JP5565029B2 - 液体容器および液体消費装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体消費装置に供給すべき液体を収容する液体容器と、その液体容器を備える液体消費装置とに関するものである。

従来、前述した液体容器として、収容室の一部分が可撓部材により構成されるものがある（特許文献１を参照）。液体容器内の液体が減少すると、可撓部材の折れ曲がりの態様が変化して、収容室の容積が縮小する。

一方、前記液体容器には、液体の残量の検出を行うために、プリズムを備えたものがある。液体容器の外側にプリズム内の光の反射状態を検出するフォトインタラプターが備えられており、このフォトインタラプターにより、液体容器における液体の残量を検出することが可能となる。

特開２００３−１９１４９５号公報

しかしながら、前記従来の液体容器では、次の理由により、残量を高精度に検出することができないという問題があった。

前記可撓部材は、収容室の縮小に際し、いつも同じ形態に変化せず、様々な形態をとりうる。このために、前記形態によって、液体収容室そのものの容積が変わってくることから、一定位置に設けられた前記プリズムでは、液面の高さを検出することはできるが、容積が一定量以下となったことを高精度に検出することができない。これにより、残量を高精度に検出することができなかった。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を取り扱うためになされたものであり、一部分が可撓部材により構成される液体収容室を備える液体容器において、液体収容室内の液体の残量を高精度に検出可能と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。本発明の一形態は、
液体消費装置に供給すべき液体を収容する液体容器であって、
主収容室と、前記主収容室よりも下流側に設けられる副収容室と、を含み、可撓部によって一部分が構成される液体収容室と、
前記液体収容室内の液体を外部に送出するための液体送出口と、
前記液体収容室の内部を負圧に保つための負圧発生部と、
前記液体収容室内の液体の残量を検出するために用いられるプリズムと、を備え、
前記主収容室は、内部の圧力の減少に伴って前記可撓部が変形することにより容積が縮小するものであり、
前記副収容室は、前記プリズムが配置されるものである、液体容器。
その他、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することも可能である。

［適用例１］ 液体消費装置に供給すべき液体を収容する液体容器であって、可撓部によって一部分が構成される液体収容室であって、前記液体収容室の内部の圧力の減少に伴って前記可撓部が変形することにより容積が縮小する液体収容室と、前記液体収容室内の液体を外部に送出するための液体送出口と、前記液体収容室の内部を負圧に保つための負圧発生部と、前記液体収容室内の液体の残量を検出するために用いる検出用部材とを備え、前記液体収容室の内部において、前記可撓部の変形によって容積変動が発生しない領域に、前記検出用部材が配置された、液体容器。

適用例１の液体容器は、可撓部の変形によって容積変動が発生しない領域に、残量検出のための検出用部材が配置されていることから、可撓部がどのような形態に変わっても、検出用部材を用いて検出される残量は一の検出値に対して一の容積が常に対応する。このため、適用例１の液体容器は、液体の残量が一定量以下となったことを誤って検出することがないことから、検出精度の向上を図ることができる。

［適用例２］ 適用例１に記載の液体容器であって、前記検出用部材は、当該検出用部材が配置される高さに対応した水平方向ラインを液面が下回ることを検出するために用いられるものであり、前記液体収容室は、前記可撓部が備えられる主収容室と、前記主収容室よりも下流側に設けられ、前記検出用部材が内部に配置される副収容室と、前記主収容室と副収容室との間を連通する連通路であって、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記副収容室側の開口端が前記水平方向ラインよりも高い位置に設けられる連通路とを備える、液体容器。

適用例２の液体容器によれば、副収容室において前記水平方向ラインよりも下側に蓄えられている液体は、前記連通路から主収容室側に逆流することはない。その上で、可撓部が備えられる主収容室と別体である副収容室内に検出用部材が配置されることで、可撓部がどのような形態に変わっても、副収容室における前記水平方向ラインよりも下側の領域は容積が変動することがない。したがって、適用例２の液体容器は、前記水平方向ラインを液面が下回ることを高精度に検出することができる。

［適用例３］ 適用例２に記載の液体容器であって、外部の空気を前記収容部内に導入するための空気導入口を備え、前記空気導入口は、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記連通路より上側に配置された、液体容器。

適用例３の液体容器によれば、空気導入口から空気が導入された際に発生する泡が、直ちに副収容室に流入することがないため、液体の残量の検出が泡によって誤ってしまう虞を小さくすることができる。この結果、液体の残量の検出精度をより向上することができる。

［適用例４］ 適用例１に記載の液体容器であって、前記検出用部材は、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記可撓部が変形の際にとり得る領域の下側に配置された、液体容器。

適用例４の液体容器によれば、検出用部材が配置されるラインまで液面が下がった場合、可撓部がどのような形態に変わったとしても液面の高さは変動しない。したがって、適用例４の液体容器は、前記水平方向ラインを液面が下回ることを高精度に検出することができる。

［適用例５］ 適用例４に記載の液体容器であって、外部の空気を前記収容部内に導入するための空気導入口を備え、前記空気導入口は、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記検出用部材より上側に配置された、液体容器。

適用例５の液体容器によれば、空気導入口から空気が導入された際に発生する泡が、検出用部材周りに流入することがないことから、液体の残量の検出精度をより向上することができる。

［適用例６］ 適用例１ないし５のいずれかに記載の液体容器であって、前記検出用部材は、プリズムである、液体容器。

適用例６の液体容器によれば、プリズムの光学的な性質を利用することで、容易な構成でもって液体の残量の検出が可能となる。

［適用例７］ 適用例１ないし６のいずれかに記載の液体容器を備える液体消費装置。

適用例７の液体消費装置によれば、液体の残量を高精度に検出することができる。なお、本発明は、以下に示すような種々の態様で実現することが可能である。
（１）液体供給装置、液体供給方法。
（２）インク収容器、インク供給装置。
（３）液体噴射装置、インクジェットプリンター。

本発明の第１実施例としてのインクカートリッジ１００の各種断面を示す断面図である。 インクカートリッジ１００の分解斜視図である。 仕切板１１２に設けられた連通孔５０の周辺を拡大して示す断面図である。 フォトインタラプター２００をプリズム１５０とともに示す説明図である。 第１実施例が解決しようとする課題を説明するための図である。 第１実施例の変形例としてのインクカートリッジ３００の一部破断断面図である。 第２実施例としてのインクカートリッジ４００の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、実施例に基づき説明する。

Ａ．第１実施例：
Ａ−１．インクカートリッジの構成：
図１は、本発明の第１実施例としてのインクカートリッジ１００の各種断面を示す断面図である。図１（ａ）が平面における断面図であり、図１（ｂ）が図１（ａ）の矢視Ａ−Ａにおける断面図であり、図１（ｃ）が図１（ａ）の矢視Ｂ−Ｂにおける断面図である。なお、技術の理解を容易にするため、各断面図において、断面の奥に見えるべき構成の一部を省略している。図２は、インクカートリッジ１００の分解斜視図である。

インクカートリッジ１００は、家庭用またはオフィス用に使用される、たとえばＡ３用紙までの印刷が可能なインクジェットプリンター用のインクカートリッジである。インクジェットプリンター（以下、単に「プリンター」と呼ぶ）が、［課題を解決するための手段］における「液体消費装置」に相当する。

図１および図２に示すように、インクカートリッジ１００は、バスタブ状の容器本体１１０と、容器本体１１０に組み合わされる蓋部材１６０とを含む。容器本体１１０は、底部２０および側壁３０を備え、それらで囲まれた収容部を含む。収容部は、仕切板１１２により、主収容部１１４と副収容部１１６とに区画されている。主収容部１１４は、略直方体、より正確には六角柱状である。副収容部１１６は、略三角柱状である。副収容部１１６は、主収容部１１４に比べて容量が小さい。なお、主収容部１１４と副収容部１１６の間は、仕切板１１２に設けられた後述する連通孔により連通している。容器本体１１０の側壁３０には、取り外しレバー１１８が連結されている。

蓋部材１６０は、容器本体１１０と組み合わされてその空隙を封止し、略直方体のインクカートリッジ１００の外殻を構成する板状の部材である。容器本体１１０および蓋部材１６０は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂で形成される。なお、図１（ａ）の平面図においては、技術の理解を容易にするため、蓋部材１６０、後述するフィルム１２０、および後述する受圧板１７０をインクカートリッジ１００から取り外した状態を示している。

容器本体１１０に含まれる主収容部１１４は、可撓性を有するフィルム１２０で封止されている。フィルム１２０は、外力を受けない状態において平面状である平面部１２２と、平面部１２２の周りに設けられ、外力を受けない状態において折れ曲がっている（折りたたまれている）屈曲部１２４とを有する。平面部１２２の外形は、長方形の二つの角をそれぞれ直線で切断したような略六角形である。すなわち、平面部１２２の外形は、主収容部１１４の開口に対応した形状である。屈曲部１２４の外周は、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、容器本体１１０の側壁３０の上端部と仕切板１１２の上端部に溶着されている。このため、フィルム１２０は、容器本体１１０の側壁３０の上端からいったん底部２０に向かって落ち込み、底部２０から離れる向きに反転して、中央の平面部１２２に至る。フィルム１２０は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）とポリプロピレン（ＰＰ）とを主成分とする。

なお、容器本体１１０に含まれる副収容部１１６の上端部は、主収容部１１４側の上端部に比べて、前記フィルム１２０の厚さ分だけ高くなっている。インクカートリッジ１００を組み立てたときに、副収容部１１６と蓋部材１６０の間に隙間ができないようにするためである。

主収容部１１４におけるフィルム１２０により区画された空間と、副収容部１１６とに、インクが収容される。一方、主収容部１１４におけるフィルム１２０と蓋部材１６０の間の空間１０２には、空気が収容される。前記インクを収容する構造を、「インク収容室１０１」と呼ぶ。すなわち、インク収容室１０１は、主収容部１１４におけるフィルム１２０により区画された空間と副収容部１１６により構成される。インク収容室１０１の容量（容積）は、フィルム１２０の屈曲部１２４が折りたたまれ、または折りたたまれた状態から伸ばされ、平面部１２２が変位することにより、変化する。より詳しくは、主収容部１１４におけるインクを収容する容量が変化するもので、副収容部１１６の容量は一定である。なお、前記インク収容室が、［課題を解決するための手段］における「液体収容室」に相当する。

容器本体１１０の底部２０の略中央には、円錐バネ１５５が配されている。円錐バネ１５５は、円錐状に巻かれたコイルばねであり、他端において、受圧板１７０を支持している。受圧板１７０は、フィルム１２０の平面部１２２と同じ形状をしている。すなわち、略六角形である。受圧板１７０は、フィルム１２０の平面部１２２と重なる位置において、円錐バネ１５５によって、平面部１２２および蓋部材１６０に向かって押しつけられている。すなわち、円錐バネ１５５は、インク収容室１０１の容量が増大する方向に受圧板１７０を付勢している。この円錐バネ１５５が、［課題を解決するための手段］における「負圧発生部」に相当する。

インク収容室１０１内のインクが消費されインクが占めていた容積が小さくなると、負圧が発生して、受圧板１７０およびフィルム１２０の平面部１２２が底部２０に向かって引き寄せられる。インクが消費されてインクが少量となったときの受圧板１７０の位置を、図１（ｂ）および図１（ｃ）において、破線で示す。図に示されているように、フィルム１２０がインク収容室１０１内部の圧力変化に応じて変形するのに対して、受圧板１７０は、インク収容室１０１内部の圧力が変化しても、実質的に変形しない。しかし、フィルム１２０の変形に伴って、受圧板１７０は変位する。

インクカートリッジ１００がプリンター用に装着されて使用される際の姿勢において、容器本体１１０の下側の側壁３０Ａには、インク供給孔１３０、大気開放孔１４０、およびプリズム１５０が設けられている。以下の説明において、「下」とは、インクカートリッジ１００がプリンター用に装着されて使用される際の姿勢において、鉛直下側のことをいい、「上」とは、鉛直上側のことをいう。

インク供給孔１３０は、プリンターにインクを供給するための孔部であり、主収容部１１４の下側に設けられている。インク供給孔１３０は、図示しない連通孔により副収容部１１６と連通している。この結果、主収容部１１４に収容されたインクは、副収容部１１６、インク供給孔１３０の順に移動し、インク供給孔１３０からプリンターに供給される。

なお、インク供給孔１３０には、供給孔フォーム１３２が、供給孔蓋１３４により取り付けられている。供給孔フォーム１３２は、インクを吸収するスポンジ状のもので、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）からなる。供給孔フォーム１３２により、インクカートリッジ１００が傾いた場合などにおいて、インクが外部に流出することが抑制される。

大気開放孔１４０は、外部の空気を導入するための孔部であり、主収容部１１４の下側に設けられている。大気開放孔１４０には、シート状の通気フィルム１４２が装着され、さらに通気フィルム１４２の外側に下フィルム１４４が装着される。通気フィルム１４２は、撥水性、かつ微細な孔を有する多孔質性のシートであり、オロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなる。ＰＴＦＥの微細な孔によりインクの液面にメニスカスが形成され、インクを保持することができる。下フィルム１４４は、通気フィルム１４２を保護する。

なお、本実施例では、大気開放孔１４０が主収容部１１４の下側に設けられていることから、インク残量が少ない場合にも通気フィルム１４２にインクを含ませることができる。したがって、インク残量が少なくなった場合にも、メニスカスの形成が可能である。

プリズム１５０は、インク収容室１０１におけるインク残量を検出するために用いる光学素子であり、副収容部１１６の下側に設けられている。プリズム１５０は、例えば、ポリプロピレンによって形成することができ、直角二等辺三角柱状の形状を呈している。プリズム１５０は、プリズム１５０の三角形の面がインクカートリッジ１００の上下方向の側面３０Ｂに対向あるいは接するように配置されており、また、直角二等辺三角形の頂角１５１となる辺が上方に位置し、頂角１５１の対辺となる面１５２が下方に位置するように配置されている。面１５２は、インクカートリッジ１００の下面から露出している。

この本実施例では、ケース５２とプリズム１５０とはポリプロピレンによって一体形成されており、プリズム１５０は透明状に形成されている。勿論、インクカートリッジ１００の構成はこのような構成に限られず、例えば、容器本体１１０とプリズム１５０とは、別々の部材によって構成されていてもよい。

図３は、仕切板１１２に設けられた連通孔５０の周辺を拡大して示す断面図である。図示するように、連通孔５０は、円筒状であり、一方の開口端５０ａは主収容部１１４に接続され、他方の開口端５０ｂは副収容部１１６に接続される。なお、インクカートリッジ１００がプリンター用に装着されて使用される際の姿勢において、副収容部１１６に接続される開口端５０ｂは、プリズム１５０の頂角１５１の上下方向の位置Ｌ１よりも上側に設けられている。詳しくは、開口端５０ｂの周囲の最下点５０ｃが、位置Ｌ１よりも上側に位置するように設けられている。なお、図示の例では、インクカートリッジ１００がプリンター用に装着されて使用される際の姿勢において、連通孔５０の長さ方向が水平となっているが、必ずしも水平である必要はなく、連通孔５０の主収容部１１４に接続される開口端５０ａは、主収容部１１４の底面位置に接してもよい。要は、副収容部１１６に接続される側の開口端５０ｂが位置Ｌ１よりも上側に位置すれば、連通孔５０は、水平方向から傾いた構成であってもよい。

前述したように、連通孔５０の主収容部１１４に接続される開口端５０ａは、主収容部１１４の底面位置に接する構成とした場合、インク残量を少なくすることができる。この場合、連通孔の太さが、インクによるメニスカスを形成できるほど細いことが望ましい。

副収容部１１６に接続される側の開口端５０ｂが位置Ｌ１よりも上側に位置することで、副収容部１１６において連通孔５０の開口端５０ｂよりも下側となる領域に存在するインクは、副収容部１１６内に留まり、主収容部１１４側に逆流することがない。

なお、本実施例では、副収容部１１６に接続される側の開口端５０ｂが位置Ｌ１よりも上側に位置する構成としたが、これに換えて、前記開口端５０ｂが、プリズム１５０を用いてインク残量を検出する際に「インク無し」と判定される後述するボーダーラインＢＬ（このボーダーラインは前記位置Ｌ１よりさらに下にある）よりも上側に位置する構成とすることもできる。この構成では、副収容部１１６において、「インク無し」と判定されるボーダーラインＢＬよりも下側となる領域に存在するインクが主収容部１１４側に逆流することがない。したがって、連通孔５０は、副収容部１１６に接続される側の開口端５０ｂが後述するボーダーラインＢＬよりも上の位置（高い位置）であれば、連通孔５０はいずれの位置に設ける構成とすることもできる。

インク収容室１０１におけるインク残量を検出する機構について、次に説明する。インクカートリッジ１００が装着されるプリンターの内部には、後述するフォトインタラプターが固定的に取り付けられている。プリンターにおいて、インクカートリッジ１００が装着されたキャリッジが、フォトインタラプターが固定された位置までインクカートリッジを搬送することで、インク残量の検出が行われる。

図４は、フォトインタラプター２００を前述したプリズム１５０とともに示す説明図である。インク残量の検出時には、図示するように、フォトインタラプター２００は、前述したプリズム１５０の下面の露出された部分に対向する。フォトインタラプター２００は、発光部２０２と受光部２０４を備える。発光部２０２から照射された光（例えば、白色光）は、プリズム１５０の下面の図中右半分の部分（以下、「入射面Ｓ１」という）から入射して、プリズム１５０の図中右側の傾斜面（以下、「第１の反射面Ｓ２１」という）に達する。このとき、副収容部１１６内にインクが存在すると、第１の反射面Ｓ２１に達した光は、破線に示すように、第１の反射面Ｓ２１を透過して、インクによって吸収される。一方、副収容部１１６内にインクが存在しない場合には、第１の反射面Ｓ２１に達した光は、この第１の反射面Ｓ２１により反射される。これは、プリズム１５０の材料であるポリプロピレンとインク（水）の屈折率と、ポリプロピレンと空気の屈折率とが異なることによる。

副収容部１１６内にインクが存在する場合には、前述したように光はインクによって吸収されることから、フォトインタラプター２００は、反射光を検知することができないことになる。したがって、フォトインタラプター２００が反射光を検知しない場合には、「インク有り」と判断することができる。一方、副収容部１１６内にインクが存在しない場合には、前述したように第１の反射面Ｓ２１により反射され、その後、プリズム１５０の図中左側の傾斜面（以下、「第２の反射面Ｓ２２」という）によって、更に反射される。すると、プリズム１５０下面の図中左半分の部分（以下、「射出面Ｓ３」という）から、光は出射する。この結果、副収容部１１６内にインクが存在しない場合には、受光部２０４によって検知されることになる。したがって、フォトインタラプター２００が反射光を検知した場合には、「インク無し」と判断することが可能になる。

上記構成のフォトインタラプター２００とプリズム１５０によれば、図中に示すボーダーラインＢＬまで、副収容部１１６内のインクの液面が低下したときに、「インク無し」と判断することが可能となる。このボーダーラインＢＬは、水平方向ラインであり、当然、プリズム１５０が配置される高さに対応している。

Ａ−２．インクカートリッジの動作：
図１に戻って、インクカートリッジ１００の動作について、次に説明する。供給孔フォーム１３２を介してインクが消費されると、主収容部１１４におけるフィルム１２０が折りたたまれた状態から伸びて、フィルム１２０により区画された空間（以下、「主収容部内インク収容室」と呼ぶ）が、だんだん萎んでくる。主収容部内インク収容室が萎むと、受圧板１７０が底部２０に向かって引き寄せられ、円錐バネ１５５を圧縮する。円錐バネ１５５はフィルム１２０の平面部１２２および受圧板１７０を内側から押しているため、主収容部内インク収容室には負圧が発生している。円錐バネ１５５が圧縮されると、主収容部内インク収容室内の圧力がより低下する。

一定の圧力以下になると、大気開放孔１４０に設けられた通気フィルム１４２におけるインクによるメニスカスが壊れ、空気が、大気開放孔１４０から主収容部内インク収容室に流入する。空気が主収容部内インク収容室に流入すると、主収容部内インク収容室の圧力が上昇し、通気フィルム１４２にインクによりメニスカスが再び形成される。この結果、主収容部内インク収容室へのインクの流入が一旦停まる。上記主収容部内インク収容室へのインクの流入、停止を繰り返すことで、インク収容室１０１におけるインクの液面が低下する。

インクの液面がボーダーラインＢＬまで低下すると、プリズム１５０を利用したフォトインタラプター２００の動作により、「インク無し」を検出する。インク無しが検出されたら、ある一定量のインク消費の後に、インクエンドとなる。

Ａ−３．実施例の作用効果：
図５は、第１実施例が解決しようとする課題を説明するための図である。図示の例は、従来例のインクカートリッジ９００の一部破断断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、図１（ｂ）と同一平面における断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、インクカートリッジ９００は、インク収容室９０２が１室より構成され、前記実施例のように２室に区分されたものではない。このために、インク収容室９０２の内部にプリズム９０４が配置されている。

９０６は、可撓部としてのフィルムである。フィルム９０６は、第１実施例におけるフィルム１２０と同様のもので、インク収容室９０２に収容されるインクの減少とともに変形する。図５（ａ）と図５（ｂ）とは、フィルム９０６の変形の形態が異なっている。図５（ａ）では、フィルム９０６は、上側に突出した凸形状となっている。これに対して、図５（ｂ）では、フィルム９０６は、下側に突出した、すなわち凹んだ凹形状となっている。どちらの例示も、プリズム９０４を利用したフォトインタラプターにより「インク無し」を検出したときのものであるが、図５（ａ）と図５（ｂ）とでは、フィルム９０６は変形の形態が異なることから、インクＩＫの容量が異なったものとなっている。したがって、従来例のインクカートリッジ９００によれば、「インク無し」を検出したときに、インクＩＫの容量は常に一定とならない。

これに対して、第１実施例のインクカートリッジ１００によれば、収容部は、仕切板１１２により、主収容部１１４と副収容部１１６とに区画され、主収容部１１４はフィルム１２０を含み、副収容部１１６はプリズム１５０が配置されている。その上、副収容部１１６においてプリズム１５０の頂角１５１の位置Ｌ１よりも下側となる領域に存在するインクは、副収容部１１６内に留まり、主収容部１１４側に戻ることがないように、連通孔５０の配設位置が定められている。このために、フィルム１２０がどのような形態に変わったとしても、フォトインタラプター２００で「インク無し」が検出されるときのインクの残量は常に一定量となる。このため、第１実施例のインクカートリッジ１００は、液体の残量が一定量以下となったことを誤って検出することがないことから、検出精度の向上を図ることができる。

Ｂ．第１実施例の変形例：
Ｂ−１．第１実施例変形例１：
前記第１実施例の変形例について、次に説明する。前記第１実施例では、プリズム１５０と大気開放孔１４０とは別室に設けられており、これにより、大気開放孔１４０から導入された空気が「インク無し」の検出に悪影響を与えないようにしている。これに対して、変形例では、大気開放孔１４０から導入された空気の影響をより小さくすることを図っている。

図６は、第１実施例の変形例としてのインクカートリッジ３００の一部破断断面図である。図６は、図１（ａ）と同一の平面における断面図である。図示するように、この変形例は、第１実施例と比較して、大気開放孔１４０の開口端１４０Ｐの高さｈが相違するだけであり、その他の構成については同一である。図示するように、大気開放孔１４０の開口端１４０Ｐの高さｈは、連通孔５０の配設位置よりも高くなっている。すなわち、開口端１４０Ｐの高さｈは、連通孔５０の周面の最上点のライン５０Ｍよりも高くなるように定められている。

この変形例によれば、大気開放孔１４０から導入された空気が連通孔５０に流入することがないことから、副収容部１１６に空気が流入することがない。このために、副収容部１１６内の気圧環境を変化させることがないことから、プリズム１５０を利用したインク残量の検出精度を、第１実施例と比較して、さらに向上することができる。また、大気開放孔１４０から導入された空気が泡となってプリズム１５０に付着することで、検出精度を低下させることがあるが、この変形例によれば、プリズム１５０に泡が付着することを大幅に防ぐことができる。この結果、検出精度がより高い。

Ｂ−２．第１実施例変形例２：
前記第１実施例では、副収容部１１６においてプリズム１５０の頂角１５１の位置Ｌ１よりも下側となる領域に存在するインクが、副収容部１１６内に留まり、主収容部１１４側に戻ることがないように、連通孔５０の配設位置が定められている。しかし、この構成に換えて、連通孔５０に逆止弁を設けることにより副収容部１１６から主収容部１１４への逆流を防ぐ構成としてもよい。この構成によっても、第１実施例と同じ効果を奏する。

Ｃ．第２実施例：
本発明の第２実施例について、次に説明する。図７は、第２実施例としてのインクカートリッジ４００の断面図である。図７は、図１（ａ）と同一の平面における断面図である。図７は、図１（ａ）と同様に、蓋部材、フィルム、および受圧板をインクカートリッジ４００から取り外した状態を示している。第２実施例のインクカートリッジ４００は、第１実施例のインクカートリッジ１００と比較して、副収容部４１６が主収容部４１４の下側に設けられている点が、主に相違する。ここでいう「下」とは、第１実施例と同様に、インクカートリッジ４００がプリンター用に装着されて使用される際の姿勢において、鉛直下側のことをいう。４１０は容器本体、４４０は大気開放孔、４５５は円錐バネである。

主収容部４１４に対しては、第１実施例と同様な機能を持つフィルムおよび受圧版が配置される。主収容部４１４は、第１実施例の主収容部１１４と同一の働きをする。

副収容部４１６は、主収容部４１４側に開口する第１副室４１６ａと、第２副室４１６ｂと、第１副室４１６ａと第２副室４１６ｂとの間を連通する連通路４１６ｃとを備える。第１副室４１６ａには、プリズム４５０が配置されている。プリズム４５０は、第１実施例と同様に、副収容部４１６の下側に設けられ、インクカートリッジ４００の下面から露出している。第２副室４１６ｂは、インク供給孔４３０と連通している。インク供給孔４３０には、第１実施例と同様に、供給孔フォーム４３２が、供給孔蓋４３４により取り付けられている。

以上のように構成された第２実施例のインクカートリッジ４００は、使用される際の姿勢において、フィルムがその変形の際にとり得る領域の下側にプリズム４５０が配置されることになる。このために、プリズム４５０により「インク無し」が検出されるボーダーラインまでインク面が下がった場合、フィルムがどのような形態に変わったとしてもインク面の高さは変動しない。したがって、第２実施例のインクカートリッジ４００は、第１実施例と同様に、インク無しの検出精度の向上を図ることができる。

Ｄ．変形例：
Ｄ−１．変形例１：
上記各実施例および変形例においては、受圧板１７０およびフィルム１２０の平面部１２２は、略六角形の外形形状を有している。しかし、受圧板１７０および平面部１２２は、略六角形に限らず、様々な形状とすることができる。ただし、三日月型や星形のように凹部を有する形状ではなく、外に向かって凸の形状とすることが好ましい。たとえば、多角形である場合には、角の内角の大きさが１８０度未満であることが好ましい。

Ｄ−２．変形例２：
上記各実施例および変形例においては、負圧発生部として、円錐バネが採用されている。しかし、負圧発生部としては、板バネや、柔軟性を有する樹脂製の部材など、他の様々な態様を採用することができる。

Ｄ−３．変形例３：
上記各実施例および変形例においては、液体収容室内の液体の残量を検出するために用いる光学素子として、フォトインタラプターと対になって使用されるプリズムを用いている。しかし、プリズムに限らず、レンズ等の他の光学素子とすることができる。また、光学素子に換えて、ピエゾ素子を用いることができる。さらに、光学素子、ピエゾ素子に限る必要もなく、液体収容室内の液体の残量を検出するために用いる検出用部材であればいずれの構成とすることもできる。

Ｄ−４．変形例４：
上記第１実施例では、プリズムが設けられる副収容部を、可撓部としてのフィルムが設けられる主収容部と別室として、副収容部において、プリズムの頂角の位置よりも下側となる領域に存在するインクが主収容部側に戻ることがないようにしている。すなわち、このプリズムの頂角の位置よりも下側となる領域を、フィルムの変形によって容積変動が発生しない領域としている。上記第２実施例では、可撓部としてのフィルムが配置される主収容部の下側に、第１副室を設け、第１副室にプリズムを設ける構成としている。すなわち、この第１副室を、フィルムの変形によって容積変動が発生しない領域としている。しかし、上記第１実施例および第２実施例の構成に限らず、様々な構成とすることができる。例えば、副室を設けることなく収容部を１室により構成し、収納部の上側に可撓部を、下側にプリズムを配置する構成としてもよい。要は、可撓部の変形によって容積変動が発生しない領域に検出用部材が配置される構成であれば、どのような構成でもよい。

Ｄ−５．変形例５：
上記各実施例および変形例においては、大気開放孔１４０に通気フィルム１４２を設ける構成としたが、通気フィルム１４２に換えて金属製のメッシュとすることもできる。メッシュとしては、例えばＳＵＳメッシュからなる。この構成によっても、ＳＵＳメッシュの微細な網目によりインクの液面にメニスカスを形成することが可能となる。

Ｄ−６．変形例６：
上記実施例では、インクカートリッジ１００は、家庭用またはオフィス用に使用されるプリンター用のインクカートリッジである。しかし、本発明の液体容器としてのインクカートリッジは、業務用に使用される大型のプリンターのインクカートリッジに適用することもできる。

Ｄ−７．変形例７：
上記各実施例および変形例では、インクジェットプリンターと、インクカートリッジについて説明したが、本発明は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に用いても良く、また、そのような液体を収容した液体容器にも適用可能である。本発明の液体容器は、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体消費装置に流用可能である。なお、「液滴」とは、上記液体噴射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、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれ良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、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）のような流状態、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を含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例の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液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、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、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等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置および液体容器に本発明を適用することができる。さらに、液体噴射装置に限る必要もなく、液体を消費する装置、すなわち液体消費装置であればいずれに換えることもできる。

なお、前述した各実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。

２０…底部
３０…側壁
５０…連通孔
５２…ケース
１００…インクカートリッジ
１０１…インク収容室
１０２…空間
１１０…容器本体
１１２…仕切板
１１４…主収容部
１１６…副収容部
１１８…レバー
１２０…フィルム
１２２…平面部
１２４…屈曲部
１３０…インク供給孔
１３２…供給孔フォーム
１３４…供給孔蓋
１４０…大気開放孔
１４０Ｐ…開口面
１４２…通気フィルム
１４４…下フィルム
１５０…プリズム
１５１…頂角
１５５…円錐バネ
１６０…蓋部材
１７０…受圧板
２００…フォトインタラプター
２０２…発光部
２０４…受光部
３００…インクカートリッジ
４００…インクカートリッジ
４１４…主収容部
４１６…副収容部
４１６ａ…第１副室
４１６ｂ…第２副室
４１６ｃ…連通路
４３０…インク供給孔
４３２…供給孔フォーム
４３４…供給孔蓋
４５０…プリズム

Claims (8)

1. 液体消費装置に供給すべき液体を収容する液体容器であって、
   主収容室と、前記主収容室よりも下流側に設けられる副収容室と、を含み、可撓部によって一部分が構成される液体収容室と、
   前記液体収容室内の液体を外部に送出するための液体送出口と、
   前記液体収容室の内部を負圧に保つための負圧発生部と、
   前記液体収容室内の液体の残量を検出するために用いられるプリズムと、を備え、
   前記主収容室は、内部の圧力の減少に伴って前記可撓部が変形することにより容積が縮小するものであり、
   前記副収容室は、前記プリズムが配置されるものである、液体容器。
2. 請求項１に記載の液体容器であって、
   前記副収容室は、前記主収容室に開口し前記プリズムが配置される第１副室と、前記第１副室よりも下流側に位置する第２副室と、前記第１副室と前記第２副室とを連通する連通路と、を含む、液体容器。
3. 請求項１または２に記載の液体容器であって、
   さらに、前記主収容部に配置される受圧板を備え、
   前記受圧板は、前記可撓部に押し付けられるよう前記負圧発生部に付勢される、液体容器。
4. 請求項２に記載の液体容器であって、
   外部の空気を前記液体収容室内に導入するための空気導入口を備え、
   前記空気導入口は、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記連通路より上側に配置された、液体容器。
5. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液体容器であって、
   外部の空気を前記液体収容室内に導入するための空気導入口を備え、
   前記空気導入口は、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記プリズムより上側に配置された、液体容器。
6. 請求項４または５に記載の液体容器であって、
   前記液体収容室の圧力が所定の圧力以下になると、前記空気導入口から前記空気が導入され、前記液体収容室の圧力が上昇し、前記空気導入口からの前記空気の導入が停止する、液体容器。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液体容器であって、
   前記プリズムは、前記液体容器が使用される際の姿勢において、前記可撓部が変形の際にとり得る領域の下側に配置された、液体容器。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の液体容器を備える液体消費装置。

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