JP2008044194A - 液体収容容器 - Google Patents

Abstract

【課題】液体残量センサのキャビティ内に気泡が発生しても、その気泡を消滅させて、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を得る。
【解決手段】液体が充填される液体収容室３７０，３９０，４３０や、圧電素子により残留振動から液体の有無を検出する液体残量センサ３１を備えるカートリッジ本体１０に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室５０１を画成しておき、液体収容容器１を減圧パック包装した時に、未充填室５０１が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となって、脱気室による減圧作用により、センサ内の気泡を消滅させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器本体内に貯留している液体を液体消費装置に供給する液体収容容器に関する。

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。

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流路と、を備えた構成とされ、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をプリンタに供給可能にしている。

ところで、このようなインクカートリッジでは、長期保管時の温度変化や輸送時の振動等で、貯留しているインク中に気泡が生じることがあり、この気泡は、インクカートリッジを記録装置に装着した際にインクの供給特性を低下させて印字品質の低下を招く原因となる。
そこで、このようなインクカートリッジは、インクカートリッジ内部での気泡の発生を抑制するために、製造後には速やかに、容器の周囲を減圧空間に密封する減圧パック包装を施すことが知られている。
更に、長期保管等を考慮して、減圧パック包装内における減圧の効力をより長期にわたって持続させるために、インク収容室を有する容器本体の上部カバーの外表面に凹部を形成しておき、減圧パック包装の際に、脱気用負圧を蓄圧する脱気室として前記凹部を活用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、インクカートリッジは貯留し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、容器本体内の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インク残量センサを備えたものがある。そして、近年のインクカートリッジでは、前記インク残量センサとして、インク流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、各種開発されている（例えば、特許文献２）。

特開２０００−３３７０９号公報 特開２００１−１４６０１９号公報

ところで、例えば、工場でのインクカートリッジの製造工程等で、容器本体内のインク収容室にインクを充填するときに、微少な気泡が残留することがある。ところが、インク残量センサ付きの従来のインクカートリッジでは、このようなインク充填時に残留した気泡を排除する手段がなく、その気泡が上記インク残量センサのキャビティ内に残存することがある。気泡が残存すると、カートリッジの使用開始時に、残留した気泡により残留振動が変化するため、インクが十分に残留しているにも拘わらず、インク無し、と誤検出してしまう虞があった。

そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、容器本体に貯留した液体の有無を、残留振動を利用して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、工場での液充填工程等で液体残量センサのキャビティ内に気泡が残留しても、その気泡を消滅させて、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することにある。

（１）本発明の上記課題の解決は、液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体消費装置に供給するための液体供給孔と、
前記液体収容室と前記液体供給孔とを連通する液体流路と、
前記液体流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液体流路内における液体の有無を検出する液体残量センサと、
を備えた液体収容容器であって、
前記容器本体内に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室が画成され、
前記液体収容容器を減圧パック包装した時に、前記未充填室が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となることを特徴とする液体収容容器により達成される。

上記構成によれば、工場等でのインク充填工程において、液体残量センサのキャビティ内に微少な気泡が残存した場合でも、その後、液体収容容器が減圧パック包装された後に、液体収容容器の内部を脱気する脱気用負圧の作用により、液体残量センサのキャビティ内の気泡が液体に溶解し、消滅する。そして、更に、減圧パック包装時の脱気用負圧が容器本体の未充填室に蓄圧されていて、前記未充填室が減圧空間として、開封時まで、容器本体内の気泡の溶解・消滅に寄与する。
従って、より確実に液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。

（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、前記未充填室は、前記液体収容室よりも大きな容積を持っている構成とすると良い。
このような構成にすると、未充填室による脱気用負圧の蓄圧量が増え、減圧パック包装が開封されるまで、減圧パック包装内の液体収容容器をより高い減圧環境に維持して、減圧による気泡の消滅効力を、より長期に維持することが可能になり、減圧パック包装されたインクカートリッジの長期保存性を更に向上させることができる。

（３）また、好ましくは、上記（１）又は（２）に記載の液体収容容器において、前記未充填室が、前記容器本体内の複数箇所に分散して設けられている構成とすると良い。
このような構成にすると、未充填室に蓄圧された脱気用負圧による減圧作用が、容器本体内の複数箇所で発揮される結果、容器本体のより広い範囲で、より均等に、気泡の消滅に有効な減圧作用を確保でき、また、気泡の発生箇所には、より多方向から減圧作用が働くため、より効率よく気泡の消滅させることができる。

（４）また、好ましくは、上記（１）乃至（３）のいずれか一つに記載の液体収容容器において、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開放流路と、前記大気開放流路の途中の容積を拡張した形態の空気室とを備え、
更に、前記減圧パック包装状態では、前記空気室よりも上流側で前記大気開放流路を閉塞する閉塞手段（剥離フィルム）を備えた構成とすると良い。
このような構成にすると、液体収容容器の使用時等に液体収容室に収容されていた液体が熱膨張や外部からの振動等で大気開放流路を逆流するとき、大気開放流路の途中に設けた空気室が逆流する液体を捕捉するトラップ空間となり、液体の漏出を防止することができる。
そして、減圧パック包装時には、大気開放流路が閉塞手段により閉塞されているため、大気開放孔からの液体の漏出を確実に防止することができる。

（５）また、好ましくは、上記（４）に記載の液体収容容器において、前記未充填室は、前記空気室よりも大きな容積を持っている構成とすると良い。
このような構成にすると、容器本体内の全体では、空気室の装備によって空気量の残存量が増えた分、気泡の発生を防止するための脱気性能をより高くすることが求められるが、空気室よりも未充填室の容積を大きく設定したことで、高い脱気性能の維持が容易になり、十分な脱気性能の確保により、液体残量センサ内の気泡をより確実に消滅させることができる。

（６）また、好ましくは、上記（４）又は（５）に記載の液体収容容器において、前記液体収容室と前記空気室とに隣接するように、前記未充填室が設けられた構成とすると良い。
このような構成にすると、液体収容室や空気室との間の隔壁となる未充填室の区画壁を介して、脱気用負圧の作用面積が増えて、容器本体内での脱気効率を高めることができ、それにより、より確実に、液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。

（７）また、好ましくは、上記（１）乃至（５）のいずれか一つに記載の液体収容容器において、前記未充填室が、前記液体残量センサのキャビティに近接して設けられた前記液体収容室に隣接して設けられている構成とすると良い。
このような構成にすると、センサのキャビティにおける脱気効果がより高まるので、より確実に、液体残量センサ内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサの誤検出を防止することのできる液体収容容器を提供することができる。

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。

図１は本発明に係る液体収容容器の第１の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。

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）。

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孔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４参照）が開口している。すなわち、インクカートリッジ１は、インク供給孔５０からインクを供給しつつ大気開放孔１００から空気を導入する大気開放型のインクカートリッジである。

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穴１０２とを有している。小穴１０２は、後述の大気開放流路に連通しており、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。

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して、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。

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。

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が位置決め固定される。

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（図示略）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。

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。

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。

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。

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。

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が仕切壁をなして、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、後述の大気開放流路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。

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。

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孔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、インク供給孔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。

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開放流路１５０（図１０（ｂ）参照）内に設けられており、インク収容室のインクが大気開放流路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。

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、大気開放流路１５０やインク流路が形成される。

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。

液体残量センサ３１は、インク収容室からインク供給孔５０との間のインク流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流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流路を伝って、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。

カートリッジ本体１０の底面側には、既述したインク供給孔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カートリッジ本体１０内を減圧する減圧孔１１０と、インク収容室からインク供給孔５０に至るインク流路を構成する凹部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。

インク供給孔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開放流路１５０を介して外気と連通する。

また、インク供給孔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。

インク供給孔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孔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。

図６及び図７に示すように、インク供給針２４０がインク供給孔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、インク供給孔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、インク供給孔５０からインク供給針２４０にインクが供給可能となる。

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。

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（ａ）は図８の簡略模式図であり、図１０（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はカートリッジ本体１０に形成された流路構造の概念図である。

本実施の形態のインクカートリッジ１では、インク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とバッファ室４３０とが、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に導入する大気開放流路１５０（図１０（ｂ）参照）が形成されている。
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、各インク収容室３７０，３９０及びバッファ室４３０は、カートリッジ本体１０を厚さ方向に貫通する貫通孔を介して、カートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク流路３８０，４２０に連通しており、インク流路３８０，４２０を介してインク収容室間をインクが移動可能となっている。

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からインク供給孔５０に至るまでのインク流路を図８〜図１２を参照しながら説明する。

上部インク収容室３７０は、カートリッジ本体１０内の最上流のインク収容室で、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の下方には、インク流路３８０と連通する貫通孔３７１が開口している。この貫通孔３７１は、上部インク収容室３７０を形成するリブ１０ａの最も底面側に近い位置近傍に形成されており、上部インク収容室３７０内のインクが少なくなってきても、液面よりも下方に位置するように構成されている。

インク流路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を下方の下部インク収容室３９０に導くように構成されている。

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。下部インク収容室３９０の下方には、インク流路３８０と連通する貫通孔３９１が開口している。この貫通孔３９１は、下部インク収容室３９０を形成するリブ１０ａの最も底面側に近い位置近傍に形成されている。

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等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。

上流側インクエンドセンサ連絡流路４００は、不図示の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を介してインクが液体残量センサ３１に導かれる。

液体残量センサ３１に導かれたインクは、液体残量センサ３１内のキャビティ（流路）を通って、カートリッジ本体１０の背面側に形成されたインク流路４２０に導かれる。インク流路４２０は、液体残量センサ３１から斜め上方にインクを導くように形成されており、バッファ室４３０と連通する貫通孔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、インク流路４２０を経てバッファ室４３０に導かれる。

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、貫通孔４３２を介して差圧弁４０にインクが流入する。

差圧弁４０に流入したインクは、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、インク供給孔５０に連通しており、インク供給孔５０に差し込まれたインク供給針２４０を介してインクがインクジェット式記録装置側に供給される。

次に、大気開放孔１００から上部インク収容室３７０に至るまでの大気開放流路１５０を図８〜図１２を参照しながら説明する。

インクカートリッジ１内のインクが消費されてインクカートリッジ１内部の圧力が低下すると、貯留しているインク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。

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。

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。

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。

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。

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まで延びる流路部分３３７よりも深さが浅く形成されている。

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。

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１０（ａ）に示すように、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、大気開放流路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側へインクが流れ込まないように構成されたものである。

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。

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までが本実施の形態の大気開放流路１５０を構成している。

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、インク流路（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、インクが充填されない未充填室５０１が画成されている。

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。

以上に説明したインクカートリッジ１では、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、その後、インクカートリッジ１が減圧パック包装された後に、インクカートリッジ１の内部を脱気する脱気用負圧の作用により、液体残量センサ３１のキャビティ内の気泡が液体に溶解し、消滅する。そして、更に、減圧パック包装時の脱気用負圧が容器本体の未充填室５０１に蓄圧されていて、前記未充填室５０１が減圧空間（脱気室）として、開封時まで、カートリッジ本体１０内の気泡の溶解・消滅に寄与する。
従って、より確実に液体残量センサ３１内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサ３１の誤検出を防止することのできるインクカートリッジ１を提供することができる。

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内に導入する大気開放流路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開放流路１５０を逆流するとき、大気開放流路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が逆流するインクを捕捉するトラップ空間となり、インクの外部への漏出を防止することができる。

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開放流路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、減圧パック包装時に、大気開放孔からの液体の漏出を確実に防止することができる。

なお、本発明に係る未充填室の装備位置や、未充填室の容積、装備数は、上記実施の形態に限らない。
図１３は、本発明に係る未充填室を具備した液体収容容器の第２の実施の形態となるインクカートリッジのカートリッジ本体１０Ａの正面図である。
この第２の実施の形態のカートリッジ本体１０Ａは、第１の実施の形態のカートリッジ本体１０における上部インク収容室３７０及び下部インク収容室３９０の領域を狭めて、これらのインク収容室３７０，３９０と容器右側面側に装備されている空気室（インクトラップ室３４０，連絡バッファ室３５０）との間に、新たに２つの未充填室５１１，５１２を追加したものである。

この第２の実施の形態のカートリッジ本体１０Ａの場合、未充填室５１１，５１２を追加した点以外の構成は、第１の実施の形態のカートリッジ本体１０と共通であり、共通の構成については第１の実施の形態と同番号を付して、説明を省略する。

２つの未充填室５１１，５１２は、上下に並んで設けられている。上側の未充填室５１１は、上部インク収容室３７０の領域を短縮することで、上部インク収容室３７０とインクトラップ室３４０との間に挟まれるように、装備されている。
また、下側の未充填室５１２は、下部インク収容室３９０を短縮することで、下部インク収容室３９０と連絡バッファ室３５０との間に挟まれるように、装備されている。

２つの未充填室５１１，５１２は、両者間の仕切り壁であるリブ１０ａの一部に形成した切り欠き５１４により連通している。また、上側の未充填室５１１は、その上縁の仕切り壁となっているリブ１０ａに、外部と連通させる切り欠き５１５が設けられて、外気に連通状態にされている。したがって、下側の未充填室５１２は、上側の未充填室５１１を経由して外気に連通している。

以上の２つの未充填室５１１，５１２も、第１の実施の形態の未充填室５０１の場合と同様に、インクが充填されず、インクカートリッジ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。

本実施の形態の場合、未充填室５１１，５１２を追加したことにより、減圧パック包装により脱気室となる未充填室が、カートリッジ本体１０Ａ内の複数箇所に分散して設けられた形態になっている。

また、追加した未充填室５１１，５１２は、インク収容室３７０，３９０と、空気室である室３４０，３５０とに隣接するように設けられている。そして、各未充填室５０１，５１１，５１２の容積の総和は、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の容積の和よりも大きな容積に設定されている。

以上に説明した第２の実施の形態のインクカートリッジでは、各未充填室５０１，５１１，５１２に蓄圧された脱気用負圧による減圧作用が、カートリッジ本体１０Ａ内の複数箇所で発揮される結果、カートリッジ本体１０上のより広範な範囲で、より均等に、気泡の消滅に有効な減圧作用を確保でき、また、気泡の発生箇所には、より多方向から減圧作用が働くため、第１の実施の形態のインクカートリッジよりも更に効率よく気泡を消滅させることができる。

また、インクトラップ室３４０及び連絡バッファ室３５０といった空気室を備えたインクカートリッジでは、これらの室３４０，３５０の容積分だけカートリッジ本体内における空気量の残存量が増えるため、気泡の発生を防止するための脱気性能をより高くすることが求められるが、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よりも未充填室５０１，５１１，５１２の容積の総和を大きく設定したことで、高い脱気性能の維持が容易になり、十分な脱気性能の確保により、液体残量センサ３１内の気泡をより確実に消滅させることができる。

更に、本実施の形態のインクカートリッジでは、インク収容室３７０，３９０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と、未充填室５１１，５１２が区画壁を介して広い面積で隣接しているため、カートリッジ本体１０Ａ内での脱気効率を高めることができ、それにより、より確実に、液体残量センサ３１内の気泡を消滅させることができ、気泡の残留に起因する液体残量センサ３１の誤検出を防止することができる。

図１４は本発明に係る未充填室を具備した液体収容容器の第３の実施の形態となるインクカートリッジのカートリッジ本体１０Ｂの正面図、図１５は同背面図である。
この第３の実施の形態のカートリッジ本体１０Ｂは、第２の実施の形態のカートリッジ本体１０Ａにおける下部インク収容室３９０の領域を狭めて、バッファ室４３０と下部インク収容室３９０との間に、新たに未充填室５２１を追加したものである。

この第３の実施の形態のカートリッジ本体１０Ｂの場合、未充填室５２１を追加した点以外の構成は、第２の実施の形態のカートリッジ本体１０Ａと共通であり、共通の構成については第２の実施の形態と同番号を付して、説明を省略する。

未充填室５２１は、液体残量センサ３１のキャビティに近接した下部インク収容室３９０及び上流側インクエンドセンサ連絡流路４００及び下流側インクエンドセンサ連絡流路４１０に隣接すると共に、カートリッジ本体１０Ｂの略中央位置付近に、背面側に貫通する大気開放孔５２２が設けられており、該大気開放孔５２２により外気に連通している。
この未充填室５２１も、他の未充填室と同様に、インクは充填されず、インクカートリッジ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。

本実施の形態の場合、未充填室５２１の追加により、各未充填室の容積の総和は、インク収容室としての容積の総和（即ち、上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０とバッファ室４３０との容積の総和）よりも、大きくなっている。

この第３の実施の形態のように、未充填室の容積の総和が、インク収容室の容積の総和よりも大きくなっていると、各未充填室５０１，５１１，５１２，５２１による脱気用負圧の蓄圧量が増え、減圧パック包装が開封されるまで、減圧パック包装内のインクカートリッジをより高い減圧環境に維持して、減圧による気泡の消滅効力を、より長期に維持することが可能になり、減圧パック包装されたインクカートリッジの長期保存性を更に向上させることができる。特に、未充填室５２１は、液体残量センサ３１のキャビティに近接する液体収容域に隣接して配置されているので、液体残量センサのキャビティに残留した気泡を確実に消滅させることができる。
また、未充填室５２１の追加により、より多くの未充填室がカートリッジ本体上に分散配置された構造になり、未充填室の分散配置による効力（カートリッジの全域に対して、減圧作用の均等化）も、更に向上する。

なお、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。

第１の実施形態のインクカートリッジの外観斜視図。 第１の実施形態のインクカートリッジの図１と異なる角度からみた外観斜視図。 第１の実施形態のインクカートリッジの分解斜視図。 第１の実施形態のインクカートリッジの図３と異なる角度からみた分解斜視図。 第１の実施形態のインクカートリッジのインクジェット式記録装置への取り付けた状態を示す図。 第１の実施形態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。 第１の実施形態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。 第１の実施形態のインクカートリッジの正面図。 第１の実施形態のインクカートリッジの背面図。 （ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図。 図８のＡ−Ａ断面図。 図８に示した流路構造の概念図。 第２の実施形態のインクカートリッジの正面図。 第３の実施形態のインクカートリッジの正面図。 図１４に示したインクカートリッジの背面図。

符号の説明

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 大気開放流路、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）、３８０ インク流路（液体流路）、３９０ 下部インク収容室（液体収容室）、４００ 上流側インクエンドセンサ連絡流路（液体流路）、４１０ 下流側インクエンドセンサ連絡流路（液体流路）、４２０ インク流路（液体流路）、４３０ バッファ室（液体収容室）、５０１，５１１，５１２，５２１ 未充填室（脱気室）

Claims (7)

1. 液体消費装置に着脱可能な容器本体内に、
   液体を収容する液体収容室と、
   前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体消費装置に供給するための液体供給孔と、
   前記液体収容室と前記液体供給孔とを連通する液体流路と、
   前記液体流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液体流路内における液体の有無を検出する液体残量センサと、
   を備えた液体収容容器であって、
   前記容器本体内に、外気に連通すると共に液体が充填されない未充填室が画成され、
   前記液体収容容器を減圧パック包装した時に、前記未充填室が脱気用負圧を蓄圧した脱気室となることを特徴とする液体収容容器。
2. 前記未充填室は、前記液体収容室よりも大きな容積を持っ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。
3. 前記未充填室が、前記容器本体内の複数箇所に分散して設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体収容容器。
4. 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開放流路と、前記大気開放流路の途中の容積を拡張した形態の空気室とを備え、
   更に、前記減圧パック包装状態では、前記空気室よりも上流側で前記大気開放流路を閉塞する閉塞手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体収容容器。
5. 前記未充填室は、前記空気室よりも大きな容積を持っていることを特徴とする請求項４に記載の液体収容容器。
6. 前記液体収容室と前記空気室とに隣接するように、前記未充填室が設けられたことを特徴とする請求項４又は５に記載の液体収容容器。
7. 前記未充填室が、前記液体残量センサのキャビティに近接して設けられた前記液体収容室に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１乃至５に記載の液体収容容器。

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