がサブタンクユニット３３の下面に設けられ
ている。また、インク供給針３２はサブタンクユニット
３３のインクカートリッジ搭載面側に設けられている。

【０１０４】上述した本実施形態によるインクカートリ
ッジは、容器本体内の液体に対して疎液性である疎液部
を有するので、以下でこの点について説明する。

【０１０５】図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、それ
ぞれ、従来の材料と、任意の液体に対して疎液性である
材料とを示す図である。疎液性は、任意の液体との疎液
性を意味し、疎水性、疎油性、撥水性、撥油性、離水
性、離油性、超疎水性、超疎油性、超撥水性、超撥油
性、超離水性、超離油性等を含む。液体Ｌと材料Ｂ１ま
たは材料Ｂ２とはそれぞれ接触角θ１または接触角θ２
で接触する。図１５（Ａ）において、接触角θ１は接触
角θ２に比較して小さい。接触角θ１は約３０度から約
６０度である。材料Ｂ１は、疎液処理が施されておらず
疎液性を有さないからである。

【０１０６】一方で、図１５（Ｂ）において、接触角θ
２は接触角θ１より大きく、材料Ｂ２が液体Ｌと疎液性
を示す。よって、材料Ｂ２は液体Ｌに対して疎液性の材
料である。本実施形態においては、疎液部に対する液体
の接触角は約６０度以上であり、１８０度に近ければ近
いほど好ましい。

【０１０７】疎液部は、材料自体を疎液性にしてもよ
い。また、材料自体が疎液性でない場合であっても、疎
液性の材料を被覆することによって、疎液性にしてもよ
い。疎液性の高い材料は、液体との関係において液体の
表面張力が大きい材料といってもよい。

【０１０８】図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）は、アク
チュエータ１０６が容器本体１の側壁に取り付けられて
いる部分を拡大した断面図である。図１６（Ａ）は疎液
部を有しない比較例の断面図である。図１６（Ｂ）は疎
液部を有する本実施形態の断面図である。

【０１０９】図１６（Ａ）の比較例においては疎液部が
ないため、アクチュエータ１０６の周辺にインクが無い
ときにインクが振動領域１７６ａに誤って付着した場合
に、インク滴Ｍがそこに滞留する。また、振動領域１７
６ａの周辺にインクが付着しても、インク滴Ｍが垂れ下
がって振動領域１７６ａに誤って付着する場合がある。
それにより、アクチュエータ１０６は、インクが無いに
もかかわらず、インクが有ると誤って検出するおそれが
ある。

【０１１０】一方で、図１６（Ｂ）における本実施形態
において、疎液部は容器本体１内のインクに対して疎イ
ンク性を有する部分を意味する。アクチュエータ１０６
は容器本体１内のインクと疎インク性である疎液部を有
する。振動板１７６のうち、少なくともインクと接触す
る振動領域１７６ａが疎液部に含まれる。振動領域１７
６ａが疎液部に含まれることによって、アクチュエータ
１０６の周辺にインクが無いときにインクが振動領域１
７６ａに誤って付着しても、インクとの接触角が大きい
ので、インクは、振動領域１７６ａに滞留することがで
きず、インクの自重によって落下する。従って、アクチ
ュエータ１０６は、インクが無いにもかかわらず、イン
クが有ると誤って検出することがない。

【０１１１】振動領域１７６ａの周辺を疎液部に含めて
も良い。例えば、キャビティ１６２の内側面１６１ａを
疎液部に含めてもよい。さらに、容器本体１の内方へ向
かう基板１７８の基板裏面１７８ａを疎インク性として
疎液部に含めてもよい。また、アクチュエータ１０６だ
けでなく、容器本体１の貫通孔１ｃや容器本体１の内壁
面１ｄを疎インク性とすることによって、アクチュエー
タ１０６および容器本体１を疎液部に含めてもよい。こ
のように、振動領域１７６ａの周辺を疎液部にすること
によって、誤って付着したインクがキャビティ１６２や
貫通口１ｃに滞留することがない。それにより、アクチ
ュエータ１０６は、インクが無いにもかかわらず、イン
クが有ると誤って検出することがない。

【０１１２】さらに、アクチュエータ１０６、容器本体
１およびインク供給口２を含め、インクカートリッジ内
のインクが接触している部分の全部を疎インク性にして
もよい。かかる場合には、インクカートリッジ内のイン
クと接触する部分の全部が疎液部になる。

【０１１３】インクカートリッジ内部の全体を疎液部に
することにより、容器本体１の内部やアクチュエータ１
０６にインクが滞留しない。よって、インクカートリッ
ジ内のインク全部を無駄なく使い切ることができる。

【０１１４】このように疎液部を有するインクカートリ
ッジを用いた場合、インクを再充填する際に、インクカ
ートリッジ内にインクが残存しないため、大気に触れる
ことによって質の低下した古いインクを混合させること
なく、新しいインクを再充填することができる。

【０１１５】さらに、インクカートリッジ内にインクが
残存しないため、インクカートリッジをリサイクルする
際には、容器本体１内を洗浄する必要が無い、もしくは
ごく簡単な洗浄で十分である。例えば、空のインクカー
トリッジを洗浄する場合に、容器本体１内に収容されて
いたインクよりもインクカートリッジ内の内壁やアクチ
ュエータ１０６と親和性の高い洗浄液で軽く濯げばよ
い。より詳細には、インクカートリッジが水性のインク
を使用していた場合には、インクカートリッジ内部とよ
り親和性が高い油性の洗浄液で軽く濯げばよい。従っ
て、インクカートリッジをリサイクルする際の洗浄時間
が短時間で済む。よって、インクカートリッジをリサイ
クルするためのコストが低廉になる。

【０１１６】洗浄液は、インクより高い親液性を有すれ
ばよく、特に限定はない。インクより高い親液性を有す
る洗浄液は、インクカートリッジの内壁やアクチュエー
タ１０６とより馴染み易い。従って、インクカートリッ
ジ内に残存していた不純物などを簡単に洗い流すことが
できる。

【０１１７】キャビティ１６２内にインクを残存させな
いために、キャビティ１６２内を疎インク性にしつつ、
キャビティ１６２の周辺の基板裏面１７８ａを親液性
（親インク性）にしてもよい。

【０１１８】親液性は、任意の液体との親和性を意味
し、親水性、親油性、超親水性、超親油性等を含む。ま
た、親液部に対する液体の接触角は約３０度以下であ
り、０度に近ければ近いほど好ましい。

【０１１９】さらに、貫通孔１ｃ内にインクを残存させ
ないために、キャビティ１６２内、基板裏面１７８ａお
よび貫通孔１ｃの内壁を疎インク性にしつつ、貫通孔１
ｃの周辺の内側面１ｄを親インク性にしてもよい。それ
によって、キャビティ１６２や貫通孔１ｃ内のインク
は、キャビティ１６２内や貫通孔１ｃ内に残存しにく
く、かつ基板裏面１７８ａや内側面１ｄを伝って容器本
体１の下方へ流出しやすくなる。また、アクチュエータ
１０６およびその周辺にインクが付着した場合であって
も、インクは滞留することなく流れ落ちる。

【０１２０】キャビティ１６２内に液体容器内の液体が
残存しない場合には、キャビティ１６２内または貫通孔
１ｃ内のインクが残存する場合と比較して、アクチュエ
ータ１０６が検知する少なくとも音響インピーダンスの
変化が顕著になる。よって、アクチュエータ１０６は、
インクカートリッジ内のインクの有無をより顕著かつ正
確に検出することができる。

【０１２１】ところで、キャビティ１６２内または貫通
孔１ｃ内を疎インク性にすることによって、インクカー
トリッジ内にインクを充填する場合に、インクがキャビ
ティ１６２内または貫通孔１ｃ内に充填することが困難
になる。

【０１２２】しかしながら、本実施形態においては、上
述したように、インクカートリッジの製造においてイン
クを容器本体１内に充填するとき、またはインクカート
リッジを再利用するときに、インクカートリッジ内部を
真空引きなどによって負圧にし、その負圧を利用してイ
ンクカートリッジ内にインクを充填または再充填する。
このため、キャビティ１６２内または貫通孔１ｃ内が疎
インク性であるにもかかわらず、それらの内部にインク
が満たされる。

【０１２３】図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）は、アク
チュエータ１０６が容器本体１の側壁に取り付けられて
いる部分を拡大した断面図である。インクの液面がアク
チュエータ１０６を通過した後に、誤ってアクチュエー
タ１０６に付着しようとするインク滴も図示している。

【０１２４】図１７（Ａ）は、比較例を示す図である。
貫通口１ｃおよびキャビティ１６２内が疎インク性でな
いので、インク滴は、アクチュエータ１０６および貫通
口１ｃに付着し、滞留する。従って、アクチュエータ１
０６はインクカートリッジ内のインクが無いにもかかわ
らず、有ると誤って検出するおそれがある。

【０１２５】図１７（Ｂ）は、本実施形態を示す図であ
る。貫通口１ｃおよびキャビティ１６２内を疎インク性
にすることによって、インク滴は、アクチュエータ１０
６に付着することができず、表面張力により球形に近い
形状を維持したまま下方へ落する。従って、アクチュエ
ータ１０６はインクカートリッジ内のインクの有無を誤
って検出することが無い。

【０１２６】次に、疎液性の材料について説明する。疎
液部を形成するための疎液性の材料は特に限定されな
い。従って、任意の疎液性の材料を使用することができ
る。疎液性の強い材料としては、フッ素系樹脂（フルオ
ロアルキル化合物）、やシリコーン系樹脂を含む材料が
一般的である。例えば、フルオロオレフィンや、パーフ
ロロ基を有するフッ素系樹脂は、熱的及び化学的に安定
であり、耐水性、耐薬品性、耐溶剤性、離型性、耐摩擦
性、撥水性等に優れる。シリコーン系樹脂は、撥水撥油
性に優れるが、高度を保持するためにアクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の他の樹脂との併用、変性
によって塗料の組成が構成されることが多い。

【０１２７】より詳細には、ラッカー型フッ素樹脂材
料、フッ素系紫外線硬化型材料、熱硬化型フッ素樹脂材
料、フッ素系シランカップリング剤、フッ素樹脂粒子を
分散したエポキシ樹脂組成物、含フッ素エポキシ樹脂組
成物、フッ素含有ジオール、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）がある。

【０１２８】また、シランカップリング剤、シリコーン
界面活性剤、シリコーンゴム、ペトロラタム、水酸基含
有シリコーン、シリコーンとアクリル樹脂の２成分系を
用いるもの、エチルシリケート、Ｎ−ブチルシリケー
ト、Ｎ−プロピルシリケート、クロロシラン、アルコキ
シシラン、シラザン、などがある。

【０１２９】さらに、エポキシ樹脂、カチオン重合触
媒、ジグライム、ＰＰ、ＰＥ、ＰＡ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、
ＰＳＦ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＯＰＰ、ＰＶＣ、
マレイン化石油樹脂アルカリ塩、パラフィン系ワック
ス、光触媒を利用したものでもよい。

【０１３０】所定の材料の表面に疎液性の材料を被覆す
る方法も特に限定されない。従って、疎液性の材料を被
覆するための任意の方法を使用することができる。疎液
性の材料を被覆する方法としては、例えば、メッキ処
理、コーティング、被膜層の貼付、堆積などの方法があ
る。その他の既知の任意の技術を用いて疎液性の材料を
被覆すればよい。例えば、コーティングによる方法の場
合、疎液部が回転する前にもしくは回転しているときに
疎液性の液体を垂らし、疎液部を回転させることによっ
て被覆するスピンコートや、疎液部を疎液性の液体に浸
漬することによって被覆するディップコートや、ロール
によって疎液性の液体を親液部に塗布するロールコート
によるコーティングなどで塗布してもよい。また、単に
刷毛などによって親液性の液体を疎液部に塗布してもよ
い。また、疎液部は疎液性の材料から形成される被膜層
を所定箇所に貼付することによって形成してもよい。ま
た、堆積による方法としては、ＣＶＤ、プラズマＣＶ
Ｄ、スパッタリング、真空蒸着がある。

【０１３１】材料の表面の粗度が撥水性に影響する場合
がある。例えば、接触角が９０度以上の材料を粗面化処
理することによって疎液性が高まる。

【０１３２】また、例えば、材料がフラクタル構造を有
する疎水性の材料の場合には、その材料は表面の粗度を
高めると超撥水表面または超撥油表面になる。従って、
フラクタル構造を有する疎液性の材料の表面を粗面化処
理することによって、疎液部を形成してもよい。ただ
し、粗面化処理することによって疎液性になる材料であ
れば、フラクタル構造を有する材料に限定しない。

【０１３３】本実施形態における疎液部を有するインク
カートリッジの製造方法としては以下の方法が挙げられ
る。

【０１３４】第１の方法は、図２のアクチュエータ１０
６をキャビティ１６２が露出するように所定の治具に備
えもしくはマスキングする。疎液部を形成するための装
置に所定の治具を取り付け、キャビティ１６２の内部を
疎液性にする。その後にモジュール体１００にアクチュ
エータ１０６を取り付け、モジュール体１００をインク
カートリッジに取り付ける。所定の治具はキャビティ１
６２の部分に孔を設けた樹脂、金属の材料から形成され
る。また、熱可塑性樹脂を用いてキャビティ１６２以外
の部分をマスキングしてもよい。

【０１３５】この方法によれば、アクチュエータ１０６
にのみ疎液部を形成することができる。また、アクチュ
エータ１０６をモジュール体１００に取り付ける前に疎
液部を形成するようにしたので、疎液部を形成するため
にはアクチュエータ１０６のみを取り扱うことができれ
ば足りる。従って、インクカートリッジの製造設備を比
較的小さくすることができる。それにより、同一のイン
クカートリッジを製造するためのコストを低減させるこ
とができる。

【０１３６】第２の方法は、まず初めにモジュール体１
００に図２のアクチュエータ１０６を装着する。その後
にアクチュエータ１０６をキャビティ１６２が露出する
ように所定の治具に備えもしくはマスキングする。疎液
部を形成するための装置に所定の治具を取り付け、キャ
ビティ１６２の内部またはキャビティ１６２の内部およ
びその周辺のモジュール体１００を疎液性にする。その
後にモジュール体１００をインクカートリッジに取り付
ける。

【０１３７】この方法によれば、アクチュエータ１０６
の周辺にあるモジュール体１００の部分をキャビティ１
６２の内部と同時に疎液化処理することによって、キャ
ビティ１６２の内部およびその周辺のモジュール体１０
０を疎液性にすることができる。

【０１３８】第３の方法は、まず初めにモジュール体１
００に図２のアクチュエータ１０６を装着し、モジュー
ル体１００をインクカートリッジに取り付ける。その後
にアクチュエータ１０６をキャビティ１６２が露出する
ように所定の治具に備えもしくはマスキングする。疎液
部を形成するための装置に所定の治具を取り付け、キャ
ビティ１６２の内部またはキャビティ１６２の内部およ
びその周辺のモジュール体１００を疎液性にする。

【０１３９】この方法によれば、アクチュエータ１０
６、モジュール体１００およびインクカートリッジの内
部を同時に疎液化処理することによって、キャビティ１
６２の内部およびその周辺のモジュール体１００さらに
インクカートリッジの内部を疎液性にすることができ
る。

【０１４０】モジュール体１００についても、インクと
接触する部分を疎液性にしてもよい。

【０１４１】図１８は、複数種類のインクを収容するイ
ンクカートリッジの一例を示す裏側から見た斜視図であ
る。容器３０８は、隔壁により３つのインク室３０９、
３１０及び３１１に分割される。それぞれのインク室に
は、インク供給口３１２、３１３及び３１４が形成され
ている。それぞれのインク室３０９、３１０及び３１１
の底面３０８ａには、アクチュエータ３１５、３１６お
よび３１７が、容器３０８を介して各インク室内に収容
されているインクに弾性波を伝達できるように取り付け
られている。この例によるインクカートリッジの容器３
０８内またはアクチュエータ３１５、３１６および３１
７も、それぞれ疎液性を有する。また、各インク室３０
９、３１０及び３１１の内壁が疎インク性になるように
形成してもよい。

【０１４２】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、多様な変更又
は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を
加えた形態も本発明の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。

【０１４３】

【発明の効果】本発明によれば、圧電装置を用いること
で液体の消費状態を正確に検出でき且つ複雑なシール構
造を不要とした液体容器の内部に、気泡を残留させるこ
となく液体を充填することができる。

【０１４４】また、使用済みの液体容器の場合でも、気
泡を残留させることなく液体容器の内部に液体を再充填
することができる。

【０１４５】さらに、内部に疎液部を有する液体容器の
場合でも、気泡を残留させることなく液体容器の内部に
液体を充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体容器の一実施形態であるイン
クカートリッジ、及びこのインクカートリッジが装着さ
れるインクジェット記録装置の要部を示した斜視図であ
る。

【図２】図１に示したインクカートリッジに装着される
アクチュエータの詳細を示す図である。

【図３】図１に示したインクカートリッジにインクが一
杯に充填されたときのアクチュエータのキャビティの部
分を拡大して示した断面図である。

【図４】図２に示したアクチュエータを先端に設置した
モジュール体をインクカートリッジに装着したときの容
器本体の底部近傍の断面図である。

【図５】本発明による液体充填方法の一実施形態によっ
てインクカートリッジにインクを充填するためのインク
充填装置の構成を示す図である。

【図６】本発明による液体充填方法の他の実施形態によ
ってインクカートリッジにインクを充填するためのイン
ク充填装置の構成を示す図である。

【図７】図５に示したインク充填装置を用いたインク充
填の手順を示す図である。

【図８】図６に示したインク充填装置を用いたインク充
填の手順を示す図である。

【図９】本発明による液体容器の他の実施形態であるイ
ンクカートリッジを示す図である。

【図１０】図９（Ｃ）に示したインクカートリッジの変
形例を示す断面図である。

【図１１】本発明による液体容器の他の実施形態である
インクカートリッジを示す図である。

【図１２】図２に示したアクチュエータを容器本体に取
り付けるためのモジュール体をアクチュエータと共に示
す斜視図である。

【図１３】本発明による液体容器の一実施形態である、
単色、例えばブラックインク用のインクカートリッジの
断面図である。

【図１４】図１３に示したインクカートリッジに適した
インクジェット記録装置の要部のを示す断面図である。

【図１５】ある液体に対して親液性である材料と疎液性
である材料とを示す図である。

【図１６】図２に示したアクチュエータが容器本体に取
り付けられている部分を拡大した断面図である。

【図１７】図２に示したアクチュエータが容器本体の側
壁に取り付けられている部分を拡大した断面図である。

【図１８】本発明による液体容器の一実施形態である複
数種類のインクを収容するインクカートリッジを示す裏
側から見た斜視図である。

【符号の説明】

１、１９４ 容器本体 １ｃ 貫通孔 １ｄ 内側面 ２、１８７、２３０、３１２、３１３、３１４ インク
供給口 １０、１６ 真空ポンプ １２、１８ インクタンク １４ 真空容器 ２４、２６ インク供給チューブ ２８ 空気吸引チューブ ３０ キャリッジ ３１ 記録ヘッド １００ モジュール体 １０６、３１５、３１６、３１７ アクチュエータ １６１ 開口 １６２ キャビティ １７６ 振動板 １７６ａ 振動領域 １７８ 基板 １８０、２２０Ａ、２２０Ｂ インクカートリッジ １８５ 空気導入口 １８６ 記録ヘッド ２１２ 隔壁 ２１３、２１３ａ、２１３ｂ 収容室 ２２２ 第１の隔壁 ２２４ 第２の隔壁 ２２５ａ 第１の収容室 ２２５ｂ 第２の収容室 ２３３ 通気孔 ２５０ 開口 ３０９、３１０、３１１ インク室

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体の消費状態を検出する圧電装置が取り
   付けられた液体容器であって前記圧電装置に形成された
   キャビティが前記液体容器の内部に連通している液体容
   器の内部に液体を充填する方法であって、 前記液体容器の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧する
   減圧ステップと、 前記液体容器の内部に液体を充填する液体充填ステップ
   と、を有することを特徴とする液体充填方法。
2. 【請求項２】前記減圧ステップ及び前記液体充填ステッ
   プを減圧容器内で行うことを特徴とする請求項１に記載
   の液体充填方法。
3. 【請求項３】前記減圧ステップでは前記液体容器に形成
   された開口から前記液体容器内の空気を吸引除去して減
   圧し、前記液体充填ステップでは前記開口から液体を充
   填すること特徴とする請求項１又は２に記載の液体充填
   方法。
4. 【請求項４】前記減圧ステップにおいて、前記液体容器
   に形成された第１の開口を閉じた状態で、前記液体容器
   に形成された第２の開口から前記液体容器内の空気を吸
   引除去し、 前記液体充填ステップにおいて、前記第２の開口を閉じ
   て、前記第１の開口を開き、前記第１の開口から液体を
   充填することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体
   充填方法。
5. 【請求項５】前記液体容器への液体充填の終了時に、前
   記液体容器から所定量の液体を吸引して排出するステッ
   プを更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れか一項に記載の液体充填方法。
6. 【請求項６】前記減圧ステップと前記液体充填ステップ
   とをほぼ同時に行うことを特徴とする請求項１乃至５の
   いずれか一項に記載の液体充填方法。
7. 【請求項７】前記液体容器から吸引される空気の流量
   が、前記液体容器に充填される液体の流量よりも大きい
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体充填方法。
8. 【請求項８】前記液体充填ステップが、前記液体容器を
   保温しながら行なわれることを特徴とする請求項１乃至
   ７のいずれか一項に記載の液体充填方法。
9. 【請求項９】前記液体容器は、前記液体容器の液体収容
   空間に形成された少なくとも１つの隔壁によって前記液
   体収容空間が区画されて形成された、大気と連通する第
   １の液体収容室及び前記第１の液体収容室と連通し前記
   圧電装置が装着される第２の液体収容室を有し、前記減
   圧ステップ及び前記液体充填ステップにより前記第１及
   び第２の液体収容室のそれぞれに液体を充填することを
   特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体
   充填方法。
10. 【請求項１０】前記液体充填ステップにおいて、前記第
    ２の液体収容室の所定の箇所に設けられた開口から液体
    を充填してから前記第１の液体収容室に液体を充填する
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体充填方法。
11. 【請求項１１】前記液体充填ステップにおいて、前記第
    １の液体収容室に液体を充填してから前記第２の液体収
    容室に液体を充填することを特徴とする請求項９に記載
    の液体充填方法。
12. 【請求項１２】前記液体容器が使用済みの液体容器であ
    ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に
    記載の液体充填方法。
13. 【請求項１３】前記液体容器は、前記液体容器内の液体
    に対して疎液性である疎液部を内部に有することを特徴
    とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の液体充
    填方法。
14. 【請求項１４】容器本体と、 前記容器本体内の液体の消費状態を検出する圧電装置で
    あって、前記容器本体の内部と連通するキャビティが形
    成された圧電装置と、を備え、 前記容器本体の内部には、前記容器本体の内部を大気圧
    よりも低い圧力に減圧する減圧ステップと前記容器本体
    の内部に液体を充填する液体充填ステップとを含む液体
    充填方法によって液体が充填されている液体容器。
15. 【請求項１５】前記液体はインクジェット記録装置用の
    インクであり、前記インクジェット記録装置に着脱自在
    に装着することができることを特徴とする請求項１４記
    載の液体容器。
16. 【請求項１６】前記容器本体内の液体に対して疎液性で
    ある疎液部を前記容器本体の内部に有することを特徴と
    する請求項１４又は１５に記載の液体容器。
17. 【請求項１７】前記圧電装置の前記容器本体内の液体と
    接触する振動領域が疎液性であることを特徴とする請求
    項１６に記載の液体容器。
18. 【請求項１８】前記疎液部は前記キャビティの内側面を
    含むことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の液体
    容器。
19. 【請求項１９】液体を収容するための容器本体および前
    記容器本体内の液体を外部へ供給するための液体供給口
    を備えた液体容器と、前記容器本体の内部と連通するキ
    ャビティが形成され、前記容器本体内の液体の消費状態
    を検出する圧電装置とを準備する準備ステップと、 前記圧電装置に前記容器本体内の液体に対して疎液性で
    ある疎液部を形成する形成ステップと、 前記圧電装置を前記液体容器に取り付ける取付ステップ
    と、 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の液体充填方法
    を用いて前記容器本体の内部に液体を充填する充填ステ
    ップと、 を備えたことを特徴とする液体容器製造方法。
20. 【請求項２０】前記取付ステップは、前記形成ステップ
    が実施された後に実施されることを特徴とする請求項１
    ９に記載の液体容器製造方法。
21. 【請求項２１】前記形成ステップは、前記取付ステップ
    が実施された後に実施されることを特徴とする請求項１
    ９に記載の液体容器製造方法。
22. 【請求項２２】前記準備ステップにおいて、前記液体容
    器及び前記圧電装置と共に、前記圧電装置を前記液体容
    器に取り付ける取付構造体が準備され、 前記圧電装置を前記取付構造体に装着する装着ステップ
    をさらに有し、 前記取付ステップにおいて、前記装着ステップの後に前
    記取付構造体を前記液体容器に取り付けることにより前
    記圧電装置が前記液体容器に取り付けられることを特徴
    とする請求項１９に記載の液体容器製造方法。
23. 【請求項２３】前記形成ステップは、前記装着ステップ
    が実施された後に実施されることを特徴とする請求項２
    ２に記載の液体容器製造方法。
24. 【請求項２４】前記形成ステップは、前記装着ステップ
    及び前記取付ステップが実施された後に実施されること
    を特徴とする請求項２３に記載の液体容器製造方法。
25. 【請求項２５】前記装着ステップは、前記形成ステップ
    が実施された後に実施されることを特徴とする請求項２
    ２に記載の液体容器製造方法。