JP5622028B2 - インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録において、水性インクを収容したインクカートリッジが使用されている。インクカートリッジには、インク残量を検知するインク残量検知部が設けられている場合がある。インク残量検知部は、例えば、光透過の有無によってインク残量を検知する。しかし、水性インクが減って本来ならインク残量検知部において光が透過する場合であっても、水性インクがインク残量検知部に残留して光透過を阻害する結果、検知エラーが発生するおそれがある。この問題を解決するために、インクカートリッジのインク残量検知部にポリオルガノシロキサンを塗布して撥水膜（撥インク膜）を形成することが提案されている（特許文献１）。

特開２０００−１９８２２２号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、時間の経過等により撥水膜が剥離するおそれがあり、インク残量の検知エラーの防止が不充分である。

そこで、本発明は、インク残量の検知エラーを充分に防止可能なインクジェット記録用のインクカートリッジを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のインクカートリッジは、
インクジェット記録用水性インクを収容するためのインクカートリッジであって、
光透過の有無によってインク残量を検知するインク残量検知部を有し、
前記インク残量検知部が、ポリオルガノシロキサンを０．３５重量％〜１．４重量％含むポリプロピレン（ＰＰ）を用いて形成されていることを特徴とする。

本発明のインクカートリッジは、インク残量検知部が、ポリオルガノシロキサンを０．３５重量％以上の割合で含むポリプロピレン（ＰＰ）を用いて形成されている。このため、本発明のインクカートリッジは、従来の撥水膜のように剥離による撥水性の喪失がなく、充分な撥水性を長期にわたって保持可能であり、その結果、インク残量の検知エラーを充分に防止可能である。また、本発明のインクカートリッジでは、ポリオルガノシロキサンのポリプロピレン（ＰＰ）に対する配合割合を１．４重量％以下としている。このため、本発明のインクカートリッジでは、ポリオルガノシロキサンに起因する白濁によるインク残量検知部の光透過性の低下を抑制でき、換言すれば、充分な光透過を確保でき、インク残量の検知を支障なく実施することができる。

図１は、本発明のインクカートリッジの構成の一例を示す外観斜視図である。 図２は、図１に示すインクカートリッジの分解斜視図であり、図２（ａ）は、第２ケース部材を示し、図２（ｂ）は、インク貯留体を示し、図２（ｃ）は、第１ケース部材を示す。 図３は、図２（ｂ）に示すインク貯留体のＩ−Ｉ方向から見た断面図である。 図４は、図２（ｂ）に示すインク貯留体の平面図である。 図５（ａ）は、図４に示すインク貯留体のセンサーアームを示す正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印Ｖｂ方向から見た前記センサーアームを示す図である。 図６（ａ）は、図４に示すインク貯留体のインク残量検知部近傍の概略を示す正面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向から見た前記インク残量検知部の断面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た前記インク残量検知部近傍の断面図である。 図７は、図１に示すインクカートリッジの本発明のインクジェット記録装置への装着方法を説明するための説明図である。 図８は、図４に示すインク貯留体のインクタンク内のインク残量の検知方法を説明するための説明図である。 図９は、本発明の実施例の赤外光透過率測定におけるポリオルガノシロキサン割合と赤外光透過率との関係を示すグラフである。 図１０は、本発明の実施例および比較例の撥水時間測定におけるポリオルガノシロキサン割合と撥水時間との関係を示すグラフである。

本発明において、「ポリオルガノシロキサンを含むポリプロピレン（ＰＰ）」とは、例えば、ポリマーブレンドまたはポリマーアロイにより、ポリオルガノシロキサンが混合されたポリプロピレン（ＰＰ）である。

本発明において、前記「０．３５重量％〜１．４重量％」は、ポリオルガノシロキサンとポリプロピレン（ＰＰ）との合計に対するポリオルガノシロキサンの割合である。

図１および図２に、本発明のインクカートリッジの構成の一例を示す。図１は、本例のインクカートリッジ１の外観を示す斜視図であり、図２は、前記インクカートリッジ１の分解斜視図である。なお、以下に説明するインクカートリッジは、一例であり、本発明は本例に限定および制限されない。

図１に示すように、前記インクカートリッジ１は、略６面体として構成されている。すなわち、最大面積となる一対の略矩形面と、一対の前記略矩形面を連結する４方向に位置する側面との略６つの面で構成されている。これ以降、一対の前記略矩形面の長辺に沿う方向を長手方向、一対の前記略矩形面の短辺に沿う方向を短手方向、前記長手方向および前記短手方向に直交する方向を幅方向と言う。また、一対の前記略矩形面の一方を正面、他方を背面と言う。

図１および図２に示すように、前記インクカートリッジ１は、インクを貯留するインク貯留体１００の略全体を覆うケース２００（第１ケース部材２１０および第２ケース部材２２０）を備えている。本例では、前記インク貯留体１００および前記ケース２００は、それぞれ、樹脂材料から形成されている。前記樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン等があげられる。なお、インク残量検知部１４０の形成材料については、後述する。

図２（ｂ）に示すように、前記インク貯留体１００は、インクを貯留するインクタンク１１０と、前記インクタンク１１０に貯留されているインクを外部（後述のインクジェット記録装置１０００（図７参照））に供給するインク供給部１２０と、前記インクタンク１１０内に大気を導入する大気導入部１３０とを備えている。前記インクタンク１１０は、本体部１７０と、前記インク供給部１２０と前記大気導入部１３０との間において、前記本体部１７０から長手方向に突出していると共に、内部に前記本体部１７０と連通する空間が形成されたインク残量検知部１４０とを有している。すなわち、前記インク貯留体１００の同一壁面に前記インク供給部１２０、前記大気導入部１３０、および前記インク残量検知部１４０が設けられている。

つぎに、図３を参照して、前記インク残量検知部１４０について説明する。図３は、図２（ｂ）に示すインク貯留体１００のＩ−Ｉ方向から見た断面図である。なお、図３には、説明の便宜上、後述のインクジェット記録装置１０００に設けられた透過型光学式センサ１０１４（図７参照）の光照射部１０１４ａおよび光受光部１０１４ｂを示している。前記インク残量検知部１４０は、光透過性を有しており、前記インクカートリッジ１が後述のインクジェット記録装置１０００に装着された際に、後述のインクジェット記録装置１０００に設けられた透過型光学式センサ１０１４の光照射部１０１４ａと光受光部１０１４ｂとの間に配置される。前記インク残量検知部１４０は、前記光照射部１０１４ａから照射された光（例えば、赤外光）１０２０を前記光受光部１０１４ｂに向けて透過可能である。なお、ストッパ１４２については、後述する。

前記インク残量検知部１４０は、ポリオルガノシロキサンを０．３５重量％〜１．４重量％含むポリプロピレン（ＰＰ）を用いて形成されている。前記インク残量検知部１４０の形成材料は、ポリオルガノシロキサンおよびポリプロピレン（ＰＰ）以外のその他の成分を含んでもよい。前記インク残量検知部１４０を、ポリオルガノシロキサンを０．３５重量％以上の割合で含むポリプロピレン（ＰＰ）を用いて形成することで、従来の撥水膜のように剥離による撥水性の喪失がなく、充分な撥水性を長期にわたって保持可能であり、その結果、インク残量の検知エラーを充分に防止可能である。特に、本発明のインクカートリッジでは、インク残量検知部に水性インクが存在しなくなったインクカートリッジを、使用者が、インクジェット記録装置から取り出し、インクカートリッジを振るなどした結果、残量水性インクがインク残量検知部に流入し、このインクカートリッジを直ぐにインクジェット記録装置に再度セットしたような場合であっても、インク残量検知部から水性インクが速やかに流出する。このため、本発明のインクカートリッジは、インク残量の検知エラーを充分に防止できる。

また、前記ポリオルガノシロキサンのポリプロピレン（ＰＰ）に対する配合割合（ポリオルガノシロキサン割合）を１．４重量％以下とすることで、ポリオルガノシロキサンに起因する白濁によるインク残量検知部の光透過性の低下を抑制でき、インク残量の検知を支障なく実施することができる。

前記インク残量検知部１４０における光透過による光検知は、例えば、可視光または赤外光により実施することができ、このなかで、水性インクの光劣化等の理由により、赤外光で実施することが好ましい。赤外光の照射条件は、適宜設定できる。赤外光の波長は、例えば、０．７μｍ〜１μｍである。前記光検知には、例えば、光照射部のピーク発光波長が０．９４μｍであり、光受光部のピーク受光波長が０．８８４μｍである赤外線センサを用いることができる。前記光受光部を流れる電流は、例えば、２００μＡ〜２１００μＡであり、好ましくは、４００μＡ〜２１００μＡである。光透過性の観点から、前記インク残量検知部１４０は、前記赤外線センサの光受光部側に配置することが好ましい。また、前記インク残量検知部１４０の赤外光が透過する長さ（水性インクまたは空気が存在する空間を除く、例えば、窓板厚の合計）は、例えば、０．２ｍｍ〜３．２ｍｍであり、好ましくは、０．８ｍｍ〜１．２ｍｍである。なお、前記窓板厚とは、例えば、図３におけるｔ１である。

ポリプロピレン（ＰＰ）としては、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、（株）プライムポリマー製の「Ｊ２２７Ｔ」、「Ｊ−３０００ＧＰ」等があげられる。

ポリオルガノシロキサンとしては、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、（株）プライムポリマー製の「ＭＦ１８Ｒ」（ポリオルガノシロキサン７重量％含有）、東レ・ダウコーニング（株）製の「ＢＹ２７−００１」（ポリオルガノシロキサン５０重量％含有）等があげられる。ポリオルガノシロキサンは、安価であり、取扱性に優れる。

つぎに、図４を参照して、前記インク貯留体１００について詳細に説明する。図４に示すように、前記インク貯留体１００は、前記インクタンク１１０、前記インク供給部１２０および前記大気導入部１３０を主に備えている。

なお、図４に示したインク貯留体１００の状態が、インクカートリッジ１を後述のインクジェット記録装置１０００（図７参照）に装着する姿勢である。すなわち、インクカートリッジ１は、最大面積となる面が垂直となり、かつ最大面積となる面の長辺が水平方向に沿う姿勢で後述のインクジェット記録装置１０００に装着される。このとき、前記インク供給部１２０および前記大気導入部１３０は、前記インクカートリッジ１の側面に位置する。より詳細には、前記インク供給部１２０が底部側に位置し、前記大気導入部１３０が天井側に位置する。これ以降、前記インクカートリッジ１の後述のインクジェット記録装置１０００への装着姿勢における天井側を「上」、底部側を「下」として上下方向を定める。すなわち、前記インク貯留体１００に貯留されているインクの減少に伴うインク液面の変位方向が上下方向となる。

図４に示すように、前記本体部１７０は、前記本体部１７０の正面側および背面側に縁部を有するフレーム部１８０と、前記フレーム部１８０の正面側および背面側の縁部に溶着されるフィルム１６０とを有している。本例では、前記フレーム部１８０の正面側と背面側との両面を前記フィルム１６０で塞ぐことによって、前記本体部１７０の内部にインクが貯留される空間を形成している。したがって、前記インク貯留体１００の厚みを、側壁により両面を塞ぐ場合と比較して薄くすることができる。

前記フレーム部１８０は、前記インクタンク１１０の幅方向に平行な面を有している。前記フレーム部１８０は、前記本体部１７０の内部空間を画定する立壁である外周溶着部４００と、前記インクタンク１１０の幅方向に平行な面を有しており、前記外周溶着部４００の内側に配置される内部溶着部４１１〜４１７と、前記インクタンク１１０の幅方向と直交する面を有しており、前記外周溶着部４００と前記内部溶着部４１１〜４１７とを連結する連結部４２０、４３０、４４０とを備えている。前記連結部４２０は、図４の左下部分において前記外周溶着部４００と前記内部溶着部４１１とを連結している。前記連結部４３０は、図４の上部において前記外周溶着部４００と前記内部溶着部４１２とを連結している。前記連結部４４０は、図４の左上部から右下部にかけて前記外周溶着部４００と前記内部溶着部４１３〜４１７とを連結している。ここで、図４において、前記外周溶着部４００および前記内部溶着部４１１〜４１７の黒塗りされた部分は、同一の仮想平面上に位置しており、当該部分に前記フィルム１６０が溶着されている。また、前記連結部４２０には、後述のセンサーアーム４７０の取付部４７２を挟持するアーム挟持部４２５が設けられている。

図４に示すように、前記内部溶着部４１１〜４１７は、少なくともその一部の立壁が、前記フレーム部１８０の長手方向に対して下降傾斜するか、または略直交する方向、すなわち、前記インクカートリッジ１の下方側に延びており、その下方側の端部が前記外周溶着部４００に接続されていない。よって、前記フレーム部１８０に前記フィルム１６０を溶着する際の前記フィルム１６０の弛みを抑制するために、前記外周溶着部４００の内部に複数の前記内部溶着部４１１〜４１７を設けたとしても、複数の前記内部溶着部４１１〜４１７がインクの流れを妨げることを低減することができる。また、前記内部溶着部４１１〜４１７が、前記外周溶着部４００の内側に拡散されて配置されているので、前記フィルム１６０の弛みの発生を低減すると共に、インクの流れの妨げを効果的に低減することができる。

図４に示すように、前記インク供給部１２０は、前記インクタンク１１０と連通すると共に長手方向に延在する筒状のインク供給路１２１と、その一部が前記インク供給路１２１内に内挿されるインク供給機構１２２とから構成されている。前記インク供給機構１２２は、前記インクカートリッジ１が後述のインクジェット記録装置１０００に装着されていない状態では、インクの流路を閉鎖し、後述のインクジェット記録装置１０００に装着され、後述のインクジェット記録装置１０００のインク抽出管１０１５（図７参照）が挿入されるとインクの流路を開放する。したがって、前記インク供給部１２０は、前記インクカートリッジ１が後述のインクジェット記録装置１０００に装着されている際に、前記インクタンク１１０内のインクを後述のインクジェット記録装置１０００に供給することができる。

前記大気導入部１３０は、前記インクタンク１１０と連通すると共に長手方向に延在する筒状の大気連通路１３１と、その一部が前記大気連通路１３１内に内挿されると共に、前記大気連通路１３１の外に向かって突出する棒状のバルブ開放部１３２ａを有する大気導入機構１３２とから構成されている。前記大気導入機構１３２は、前記インクカートリッジ１が後述のインクジェット記録装置１０００に装着されていない状態では、大気の流路を閉鎖し、後述のインクジェット記録装置１０００に装着され、前記バルブ開放部１３２ａが後述のインクジェット記録装置１０００の装着面１０１３（図７参照）と当接し、前記大気連通路１３１内に向かって押圧された際に大気の流路を開放する。したがって、前記大気導入部１３０は、前記インクカートリッジ１が後述のインクジェット記録装置１０００に装着されている際に、前記インクタンク１１０内を大気と連通させることができる。

前記インクタンク１１０内には、前記インクタンク１１０に貯留されたインクの減少に伴って、図４における左下部近傍、すなわち、前記インク供給部１２０近傍を支点として揺動可能なセンサーアーム４７０が配置されている。図５を参照して、前記センサーアーム４７０について説明する。図５（ａ）は、前記センサーアーム４７０の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印Ｖｂ方向から見た前記センサーアーム４７０を示した図である。前記センサーアーム４７０は、前記インクタンク１１０内のインク残量を検知するための部材である。また、前記センサーアーム４７０は、インクの比重より小さい比重となる樹脂材料（例えば、スチレン樹脂）から構成されている。

前記センサーアーム４７０は、前記インクタンク１１０内に枢支され、インク残量に応じて揺動する揺動部材である。前記センサーアーム４７０は、前記本体部１７０に設けられている略Ｃ字型のアーム保持部４２５（図４参照）に取り付けられた取付軸４７２ａを備えた取付部４７２と、図５（ａ）において前記取付部４７２の右側に位置するフロート部４７１と、前記取付部４７２から前記フロート部４７１に対して略垂直方向（図５（ａ）上方）に延びると共にさらに上方に傾斜して延びるアーム部４７３とを有している。前記フロート部４７１の体積は、前記アーム部４７３の体積よりも充分に大きいものとされている。そして、前記アーム部４７３の端部は、後述のインクジェット記録装置１０００に設けられた透過型光学式センサ１０１４（図７参照）により検知される被検知部４７３ａとなっている。前記被検知部４７３ａは、図５（ａ）の紙面に平行な面を有する板状である。なお、前記センサーアーム４７０が前記インクタンク１１０内に取り付けられた状態では、図４に示すように、前記センサーアーム４７０の前記被検知部４７３ａは、前記インク残量検知部１４０内の空間に配置される。

前記センサーアーム４７０は、一端（図５（ａ）における左側端部）に前記被検知部４７３ａを有すると共に、他端（図５（ａ）における右側端部）に前記フロート部４７１を有しており、前記取付部４７２を中心に揺動可能である。ここで、図５（ａ）に示すように、回動の中心である前記取付部４７２から前記被検知部４７３ａまでの長さは、前記取付部４７２から前記フロート部４７１の端部までの長さよりも長い。なお、前記センサーアーム４７０は、前記フロート部４７１が前記インクタンク１１０の底壁と当接することによって、図４における時計回りへの回動が規制される。また、前記被検知部４７３ａが後述のストッパ１４２と当接することによって、図４における反時計回りへの回動が規制される。このように、前記センサーアーム４７０は、前記インクタンク１１０の底壁と後述のストッパ１４２とによって、一定の揺動経路で揺動するように揺動範囲が規制されている。

前記アーム部４７３には、幅方向（図５（ｂ）の左右方向）に突出するリブ４７３ｂが形成され強度が保たれている。前記被検知部４７３ａには、上下２箇所（図５（ａ）上側端部および下側端部）に、略半球状のアーム突起部４７３ｃ、４７３ｄが設けられている。前記アーム突起部４７３ｃ、４７３ｄは、それぞれ、略半球状に形成されているので、前記インク残量検知部１４０の内壁と当接する部分が前記アーム突起部４７３ｃ、４７３ｄの先端だけとなり、水性インクの表面張力の影響を抑制することができる。

前述のとおり、前記センサーアーム４７０は、インクの比重より小さい比重となる樹脂材料から構成されている。また、前記フロート部４７１の体積は、前記アーム部４７３の体積よりも充分に大きいものとされている。前記センサーアーム４７０において、前記フロート部４７１がインクの液中に位置している場合には、重力および浮力によって前記センサーアーム４７０に生じる図５（ａ）における反時計回りのモーメントが時計回りのモーメントよりも大きくなり、前記フロート部４７１の一部がインクの液中から露出した場合には、前記フロート部４７１に生じる浮力が減少し、反時計周りのモーメントと時計回りのモーメントとが等しくなるように設定されている。したがって、前記フロート部４７１の一部がインクの液中から露出した後は、インクの減少に伴いさらにインクの液面が下がると、その液面に追従して前記フロート部４７１が下方に移動する。前記フロート部４７１が下方に移動すると、前記取付部４７２の取付軸４７２ａを支軸として、前記アーム部４７３が上方に移動する。

つぎに、図６を参照して、前記インク残量検知部１４０の構造について説明する。図６（ａ）は、前記インク残量検知部１４０近傍の概略を示す正面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向から見た前記インク残量検知部１４０の断面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た前記インク残量検知部１４０近傍の断面図である。

図６（ａ）に示すように、前記インク残量検知部１４０は、前記本体部１７０から外方（図６（ａ）左方向）に突出しており、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、その内部には前記本体部１７０の内部に連通すると共に、上下方向に延在する空間が形成されている。そして、前記インク残量検知部１４０内の空間には、前記センサーアーム４７０の一端に設けられた前記被検知部４７３ａが配置される。なお、前記被検知部４７３ａは、前記インク残量検知部１４０内において上下方向に変位可能である。また、前記インク残量検知部１４０の内部には、前記センサーアーム４７０を下方から支持し、前記センサーアーム４７０の変位を規制するストッパ１４２が設けられている。

前述のとおり、前記インク残量検知部１４０は、光透過性を有しており、前記インクカートリッジ１が後述のインクジェット記録装置１０００に装着された際に、後述のインクジェット記録装置１０００に設けられた透過型光学式センサ１０１４の光照射部１０１４ａと光受光部１０１４ｂ（図７参照）との間に配置される。また、前記センサーアーム４７０は、遮光性を有している。これにより、前記透過型光学式センサ１０１４は、前述のように、インクの減少によりインクの液面が低下した際に、前記センサーアーム４７０の回動に伴って前記アーム部４７３が上方に移動し、前記被検知部４７３ａが前記インク残量検知部１４０内において上方へ移動すると、前記被検知部４７３ａの変位を検知することができる。したがって、前記透過型光学式センサ１０１４によって、インクの残量が少なくなったことを検知することができる。

図６（ｂ）に示すように、前記インク残量検知部１４０の幅方向に沿う長さｔ２は、前記本体部１７０の幅方向に沿う長さｔ３よりも短い。したがって、前記透過型光学式センサ１０１４の前記光照射部１０１４ａと前記光受光部１０１４ｂ（図７参照）との間の間隔を比較的狭くすることができるので、安価なセンサを用いても前記被検知部４７３ａを確実に検知することができる。

つぎに、図２を参照して、前記ケース２００について説明する。前記ケース２００は、図２（ｃ）および図２（ａ）に示すように、前記インク貯留体１００を幅方向から挟み込む第１ケース部材２１０、および第２ケース部材２２０で構成されている。前記第１ケース部材２１０は、前記インク貯留体１００の図２下側面を覆う部材であり、前記第２ケース部材２２０は、前記インク貯留体１００の図２上側面を覆う部材である。

前記第１ケース部材２１０と前記第２ケース部材２２０とは略同形状に形成されており、前記インク貯留体１００を挟持した状態において、前記インク供給部１２０の一部を外部に露出する略円形の貫通孔を構成するケース切欠部２１１、２２１と、前記大気導入部１３０の一部を外部に露出する略円形の貫通孔を構成するケース切欠部２１２、２２２と、前記インク残量検知部１４０の側壁とにより前記透過型光学式センサ１０１４（図７参照）を前記インク残量検知部１４０を挟み込む位置まで挿入可能な貫通孔を前記インク残量検知部１４０の両側（図２（ａ）および図２（ｃ）の上下両側）に構成するケース切欠部２１３、２２３とがそれぞれ形成されている。

つぎに、前記ケース２００の外形状について説明する。前記第１ケース部材２１０および前記第２ケース部材２２０の短手方向両側端部には、それぞれ、前記第１ケース部材２１０および前記第２ケース部材２２０の表面に対する凹状の段差が長手方向に延在するように形成されている。この段差部分において、前記第１ケース部材２１０および前記第２ケース部材２２０がそれぞれ溶着され、前記ケース２００に対して前記インク貯留体１００が固着される。前記段差部分は、前記インク供給部１２０側（図２（ａ）および図２（ｃ）の右手前側）の段差部分が第１ケース溶着部２１６、２２６であり、前記大気導入部１３０側（図２（ａ）および図２（ｃ）の左奥側）の段差部分が第２ケース溶着部２１７、２２７である。前記第２ケース部材２２０における前記第１ケース溶着部２２６の前記ケース切欠部２２１が形成されている側とは反対側の端部には、短手方向に延びる係合部２２６ａが形成されている。なお、図示はしないが、前記第１ケース部材２２０にも前記係合部２２６ａと同様の係合部が形成されている。前記第２ケース溶着部２１７、２２７は、前記ケース２００の長手方向の略中間位置に凹状に形成された係止部２１７ａ、２２７ａを有している。

前記インクカートリッジ１は、例えば、つぎのようにして製造することができる。

すなわち、まず、ポリオルガノシロキサンとポリプロピレン（ＰＰ）とを、例えば、ポリマーブレンドまたはポリマーアロイにより混合し、前記割合のポリオルガノシロキサンを含むポリプロピレン（ＰＰ）を得る。ついで、前記ポリオルガノシロキサンを含むポリプロピレン（ＰＰ）を射出成形することで、前記インク残量検知部１４０を作成する。

つぎに、前記インク貯留体１００の前記インク残量検知部１４０および前記フィルム１６０を除く部分（以下、「インク貯留体部品」と言う）を、前述の樹脂材料を射出成形することで作成する。ついで、前記インク貯留体部品に前記インク残量検知部１４０を接着することで、接着物を得る。

つぎに、前記センサーアーム４７０を、前述の樹脂材料を射出成形することで作成する。ついで、前記センサーアーム４７０を前記接着物に組み込んだ後、前記フィルム１６０を超音波溶着により溶着することで、前記センサーアーム４７０が組み込まれた前記インク貯留体１００を作成する。

前記第１ケース部材２１０および前記第２ケース部材２２０を、それぞれ、前述の樹脂材料を射出成形することで作成する。ついで、前記センサーアーム４７０が組み込まれた前記インク貯留体１００を前記第１ケース部材２１０および前記第２ケース部材２２０で挟み込み、前記第１ケース部材２１０および前記第２ケース部材２２０を溶着することで、前記インクカートリッジ１を得ることができる。

なお、本例では、前記インク残量検知部１４０および前記インク貯留体部品を別個に作成した後、接着しているが、本発明は、これに限定されない。本発明のインクカートリッジの製造においては、前記インク残量検知部１４０および前記インク貯留体部品を、射出成形により一体成形してもよい。この場合には、前記インク貯留体部品は、前記インク残量検知部１４０と同じ割合のポリオルガノシロキサンを含むポリプロピレン（ＰＰ）を用いて作成する。このようにすることにより、前記インク貯留体部品の内壁自体にも撥水性を付与することができ、この結果、インク残留を効果的に防止することができ、水性インクを最後まで使い切ることができる。

また、前記インク残量検知部１４０と前記インク貯留体部品とを、ポリオルガノシロキサンの配合割合を変えて作成してもよい。例えば、前記インク残量検知部１４０のポリオルガノシロキサンの配合割合は、０．３５重量％〜１．４重量％とし、前記インク貯留体部品のポリオルガノシロキサンの配合割合を１．４重量％を超える範囲とすることが好ましい。前記インク貯留体部品のポリオルガノシロキサンの配合割合を１．４重量％を超える範囲とすることにより、前記インク貯留体部品の内壁自体の撥水性をさらに向上させることができ、かつ前記インク貯留体部品の遮光性も向上させることが可能となり、その結果、収容された水性インクの光劣化を効果的に防止可能となる。なお、前記インク貯留体部品におけるポリオルガノシロキサンの配合割合の上限は、水性インクにポリオルガノシロキサンが溶出しない範囲とすることが好ましい。また、前記フィルム１６０を、前記インク貯留体部品と同様に、ポリオルガノシロキサンを含むポリプロピレン（ＰＰ）を用いて作成してもよい。

本発明のインクカートリッジは、例えば、下記本発明のインクジェット記録装置に使用できる。

本発明のインクジェット記録装置は、インクカートリッジ、インク吐出手段およびインク残量検知手段を含み、前記インクカートリッジに収容されたインクを前記インク吐出手段で吐出するインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジが、本発明のインクカートリッジであり、前記インク残量検知手段が、光照射部および光受光部を備えた透過型光学式センサを含み、前記光照射部と前記光受光部との間に、前記インクカートリッジの前記インク残量検知部が配置されることを特徴とする。これを除き、本発明のインクジェット記録装置の構成は、例えば、従来公知のインクジェット記録装置と同様とすればよい。前記光照射部から照射される照射光は、可視光であってもよいが、赤外光であることが好ましい。赤外光が好ましい理由および赤外光の条件は、前述のとおりである。

つぎに、図７を参照して、前記インクカートリッジ１の本発明のインクジェット記録装置への装着方法について説明する。図７において、インクジェット記録装置１０００が、本発明のインクジェット記録装置である。

図７に示すように、前記インクジェット記録装置１０００側の装着部１０１０には、前記インクカートリッジ１を装着した際に、前記インクカートリッジ１の前記インク供給部１２０および前記大気導入部１３０と対向する装着面１０１３から前記装着面１０１３と直交する方向（図７右方向）に突出し、前記ケース２００の前記係止部２１７ａ、２２７ａと係止する係止棒１０１１と、前記ケース２００の前記第１ケース溶着部２１６、２２６を下方から支持すると共に、その第１ケース溶着部２１６、２２６の形状に応じて凹状に形成された支持部１０１２とを備えている。前記係止棒１０１１には、前記支持部１０１２側に突起し、前記係止部２１７ａ、２２７ａと略同形状に形成された凸部１０１１ａが形成されている。

前記装着部１０１０の前記装着面１０１３には、前記透過型光学式センサ１０１４が配設されている。前記透過型光学式センサ１０１４は、略コ字状であり、コ字状の開放された一方の端部が光を照射する光照射部１０１４ａであり、他方の端部が光を受光する光受光部１０１４ｂである。前記光照射部１０１４ａと前記光受光部１０１４ｂとが、前記ケース切欠部２１３、２２３と前記インク残量検知部１４０とにより形成される貫通孔にそれぞれ挿通されるよう、前記装着面１０１３から突出するように取り付けられている。なお、前記透過型光学式センサ１０１４は、前記光照射部１０１４ａから照射された光を前記光受光部１０１４ｂが受光した場合に、前記インクジェット記録装置１０００に設けられた制御基板（図示せず）に信号を出力せずに（または、出力し）、前記光照射部１０１４ａから照射された光が遮断され前記光受光部１０１４ｂが受光できない場合に、前記制御基板に信号を出力する（または、出力しない）ように構成されている。

また、前記装着面１０１３の前記インク供給部１２０に対応する側（図７（ａ）下側）には、インク抽出管１０１５が突出して設けられる一方、前記装着面１０１３の前記大気導入部１３０に対応する側（図７（ａ）上側）は、その装着面１０１３が平面に形成されている。前記インク抽出管１０１５には、インク流路１０１３ａが連接されており、前記インク流路１０１３ａを通り、図示しない吐出口へ水性インクが供給される。また、前記大気導入部１３０側の前記装着面１０１３には、大気導入路１０１３ｂが形成されており、前記大気導入路１０１３ｂを通り、前記インクカートリッジ１（前記インクタンク１１０）内に大気が導入される。

さらに、前記装着部１０１０には、前記支持部１０１２の先端側（図７（ａ）右側、インクカートリッジ１側の端部）に、前記ケース２００の前記係合部２１６ａ、２２６ａと係合して回動する係合部材１０１７が備えられている。前記係合部材１０１７は、前記ケース２００の前記係合部２１６ａ、２２６ａと係合する係合端部１０１７ａと、前記係合端部１０１７ａに連接され前記ケース２００の前記装着部１０１０に対向する面の反対側面を覆う被覆部１０１７ｃとを備えている。

前記インクカートリッジ１の装着は、前記ケース２００の前記第１ケース溶着部２１６、２２６が前記支持部１０１２と当接するように挿入し、前記第１ケース溶着部２１６、２２６が前記支持部１０１２上をスライドするよう押圧することで行われる。すなわち、図７（ａ）に示すように、矢印Ｅ方向にインクカートリッジ１をスライドさせる。

図７（ｂ）に示すように、前記インクカートリッジ１が前記装着部１０１０方向（図７（ｂ）左方）に押し込まれると、前記係止棒１０１１は、前記第２ケース溶着部２１７、２２７に押されて、前記支持部１０１２から離れる方向に弾性変形する。また、前記係合部材１０１７の前記係合端部１０１７ａが前記係合部２１６ａ、２２６ａと当接する。さらに、前記インクカートリッジ１を押し込むと、前記係合部材１０１７が上方へと回動する（図７（ｂ）矢印Ｆ方向）。

図７（ｃ）に示すように、図７（ｂ）の状態からさらに前記インクカートリッジ１を押し込むと（または、前記係合部材１０１７を使用者が図７（ｂ）の矢印Ｆ方向に回動させると）、前記係止棒１０１１の凸部１０１１ａが前記ケース２００の前記係止部２１７ａ、２２７ａに嵌り込み係合され、前記インクカートリッジ１を固定する。よって、前記インクカートリッジ１は、前記装着部１０１０に装着された状態で、印刷の振動等により簡単に外れてしまうことが防止される。

また、前記インクカートリッジ１が前記装着部１０１０に装着されると、前記インク抽出管１０１５が前記インク供給部１２０内部に挿入され、インク供給が可能な状態となり、前記透過型光学式センサ１０１４が前記ケース切欠部２１３、２２３と前記インク残量検知部１４０とにより形成される貫通孔に挿通され、インク残量を検知可能な状態となる。

本例のインクカートリッジ１では、前記インク残量検知部１４０は、前記インクカートリッジ１が前記インクジェット記録装置１０００に装着されたときに、前記インクジェット記録装置１０００に設けられた前記透過型光学式センサ１０１４の前記光照射部１０１４ａと光受光部１０１４ｂとの間に配置される。したがって、簡易な機構で確実に前記被検知部４７３ａを検知させることができる。

つぎに、図８を参照して、前記インクタンク１１０内のインク残量の検知方法について説明する。図８（ａ）は、インク有りの状態を示しており、図８（ｂ）は、インク無しの状態を示している。

図８（ａ）に示すように、前記インクタンク１１０内に水性インクが多く貯留されている状態（少なくとも、前記被検出部４７３ａが前記ストッパ１４２と当接している際の前記フロート部４７１の位置よりも上方にインク液面が位置する状態）では、前述したように、前記センサーアーム４７０に生じる反時計回りのモーメントが時計回りのモーメントよりも大きくなるので、前記フロート部４７１が水性インク内に浮いている。このとき、前記センサーアーム４７０の前記被検知部４７３ａは、前記透過型光学式センサ１０１４の前記光照射部１０１４ａおよび光受光部１０１４ｂの間を遮断する検知位置に位置している。この状態がインク有りの状態であり、前記インクジェット記録装置１０００の制御基板（図示せず）でインク有りの判別がなされる。前述のとおり、前記光照射部１０１４ａから照射される照射光は、可視光であってもよいが、赤外光であることが好ましい。赤外光が好ましい理由および赤外光の条件は、前述のとおりである。

その後、前記インクタンク１１０内のインクが減少して前記アーム部４７３がインクの液面から露出すると、前記アーム部４７３に生じる浮力が減少する。これにより、前記センサーアーム４７０に生じる反時計回りのモーメントが小さくなるが、反時計回りのモーメントが時計回りのモーメントよりも大きいことに変わりはなく、前記センサーアーム４７０は、図８（ａ）に示す位置に留まっている。さらにインクが減少し、前記フロート部４７１がインクの液面から露出すると、前記アーム部４７３に生じる浮力が減少する。これにより、前記センサーアーム４７０に生じる反時計回りのモーメントが小さくなる。そして、前記フロート部４７１の一部がインクの液中から露出したときに、反時計周りのモーメントと時計回りのモーメントとが等しくなる。その後、さらにインクが減少すると、低下するインクの液面に追従して前記フロート部４７１が下方に移動する。そして、前記インクタンク１１０内のインクがほぼ無くなると、前記センサーアーム４７０の前記フロート部４７１が前記インクタンク１１０の底面に当接する。このフロート部４７１の下方への移動により、前記センサーアーム４７０が前記取付部４７２を中心として時計回り方向（図８（ｂ）矢印方向）に回動し、前記センサーアーム４７０の前記被検知部４７３ａが上方へ変位する。前記被検知部４７３ａが、前記透過型光学式センサ１０１４の前記光照射部１０１４ａと前記光受光部１０１４ｂとの間を遮らない非検知位置まで変位すると、前記光照射部１０１４ａと前記光受光部１０１４ｂとの間に光が通る。この状態がインク無しの状態であり、前記インクジェット記録装置１０００の制御基板（図示せず）でインク無しの判別がなされる。

本例のインクカートリッジ１では、前記センサーアーム４７０によりインク残量を検知している。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明のインクカートリッジは、例えば、インク自体で、検知用の光を遮断し、インクの減少によって、光が透過することによりインク残量を検知するものであってもよい。

本発明のインクカートリッジに収容されるインクジェット記録用水性インクは、特に限定されず、顔料および染料等の着色剤、水および水溶性有機溶剤を含む水性インクであることが好ましい。特に、本発明のインクカートリッジは、光を透過しない顔料を含む水性インクを収容しても、インク残量の検知エラーを充分に防止可能である。

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例により限定および制限されない。

［実施例１〜４および比較例２］
ポリオルガノシロキサンおよびポリプロピレン（ＰＰ）を、表２に示す配合割合でポリマーブレンドし、前記ポリマーブレンド物の射出成形により、図２（ｂ）に示すインク貯留体１００のフィルム１６０以外の部分を作成した後、前記フィルム１６０を超音波溶着により溶着し、インク貯留体Ａ−１〜Ｄ−１およびＦ−１を作成した。前記インク貯留体Ａ−１〜Ｄ−１およびＦ−１においては、インク残量検知部１４０の窓板厚を０．４ｍｍとした。

［実施例５〜７］
インク残量検知部１４０の窓板厚を０．６ｍｍとしたこと以外は、実施例１、２および４と同様にして、インク貯留体Ａ−２、Ｂ−２およびＤ−２を作成した。

［比較例１］
ポリプロピレン（ＰＰ）の射出成形により、図２（ｂ）に示すインク貯留体１００のフィルム１６０以外の部分を作成した後、前記フィルム１６０を超音波溶着により溶着し、インク貯留体Ｅ−１を作成した。前記インク貯留体Ｅ−１においては、インク残量検知部１４０の窓板厚を０．４ｍｍとした。

（赤外光透過率測定）
実施例１、２および４〜７について、赤外線センサを用いて、各インク貯留体のインク残量検知部１４０に水性インクが接しておらず、かつ各インク貯留体のインク残量検知部１４０が赤外線センサの光受光部側に接した状態における赤外光透過率（％）を測定した。前記赤外線センサには、光照射部のピーク発光波長が０．９４μｍ、光受光部のピーク受光波長が０．８８４μｍであり、前記光受光部を流れる電流を２００μＡとなるように設定したものを用いた。

（撥水時間測定）
実施例１、３および比較例１、２について、各インク貯留体に水性インクを収容し、各インク貯留体を、インク残量検知部１４０が下となる姿勢で６０℃で２週間保存した後、インクジェット記録装置１０００に装着する姿勢に戻した。このときの前記インク残量検知部１４０から前記水性インクが流出し、前記インク残量検知部１４０の赤外光透過率が２５％以上となるまでの時間（撥水時間）を測定した。なお、前記水性インクは、下記方法により調製した。
水性インクの調製
水性インク組成（表１）における、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、インクジェット記録用水性インクを得た。

表２に、赤外光透過率測定および撥水時間測定の結果を示す。また、図９のグラフに、赤外光透過率測定におけるポリオルガノシロキサン割合と赤外光透過率との関係を示す。さらに、図１０のグラフに、撥水時間測定におけるポリオルガノシロキサン割合と撥水時間との関係を示す。

表２および図９に示すとおり、ポリオルガノシロキサン割合が１．４重量％以下のインク貯留体では、インク残量検知部の窓板厚が０．６ｍｍであっても、赤外線透過率が２５％以上であり、インク残量検知部の光透過性の低下が抑制された。また、表２および図１０に示すとおり、ポリオルガノシロキサン割合が０．３５重量％以上のインク貯留体では、撥水時間が６秒以下であった。

以上のように、本発明のインクカートリッジは、インク残量の検知エラーを充分に防止可能なものである。本発明のインクカートリッジの用途は、特に限定されず、各種インクジェット記録に広く適用可能である。

１ インクカートリッジ
１１０ インクタンク
１４０ インク残量検知部
１７０ 本体部
４７０ センサーアーム
４７３ａ 被検知部
１４２ ストッパ
４２５ アーム保持部
４７１ フロート部
１０００ インクジェット記録装置
１０１４ 透過型光学式センサ
１０１４ａ 光照射部
１０１４ｂ 光受光部
１０２０ 光

Claims (4)

1. インクジェット記録用水性インクを収容するためのインクカートリッジ、インク吐出手段およびインク残量検知手段を含み、
   前記インクカートリッジに収容された前記水性インクを前記インク吐出手段で吐出するインクジェット記録装置であって、
   前記インクカートリッジが、
   光透過の有無によってインク残量を検知するインク残量検知部を有し、
   前記インク残量検知部が、ポリオルガノシロキサンを０．３５重量％〜１．４重量％含むポリプロピレンを用いて形成されているインクカートリッジであり、
   前記インク残量検知手段が、光照射部および光受光部を備えた透過型光学式センサを含み、前記光照射部と前記光受光部との間に、前記インクカートリッジの前記インク残量検知部が配置されることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記光照射部が、赤外光を照射することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インクカートリッジの前記インク残量検知部以外の部分が、ポリオルガノシロキサンを含むポリプロピレンを用いて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
4. ポリオルガノシロキサンとポリプロピレンとの合計に対するポリオルガノシロキサンの割合が、１．４重量％を超えることを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録装置。

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