JP2012111099A - 液体収容容器及び液体供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】半密閉タイプの液体収容容器において、外気導入時における圧力変動の幅を低減できる技術を提供する。
【解決手段】液体収容容器は、容器本体部材と第１のシート部材とで区画された液体室と、第１のシート部材を付勢する第１の付勢部材と、液体供給口と、弁体と第２の付勢部材とを有する封止弁を備える空気導入部と、空気導入部へ空気を取り込むための空気流路と、空気流路を大気に連通させる大気開放口と、第１のシート部材を挟んで液体室と反対側に設けられて空気流路と連通する第１の大気圧室と、を備える。空気流路は、大気開放口からの空気流入に対して流入抵抗を付与する蛇行流路を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、インクなどの液体を収容する液体収容容器及びこれを備えた液体供給システムに関する。

液体収容容器の一種としては、プリンター（印刷装置）に装着されるインクカートリッジがある。また、インクカートリッジとしては、いわゆる半密閉タイプのカートリッジがある。半密閉タイプのインクカートリッジは、カートリッジ内のインク収容室（「液体収容室」とも呼ぶ）が、通常は外気と遮断されて密閉されているが、インク収容室内のインクが消費されて減少すると、弁が開いてインク収容室内に外気が導入されるカートリッジを意味する。すなわち、半密閉タイプのカートリッジでは、インクの減少に伴って間欠的に外気を導入することによって、インク収容室内の圧力を好ましい適切な範囲（通常は大気圧に対して負圧）に維持するように工夫されている。

特許文献１には、半密閉タイプのインクカートリッジが記載されている。例えば、特許文献１の図３３のインクカートリッジでは、インク収容空間Ｓ１の上に一方向弁４３０が取り付けられており、インク収容空間Ｓ１と一方向弁４３０は、大気連通孔４１６を介して連通している。一方向弁４３０は、通常はバネ４２１の働きにより閉鎖しており、インク収容空間Ｓ１は密閉状態にある。インク収容空間Ｓ１内のインクが減少すると、インク収容空間Ｓ１内の負圧が増大し、大気圧と収容空間Ｓ１との圧力差によってバネ４２１が圧縮されて一方向弁４３０の上部にある通気孔４２３Ａが開き、外気が一方向弁４３０を介してインク収容空間Ｓ１に導入される。

特開２００３−２５１８２６号公報

特許文献１に記載されたインクカートリッジでは、一方向弁４３０に空気を取り込む経路（一方向弁４３０の収容室上部にある貫通孔）は極く短いため、一方向弁４３０の通気孔４２３Ａが開いている状態での空気の流入抵抗はきわめて小さい。従って、このインクカートリッジでは、インク収容空間Ｓ１内の負圧を緩和して所望の圧力範囲に回復するのに必要な空気の取り込み量よりも過剰な量の空気がインク収容空間Ｓ１に取り込まれやすい傾向にある。過剰な空気がインク収容空間Ｓ１に取り込まれると、通気孔の開閉にともなうインク収容空間の圧力変化の幅が大きくなってしまい、印刷ヘッドへのインクの供給圧の変化の幅も大きくなってしまうという問題が生じる。従って、特許文献１のカートリッジのように空気の流入抵抗が小さい場合には、外気の導入時に所望の負圧に達した場合に、直ちに一方向弁４３０が閉じるようにバネ４２１の応答性を高める必要があるという問題が存在する。

なお、上述の各種の問題は、インクカートリッジに限らず、インク以外の他の種類の液体を収容する液体収容容器についても同様の問題があった。

本発明は、半密閉タイプの液体収容容器において、外気導入時における圧力変動の幅を低減できる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
液体消費装置に供給する液体を収容する液体収容容器であって、
容器本体部材と、前記容器本体部材に接着された変形可能な第１のシート部材とで区画された液体室と、
前記液体室の内部空間を拡大する方向に前記第１のシート部材を付勢する第１の付勢部材と、
前記液体室に収容された液体を前記液体消費装置へ供給する液体供給口と、
弁体と、前記弁体が閉じる方向に前記弁体を付勢する第２の付勢部材とを有し、前記液体室への空気の取り込みを調整する封止弁を備える空気導入部と、
前記空気導入部へ空気を取り込むための空気流路と、
前記空気流路を大気に連通させる大気開放口と、
前記第１のシート部材を挟んで前記液体室と反対側に設けられ、前記空気流路と連通する第１の大気圧室と、
を備え、
前記空気流路は、前記大気開放口からの空気流入に対して流入抵抗を付与する蛇行流路を有する、液体収容容器。
この構成によれば、空気導入部へ空気を取り込むための空気流路が、大気開放口からの空気流入に対して流入抵抗を付与する蛇行流路を有するので、半密閉タイプの液体収容容器において、外気導入時における圧力変動の幅を低減することが可能である。この結果、液体室における圧力を常に適切な圧力範囲に収めることができる。

［適用例２］
適用例１記載の液体収容容器であって、
前記空気導入部は、
変形可能な第２のシート部材で区画され、前記液体室と連通路を介して連通するとともに、前記弁体を収容する弁内流路室と、
前記第２のシート部材を挟んで前記弁内流路室と反対側に設けられた第２の大気圧室と、
を有し、
前記第２の大気圧室は、前記空気流路及び前記第１の大気圧室と連通する、液体収容容器。
この構成によれば、大気圧を利用して封止弁の弁体を動作させることが可能である。

［適用例３］
適用例２記載の液体収容容器であって、
前記容器本体部材は、前記液体室及び前記空気導入部を形成するために使用される第１と第２の凹状部として、板状部と、前記板状部の第１の面に立設された壁部とによって区画された第１と第２の凹状部を有し、
前記第１と第２のシート部材は、前記容器本体部材の前記壁部に接合されており、
前記第１と第２の大気室は、前記第１と第２のシート部材を覆うように前記容器本体部材に装着された蓋部材と、前記第１と第２のシート部材との間に形成された空間である、液体収容容器。
この構成によれば、簡単な構造によって、液体室用の第１の大気室と、空気導入部用の第２の大気室の両方を形成することが可能である。

［適用例４］
適用例３記載の液体収容容器であって、
前記蛇行流路は、前記容器本体部材の前記板状部のうちの前記壁部が設けられた第１の面とは反対側の第２の面に形成されており、
前記蛇行流路を含む前記大気流路は、前記板状部に設けられた連通孔を介して前記第１と第２の大気室に連通する、液体収容容器。
この構成によれば、蛇行流路が板状部の第２の面に形成されているので、蛇行流路を長く取ることができ、また、液体室の容積を大きく取ることが可能である。

［適用例５］
液体供給システムであって、
適用例１〜４のいずれか一項に記載の液体収容容器と、
前記液体収容容器の前記液体供給口から液体の供給を受ける液体消費装置と、
を備える液体供給システム。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、液体収容容器、液体カートリッジ、印刷材カートリッジ、印刷材収容容器、印刷装置、液体消費装置、印刷装置と印刷材カートリッジとを備える印刷材供給システム、液体消費装置と液体収容容器とを備える液体消費システム、液体消費装置と液体収容容器を備える液体供給システム等の形態で実現することができる。

本発明の実施形態における印刷装置の斜視図。 正面側から見た第１実施形態のカートリッジの分解斜視図。 裏面側から見た第１実施形態のカートリッジの分解斜視図。 容器本体部材の正面側を示す図。 容器本体部材の裏面側を示す図。 封止弁の分解斜視図。 第１実施形態のインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図。 封止弁の動作を示す説明図。 第２実施形態のインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図。 第２実施形態の容器本体部材の裏面側を示す図。 正面側から見た第３実施形態のカートリッジの分解斜視図。 裏面側から見た第３実施形態のカートリッジの分解斜視図。 容器本体部材の正面側を示す図。 容器本体部材の裏面側を示す図。 封止弁の分解斜視図。 第３実施形態のインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図。 第３実施形態のインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の実施形態における液体消費装置としての印刷装置の構成を示す斜視図である。この印刷装置は、個人向けの小型インクジェットプリンターであり、副走査送り機構と、主走査送り機構と、ヘッド駆動機構を有している。副走査送り機構は、図示しない紙送りモータを動力とする紙送りローラ１２を用いて印刷用紙Ｐを副走査方向に搬送する。主走査送り機構は、キャリッジモータ１４の動力を用いて、駆動ベルト１６に接続されたキャリッジ３０を主走査方向に往復動させる。印刷装置の主走査方向はＹ軸方向であり、副走査方向はＸ軸方向である。ヘッド駆動機構は、キャリッジ３０に備えられた印刷ヘッド３２を駆動してインクの吐出およびドット形成を実行する。印刷装置は、更に、上述した各機構を制御するための制御部４０を備えている。制御部４０は、キャリッジ３０とフレキシブルケーブル４２を介して接続されている。

キャリッジ３０は、ホルダー２０と、印刷ヘッド３２とを備えている。ホルダー２０は、複数のインクカートリッジを装着可能に構成されており、印刷ヘッド３２の上側に配置されている。以下では、インクカートリッジを単に「カートリッジ」とも呼ぶ。また、ホルダー２０を「カートリッジ装着部」とも呼ぶ。図１に示す例では、ホルダー２０には、４つのカートリッジが独立に装着可能であり、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４種類のカートリッジが１つずつ装着される。なお、ホルダー２０としては、これ以外の任意の複数種類のカートリッジを装着できるものを利用可能である。印刷ヘッド３２の上部には、カートリッジから印刷ヘッド３２にインクを供給するためのインク供給管２４が配置されている。印刷ヘッド３２は、インクを吐出することによりインクを消費するインク消費部（液体消費部）として機能する。この印刷装置のように、利用者により交換されるカートリッジが、印刷ヘッドのキャリッジ上のカートリッジ装着部（ホルダー）に装着される印刷装置のタイプを、「オンキャリッジタイプ」と呼ぶ。

図２及び図３は、カートリッジ１００を正面側と裏面側から見た分解斜視図である。このカートリッジ１００は、容器本体部材１１０と、容器本体部材１１０の内部空間に収容されるバネ部材１２０（付勢部材）及び受圧板１３０と、容器本体部材１１０の周囲の壁部端面に接合されて容器本体部材１１０の内部空間を密閉するフィルム部材（シート部材）１４０と、フィルム部材１４０の上から容器本体部材１１０の正面側を覆う蓋部材１５０と、容器本体部材１１０の裏面側を覆うフィルム部材１６０と、を有する。容器本体部材１１０の下面には、多孔質部材１７２を収容したインク供給口１７０と、インク供給口１７０を覆うキャップ１７４とが設けられる。キャップ１７４は、使用時にユーザーによって取り外される。なお、蓋部材１５０は、フィルム部材１４０の上から容器本体部材１１０を覆うように装着され、これによって、蓋部材１５０の周囲と容器本体部材１１０との間がほぼ密閉状態となることが好ましい。こうすれば、蓋部材１５０とフィルム部材１４０との間の空間が、空気室（後述）として機能することが可能である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、容器本体部材１１０の正面側の斜視図及び平面図である。容器本体部材１１０は、略平板状の板状部１１１と、板状部１１１の周辺の４辺において板状部１１１に対してほぼ垂直に立設された４つの壁部１１２〜１１５とを有している。第１の壁部１１２はカートリッジの上面を形成する。第２の壁部１１３は、第１の壁部１１２と対向しており、カートリッジの下面を形成する。第３の壁部１１４は、カートリッジの側面を形成しており、その外面にはカートリッジをホルダー２０に装着したり脱着したりする際に使用されるレバー１１７（係合部材）が設けられている。第４の壁部１１５は、第３の壁部１１４と対向する側面を形成しており、また、開口１１５ａが形成されている。この開口１１５ａには、例えば、インクの残量を検出するために使用されるセンサが挿入される。４つの壁部１１２〜１１５で囲まれた領域内には、さらに内部壁部１１６が設けられている。これらの壁部１１２〜１１６は、容器本体部材１１０の内部空間を、以下の５つの空間（部屋）に区画（区分）する（図４（Ｂ）参照）。
（１）インクを収容するインク室（液体室）４００
（２）封止弁（後述）を収容する弁室３２０
（３）インク供給口１７０（図２）の直前に設けられたインク用の出口室２６０
（４）板状部１１１を貫通する空気用連通孔２３０（後述）が連通する空間
（５）板状部１１１を貫通する空気用連通孔２３２（後述）が連通する空間

板状部１１１のうちのインク室４００内の部分には、バネ部材１２０がはめ込まれるバネ座１２２と、インク室４００の上端近くに設けられた空気用連通孔２４４と、インクをインク室４００から出口室２６０に供給するためのインク用連通孔２５２とが設けられている。弁室３２０には、弁体用の貫通孔３２２と、空気用連通孔２４２とが設けられている。なお、弁室３２０を「弁内流路室」とも呼ぶ。出口室２６０には、板状部１１１の裏面を介してインク室４００のインク用連通孔２５２と連通するインク用連通孔２５４と、インク供給口１７０（図２）に連通するインク連通孔２６２（図４（Ａ）参照）とが設けられている。インク連通孔２６２は、カートリッジの下面を構成する壁部１１３を貫通する孔である。一方、上述した他の連通孔や貫通孔は板状部１１１を貫通する孔である。

壁部１１２〜１１６の一部は、フィルム部材１４０（図２）が接合される接合部１１８として使用される。図４（Ｂ）では、図示の便宜上、この接合部１１８の部分にハッチングが付されている。この接合部１１８は、フィルム部材１４０を接合し易くするために、平坦な連続した面であることが好ましい。フィルム部材１４０は、熱圧着や接着剤による接着などの任意の接合方法を用いてこの接合部１１８に接合される。この結果、上述した５つの空間（部屋）が、容器本体部材１１０とフィルム部材１４０とによって区画される。なお、フィルム部材１４０の接合後に、空気用貫通孔２３０，２３２の空間を覆うフィルム部分を破ることが好ましい。この結果、フィルム部材１４０と蓋部材１５０（図２）とで覆われる空間が、空気用貫通孔２３０，２３２と連通する裏面側の空気流路（後述）と常に連通する状態となる。これら以外の３つの部屋（インク室４００と、弁室３２０と、インク出口室２６０）は、フィルム部材１４０で覆われた状態である。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、容器本体部材１１０の裏面側の斜視図及び平面図である。板状部１１１の裏面には、大気開放口２１０と、大気開放口２１０に続く連通溝である空気流路２２０と、空気流路２２０の下流側に設けられた封止弁用の弁座室３１０と、空気用の連通溝２４０と、インク用の連通溝２５０とが形成されている。図５（Ｂ）に示すように、空気流路２２０は、大気開放口２１０から導入される空気の流路抵抗を増大させるための蛇行流路を有している。空気流路２２０は、その終端近傍において、空気用連通孔２３０に接続されているとともに、連通溝２２２を介して封止弁用の弁座室３１０に接続されている。弁座室３１０の中央に設けられた弁体用の貫通孔３２２は、弁室３２０（図４（Ｂ）参照）に連通している。弁座室３１０は、さらに、溝流路を介して空気用の貫通孔２３２にも連通している。従って、空気用の２つの貫通孔２３０，２３２は、大気流路２２０を介して大気開放口２１０に常時連通している。板状部１１１の裏面には、更に、弁室３２０からインク室４００に空気を供給するための流路として、連通孔２４２，２４４を接続する溝流路２４０が設けられている。

大気開放口２１０は、容器本体部材１１０の裏面側を覆うフィルム部材１６０（図３）で覆われないようにフィルム部材１６０の大きさが設定されることが好ましい。あるいは、使用前には大気開放口２１０をフィルムで覆う状態に保ち、使用前に大気開放口２１０を覆うフィルム部分を除去するようにしてもよい。いずれにしても、カートリッジの使用時には、大気開放口２１０から大気が自由に導入される。大気開放口２１０から導入された大気（空気）は、空気流路２２０を通って弁座室３１０に導かれる。インク室４００に収容されたインクが減少すると、封止弁（後述）が開弁して弁室３２０（図４（Ｂ）参照）に空気が導入され、さらに、貫通孔２４２と溝流路２４０と貫通孔２４４とを介して、インク室４００内に空気が導かれる。この空気導入動作については更に後述する。

図６は、封止弁３４０の分解斜視図である。弁室３２０内には、バネ部材（付勢部材）３４４と、受圧板３４６が収容される。弁室３２０と、その裏側にある弁座室３１０（図５（Ｂ）参照）とを貫通する貫通孔３２２には、弁体３４２の軸が貫通する。弁体３４２の軸はバネ部材３４４を貫通し、その先端が受圧板３４６と接合されて固定される。弁体３４２と受圧板３４６の接合には、接着やネジ止めなどの各種の方法を利用可能である。弁体３４２には、シールゴム３４８が設けられている。このシールゴム３４８は、容器本体部材１１０の裏面に設けられた弁座室３１０の内面（弁座として機能する面）と密着して、封止弁３４０の閉弁状態を実現する。弁室３２０は、受圧板３４６の上からフィルム部材１４０によって密閉される。

図７は、図２〜図６に示したインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図である。なお、図７では、図示の便宜上、インクが存在しない状態を示している。図７の上端には大気開放口２１０が描かれており、下端にはインク供給口１７０とキャップ１７４が描かれている。大気開放口２１０から導入された大気（空気）は、空気流路２２０と連通溝２２２とを介して封止弁３４０の弁座室３１０に導かれるとともに、空気流路２２０と貫通孔２３０（図５（Ｂ）参照）を介して大気圧室３３０に連通する。大気圧室３３０は、弁室３２０を覆うフィルム部材１４２（図２のフィルム部材１４０の一部）と、蓋部材１５０との間に形成される空間である。封止弁３４０のバネ部材３４４は、フィルム部材１４２で覆われた弁室３２０の空間を拡大する方向に受圧板３４６を押すように、受圧板３４６に付勢力を加えている。従って、通常は、封止弁３４０は閉状態にある。なお、封止弁３４０を利用して大気をカートリッジの内部に導く部分を、空気導入部３００と呼ぶ。弁室３２０は、貫通孔２４２と、板状部１１１の裏面に設けられた溝流路２４０（図５（Ｂ））と、貫通孔２４４とを介してインク室４００に連通している。

インク室４００は、フィルム部材１４１（図２のフィルム部材１４０の一部）によって、大気圧室４１０と区画されている。この大気圧室４１０は、インク室４００を覆うフィルム部材１４１（図２のフィルム部材１４０の一部）と、蓋部材１５０との間に形成される空間である。インク室４００内のバネ部材１２０は、フィルム部材１４１で覆われたインク室４００の空間を拡大する方向に受圧板１３０を押すように、受圧板１３０に付勢力を加えている。大気圧室４１０は、貫通孔２３２（図５（Ｂ））を介して、空気導入部３００の大気圧室３３０に連通している。実際には、図５（Ｂ）に示すように、貫通孔２３２は、封止弁３４０の弁座室３１０を介して貫通孔２３０と連通し、この連通孔２３０を介して大気圧室３３０と連通している。しかし、貫通孔２３２と大気圧室３３０との間は常に連通状態が維持されているので、機能の上からは、図７に示すように貫通孔２３２と大気圧室３３０とが連通しているものと考えることが可能である。インク室４００は、その下流側において、連通孔２５２（図５（Ｂ））と、連通溝２５０と、連通孔２５４とを介してインクの出口室２６０に連通している。

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、インクが消費されてインク室４００に収容されたインクが減少した場合の封止弁３４０の動作を示す説明図である。図８（Ａ）は、インクが消費されていない初期状態を示している。この例では、インクの液面（界面）は、封止弁３４０の弁室３２０と、インク室４００との間にある連通溝２４０の途中に存在する。但し、初期のインク界面はインク室４００の内部に存在していてもよい。この初期状態において、封止弁３４０のバネ部材３４４は、大気圧に抗して受圧板３４６及び弁体３４２を閉弁方向に押すことによって、封止弁３４０を閉鎖状態に維持している。また、インク室４００のバネ部材１２０は、インク室４００の容積を拡大する方向に、大気圧に抗して受圧板１３０を押している。この結果、インク室４００内の圧力は、印刷装置の印刷ヘッド３２にインクを供給するのに適した適切な圧力範囲に維持される。この適切な範囲の圧力は、大気圧よりも低い圧力である。以下では、大気圧よりも低い圧力を「負圧」と呼ぶ。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）からインクがある程度消費された状態を示している。ここでは、インク室４００内のインク量が減少した結果、受圧板１３０が図８（Ａ）よりも右側に移動している。これは、以下のように理解することができる。インクは、印刷ヘッド３２によって吸引されて消費されるので、インクが消費されてゆくとインク室４００内の負圧が次第に高まる。この負圧により、受圧板１３０がバネ部材１２０を圧縮する方向に押すことにより、インク室４００内の容積を減少させるように受圧板１３０及びフィルム部材１４１が移動する。前述したように、インク室４００は、封止弁３４０の弁室３２０と連通している。従って、インク室４００内の負圧が高まると、封止弁３４０のバネ部材３４４が大気圧に抗して弁体３４２を閉じた状態に維持できなくなり、封止弁３４０が一時的に開いて大気がインク室４００側に導入される。

図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）から封止弁３４０が一時的に開いて大気がインク室４００側に導入された後の状態を示している。この状態では、図８（Ｂ）に比べてインク室４００の受圧板１３０及びフィルム部材１４１が図の左側に移動しており、インク室４００の容量が増大している。この結果、インク室４００内の圧力が適切な負圧範囲に維持されている。図８（Ｃ）の状態から更にインクが消費されてゆき、負圧が十分に大きくなると封止弁３４０が再び一時的に開いて大気がインク室４００に導入される。

このように、第１実施形態のインクカートリッジでは、通常は封止弁３４０が閉鎖した状態にあってインク室４００と大気とが遮断されているが、インクが消費されてインク室４００の圧力が適切な範囲から外れそうになると、封止弁３４０が一時的に開いて大気が導入される。この結果、インク室４００の圧力を、常にインク供給に適した圧力範囲に維持することが可能である。インク室４００の圧力が適切な圧力範囲よりも高い場合には、インク供給口１７０からインクが漏れ出す状態が生じる可能性がある。また、インク室４００の圧力が適切な圧力範囲よりも低い場合には、十分なインクを印刷ヘッド（インク消費部）に供給できない可能性がある。これに対して、本実施形態のインクカートリッジでは、常にインク室４００の圧力を適切な範囲に維持できるので、これらの問題を回避することが可能である。

また、第１実施形態のインクカートリッジでは、インク室４００と、弁室３２０とが容器本体部材１１０の壁部１１６（図４（Ｂ）参照）によって分離されており、これらが流路（図７の要素２４２，２４０，２４４）を介して接続されている。この結果、インク収容量の減少に伴うインク室４００の圧力の減少に応じて、封止弁３４０内の圧力が減少し、これに応じて封止弁３４０が開くので、特別な他の部材を用いることなく封止弁３４０の開閉動作を行わせることが可能である。

また、第１実施形態のインクカートリッジでは、大気開放口２１０から、封止弁３４０を含む空気導入部３００まで空気を取り込むための空気流路２２０として、大気開放口２１０からの空気流入に対して流入抵抗を付与する蛇行流路を設けている。このような蛇行流路が無い場合には、空気の流入抵抗が小さいので、封止弁３４０が一時的に開弁したときに空気が過度にインク室４００に導入されてしまい、インク室４００内の圧力が適切な負圧範囲よりも高くなってしまう可能性がある。このための対策としては、封止弁３４０の開弁期間を短くするためにバネ部材３４４の応答性を高めることも考えられる。しかし、バネ部材３４４はかなり小さな部材であるため、その応答性を適切な範囲で高めることによってインク室４００内の圧力が過度に高くなることを防止するのは必ずしも容易ではない。これに対して、本実施形態では、空気流路２００に蛇行流路を設けているので、その蛇行流路の長さや流路断面積を調整することによって、空気の流入抵抗を調整し、インク室４００内の圧力が適切な負圧範囲に収まるようにすることが可能である。特に、本実施形態では、蛇行流路を容器本体部材１１０の板状部１１１の裏面側（インク室４００や弁室３２０とは反対側）に設けたので、蛇行流路の長さに関する自由度が高く、このような調整が容易である。また、蛇行流路の調整によって、インク室４００や弁室３２０の形状や大きさを変更する必要が無いという利点もある。

さらに、第１実施形態のインクカートリッジでは、フィルム部材１４１を挟んでインク室４００と反対側にある大気圧室４１０と、フィルム部材１４２を挟んで弁室３２０と反対側にある大気圧室３３０とが連通している。フィルム部材１４１（図２のフィルム部材１４０）として気体（蒸気等）が透過可能な部材（例えば延伸ポリスチレンフィルムなど）を用いる場合には、インク中の水分等がフィルム部材１４１を介して蒸発する可能性がある。しかし、本実施形態では、大気圧室４１０が空気流路２２０の蛇行流路に接続されているので、インク室からフィルム部材１４２蒸気が大気開放口２１０を介して外部に放出されるのを抑制することが可能である。

Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態のインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図である。前述したように、図７では、空気流路２２０と封止弁３４０の弁座室３１０とを結ぶ流路２２２（連通溝）が、空気流路２２０の末端に設けられていた。これに対して、図９では、空気流路２２０と封止弁３４０の弁座室３１０とを結ぶ流路２２２ａ（連通溝）が、空気流路２２０の蛇行流路の途中に設けられている点で図７の構成と異なる。図９の他の構成は、図７と同じである。

図１０は、第２実施形態のインクカートリッジにおける容器本体部材１１０ａの裏面側の形状を示している。図５（Ｂ）と図１０との違いは、図９で説明したように、図１０のカートリッジでは、空気流路２２０の蛇行流路の途中から連通溝２２２ａが枝分かれして、弁座室３１０に接続されている点だけであり、カートリッジの他の構成は第１実施形態と同じである。この第２実施形態では、空気流路２２０の蛇行流路の途中から連通溝２２２ａが枝別れしているので、弁座室３１０に至る流路抵抗を第１実施形態よりも小さくすることが可能である。また、連通溝２２２ａと蛇行流路の接続箇所を変更箇所の変更は容易なので、大気開放口２１０から弁座室３１０に至る流路抵抗を適切な値に容易に調整可能である。

Ｃ．第３実施形態：
図１１及び図１２は、第３実施形態のカートリッジ１００ｂを正面側と裏面側から見た分解斜視図である。このカートリッジ１００ｂは、容器本体部材１１０ｂと、容器本体部材１１０ｂの内部空間に収容されるバネ部材１２０ｂ（付勢部材）及び受圧板１３０ｂと、容器本体部材１１０ｂの周囲の壁部端面に接合されて容器本体部材１１０ｂの内部空間を密閉するフィルム部材（シート部材）１４０ｂと、フィルム部材１４０ｂの上から容器本体部材１１０ｂの正面側を覆う蓋部材１５０ｂと、容器本体部材１１０ｂの裏面側を覆うフィルム部材１６０ｂと、を有する。容器本体部材１１０ｂの下面には、インク供給口１７０ｂと、インク供給口１７０ｂを覆うキャップ１７４ｂとが設けられる。なお、第１実施形態と同様に、インク供給口１７０ｂに多孔質部材を設けるようにしてもよい。なお、第３実施形態のインクカートリッジは、封止弁以外の構成は第１実施形態のカートリッジと類似した構成を有している。

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、容器本体部材１１０ｂの正面側の斜視図及び平面図である。容器本体部材１１０ｂは、略平板状の板状部１１１ｂと、板状部１１１ｂの周辺の４辺において板状部１１１ｂにほぼ垂直に立設された４つの壁部１１２ｂ〜１１５ｂとを有している。壁部１１３ｂ，１１４ｂの間には、斜面部６０１が形成されている。この斜面部６０１には、例えば印刷装置の複数の端子と接触する複数の端子を有する回路基板６００が設置される。但し、斜面部６０１や回路基板６００は省略可能である。４つの壁部１１２ｂ〜１１５ｂで囲まれた空間は、インクを収容するインク室４００ｂとして機能する。なお、第３実施形態では、封止弁５３０が収容される弁室３２０ｂは、インク室４００ｂから分離されておらず、インク室４００ｂの隅（図１３（Ｂ）の左上）においてインク室４００ｂと空間的に連続するように形成されている。４つの壁部１１２ｂ〜１１５ｂで囲まれた領域内には、さらに内部壁部１１９が設けられている。この内部壁部１１９は、インク室４００ｂの下部において、インク室４００ｂから出口室２６０ｂに至るインク流路を形成する。但し、第１実施形態のように、内部壁部によって、出口室２６０ｂをインク室と分離するようにしても良い。図１３（Ｂ）の左下の部分には、さらに、大気開放口（図示せず）と連通孔２１１ｂとが設けられた部屋２１１と、空気用の貫通孔２３０ｂが設けられた部屋２３１がインク室４００ｂから分離されて形成されている。インク室４００ｂ内には、バネ部材１２０ｂがはめ込まれるバネ座１２２ｂが設けられている。弁室３２０ｂには、後述する封止弁５３０が設置される。

壁部１１２ｂ〜１１５ｂ，１１９ｂ，６０１の端面は、フィルム部材１４０ｂ（図１１）が接合される接合部１１８ｂとして使用される。図１３（Ｂ）では、図示の便宜上、この接合部１１８ｂの部分にハッチングが付されている。フィルム部材１４０ｂをこの接合部１１８ｂに接合することによって、インク室４００ｂと、貫通孔用の２つの部屋２１１，２３１とが区画される。なお、フィルム部材１４０ｂの接合後に、空気用貫通孔２３０ｂの空間を覆うフィルム部分を破ることが好ましい。この結果、フィルム部材１４０ｂと蓋部材１５０ｂ（図１１）とで覆われる空間（空気室）が、空気用貫通孔２３０ｂと連通する裏面側の空気流路（後述）と常に連通する状態となる。大気用の連通孔２１１ｂが設けられた部屋２１１は、例えば、カートリッジの下面を構成する壁部材１１３ｂに設けられた大気開放口（図示省略）によって大気に開放されている。インク室４００ｂと出口室２６０ｂは、フィルム部材１４０ｂで覆われた状態である。

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、容器本体部材１１０ｂの裏面側の斜視図及び平面図である。板状部１１１ｂの裏面には、大気用の連通孔２１１ｂと、この連通孔２１１ｂに続く連通溝である空気流路２２０ｂとが形成されている。空気流路２２０ｂは途中で２つに分岐しており、その一方の端部は貫通孔２３０ｂに連通し、他方の端部は連通溝２２２ｂを介して他の貫通孔５５０（弁流路）に連通している。この空気流路２２０ｂは、空間２１１（図１３（Ｂ））に設けられた大気開放口（図示省略）及び連通孔２１１ｂを介して導入される空気の流路抵抗を増大させための蛇行流路を有している。弁流路５５０は、弁室３２０ｂ（図１３（Ｂ））に連通している。

図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、第３実施形態における封止弁５３０の分解斜視図である。弁室３２０ｂ（図１３（Ｂ））内には、アーム部材５１０と、バネ部材（付勢部材）５２０とが収容され、バネ部材５２０の上にバネ座５６０が設置される。このバネ座５６０の上部は、フィルム部材１４０ｂで覆われる。アーム部材５１０は、支点５１１と、支点５１１の両側に設けられた第１アーム５１２及び第２アーム５１３を有している。第１アーム５１２の端部には突起５１２ａが設けられている。この突起５１２ａは、インク室４００ｂ内に設置される受圧板１３０ｂに押され、これに応じてアーム部材５１０を支点５１１の周りに回動させる機能を有する。支点５１１は、容器本体部材１１０ｂに設けられた支点受部５４０（図１５（Ａ））に収容される。第２アーム５１３の先端にはバネ部材５２０がはめ込まれる。すなわち、バネ部材５２０は、第２アーム５１３と、バネ座５６０との間に介挿される。第２アーム５１３の裏側には、シール部材５１４（図１５（Ｂ））が設けられている。このシール部材５１４は、バネ部材５２０によって第２アーム５１３が容器本体部材１１０ｂに設けられた弁流路５５０の近傍に押しつけられたときに、貫通孔５５０の周囲を密閉して封止弁５３０を閉じるためのものである。

図１６は、図１１〜図１５に示したインクカートリッジにおける空気とインクの流路を示す概念図である。なお、図１６では、図示の便宜上、インクが存在しない状態を示している。図１６の上端には大気開放口２１０ｂが描かれており、下端にはインク供給口１７０ｂとキャップ１７４ｂが描かれている。大気開放口２１０ｂから導入された大気（空気）は、空気流路２２０ｂと連通溝２２２ｂとを介して封止弁５３０の第２アーム５１３で封鎖された弁流路５５０に導かれるとともに、空気流路２２０ｂと貫通孔２３０ｂ（図１４（Ｂ））を介して大気圧室４１０ｂに連通する。この大気圧室４１０ｂは、インク室４００ｂを覆うフィルム部材１４０ｂと、蓋部材１５０ｂとの間に形成される空間である。インク室４００ｂのバネ部材１２０ｂは、フィルム部材１４０ｂで覆われたインク室４００ｂを拡大する方向に受圧板１３０ｂを押すように、受圧板１３０ｂに付勢力を加えている。インク室４００ｂは、その下流側において、出口室２６０ｂに連通している。

図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、インクが消費されてインク室４００ｂに収容されたインクが減少した場合の封止弁５３０の動作を示す説明図である。図１７（Ａ）は、インクが消費されていない初期状態を示している。この例では、インクの液面（界面）はインク室４００ｂの内部に存在する。この初期状態において、封止弁５３０のバネ部材５２０は、大気圧に抗して第２アーム５１３を押すことによって、封止弁５３０を閉鎖状態に維持している。また、インク室４００ｂのバネ部材１２０ｂは、インク室４００ｂの容積を拡大する方向に、大気圧に抗して受圧板１３０ｂを押している。この結果、インク室４００ｂ内の圧力は、印刷装置の印刷ヘッド３２にインクを供給するのに適した適切な圧力範囲に維持される。この適切な範囲の圧力は、大気圧よりも低い圧力（負圧）である。

図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）からインクがある程度消費された状態を示している。ここでは、インク室４００ｂ内のインク量が減少した結果、受圧板１３０ｂが図１７（Ａ）よりも右側に移動している。すなわち、インクが印刷ヘッド３２によって吸引されて消費されてゆくと、インク室４００ｂ内の負圧が次第に高まり、受圧板１３０ｂがバネ部材１２０ｂを圧縮する方向に押すことにより受圧板１３０ｂ及びフィルム部材１４０ｂが移動する。このとき、受圧板１３０ｂが第１アーム５１２の突起５１２ａを押すと、アーム部材５１０が支点５１１を中心に回動し、第２アーム５１３が動いて一時的に開弁し、大気がインク室４００ｂ側に導入される。

図１７（Ｃ）は、図１７（Ｂ）から封止弁５３０が一時的に開いて大気がインク室４００ｂ側に導入された後の状態を示している。この状態では、図１７（Ｂ）に比べてインク室４００ｂの受圧板１３０ｂ及びフィルム部材１４０ｂが図の左側に移動しており、インク室４００ｂの容量が増大している。この結果、インク室４００ｂ内の圧力が適切な負圧範囲に維持されている。図１７（Ｃ）の状態から更にインクが消費されてゆき、負圧が十分に大きくなると封止弁５３０が再び一時的に開いて大気がインク室４００ｂに導入される。

このように、第３実施形態のインクカートリッジにおいても、通常は封止弁５３０が閉鎖した状態にあってインク室４００ｂと大気とが遮断されているが、インクが消費されてインク室４００ｂの圧力が適切な範囲から外れそうになると、封止弁５３０が一時的に開いて大気が導入される。この結果、インク室４００ｂの圧力を、常にインク供給に適した圧力範囲に維持することが可能である。

また、第３実施形態のインクカートリッジでは、大気開放口２１０ｂから、封止弁５３０を含む空気導入部５００まで空気を取り込むための空気流路２２０ｂとして、大気開放口２１０ｂからの空気流入に対して流入抵抗を付与する蛇行流路を設けている。従って、その蛇行流路の長さや流路断面積を調整することによって、空気の流入抵抗を調整し、インク室４００ｂ内の圧力が適切な負圧範囲に収まるようにすることが可能である。特に、本実施形態では、蛇行流路を容器本体部材１１０ｂの板状部１１１ｂの裏面側（インク室４００ｂとは反対側）に設けたので、蛇行流路の長さに関する自由度が高く、このような調整が容易である。また、蛇行流路の調整によって、インク室４００ｂの形状や大きさを変更する必要が無いという利点もある。

また、第３実施形態のインクカートリッジの封止弁５３０では、第１アーム５１２の長さは、第２アーム５１３の長さよりも長い。このため、第１アーム５１２の先端が受圧板１３０ｂによって押される力よりも強い力で第２アーム５１３を押して、封止弁５３０を開弁することができる。この結果、通常の閉弁状態において、インクが外部に漏れ出す可能性が低くなるように、インクカートリッジを設計することができる。

・変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
上記各実施形態で記載されている各種の構成要素のうち、特定の目的・作用・効果に関係の無い構成要素は省略可能である。

・変形例２：
本発明による液体収容容器は、上記各種実施形態で示した具体的な構造に限らず、これら以外の種々の構造を採用可能である。この場合にも、図７、図９、又は図１６に示した空気とインクの流路の概念的構成の主要部分を実現するものとすることが好ましい。

・変形例３：
上記実施形態では、ホルダー（カートリッジ装着部）がキャリッジ上にあるオンキャリッジタイプの印刷装置について本発明を適用した例を説明したが、本発明は、ホルダー（カートリッジ装着部）がキャリッジ以外の場所にあるオフキャリッジタイプの印刷装置にも適用可能である。

・変形例４:
本発明は、インクジェットプリンター及びそのインクカートリッジに限らず、インク以外の他の液体を消費する任意の液体消費装置及びその液体収容容器にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体消費装置及びその液体収容容器に適用可能である。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置
（２）液晶ディスプレー等の画像表示装置用のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射装置
（３）有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレーや、面発光ディスプレー (Field Emission Display、ＦＥＤ)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置
（５）精密ピペットとしての試料噴射装置
（６）潤滑油の噴射装置
（７）樹脂液の噴射装置
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する液体噴射装置
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置

なお、「液滴」とは、液体消費装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、液体消費装置が消費できるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。

１２…紙送りローラ
１４…キャリッジモータ
１６…駆動ベルト
２０…ホルダー
２４…インク供給管
３０…キャリッジ
３２…印刷ヘッド
４０…制御部
４２…フレキシブルケーブル
１００…カートリッジ
１１０…容器本体部材
１１１…板状部
１１２〜１１５…壁部
１１５ａ…開口
１１６…内部壁部
１１７…レバー
１１８…接合部
１１９…内部壁部
１２０…バネ部材
１２２…バネ座
１３０…受圧板
１４０…フィルム部材
１４１…フィルム部材
１４２…フィルム部材
１５０…蓋部材
１６０…フィルム部材
１７０…インク供給口
１７２…多孔質部材
１７４…キャップ
２００…空気流路
２１０…大気開放口
２１１…空間（部屋）
２１１ｂ…連通孔
２２０…空気流路（大気流路）
２２２…連通溝
２３０，２３２…空気用貫通孔
２３１…部屋
２４０…溝流路（連通溝）
２４２，２４４…貫通孔（連通孔）
２５０…連通溝
２５２…インク用連通孔
２５４…インク用連通孔
２６０…出口室
２６２…インク連通孔
３００…空気導入部
３１０…弁座室
３２０…弁室
３２２…貫通孔
３３０…大気圧室
３４０…封止弁
３４２…弁体
３４４…バネ部材
３４６…受圧板
３４８…シールゴム
４００…インク室
４１０…大気圧室
５００…大気導入部
５１０…アーム部材
５１１…支点
５１２…第１アーム
５１２ａ…突起
５１３…第２アーム
５１４…シール部材
５２０…バネ部材
５３０…封止弁
５４０…支点受部
５５０…貫通孔（弁流路）
５６０…バネ座
６００…回路基板
６０１…斜面部

Claims (5)

1. 液体消費装置に供給する液体を収容する液体収容容器であって、
   容器本体部材と、前記容器本体部材に接着された変形可能な第１のシート部材とで区画された液体室と、
   前記液体室の内部空間を拡大する方向に前記第１のシート部材を付勢する第１の付勢部材と、
   前記液体室に収容された液体を前記液体消費装置へ供給する液体供給口と、
   弁体と、前記弁体が閉じる方向に前記弁体を付勢する第２の付勢部材とを有し、前記液体室への空気の取り込みを調整する封止弁を備える空気導入部と、
   前記空気導入部へ空気を取り込むための空気流路と、
   前記空気流路を大気に連通させる大気開放口と、
   前記第１のシート部材を挟んで前記液体室と反対側に設けられ、前記空気流路と連通する第１の大気圧室と、
   を備え、
   前記空気流路は、前記大気開放口からの空気流入に対して流入抵抗を付与する蛇行流路を有する、液体収容容器。
2. 請求項１記載の液体収容容器であって、
   前記空気導入部は、
   変形可能な第２のシート部材で区画され、前記液体室と連通路を介して連通するとともに、前記弁体を収容する弁内流路室と、
   前記第２のシート部材を挟んで前記弁内流路室と反対側に設けられた第２の大気圧室と、
   を有し、
   前記第２の大気圧室は、前記空気流路及び前記第１の大気圧室と連通する、液体収容容器。
3. 請求項２記載の液体収容容器であって、
   前記容器本体部材は、前記液体室及び前記空気導入部を形成するために使用される第１と第２の凹状部として、板状部と、前記板状部の第１の面に立設された壁部とによって区画された第１と第２の凹状部を有し、
   前記第１と第２のシート部材は、前記容器本体部材の前記壁部に接合されており、
   前記第１と第２の大気室は、前記第１と第２のシート部材を覆うように前記容器本体部材に装着された蓋部材と、前記第１と第２のシート部材との間に形成された空間である、液体収容容器。
4. 請求項３記載の液体収容容器であって、
   前記蛇行流路は、前記容器本体部材の前記板状部のうちの前記壁部が設けられた第１の面とは反対側の第２の面に形成されており、
   前記蛇行流路を含む前記大気流路は、前記板状部に設けられた連通孔を介して前記第１と第２の大気室に連通する、液体収容容器。
5. 液体供給システムであって、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体収容容器と、
   前記液体収容容器の前記液体供給口から液体の供給を受ける液体消費装置と、
   を備える液体供給システム。

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