JP6187098B2 - 印刷流体カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、印刷流体が貯留される印刷流体カートリッジに関する。

従来、インクを用いて記録用紙（被記録媒体）に画像を記録するインクジェット記録装置が広く知られている。インクジェット記録装置は、インクジェット記録方式の記録ヘッドを備える。記録ヘッドは、インクカートリッジから供給されたインクを記録用紙へ向けてノズルから選択的に噴出する。インクカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能に設けられる。

上記インクカートリッジには、インクを貯留するインク室が設けられている。空気と接触することによるインクの劣化を考慮すると、インク室は、インクで充填されており、インクの消費に伴って容積が減少する可撓性の部材、例えば膜などによって構成されていることが望ましい（特許文献１，２）。

特開２００９−１８４２４号公報 特開２００５−３０５９４０号公報

しかしながら、インクの消費に伴ってインク室を構成する膜が撓むときに、必ずしもインクの流出口から遠い側から撓んでいくとは限らない。例えば、インクの流出口に近い側から膜が撓むと、流出口に近い側において膜同士又は膜と対向する壁とが密着して、流出口から遠い側の空間と流出口との間におけるインクの流れを遮断することがある。そうすると、インク室にインクが残っているにも拘わらず、流出口からインクが外部へ供給されないという問題が生ずる。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可撓性の膜を有して構成された空間に貯留された印刷流体が流出されたときの残量を安定して少なくできる手段を提供することにある。

(1) 本発明に係る印刷流体カートリッジは、第１壁、及び当該第１壁の周囲を囲繞する外周壁を有するフレームと、上記第１壁と対向して配置されて上記外周壁に液密に接着されており、上記フレームと共に印刷流体が貯留される空間を区画する膜と、上記フレームに設けられており、上記フレームの外部と上記空間との間で印刷流体を流通させる印刷流体流通部と、上記第１壁又は上記膜の少なくとも一方に設けられており、他方へ向かって突出する複数の突出部と、を具備する。上記膜は、上記第１壁側へ撓むことができる可撓性を有する。上記印刷流体流通部に対して近い側の上記突出部が上記第１壁又は上記膜から突出する第１距離は、上記印刷流体流通部に対して遠い側の上記突出部が上記第１壁又は上記膜から突出する第２距離より長い。

フレームと膜とにより区画される空間には印刷流体が充填される。空間に貯留された印刷流体が印刷流体流通部から流出すると、流出した印刷流体の容量に応じて膜が第１壁側へ撓んで空間の容積が減少する。第１壁側へ撓んだ膜と第１壁との間には、突出部が存在するので、突出部が突出する距離だけ第１壁と膜との間に隙間が生じる。さらに印刷流体が流出すると、突出部の間において膜が第１壁側へ撓む。印刷流体流通部に近い側の突出部の第１距離が、印刷流体流通部から遠い側の突出部の第２距離より長いので、先ず、印刷流体流通部から遠い側の突出部の間において、膜と第１壁とが接触する。これにより、印刷流体流通部に近い側において、先に膜と第１壁とが接触して、印刷流体流通部への印刷流体の流通が遮断されることがない。

(2) また、上記印刷流体流通部に対して近い側において隣り合う上記突出部の頂部の最短距離である第３距離は、上記印刷流体流通部に対して遠い側において隣り合う上記突出部の頂部の最短距離である第４距離より短くてもよい。

膜と突出部とが接触し、さらに印刷流体が流出したときに、印刷流体流通部に対して遠い側から膜がフレームの第１壁に接触するように変形するので、印刷流体流通部に近い側において印刷流体が円滑に流通する。

(3) また、上記突出部は、頂部から上記第１壁又は上記膜に向かって外形が大きくなるテーパ形状であってもよい。

テーパ形状によって、撓んだ膜と突出部との隙間を小さくできるので、印刷流体の残量を少なくできる。

(4) 上記印刷流体流通部に対して近い側の上記突出部のテーパ形状は、上記印刷流体流通部に対して遠い側の上記突出部のテーパ形状より、外形の拡がりが小さくてもよい。

印刷流体流通部に近い側において、撓んだ膜と突出部との隙間を大きくできるので、印刷流体流通部に近い側において印刷流体が円滑に流通する。

(5) 上記突出部は、上記第１距離及び上記第２距離が、上記外周壁が上記第１壁から上記膜側へ延びる最大距離である第５距離より短くてもよい。

突出部の体積を小さくできるので、膜が外周壁より第１壁側に撓んでいない状態において、フレーム及び膜により形成される空間に貯留可能な印刷流体の容量を多くできる。

(6) 上記外周壁に設けられており、上記空間に露出された反射面及び上記外周壁の外部に露出された透過面を有する透光部材を更に具備しており、上記反射面は、上記空間に貯留された印刷流体と接触しているときにおいて上記透過面に照射されて上記透光部材内を透過する光を反射する反射率Ｒ１と、上記空間に貯留された印刷流体と接触していないときにおいて上記透過面に照射されて上記透光部材内を透過する光を反射する反射率Ｒ２と、が異なってもよい。

膜が撓んで透過面に接触することにより反射率が変わるので、フレーム及び膜により形成される空間に貯留された印刷流体の残量が少なくなったことを光学的に検知し得る。

(7) 上記透光部材は、上記印刷流体流通部に最も近い上記突出部より、上記印刷流体流通部から離れた位置に配置されていてもよい。

空間に貯留された印刷流体が少なくなり、印刷流体流通部の周囲に印刷流体が無くなる前に、可撓性の膜が透光部材の反射面に接触するので、残量検知が可能となる。

(8) 上記透光部材が配置された上記外周壁の一部と対向して上記第１壁から突出された突条を更に具備してもよい。

突条に沿って膜が撓むことによって、透過面に膜を安定して接触させることができる。

(9) 上記突条は、上記第１壁から上記膜へ向かって突出する距離である第６距離が、上記外周壁が上記第１壁から上記膜側へ延びる最大距離である第５距離より短いものであってもよい。

突条の容積を小さくできるので、膜が外周壁より第１壁側に撓んでいない状態において、フレーム及び膜により形成される空間に貯留可能な印刷流体の容量を多くできる。

(10) 上記反射面は、上記外周壁と直交する方向に対して傾斜し、かつ上記膜側を向いた第１傾斜面であり、上記透光部材は、上記第１傾斜面より上記第１壁側に設けられて、上記外周壁と直交する方向に対して傾斜し、かつ上記第１壁側を向いた第２傾斜面を有しており、上記第２傾斜面は、少なくとも上記空間に貯留された印刷流体と接触していないときにおいて、上記透光部材内を透過する光を上記第１傾斜面又は上記透過面へ向かって反射するものであってもよい。

本発明によれば、可撓性の膜を有して構成された空間から印刷流体が流出されると、先ず、印刷流体流通部から遠い側の突出部の間において、膜と第１壁とが接触するので、膜が撓みきった空間における印刷流体の残量を安定して少なくできる。

図１は、カートリッジ装着部１１０を備えたプリンタ１０の内部構造を模式的に示す模式図である。 図２は、インクカートリッジ３０を示す斜視図である。 図３は、フレーム３１及び膜８２を示す分解斜視図である。 図４は、フレーム３１及び膜８２により構成されるインク室３６の左右方向５１及び上下方向５２に沿った断面を示す断面図である。 図５は、図４におけるＶ−Ｖ断面を示す断面図である。 図６（Ａ）は、インク流通部３４から遠い側において膜８２が撓んで突出部６０の頂部６１に接触した状態を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、インク流通部３４から近い側において膜８２が撓んで突出部６０の頂部６１に接触した状態を示す断面図である。 図７（Ａ）は、インク流通部３４から遠い側において膜８２が撓んで側壁８１に接触した状態を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、インク流通部３４から近い側において膜８２が撓んで側壁８１に接触した状態を示す断面図である。 図８（Ａ）は、膜８２が撓んでリブ６３に接触した状態を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、膜８２が撓んで第１傾斜面４６に接触した状態を示す断面図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

［プリンタ１０の概要］
図１に示されるように、プリンタ１０は、インクジェット記録方式に基づいて、記録用紙などの被記録媒体に対してインク滴を選択的に吐出することにより画像を記録するものである。プリンタ１０は、インク供給装置１００を備えている。インク供給装置１００には、カートリッジ装着部１１０が設けられている。カートリッジ装着部１１０には、インクカートリッジ３０が装着され得る。カートリッジ装着部１１０には、その一面が外部に開放された開口１１２が設けられている。インクカートリッジ３０は、開口１１２を介してカートリッジ装着部１１０に挿入され、或いはカートリッジ装着部１１０から抜き出される。インクカートリッジ３０が印刷流体カートリッジに相当する。

インクカートリッジ３０には、プリンタ１０で使用可能なインクが貯留されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、インクカートリッジ３０と記録ヘッド２１とがインクチューブ２０で接続される。記録ヘッド２１にはサブタンク２８が設けられている。サブタンク２８は、インクチューブ２０を通じて供給されるインクを一時的に貯留する。記録ヘッド２１は、インクジェット記録方式によって、サブタンク２８から供給されたインクをノズル２９から選択的に吐出する。

給紙トレイ１５から給紙ローラ２３によって搬送路２４へ送給された記録用紙は、搬送ローラ対２５によってプラテン２６上へ搬送される。記録ヘッド２１は、プラテン２６上を通過する記録用紙に対してインクを選択的に吐出する。これにより、画像が記録用紙に記録される。プラテン２６を通過した記録用紙は、排出ローラ対２２によって、搬送路２４の最下流側に設けられた排紙トレイ１６に排出される。

なお、本実施形態に係るプリンタ１０の概略構成は一例に過ぎず、例えば、記録用紙の給紙方式や搬送方式、搬送路の形状などは、公知のインクジェットプリンタにおける他の構成が採用されてもよいことは言うまでもない。

［インク供給装置１００］
図１に示されるように、インク供給装置１００は、プリンタ１０に設けられている。インク供給装置１００は、プリンタ１０が備える記録ヘッド２１へインクを供給するものである。インク供給装置１００は、インクカートリッジ３０を装着可能なカートリッジ装着部１１０を備えている。

カートリッジ装着部１１０は、開口１１２によって一方が開口された空間を有するケースを備えており、そのケース内の空間にインクカートリッジ３０が収容可能となっている。なお、図１においては、カートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態が示されている。カートリッジ装着部１１０には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのインクカートリッジ３０が収容可能であるが、図１においては、１つのインクカートリッジ３０が収容可能な空間が示されている。

図１に示されるように、開口１１２と対向するケースの終面の下部には、管状の樹脂針からなるインクニードル１２２が設けられている。インクニードル１２２は、ケースの終面において、カートリッジ装着部１１０に装着されたインクカートリッジ３０のインク流通部３４に対応する位置に配置されている。インクニードル１２２は、インクカートリッジ３０のインク供給口７１に挿入されてインク供給バルブ７０に接触し、インク供給口７１から離れるようにインク供給バルブ７０を移動させる。これにより、インク室３６内のインクは、インク流路７２を通じてインクニードル１２２に接続されたインクチューブ２０に流出される。

図１に示されるように、ケースの底面には光センサ１１４が設けられている。光センサ１１４は、上下方向５２の上向きへ光を照射する発光素子１１５（図８参照）と、上下方向５２の下向きの光の受光強度に応じた電気シグナルを発生させる受光素子１１６（図８参照）とで構成されている。発光素子１１５は、例えばＬＥＤ等であり、受光素子１１６は、例えばフォトトランジスタ等である。光センサ１１４は、装着状態のインクカートリッジ３０の残量検知部３３と対向する。

［インクカートリッジ３０］
図２〜５に示されるように、インクカートリッジ３０は、インクが貯留される容器である。インクカートリッジ３０の内部に形成されている空間がインクを貯留するインク室３６である。

インクカートリッジ３０は、図２に示された起立状態、つまり、同図の下側の面を底面とし、同図の上側の面を上面として、カートリッジ装着部１１０に対して矢印５０で示される方向（以下「挿入及び取出方向５０」と称する。）に沿って挿抜される。すなわち、インクカートリッジ３０は、挿入向き５６に沿ってカートリッジ装着部１１０に挿入され、取出向き５５に沿ってカートリッジ装着部１１０から抜き出される。インクカートリッジ３０は、起立状態のままカートリッジ装着部１１０に挿抜される。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される向きが挿入向き５６であり、抜き出される向きが取出向き５５である。起立状態における上下方向５２が、重力方向に相当する。

図１及び図２に示されるように、インクカートリッジ３０は、カバー３２からフレーム３１のインク流通部３４及び残量検知部３３が外部へ露出されて構成されている。カバー３２は、左右方向５１に細く、上下方向５２及び前後方向５３の寸法が左右方向５１の寸法よりも大きい扁平な箱形状である。カバー３２は、例えば、左右方向５１に分かれた２つの部材が組み付けられるなど、複数の部材から構成されていてよい。カバー３２の内部空間にフレーム３１及び膜８２が収容されている。カバー３２には、インク流通部３４を外部へ露出させるための孔３５が、インク流通部３４に対応する位置に設けられている。また、図１に示されるように、カバー３２には、残量検知部３３を外部へ露出させるための孔３７が、残量検知部３３に対応する位置に設けられている。

図３に示されるように、カバー３２の内側に、フレーム３１及び膜８２が設けられている。フレーム３１は、左右方向５１に細く、上下方向５２及び前後方向５３の寸法が左右方向５１の寸法よりも大きい扁平形状である。フレーム３１は、上下及び前後の枠を画定する外周壁８０と、外周壁８０の左右方向５１の一方の側壁をなす側壁８１とを有する。

外周壁８０は、上下方向５２に沿って延びる前壁４０及び後壁４１と、前後方向５３に沿って延びる上壁３９及び下壁４２と、を有する。前壁４０及び後壁４１が上下方向５２に離間されて対向しており、その上下に、上壁３９及び下壁４２がそれぞれ接続されて、左右方向５１から視たときに矩形の枠となっている。前壁４０、後壁４１、上壁３９、及び下壁４２の左右方向５１に沿った幅は一定である。なお、本実施形態では、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ挿入される挿入向き５６を基準として前後が規定される。

側壁８１は、外周壁８０の左右方向５１の一方において、前壁４０、後壁４１、上壁３９、及び下壁４２に接続されている。換言すると、側壁８１の縁の周囲を外周壁８０が囲繞している。側壁８１によって、外周壁８０の左右方向５１の一方が塞がれている。側壁８１が第１壁に相当する。なお、側壁８１には、外周壁８０の左右方向５１の他方へ向かって突出する複数の突出部６０及びリブ６３が設けられているが、突出部６０及びリブ６３については後述される。

膜８２は、樹脂フィルムなどの、左右方向５１へ撓むことが可能な可撓性の部材であり、外周壁８０の左右方向５１の他方において、前壁４０、後壁４１、上壁３９、及び下壁４２に液密に溶着されている。外周壁８０に溶着された膜８２は、外周壁８０の他方側の縁付近にあるか或いは外側へ膨らんだ第１状態（図４参照）と、インク室３６内のインクが消費されて側壁８１に接触して撓んだ第２状態（図７参照）とに変化する。第１状態において、外周壁８０、側壁８１及び膜８２により形成される空間、すなわちインク室３６の容積が最大或いは最大近くになり、第２状態において、インク室３６の容積が最小となる。したがって、第１状態のインク室３６には最大容量のインクが貯留され、第２状態のインク室３６には貯留されたインクが最小残量となる。インク室３６が空間に相当する。なお、膜８２は、ガス透過性が零である必要はなく、インク室３６において消費されるインクがインク室３６から流出する速度に対して、十分に小さなガス透過性であればよい。

［インク流通部３４］
図２〜５に示されるように、フレーム３１の前壁４０における上下方向５２の下側に、インク流通部３４が設けられている。インク流通部３４は、円筒形状の外形をなしており、前壁４０から挿入及び取出方向５０に沿って外側へ突出している。インク流通部３４の突出端にはインク供給口７１が形成されている。インク流通部３４の内部には、インク供給口７１から挿入及び取出方向５０に延びてインク室３６へ通ずるインク流路７２が形成されている。インク流通部３４は、カバー３２の孔３５を通じて、カバー３２の外側へ突出している。

図１に示されるように、インク供給口７１は、インク流路７２に配置されたインク供給バルブ７０によって開閉可能に構成されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、カートリッジ装着部１１０に設けられたインクニードル１２２が、インク供給口７１に挿入されてインク供給バルブ７０に接触し、インク供給口７１から離れるようにインク供給バルブ７０を移動させる。つまり、インク供給口７１が開かれる。これにより、インク室３６内のインクは、インク流路７２を通ってインクニードル１２２へ流出される。また、インクカートリッジ３０の製造過程において、インク流通部３４内にインク注入装置（不図示）のインクニードルが挿入されることによって、インク注入装置からのインクがインク流路７２を通ってインク室３６に注入される。インク流通部３４が印刷流体流通部に相当する。

なお、インク供給口７１は、必ずしもインク供給バルブ７０によって開閉可能な構成に限定されない。例えば、インク室３６にインクを注入した後でインク供給口７１をフィルムやゴム栓などで閉塞してもよい。そして、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、インクニードル１２２がフィルムを突き破ることによりインク供給口７１が開かれる構成であってもよい。

また、インク流通部３４をインク室３６からインクを流出させるインク供給部としてのみ利用し、インク室３６にインクを注入する通路を有するインク注入部（不図示）を別途設けてもよい。この場合、インク注入部は、フレーム３１を構成する外周壁８０のうち、インク室３６を区画する壁面に設けられる。

［残量検知部３３］
図１〜５に示されるように、フレーム３１の外周壁８０におけるインク室３６の底面を区画する面には、残量検知部３３が設けられている。残量検知部３３は、インク室３６の底面において、前後方向５３の中央付近に配置されている。残量検知部３３が透光部材に相当する。

図４に示されるように、残量検知部３３は、外周壁８０の一部として構成されている。残量検知部３３は、光センサ１１４が照射する光を透過する部材、例えば、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの素材からなる。図４に示される残量検知部３３の断面（左右方向５１及び上下方向５２に沿った断面）において、残量検知部３３は、外周壁８０の外面側に透過面４５を有しており、かつインク室３６側に第１傾斜面４６及び第２傾斜面４７を有する。

透過面４５は、外周壁８０の外面と同一の面をなしており、左右方向５１及び前後方向５３と平行な面である。第１傾斜面４６及び第２傾斜面４７は、透過面４５に垂直な仮想線４８に対して傾斜する向きが相反する面である。第１傾斜面４６は、膜８２側の斜め上方を向いて前後方向５３に沿って延びている。第２傾斜面４７は、側壁８１側の斜め上方を向いて前後方向５３に沿って延びている。第１傾斜面４６と第２傾斜面４７とは、左右方向５１に並んで配置されており、それぞれの上端が連続している。第１傾斜面４６及び第２傾斜面４７が反射面に相当する。

第１傾斜面４６は、インク室３６に貯留されたインクと接触しているときにおいて、残量検知部３３内を透過する光を反射する反射率Ｒ１と、インク室３６に貯留されたインクと接触していないときにおいて、残量検知部３３内を透過する光を反射する反射率Ｒ２と、が異なる。例えば、反射率Ｒ１は、残量検知部３３内を上下方向５２へ透過する光を、第１傾斜面４６においてインク室３６側へほとんど透過させる反射率であり、反射率Ｒ２は、残量検知部３３内を上下方向５２へ透過する光を、第１傾斜面４６においてほぼ全反射させる反射率である。

第２傾斜面４７は、インク室３６に貯留されたインクと接触しているか否かに拘わらず、残量検知部３３内を透過する光を全反射する。この全反射は、例えば、第２傾斜面４７にアルミなどの光を反射する素材が膜として積層されることにより実現される。第１傾斜面４６及び第２傾斜面４７が仮想線４８に対して傾斜する角度が適切に設定されることによって、第１傾斜面４６において全反射されて第２傾斜面４７へ向かう光は、第２傾斜面４７において全反射されて上下方向５２に沿って透過面４５へ向かう。

なお、前後方向５３から見て、残量検知部３３の第２傾斜面４７は、インク流通部３４のインク流路７２と重なる高さの位置に配置されている。この位置に第２傾斜面４７が配置されることにより、起立状態（装着状態）のインクカートリッジ３０において、インク室３６におけるインクの液面がインク流路７２の高さとなるまでインクが消費されると、後述されるように残量検知部３３の検知状態に変化が起こる。

［突出部６０］
図４及び図５に示されるように、フレーム３１の側壁８１には、膜８２へ向かって突出する複数の突出部６０が設けられている。各突出部６０は、側壁８１側が大径であり、膜８２側が小径であって、膜８２側へ向かって外径が次第に小さくなるテーパ形状の円柱である。各突出部６０の膜８２側となる頂部６１は、側壁８１のインク室３６側の面と平行な円形の平面である。各突出部６０が側壁８１から突出する距離（距離Ｈ１，Ｈ２など）は、外周壁８０の上壁３９、前壁４０、後壁４１及び下壁４２が側壁８１から突出する距離Ｈ３より短い（距離Ｈ１，Ｈ２＜距離Ｈ３）。距離Ｈ３が第５距離に相当する。なお、本実施形態では、上壁３９、前壁４０、後壁４１及び下壁４２が側壁８１からそれぞれ突出する距離は同じである。

図４に示されるように、各突出部６０が側壁８１から左右方向５１に沿って突出する距離は、インク流通部３４からの距離に応じて異なっている。詳細には、インク流通部３４に対して近い側（図４においては下側）の突出部６０が側壁８１から膜８２側へ突出する左右方向５１に沿った距離Ｈ１は、インク流通部３４に対して遠い側（図４においては上側）の突出部６０が側壁８１から膜８２側へ突出する左右方向５１に沿った距離Ｈ２より長い（距離Ｈ１＞距離Ｈ２）。なお、これらの突出部６０の間の突出部６０が側壁８１から膜８２側へ突出する左右方向５１に沿った距離は、距離Ｈ１より短く、かつ距離Ｈ２より長い。つまり、各突出部６０が側壁８１から左右方向５１に沿って突出する距離は、インク流通部３４に近いほど長くなっている。距離Ｈ１が第１距離に相当し、距離Ｈ２が第２距離に相当する。

図５に示されるように、各突出部６０の配置は、インク流通部３４からの距離に応じて異なっている。詳細には、インク流通部３４に近い側において隣り合う突出部６０のうちの最短の距離Ｌ１は、インク流通部３４に対して遠い側において隣り合う突出部６０のうちの最短の距離Ｌ２より短い（距離Ｌ１＜距離Ｌ２）。換言すると、各突出部６０は、インク流通部３４を中心に同心円状に並んでおり、同じ円弧上に配置されている各突出部６０同士阿、隣り合う突出部６０となっている。すなわち、インク流通部３４に対して近い側の円弧上で隣り合う突出部６０の距離Ｌ１は、インク流通部３４に対して遠い側の円弧上において隣り合う突出部６０の距離Ｌ２より短いと言い換えることができる。

なお、これらの突出部６０の間において隣り合う突出部６０のうちの最短の距離は、距離Ｌ１より長く、かつ距離Ｌ２より短い。つまり、隣り合う突出部６０のうち最短の距離は、インク流通部３４に近いほど短くなっている。また、隣り合う突出部６０の最短距離は、各頂部６１の縁の間の距離である。また、図５においては、インク流通部３４からの距離が等しい位置が連続した１点鎖線により示されている。距離Ｌ１が第３距離に相当し、距離Ｌ２が第４距離に相当する。

図４に示されるように、各突出部６０のテーパ形状は、インク流通部３４からの距離に応じて異なっている。詳細には、インク流通部３４に対して近い側（図４においては下側）の突出部６０のテーパ形状、すなわち突出部６０の側面と側壁８１のインク室３６側の面とがなす角度Ａ１は、鈍角をなし、インク流通部３４に対して遠い側（図４においては上側）の突出部６０のテーパ形状、すなわち突出部６０の側面と側壁８１のインク室３６側の面とがなす角度Ａ２より小さい（角度Ａ１＜角度Ａ２）。なお、これらの突出部６０の間の突出部６０のテーパ形状、すなわち突出部６０の側面と側壁８１のインク室３６側の面とがなすは、角度Ａ１より大きく、かつ角度Ａ２より小さい。つまり、各突出部６０のテーパ形状は、インク流通部３４に近いほど、頂部６１の外径に対する側壁８１側の外径の拡がりが小さくなっている。

［リブ６３］
図４及び図５に示されるように、フレーム３１の側壁８１には、膜８２へ向かって突出するリブ６３が設けられている。リブ６３は、インク流通部３４よりも上方に配置され、側壁８１においてインク室３６の下面を区画する面に沿って前後方向５３に延びる平板形状のものであり、膜８２側へ向かって上下方向５２に沿った幅が次第に小さくなるテーパ形状である。リブ６３が側壁８１から突出する距離Ｈ４は、外周壁８０の上壁３９、前壁４０、後壁４１及び下壁４２が側壁８１から突出する距離Ｈ３より短い。距離Ｈ４が第６距離に相当する。

リブ６３の前後方向５３における配置は、インクカートリッジ３０の上下方向５２において残量検知部３３と重複している。つまり、リブ６３は、残量検知部３３の上方において、残量検知部３３を覆うように配置されている。また、リブ６３は、インク流通部３４に最も近い突出部６０より、インク流通部３４から離れた位置に配置されている。換言すれば、前後方向５３において、リブ６３とインク流通部３４との間には少なくとも１個の突出部６０が存在する。また、距離Ｈ４は、側壁８１から残量検知部３３の第１傾斜面４６までの距離よりも長い。リブ６３が突条に相当する。

［インクカートリッジ３０におけるインクの消費］
インクカートリッジ３０のインク室３６にインクが充填されているときには、図４に示されるように、フレーム３１の外周壁８０に溶着された膜８２は、側壁８１から最も離れており、外周壁８０における側壁８１と反対側の縁より外側へ孕んでいるか、或いは縁付近にある。なお、インク室３６は、インクのみで充填されていてもよいし、若干の空気が存在してもよい。

図１に示されるように、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、インク流通部３４にインクニードル１２２が挿入されて、インク室３６からインクチューブ２０を通じて記録ヘッド２１へインクが供給可能な状態となる。また、インクカートリッジ３０の残量検知部３３が光センサ１１４と対向する。

記録ヘッド２１のノズル２９からインク滴が吐出されることによって、サブタンク２８のインク量が減少して、インクカートリッジ３０のインク室３６からインクが流出する。そして、インク室３６の内圧は流出したインク量に応じて減少し、これにより、膜８２がフレーム３１の側壁８１側へ撓む。膜８２が撓むことにより、インク室３６の容積が減少して、内圧が一定に保たれる。

図６に示されるように、膜８２が側壁８１側へ撓むと、膜８２が突出部６０の頂部６１と接触する。インク流通部３４に対して近い側の突出部６０（図６（Ｂ））が側壁８１から膜８２側へ突出する左右方向５１に沿った距離Ｈ１は、インク流通部３４に対して遠い側の突出部６０（図６（Ａ））が側壁８１から膜８２側へ突出する左右方向５１に沿った距離Ｈ２より長いので、側壁８１側へ撓んだ膜８２は、インク流通部３４に近い側においては側壁８１から離れた位置で支持され、インク流通部３４から遠い側においては側壁８１に近い側で支持される。したがって、側壁８１と膜８２との隙間、すなわちインクが存在し得る空間は、インク流通部３４から遠いほど小さくなる。

インク室３６に貯留されているインクが更に流出すると、各突出部６０の頂部６１により支持されている膜８２は、各突出部６０間において側壁８１側へ撓む。前述されたように、インク流通部３４に近いほど、突出部６０が側壁８１から突出する距離が長い（距離Ｈ１＞距離Ｈ２）ので、各突出部６０間において撓む膜８２が側壁８１に接触するまでの距離も、インク流通部３４に近いほど長い。したがって、各突出部６０間において撓む膜８２は、インク流通部３４に近いほど、側壁８１に接触し難くなる。換言すれば、インク流通部３４から遠い側から順に、膜８２が側壁８１に接触していく。

また、図７に示されるように、インク流通部３４に近い側において隣り合う突出部６０（図７（Ａ））のうちの最短の距離Ｌ１は、インク流通部３４に対して遠い側において隣り合う突出部６０（図７（Ｂ））のうちの最短の距離Ｌ２より短いので、各突出部６０間において撓む膜８２は、インク流通部３４に近いほど、側壁８１に接触し難くなる。換言すれば、インク流通部３４から遠い側から順に、膜８２が側壁８１に接触していく。

また、図８に示されるように、インク流通部３４に対して近い側の突出部６０（図７（Ｂ））の側面と側壁８１のインク室３６側の面とがなす角度Ａ１は、インク流通部３４に対して遠い側の突出部６０（図７（Ａ））の側面と側壁８１のインク室３６側の面とがなす角度Ａ２より小さいので、膜８２が側壁８１に接触した状態において、インク流通部３４に近いほど、撓んだ膜８２と突出部６０との隙間が大きくなる。換言すれば、インク流通部３４に近いほど、膜８２と突出部６０との隙間、すなわちインクが流通可能な空間の断面積が広くなる。

他方、膜８２が側壁８１側へ撓むと、残量検知部３３付近においては、図８（Ａ）に示されるように、膜８２が、残量検知部３３の第１傾斜面４６より先にリブ６３に接触する。リブ６３とインク流通部３４との間には少なくとも１つの突出部６０が存在する（図５参照）ので、インク室３６に貯留されたインクが少なくなると、インク流通部３４の周囲においてインクが無くなる前に、リブ６３に膜８２が接触する。また、リブ６３が側壁８１から膜８２側へ突出する距離は、側壁８１から残量検知部３３の第１傾斜面４６までの距離よりも長いので、膜８２は、第１傾斜面４６に接触する前にリブ６３に接触する。

そして、インク室３６に貯留されているインクが更に流出すると、図８（Ｂ）に示されるように、リブ６３に接触している膜８２が第１傾斜面４６に接触する。リブ６３は、前後方向５３に沿って延びているので、リブ６３と外周壁８０との間において、膜８２において最も撓む箇所、すなわち第１傾斜面４６に最も近くなる箇所が前後方向５３に沿って形成される。そして、膜８２において最も撓んだ箇所から第１傾斜面４６に接触して、更に膜８２が撓むことにより、第１傾斜面４６のほぼ全域に膜８２が接触する。

膜８２が撓んで第１傾斜面４６に接触することにより、第１傾斜面４６の反射率は、第１傾斜面４６にインクが接触しているときの反射率Ｒ１（図８（Ａ））から反射率Ｒ２（図８（Ｂ））に変化する。

図８（Ａ）に示されるように、反射率Ｒ１の第１傾斜面４６は、光センサ１１４の発光素子１１５から照射されて上下方向５２に沿って進む光の大部分を透過させる。したがって、発光素子１１５からの光の殆どは、受光素子１１６により受光されない。

図８（Ｂ）に示されるように、反射率Ｒ２の第１傾斜面４６は、光センサ１１４の発光素子１１５から照射されて上下方向５２に沿って進む光の大部分を第２傾斜面４７へ向けて反射する。そして、第１傾斜面４６により反射された光は、第２傾斜面４７において全反射されて、透過面４５を透過して受光素子１１６により受光される。このような受光素子１１６による受光量の変化に基づいて、プリンタ１０は、カートリッジ装着部１１０に装着されているインクカートリッジ３０のインク室３６においてインク残量が少なくなったことを判定できる。

［本実施形態の効果］
本実施形態によれば、インク流通部３４に近い側の突出部６０が突出する距離Ｈ１が、インク流通部３４から遠い側の突出部６０が突出する距離Ｈ２より長いので、側壁８１側へ撓む膜８２は、先ず、インク流通部３４から遠い側の突出部６０の間において、側壁８１と接触する。これにより、インクの消費に伴ってインク室３６を構成する膜８２が撓むときに、インク流通部３４から遠い側から撓んでいくように膜８２の変形が制御されるので、インク流通部３４に近い側において先に膜８２と側壁８１とが接触して、インク流通部３４へのインクの流通が遮断されることがない。これにより、インク室３６におけるインクの残量を安定して少なくすることができる。

また、インク流通部３４に対して近い側において隣り合う突出部６０の頂部６１の最短距離である距離Ｌ１は、インク流通部３４に対して遠い側において隣り合う突出部６０の頂部６１の最短距離である距離Ｌ２より短いので、膜８２と突出部６０とが接触し、さらにインクがインク室３６から流出したときに、インク流通部３４に対して遠い側から膜８２が側壁８１に接触する。これにより、膜８２が撓んだときに、インク流通部３４に近い側ほどインクが流通する空間が確保されるので、インク流通部３４に近い側においてインクが円滑に流通する。

また、各突出部６０は、頂部６１から側壁８１に向かって外径が大きくなるテーパ形状なので、突出部６０と側壁８１との隅において、撓んだ膜８２と突出部６０との隙間を小さくできる。これにより、インク室３６におけるインク残量を少なくできる。

また、インク流通部３４に対して近い側の突出部６０のテーパ形状は、インク流通部３４に対して遠い側の突出部６０のテーパ形状より、外形の拡がりが小さいので、インク流通部３４に近い側において、撓んだ膜８２と突出部６０との隙間が大きくなる。これにより、膜８２が撓んだときに、インク流通部３４に近い側ほどインクが流通する空間が確保されるので、インク流通部３４に近い側においてインクが円滑に流通する。

また、各突出部６０が側壁８１から突出する距離が、外周壁８０が側壁８１から膜８２側へ延びる距離、すなわち左右方向５１に沿った距離Ｈ３より短いので、インク室３６において突出部６０が占める容積を小さくできる。これにより、膜８２が外周壁８０より側壁８１側に撓んでいない状態において、フレーム３１及び膜８２により形成される空間、すなわちインク室３６に貯留可能なインクの容量を多くできる。

また、外周壁８０に設けられており、インク室３６に露出された第１傾斜面４６及び第２傾斜面４７と、外周壁８０の外部に露出された透過面４５とを有する残量検知部３３を更に具備しており、第１傾斜面４６は、インク室３６に貯留されたインクと接触しているときにおいて透過面４５に照射されて残量検知部３３内を透過する光を反射する反射率Ｒ１と、インク室３６に貯留されたインクと接触していないときにおいて透過面４５に照射されて残量検知部３３内を透過する光を反射する反射率Ｒ２と、が異なるので、膜８２が撓んで第１傾斜面４６に接触することにより、第１傾斜面４６の反射率が反射率Ｒ１から反射率Ｒ２へ変わる。これにより、インク室３６に貯留されたインクの残量が少なくなったことを光学的に検知し得る。

また、残量検知部３３は、インク流通部３４に最も近い突出部６０より、インク流通部３４から離れた位置に配置されているので、インク室３６に貯留されたインクが少なくなり、インク流通部３４の周囲にインクが無くなる前に、膜８２が残量検知部３３の第１傾斜面４６に接触して残量検知が可能となる。

また、残量検知部３３が配置された外周壁８０の一部と対向して側壁８１から突出されたリブ６３を更に具備しており、リブ６３に沿って膜８２が撓むことによって、第１傾斜面４６に膜８２を安定して接触させることができる。

また、リブ６３において、側壁８１から膜８２へ向かって突出する距離は、外周壁８０が側壁８１から膜８２側へ延びる距離より短い。これにより、インク室３６に占めるリブ６３の容積を小さくできるので、膜８２が外周壁８０より側壁８１側に撓んでいない状態において、インク室３６に貯留可能なインクの容量を多くできる。

［変形例］
なお、前述された実施形態では、インクカートリッジ３０のフレーム３１において、突出部６０は、側壁８１に設けられているが、突出部６０が膜８２に設けられて側壁８１側へ突出されていてもよいし、側壁８１及び膜８２の両方において、相互に干渉しない位置に突出部６０がそれぞれ設けられていてもよい。

また、本実施形態では、インクカートリッジ３０の装着姿勢において、各突出部６０が左右方向５１へ延出された円柱形状であるが、例えば、突出部６０の先端が上下方向５２の上向きとなる姿勢が、インクカートリッジ３０の装着姿勢であってもよい。

また、突出部６０の外形は、円柱形状に限定されず、円錐や角柱、角錐、ドーム形状などであってもよい。また、突出部６０と側壁８１との隅部は、必ずしも２面で構成されている必要はなく、突出部６０と側壁８１とが曲面により連続して形成されていてもよい。

また、突出部６０が突出する距離の条件（距離Ｈ１＞距離Ｈ２）、隣り合う突出部６０間の距離の条件（距離Ｌ１＜距離Ｌ２）、突出部６０のテーパ形状による外形の拡がりの条件（角度Ａ１＜角度Ａ２）は、必ずしもすべての条件が実現されなければ前述された効果が奏されないものではなく、少なくとも１つの条件が実現されていればよい。

また、前述された実施形態では、第２傾斜面４７は残量検知部３３内を透過する光を全反射するものであるが、第２傾斜面４７も第１傾斜面４６と同様にインクと接触しているか否かによって反射率が変わるように構成されていてもよい。そのような構成において、第１傾斜面４６が仮想線４８と鋭角な角度Ａで交わり、第２傾斜面４７が仮想線４８と鋭角な角度Ｂで交わるとすると、角度Ａ及び角度Ｂは、次の３式のいずれをも満たす。
（式１） （角度Ａ）＋（角度Ｂ）＝９０°
（式２） （角度Ａ）＞SIN^-1｛（膜８２の絶対屈折率）／（残量検知部３３の絶対屈折率）｝
（式３） （角度Ｂ）＞SIN^-1｛（膜８２の絶対屈折率）／（残量検知部３３の絶対屈折率）｝

前述された反射率Ｒ１及び反射率Ｒ２は、上記（式２）及び（式３）を、（角度Ａ）及び（角度Ｂ）が満たすことにより実現される。また、上記（式１）を、（角度Ａ）及び（角度Ｂ）が満たすことにより、透過面４５を透過して上下方向５２の上向きへ進行する光が、第１傾斜面４６及び第２傾斜面４７においてそれぞれ全反射されると、その反射光が上下方向５２の下向きへ進行して透過面４５を透過する。

さらに、前述された実施形態では、インクが印刷流体の一例として説明されているが、印刷流体としてはインクに限定されず、例えば、染料や顔料を含まない液体、つまりインクの溶媒のみの液体であってもよい。

３０ インクカートリッジ（印刷流体カートリッジ）
３１ フレーム
３３ 残量検知部（透光部材）
３４ インク流通部（印刷流体流通部）
３６ インク室（空間）
４５ 透過面
４６ 第１傾斜面（反射面）
４７ 第２傾斜面（反射面）
６０ 突出部
６１ 頂部
６３ リブ（突条）
８０ 外周壁
８１ 側壁（第１壁）
８２ 膜

Claims (10)

1. 第１壁、及び当該第１壁の周囲を囲繞する外周壁を有するフレームと、
   上記第１壁と対向して配置されて上記外周壁に液密に接着されており、上記フレームと共に印刷流体が貯留される空間を区画する膜と、
   上記フレームに設けられており、上記フレームの外部と上記空間との間で印刷流体を流通させる印刷流体流通部と、
   上記第１壁又は上記膜の少なくとも一方に設けられており、他方へ向かって突出する複数の突出部と、を具備しており、
   上記膜は、上記第１壁側へ撓むことができる可撓性を有しており、
   上記印刷流体流通部に対して近い側の上記突出部が上記第１壁又は上記膜から突出する第１距離は、上記印刷流体流通部に対して遠い側の上記突出部が上記第１壁又は上記膜から突出する第２距離より長い印刷流体カートリッジ。
2. 上記印刷流体流通部に対して近い側において隣り合う上記突出部の頂部の最短距離である第３距離は、上記印刷流体流通部に対して遠い側において隣り合う上記突出部の頂部の最短距離である第４距離より短い請求項１に記載の印刷流体カートリッジ。
3. 上記突出部は、頂部から上記第１壁又は上記膜に向かって外形が大きくなるテーパ形状である請求項１又は２に記載の印刷流体カートリッジ。
4. 上記印刷流体流通部に対して近い側の上記突出部のテーパ形状は、上記印刷流体流通部に対して遠い側の上記突出部のテーパ形状より、外形の拡がりが小さい請求項３に記載の印刷流体カートリッジ。
5. 上記突出部は、上記第１距離及び上記第２距離が、上記外周壁が上記第１壁から上記膜側へ延びる最大距離である第５距離より短い請求項１から４のいずれかに記載の印刷流体カートリッジ。
6. 上記外周壁に設けられており、上記空間に露出された反射面及び上記外周壁の外部に露出された透過面を有する透光部材を更に具備しており、
   上記反射面は、上記空間に貯留された印刷流体と接触しているときにおいて上記透過面に照射されて上記透光部材内を透過する光を反射する反射率Ｒ１と、上記空間に貯留された印刷流体と接触していないときにおいて上記透過面に照射されて上記透光部材内を透過する光を反射する反射率Ｒ２と、が異なる請求項１から５のいずれかに記載の印刷流体カートリッジ。
7. 上記透光部材は、上記印刷流体流通部に最も近い上記突出部より、上記印刷流体流通部から離れた位置に配置されている請求項６に記載の印刷流体カートリッジ。
8. 上記透光部材が配置された上記外周壁の一部と対向して上記第１壁から突出された突条を更に具備する請求項６又は７に記載の印刷流体カートリッジ。
9. 上記突条は、上記第１壁から上記膜へ向かって突出する距離である第６距離が、上記外周壁が上記第１壁から上記膜側へ延びる最大距離である第５距離より短い請求項８に記載の印刷流体カートリッジ。
10. 上記反射面は、上記外周壁と直交する方向に対して傾斜し、かつ上記膜側を向いた第１傾斜面であり、
    上記透光部材は、上記第１傾斜面より上記第１壁側に設けられて、上記外周壁と直交する方向に対して傾斜し、かつ上記第１壁側を向いた第２傾斜面を有しており、
    上記第２傾斜面は、少なくとも上記空間に貯留された印刷流体と接触していないときにおいて、上記透光部材内を透過する光を上記第１傾斜面又は上記透過面へ向かって反射する請求項６から９のいずれかに記載の印刷流体カートリッジ。
    

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