JP2008044199A - 液体収容容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体収容室から液体誘導路に気泡が進入しても、液体収容室に使用可能な液体残量がある間は、気泡が液体残量センサによる検出位置に到達することを抑止して、液体残量センサの誤検出を防止できる液体収容容器を提供すること。
【解決手段】 カートリッジ本体１０は、上部インク収容室３７０、下部インク収容室３９０及びバッファ室４３０を備える。これらのインク収容室相互は、インク誘導路３８０内でのインクＩの流れ方向が上から下への降下流となるように上部インク収容室３７０と下部インク収容室３９０相互を接続した降下型接続と、インク誘導路４２０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ように下部インク収容室３９０とバッファ室４３０相互を接続した上昇型接続とを交互に繰り返すように、直列状に接続される。
【選択図】 図１０

Description

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。

従来の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（インクジェットプリンタ）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部と、前記インク収容室とインク供給部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おり、インクジェット式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部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。

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。

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た（例えば、特許文献１）。

特開２００１−１４６０３０号公報

ところで、インクカートリッジ内に貯留しているインクの消費に相応してインク収容室内に大気が導入される大気開放タイプの液体収容容器では、インク残量が少なくなって、インク収容室内の空気層の領域が大きくなると、インクカートリッジに加わる外部振動等でインク収容室内に貯留されているインク液面が揺れた時に、インクが残存していても、インク誘導路に連通しているインク収容室のインク排出口に空気層が触れ易くなり、インク収容室のインク排出口への空気層の接触により気泡がインク誘導路に進入してしまうことがある。

また、インク収容室内に十分なインク残量があって、インク収容室内の空気層の領域が小さい場合でも、使用中のインクカートリッジをインクジェット式記録装置から取り外して傾けたり、外部振動の影響等でインク収容室内のインクが揺れたりすると、空気層がインク収容室のインク排出口に接触し、気泡がインク誘導路に進入してしまうことがある。

そのような場合に、例えば、インク誘導路が１本の単純な流路に構成されていると、インク収容室からインク誘導路に進入した気泡が、簡単にインク誘導路を伝って、液体残量センサによる検出位置に達してしまい、液体残量センサがインクの消尽を検出してしまう。この液体残量センサの誤検出により、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い、使い切れずに廃棄されるインク量が増えるという問題が発生した。また、インク室から次のインク室に気泡が進入しやすいため、吐出品質が低下するおそれがあった。

また、インク室から次のインク室に気泡が進入しやすいため、吐出品質が低下するおそれがあった。本発明は、インク室から次のインク室への気泡の進入を抑制することができる液体収容容器を提供することである、旨に修正して下さい。理由は、センサが、下降流路と上昇流路との間に設置されているため、センサに対して気泡による誤検出を防止することができる、と言えないからです。さらに、別の効果として、顔料インクを使用した場合には、攪拌効果がある、旨を記載して下さい。
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、インク室から次のインク室への気泡の進入を抑制することができる液体収容容器を提供することである、。

本発明の上記目的は、液体消費装置に装着される容器本体内に、
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部と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給部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、
前記容器本体には少なくとも３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相互は、前記液体誘導路内での液体の流れ方向が上から下への降下流となるように一対の液体収容室相互を接続した降下型接続と、前記液体誘導路内での液体の流れ方向が下から上への上昇流となるように一対の液体収容室相互を接続した上昇型接続とを交互に繰り返すように、直列状に接続されることを特徴とする液体収容容器により達成される。

上記構成の液体収容容器によれば、３個以上の液体収容室が、降下型接続と上昇型接続とを交互に繰り返すように直列接続されているため、攪拌効果がり、顔料インク等の沈降し易い液体に有効である。 そこで、上流の液体収容室から液体供給部へ向けて流れる液体誘導路に流入した液体中に浮遊する気泡には、降下型接続となる液体誘導路を通過する際に、該降下型接続となる液体誘導路に存在する液体によって下流への流入に抗する浮力が作用する。そのため、液体誘導路に進入した気泡が、下流に進み難い。

また、上昇型接続となる液体誘導路は、液体消費装置から取り外された液体収容容器が天地逆になったような場合には、降下型接続として機能して気泡の下流側への移動を阻止する。即ち、液体収容容器が天地逆にされても、降下型接続となる液体流路によって気泡の下流側への移動を阻止する作用が得られる。

更に、２段目以降に接続される液体収容室は、上流の液体収容室から流入してくる気泡を捕捉するトラップ空間として機能する。即ち、液体収容容器が横倒し状態になっていて、液体収容室相互の降下型接続が気泡の移動阻止に十分な効力を発揮できないような場合でも、２段目以降の液体収容室の上部空間が流入してきた気泡のトラップ空間として有効に機能する。そこで、その液体収容室に残存する液体が、気泡の下流への移動を確実に阻止する。

尚、上記構成の液体収容容器において、前記大気連通路には、前記液体収容室からの液漏れ防止する空気室が設けられることが望ましい
このような構成の液体収容容器によれば、熱膨張等により液体が液体収容室から大気側へ流出した場合であっても、空気室で確実にトラップし、液体漏れが発生することを抑制することができる。また、空気室でトラップした液体は、液体の消費に伴って液体収容室側に流れ込むように構成されているので、内部に収容された液体を無駄なく利用することができる。

また、上記構成の液体収容容器において、前記大気連通路の少なくとも一部は、前記液体容器の重力方向で最も上となる部分を通過することが望ましい。
このような構成の液体収容容器によれば、液体が逆流した場合であっても最も重力方向で上となる部分を超えて容器本体の大気開放孔までたどり着きづらい。したがって液体漏れを抑制することが可能となる。

また、上記構成の液体収容容器において、前記大気連通路には、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気液分離フィルタが設けられることが望ましい。
このような構成の液体収容容器によれば、大気連通路に液体が流れ出した場合であっても、大気連通路には気液分離フィルタが設けられているので、液体はこの気液分離フィルタを超えて大気開放孔側に漏れ出さない。したがって、大気開放孔からのインク漏れをより抑制することができる。

また、上記構成の液体収容容器において、前記容器本体は、内部の気圧が大気圧以下となるように減圧封止した減圧パックの中に梱包されていることが望ましい。
このような構成の液体収容容器によれば、使用前には容器本体内部の気圧が減圧パックの負圧吸引力により規定値以下に保たれ、溶存空気の少ない液体を供給することができる。

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）に着脱可能な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一実施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（液体収容室）にインク（液体）Ｉ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部（液体供給部）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。

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。

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。

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が仕切を為して、インクＩが充填される複数のインク収容室（液体収容室）、インクＩ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。

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Ｉ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連通路１５０内に設けられており、インク収容室のインクＩが大気連通路１５０を経て大気開放孔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、大気連通路１５０やインク誘導路が形成される。

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Ｉの有無を検出する。この液体残量センサ３１は、インクＩと気体（インクに混入した気泡Ｂ）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Ｉ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本実施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とからなる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（図１０参照）。
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。

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のリブ１０ａによる底壁４３５の一部を下方に窪ませたものである。

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連絡流路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。

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Ｉを下部インク収容室３９０に誘導する液体誘導路となっている。このインク誘導路３８０は、上部インク収容室３７０のインク排出口３７１から鉛直下方に延びた形態で設けられており、液体誘導路内でのインクＩの流れ方向が上から下への降下流となる降下型接続で一対の液体収容室３７０，３９０相互を接続している。

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。このインク誘導路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、液体誘導路内でのインク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一対のインク収容室３９０，４３０相互を接続している。
即ち、本実施形態のカートリッジ本体１０では、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０相互は、降下型接続と、上昇型接続とを交互に繰り返す直列状に接続されている。

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。
本実施形態の場合、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３７１，３１１よりも上方で、且つ各インク収容室の底壁３７５，３９５，４３５の近傍に設けられている。

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。
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）のインク収容室であり、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３７５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３７５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Ｆが底壁３７５まで下がっても、その時のインク液面Ｆよりも下方に位置して、安定したインクＩの導出を継続する。

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。
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。

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。

下部インク収容室３９０は、底壁３９５を貫通したインク排出口３１１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液体誘導路連絡流路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液体誘導路連絡流路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。

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Ｉは、インク誘導路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、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。

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。

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、図８〜図１２を参照しながら説明する。
インクカートリッジ１１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。

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３７０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１１の最も上面側、すなわちインクカートリッジ１１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１１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。

本実施形態では、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Ｉ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Ｉ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における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あり、何らかの理由により上部インク収容室３７０からインクＩ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Ｉを留め、これ以上大気開放孔１００側へなるべく流れ込まないように構成されたものである。具体的なインクトラップ室３４０および連絡バッファ室３５０の役割については後述する。

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が本実施形態の大気連通路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。

本実施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、下部インク収容室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。

未充填室５０１は、カートリッジ本体１０の正面側で、ハッチングを施した左側面寄りの領域で、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区画形成されている。
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。そこで、使用前にはカートリッジ本体１０内部の気圧が未充填室５０１と減圧パックの負圧吸引力により規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクＩを供給することができる。

以上に説明したインクカートリッジ１でも、例えば、使用途中でキャリッジ２００から取り外されたインクカートリッジ１が倒れたり、あるいはキャリッジ２００に装着された状態でも外部振動の影響等で各インク収容室３７０，３９０，４３０内のインク液面Ｆが揺れたとき、インク残量が少ないインク収容室では、その収容室内のインク排出口へ空気層が接触し、インク排出口に連通するインク誘導路に気泡が進入することがある。

しかしながら、本実施形態の構成によれば、３個のインク収容室３７０，３９０，４３０が、降下型接続と上昇型接続とを交互に繰り返すように直列接続されているため、液体残量センサ３１までの液体誘導路が上下にジグザグに屈曲した流路となる。
そこで、上流の上部インク収容室３７０から液体供給部５０へ向けて流れる液体誘導路に流入したインクＩ中に浮遊する気泡Ｂには、降下型接続となるインク誘導路３８０を通過する際に、該降下型接続となるインク誘導路３８０に存在するインクＩによって下流への流入に抗する浮力が作用する。そのため、液体誘導路に進入した気泡Ｂが、下流に進み難い。

また、上昇型接続となるインク誘導路４２０は、キャリッジ２００から取り外されたインクカートリッジ１が天地逆になったような場合には、降下型接続として機能して、気泡Ｂの下流側への移動を阻止する。即ち、インクカートリッジ１が天地逆にされても、降下型接続となるインク誘導路４２０によって気泡Ｂの下流側への移動を阻止する作用が得られる。

更に、２段目以降に接続される下部インク収容室３９０及びバッファ室４３０は、上流の上部インク収容室３７０から流入してくる気泡Ｂを捕捉するトラップ空間として機能する。即ち、インクカートリッジ１が横倒し状態になって、上下方向に延在していたインク誘導路３８０，４２０が水平方向に延在する形態になると、インク収容室相互の降下型接続が気泡Ｂの移動阻止に十分な効力を発揮できなくなる。しかし、そのような場合でも、下部インク収容室３９０及びバッファ室４３０の上部空間が流入してきた気泡Ｂのトラップ空間として有効に機能する。そこで、下部インク収容室３９０及びバッファ室４３０に残存するインクＩが、気泡Ｂの下流への移動を確実に阻止する。

従って、上位の上部インク収容室３７０及び下部インク収容室３９０からインク誘導路３８０，４２０に気泡Ｂが進入しても、インク収容室相互を連絡するジグザグ状のインク誘導路や下部インク収容室３９０及びバッファ室４３０に使用可能なインク残量がある間は、インク誘導路に進入した気泡Ｂが液体残量センサ３１による検出位置に到達することを抑止することができ、気泡Ｂの進入に起因した液体残量センサ３１の誤検出を防止できる。

なお、上記実施形態では、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、３個以上の任意数に設定でき、インク収容室の装備数が増えるほど、気泡トラップが多重化されて、気泡の下流への移動を阻止する性能が向上する。

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。

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。 本発明の一実施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。 本発明の一実施形態としてのインクカートリッジの分解斜視図である。 本発明の一実施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。 本発明の一実施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。 本発明の一実施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。 本発明の一実施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。 本発明の一実施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。 本発明の一実施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。 （ａ）は図８の簡略模式図、（ｂ）は図９の簡略模式図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 図８に示したカートリッジ本体内の流路構造の一部を示す拡大斜視図である。

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）、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…インク供給部（液体供給部）、７０…気液分離フィルタ、８０…フィルム、１００…大気開放孔、１５０…大気連通路、２００…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）、３７１，３１１，４３２…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…未充填室（脱気室）、Ｂ…気泡、Ｉ…インク（液体）

Claims (5)

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、
   前記液体消費装置に接続可能な液体供給部と、
   前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給部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、
   前記容器本体には少なくとも３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相互は、前記液体誘導路内での液体の流れ方向が上から下への降下流となるように一対の液体収容室相互を接続した降下型接続と、前記液体誘導路内での液体の流れ方向が下から上への上昇流となるように一対の液体収容室相互を接続した上昇型接続とを交互に繰り返すように、直列状に接続されることを特徴とする液体収容容器。
2. 前記大気連通路には、前記液体収容室からの液漏れ防止する空気室が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
3. 前記大気連通路の少なくとも一部は、前記液体容器の重力方向で最も上となる部分を通過す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. 前記大気連通路には、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気液分離フィルタが設けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体収容容器。
5. 前記容器本体は、内部の気圧が大気圧以下となるように減圧封止した減圧パックの中に梱包されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体収容容器。

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