JP5077462B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクを貯留するインクカートリッジに関する。

記録用紙に向けてノズルからインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタには、着脱可能なインクカートリッジを備えたものがある。インクカートリッジ内のインクが空の状態でインクジェットヘッドがインクを吐出すると、印刷が行なわれないだけでなく、インクジェットヘッド内にエアが侵入することがある。インクジェットヘッド内にエアが侵入すると、そのヘッドは最悪の場合、使用不能となってしまう。このような事態が生じないようにするには、インクカートリッジ内のインク残量を常に把握しておき、インクカートリッジ内のインク残量がほぼゼロになるとヘッドからのインク吐出が禁止されるような制御を行う必要がある。

特許文献１には、インクカートリッジ内のインク残量を検出する技術が開示されている。すなわち、特許文献１に記載のインクカートリッジにおいては、インクタンク内にインクよりも密度の小さい平板状のウキが収容されている。このウキの鉛直方向に沿った位置はインクの残量に応じて変化するので、ウキの位置を検知することで、インク残量がほぼゼロになったことを検出することができる。

特開平９−１８１９号公報（図７）

しかしながら、上述のインク残量検出方法では、インクカートリッジのインクタンクの内壁面に付着しているインクの表面張力等の外乱の影響によりウキが壁面に張り付いて降下しなくなる場合がある。このように、インクの表面張力等の外乱の影響を受け易いため、正確なインク残量を示すことができないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、インクの表面張力等の外乱の影響を受けることなくインク残量を検出することができるインクカートリッジを提供することである。

本発明のインクカートリッジは、インクが貯留されるインクタンクと、前記インクタンク内に配されており流動性および遮光性を有していると共に、前記インクよりも密度が小さく、且つ前記インクに溶解することがない被検知層とを有し、前記被検知層が多数の粒子の集合体であり、且つ、前記被検知層が流動性を有する。

この構成によると、流動性を有する被検知層は、その一部がインクタンクの内壁面に付着しているインクの表面張力等の外乱の影響を受けて壁面に張り付いたとしても、それ以外はインク液面に浮かぶ。したがって、光センサ等でインクの表面張力等の外乱の影響を受けていない被検知層の位置を検出することで、外乱の影響を受けることなくインク残量を検出することができる。また、前記被検知層が多数の粒子の集合体であるため、インクに与える化学的影響を少なくすることができる。

本発明のインクカートリッジでは、粒子が中空であってもよい。この構成によると、被検知層の密度を下げてインクとの密度の差をより大きくできるので、被検知層をインクと混ざり合い難いものとすることができる。

本発明のインクカートリッジでは、前記インクの前記インクタンクの内壁面と接していない表面が、前記被検知層で覆われていてもよい。この構成によると、インクタンク内のインクの蒸発を防ぐことができる。

本発明のインクカートリッジでは、前記インクタンク内に、インクを吸収した多孔質体が収容されているインク吸収体室と、前記インクを媒体として前記インク吸収体室と連通していると共に鉛直方向に延在するサブインク室とが形成されており、このサブインク室にインクを外部に供給するインク供給孔が形成されており、前記被検知層が前記サブインク室に配されていてもよい。

この構成によると、被検知層がインク表面の全面を覆っている場合と比べて、インクと被検知層との接触面積が小さいので、インクに与える化学的影響をより少なくすることができる。また、被検知層を構成する物質がサブインク室から流出してインク吸収体室に侵入することによって、サブインク室に設けられた検知位置における被検知層が薄くなって、インク残量を正確に検知することができなくなることが考えられるが、被検知層が粒子である場合には、サブインク室から流出した被検知層を構成する物質がインク吸収体室に侵入することがないので、被検知層を構成する物質が少量であっても、インク残量を正確に検知することができる。

本発明のインクカートリッジでは、前記インクタンク内に、メインインク室と、鉛直方向に延在するサブインク室とが形成されており、このサブインク室は、鉛直方向の両端に各々形成された水平方向における断面積よりも面積の小さい連通孔によって、前記メインインク室と連通するものであり、前記被検知層が前記サブインク室内に配されていてもよい。

この構成によると、被検知層がインク表面の全面を覆っている場合と比べてインクと被検知層との接触面積が小さいので、インクに与える化学的影響をより少なくすることができる。また、サブインク室の連通孔の面積がサブインク室の断面積よりも小さいので、サブインク室に配されている被検知層を構成する物質がサブインク室から流出しにくい。したがって、インクに与える化学的影響をより一層少なくすることができると共に、被検知層を構成する物質がサブインク室から流出してメインインク室に侵入することによって、サブインク室に設けられた検知位置の被検知層の厚みが小さくなって、インク残量を正確に検知することができなくなるのを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかるインクカートリッジの斜視図である。 図１に示すインクカートリッジの平面図である。 図１に示すインクタンク内のインクの残量の検出方法を説明するための図である 図１に示すインクカートリッジのインクジェットプリンタへの装着を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるインクカートリッジの概略構成図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるインクカートリッジの模式図である。 本発明の第４の実施の形態にかかるインクカートリッジの模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインクカートリッジの斜視図である。図２は、図１に示すインクカートリッジの平面図である。

図１に示すように、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、一対の当該面を連結する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。以下の説明において、その６面体の最大面積となる一対の略矩形面の長辺に沿う方向を長手方向、一対の当該面を連結する方向を幅方向と称する。

インクカートリッジ１は、主開口１１を有する有底箱形の本体１０、および本体１０の主開口１１を塞ぐ蓋体５０によって形成されており、インクが貯留されるインクタンク６０と、油で構成されておりインクタンク６０内に配されている被検知層７０とで主に構成されている。インクタンク６０を形成する本体１０および蓋体５０は、樹脂材料（例えばポリプロピレン）から構成されており、射出成型によりそれぞれ製造される。そして、インクタンク６０内に貯留されるインクが漏れることがないように、本体１０と蓋体５０とは隙間なく溶着される。また、インクタンク６０は透光性を有している。なお、インクタンク６０内に貯留されるインクは、水性であると共に透光性を有している。

さらに、インクカートリッジ１には、インクタンク６０に貯留されているインクを外部（具体的には、インクジェットプリンタ１０００（図４参照））に供給するインク供給部１２０と、インクタンク６０内に大気を導入する大気導入部１３０とが備えられている。

なお、図１、２に示す状態が、インクカートリッジ１をインクジェットプリンタ１０００（図４参照）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、且つ最大面積となる面の長辺が水平方向に沿うような姿勢で装着される。このとき、インク供給部１２０および大気導入部１３０が側面に位置し、インク供給部１２０が底部側に位置し、大気導入部１３０が天井側に位置する。以下、インクカートリッジ１の装着状態の姿勢における底部側を単に「底部側」と称し、装着状態の姿勢における天井側を単に「天井側」と称する。また、単に「上下方向」と称する場合には、インクジェットプリンタ１０００への装着姿勢におけるインクカートリッジ１の上下方向を意味する。

本体１０の主開口１１と対向する壁の底部側には、インクタンク６０に連通するインク供給路２０が、天井側には、インクタンク６０に連通する大気連通路３０がそれぞれ設けられている。ここで、本体１０の主開口１１と対向する壁からインクタンク６０外部に向かう方向を単に「外部方向」と称する。

インク供給路２０および大気連通路３０は、いずれも長手方向に延在する筒型に形成されている。そして、インク供給路２０には、インク供給機構８０の一部が内挿されている。これにより、インク供給部１２０が構成される。また、大気連通路３０には、大気導入機構９０の一部が内挿されている。これにより、大気導入部１３０が構成される。

インク供給機構８０は、インクカートリッジ１がインクジェットプリンタ１０００に装着されていない状態では、インクの流路を閉鎖し、インクジェットプリンタ１０００に装着され、インクジェットプリンタ１０００のインク抽出管１０１５（図４参照）が挿入されるとインクの流路を開放する。したがって、インク供給部１２０は、インクカートリッジ１がインクジェットプリンタ１０００に装着されている際に、インクタンク６０内のインクをインクジェットプリンタ１０００に供給することができる。

大気導入機構９０は、その一部が大気連通路３０に内装された状態において、大気連通路３０の外に向かって突出する棒状のバルブ開放部３０ａを有している。そして、大気導入機構９０は、インクカートリッジ１がインクジェットプリンタ１０００に装着されていない状態では、大気の流路を閉鎖し、インクジェットプリンタ１０００に装着され、バルブ開放部３０ａがインクジェットプリンタ１０００の装着面１０１３（図４参照）と当接し、大気連通路３０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、大気導入部１３０は、インクカートリッジ１がインクジェットプリンタ１０００に装着されている際に、インクタンク６０内を大気と連通させることができる。

また、本体１０のインク供給路２０および大気連通路３０が設けられている壁における、インク供給路２０および大気連通路３０の間には、外部方向に突出する検知部４０が設けられている。ここで、図１に示すように、検知部４０の幅方向に沿う長さは、インクカートリッジ１（インクタンク６０）の幅方向に沿う長さよりも短い。そして、検知部４０の内部には、インクタンク６０と連通すると共に、上下方向に延在する空間が形成されている。

図４に示すように、検知部４０は、インクカートリッジ１をインクジェットプリンタ１０００に装着した際に、インクジェットプリンタ１０００に設けられた透過型のインク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとに挟まれる位置に設けられている。より詳細には、上下方向に延在する検知部４０の下端近傍が発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとによって挟まれる位置に設けられている。したがって、検知部４０の下端近傍が、インク残量検出センサ１０１４によって検知することが可能な検知位置となる。

さらに、インクタンク６０の底壁におけるな長手方向中間位置には、段差部６１が設けられている。段差部６１が設けられていることによって、インクタンク６０の底壁は、長手方向に沿ってインク供給部１２０が設けられている側が蓋体５０側よりも低くなっている。これにより、インクタンク６０内に貯留されているインクは、インク供給部１２０近傍へとスムーズに移動する。

被検知層７０を構成する物質である油は、染料又は顔料によって黒色に着色されている。つまり、被検知層７０は流動性および遮光性を有している。ここで、被検知層７０を構成する油は、インクよりも密度（単位体積あたりの質量）が小さいものであり、例えば、パラフィン油、テンビン油、なたね油が用いられる。また、被検知層７０を構成する油は、インクタンク６０内に貯留されている水性のインクに溶解することもない。したがって、図１、２に示すように、インクタンク６０内に配されている被検知層７０は、インクタンク６０内に貯留されているインクに溶解することなく浮遊する。よって、被検知層７０は、インクの減少によるインク液面の降下に伴って下方に変位する。加えて、被検知層７０は、インクのインクタンク６０の内壁面と接していない表面である上面を覆っている。さらに、被検知層７０の厚みは、インク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間の光の通過経路を遮蔽できる程度の厚みである。

ここで、図３を参照しつつ、インクカートリッジ１におけるインク残量の検出方法について説明する。図３（ａ）に示すように、インクタンク６０内にインクが十分貯留されおり、インクの液面に浮遊している被検知層７０が検知部４０の検知位置よりも上方に位置している場合には、検知部４０の検知位置には透光性を有するインクが配されている。したがって、インクジェットプリンタ１０００（図４参照）に設けられたインク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に光が通る状態である。この状態がインク有りの状態であり、インクジェットプリンタ１０００の制御基板（図示せず）でインク有りの判別がなされる。

一方、インクタンク６０内のインクの残量の減少に伴ってインク液面が降下し、図３（ｂ）に示すように、インクの液面に浮遊している被検知層７０が検知部４０の検知位置に達した場合には、インクジェットプリンタ１０００（図４参照）に設けられたインク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間が、遮光性を有する被検知層７０によって遮断される。この状態がニアエンプティの状態（インクが残り少なくなった状態）であり、インクジェットプリンタ１０００の制御基板（図示せず）でニアエンプティの判別がなされる。

ここで、図４を参照しつつ、インクカートリッジ１のインクジェットプリンタ１０００への装着について説明する。

図４（ａ）に示すように、インクジェットプリンタ１０００におけるインクカートリッジが装着される装着部１０１０には、インク残量検出センサ１０１４が配設されている。インク残量検出センサ１０１４は、略コ字状に形成されており、コ字状の開放された一方の端部が光を発光する発光部１０１４ａであり、他方の端部が光を受光する受光部１０１４ｂである。その発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとが、装着面１０１３から突出するよう取り付けられている。なお、インク残量検出センサ１０１４は、発光部１０１４ａから発光された光を受光部１０１４ｂが受光した場合に、インクジェットプリンタ１０００に設けられた制御基板（図示せず）に信号を出力せずに（又は出力し）、発光部１０１４ａから発光された光が遮断され受光部１０１４ｂが受光できない場合に、制御基板に信号を出力する（又は出力しない）よう構成されている。

また、装着面１０１３のインク供給部１２０に対応する側（図４（ａ）下側）には、インク抽出管１０１５が突出して設けられる一方、装着面１０１３の大気導入部１３０に対応する側（図４（ａ）上側）は、その装着面１０１３が平面に形成されている。インク抽出管１０１５には、インク流路１０１３ａが連接されており、そのインク流路１０１３ａを通り、図示しない吐出口へインクが供給される。また、大気導入部１３０側の装着面１０１３には、大気導入路１０１３ｂが形成されており、その大気導入路１０１３ｂを通り、インクカートリッジ１（インクタンク６０）内に大気が導入される。

そして、図４（ｂ）に示すように、インクカートリッジ１が装着部１０１０に装着されると、インク抽出管１０１５がインク供給部１２０内部に挿入され、インク供給が可能な状態となり、大気導入部１３０のバルブ開放部３０ａが装着面１０１３と当接して大気が導入可能な状態となり、インク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に検知部４０が配され、インク残量を検出可能な状態となる。

以上のように、本実施の形態のインクカートリッジ１では、インクが貯留されるインクタンク６０に、流動性および遮光性を有していると共に、インクよりも密度が小さく、且つインクに溶解することがない被検知層７０が配されている。流動性を有する被検知層７０は、その一部がインクタンクの内壁面に付着しているインクの表面張力等の外乱の影響を受けて壁面に張り付いたとしても、それ以外はインク液面に浮かぶ。したがって、インク残量検出センサ１０１４でインク液面に浮かんでいる被検知層７０の位置を検知することで、外乱の影響を受けることなくインク残量を検出することができる。

また、本実施の形態のインクカートリッジ１では、インクタンク６０に貯留されているインクは水性であり、被検知層７０を構成する物質は油である。したがって、インク残量検出センサ１０１４による検知対象物を作製するための加工工程が必要ではないので、コストを削減することができる。

また、本実施の形態のインクカートリッジ１では、インクのインクタンク６０の内壁面と接していない表面が被検知層７０で覆われている。したがって、インクタンク６０内のインクの蒸発を防ぐことができる。

次に、図５を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態にかかるインクカートリッジ２０１の概略構成図である。第２の実施の形態に係るインクカートリッジ２０１の構成が、第１の実施の形態に係るインクカートリッジ１の構成と主に異なる点は、インクカートリッジ１では、インクタンク６０内に油からなる被検知層７０が配されているが、本実施の形態のインクカートリッジ２０１では、インクタンク６０内に配されている被検知層２７０が多数の粒子２７１の集合体である点である。その他の構成については、第１の実施の形態とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態とほぼ同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

被検知層２７０を構成する粒子２７１は、インクよりも密度が小さく、且つ遮光性を有する材料からなる。粒子２７１は、ポリエチレンやポリプロピレン等の密度がインクよりも小さい樹脂材料からなる。（一般的な水系染料インクの密度が１.０７であるのに対し
、ポリエチレンの密度は０.９２、ポリプロピレンの密度は０.９１である。）また、その直径は０.１〜１ｍｍが好ましい。また、多数の粒子２７１の集合体である被検知層２７
０は、流動性を有している。したがって、図５に示すように、インクタンク６０内に配されている被検知層２７０は、インクのインクタンク６０の内壁面と接していない表面を覆いつつ、インクに浮遊している。よって、被検知層２７０は、インクタンク６０内のインクの減少によるインク液面の降下に伴って下方に変位する。さらに、被検知層２７０の厚みは、インク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間の光の通過経路を遮蔽することができる程度である。

したがって、本実施の形態のインクカートリッジ２０１では、第１の実施の形態と同様に、インクの液面も浮遊している被検知層２７０が検知部４０の検知位置よりも上方に位置している場合には、発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に光が通り、インクジェットプリンタ１０００の制御基板でインク有りの判別がなされる。一方、インクの液面に浮遊している被検知層２７０が検知部４０の検知位置に達した場合には、発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間が被検知層２７０によって遮断され、インクジェットプリンタ１０００の制御基板でニアエンプティの判別がなされる。

以上のように、本実施のインクカートリッジ２０１では、第１の実施の形態のインクカートリッジ１と同様に、外乱の影響を受けることなくインク残量を検出することができる。

また、本実施の形態のインクカートリッジ２０１では、被検知層２７０が多数の粒子２７１の集合体であるので、被検知層を構成する物質が油である場合に比べて、インクに与える化学的影響を少なくすることができる。

次に、図６を参照しつつ、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態にかかるインクカートリッジ３０１の模式図である。第３の実施の形態に係るインクカートリッジ３０１の構成が、第１の実施の形態に係るインクカートリッジ１の構成と主に異なる点は、インクカートリッジ１では、インクタンク６０内に油からなる被検知層７０が配されているが、本実施の形態のインクカートリッジ３０１では、インクタンク３６０内にインク吸収体室３８０とサブインク室３９０とが形成されており、サブインク室３９０に多数の粒子３７１の集合体である被検知層３７０が配されている点である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態とほぼ同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態のインクカートリッジ３０１は、インクタンク３６０内におけるインク供給部１２０が設けられている側壁の近傍に、当該側壁に対向する隔壁３６１が形成されている。したがって、隔壁３６１によって、インクタンク３６０内は、図６における右側に位置しており鉛直方向に延在する空間と、その他の空間との２つの空間に区画される。

図６における左側に位置する空間は、インクを吸収した多孔質体３８１が収容されるインク吸収体室３８０となっている。多孔質体３８１は、例えば、発泡ポリウレタン樹脂等から形成される。ここで、インクタンク３６０の底壁と隔壁３６１の下端との間には、空隙３６２が形成されている。したがって、図６における右側に位置する空間は、インクを媒体としてインク吸収体室３８０と連通する。すなわち、当該空間は、空隙３６２を介してインク吸収体室３８０から流入し、インク供給部１２０からインクジェットプリンタ１０００に供給されるインクを一時的に貯留するサブインク室３９０となっている。

また、サブインク室３９０には、インクよりも密度が小さく、且つ遮光性を有する材料からなる多数の粒子３７１の集合体である被検知層３７０が配されている。この粒子３７１は第２実施形態における粒子２７１と同じものである。多数の粒子３７１の集合体である被検知層３７０は、流動性を有している。したがって、被検知層３７０は、サブインク室３９０内に貯留されているインクに浮いており、インクタンク３６０のインクの減少によるインク液面の降下に伴って下方に変位する。さらに、被検知層３７０の厚みは、インク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間の光の通過経路を遮蔽することができる程度である。

ここで、図６に示すように、インクカートリッジ３０１がインクジェットプリンタ１０００に装着された際には、サブインク室３９０の下端近傍がインク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に挟まれる。つまり、サブインク室３９０の下端近傍が検知位置となる。なお、第１の実施の形態と同様に、インクタンク３６０は透光性を有しており、インクタンク３６０内に貯留されるインクは、透光性を有している。

したがって、本実施の形態のインクカートリッジ３０１では、第１の実施の形態と同様に、インクの液面に浮遊している被検知層３７０がサブインク室３９０の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとに挟まれた検知位置よりも上方に位置している場合には、発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に光が通り、インクジェットプリンタ１０００の制御基板でインク有りの判別がなされる。一方、インクの液面に浮遊している被検知層３７０がサブインク室３９０の検知位置に達した場合には、発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間が被検知層３７０によって遮断され、インクジェットプリンタ１０００の制御基板でニアエンプティの判別がなされる。

以上のように、本実施のインクカートリッジ３０１では、第１の実施の形態のインクカートリッジ１と同様に、外乱の影響を受けることなくインク残量を検出することができる。

また、本実施の形態のインクカートリッジ３０１では、インクタンク３６０内に、インクを吸収した多孔質体３８１が収容されているインク吸収体室３８０と、インクを媒体としてインク吸収体室３８０と連通していると共に鉛直方向に延在しており、インクを外部に供給するインク供給部１２０が設けられているサブインク室３９０とが形成されており、被検知層３７０がサブインク室３９０に配されている。よって、被検知層がインク表面の全面を覆っている場合と比べて、インクと被検知層３７０との接触面積が小さいので、インクに与える化学的影響をより少なくすることができる。また、例えば、インクカートリッジ３０１の上下を逆さまにした場合でも、被検知層３７０を構成する粒子３７１が、空隙３６２から多孔質体３８１が収容されているインク吸収体室３８０に侵入することがない。したがって、被検知層を構成する物質がサブインク室３９０から流出してインク吸収体室３８０に侵入することによって、サブインク室３９０に設けられた検知位置における被検知層が薄くなってしまうことがない。その結果、被検知層３７０を構成する物質が少量であっても、インク残量を正確に検知することができる。

さらに、本実施の形態のインクカートリッジ３０１では、被検知層３７０が多数の粒子３７１の集合体であるので、被検知層を構成する物質が油である場合に比べて、インクに与える化学的影響を少なくすることができる。

続いて、図７を参照しつつ、本発明の第４の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態にかかるインクカートリッジ４０１の模式図である。第４の実施の形態に係るインクカートリッジ４０１の構成が、第１の実施の形態に係るインクカートリッジ１の構成と主に異なる点は、インクカートリッジ１では、インクタンク６０内に被検知層７０が配されているが、本実施の形態のインクカートリッジ４０１では、インクタンク４６０内にメインインク室４８０とサブインク室４９０とが形成されており、サブインク室４９０に被検知層７０が配されている点である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態とほぼ同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

図７に示すように、インクタンク４６０内には、インクタンク４６０内におけるインク供給部１２０が形成されている側壁の近傍に設けられていると共に当該側壁に対向する隔壁４９１と、隔壁４９１の上端および下端からインクタンク４６０のインク供給部１２０が形成されている側壁までそれぞれ水平に延びており、隔壁４９１の上端および下端とインクタンク４６０の当該側壁との間をそれぞれ連結する上壁４９２、下壁４９３とによって画定される空間であるサブインク室４９０と、その他の空間であるメインインク室４８０とが形成されている。つまり、サブインク室４９０は、インクタンク４６０内においてインク供給部１２０が形成されている側壁に沿って鉛直方向に延在する空間である。

また、サブインク室４９０内の空間を画定する上壁４９２および下壁４９３には、サブインク室４９０の水平方向における断面積よりも小さな面積を有する連通孔４９２ａ、４９３ａがそれぞれ形成されている。したがって、サブインク室４９０は、連通孔４９２ａ、４９３ａを介してメインインク室４８０と連通している。そして、サブインク室４９０には、第１の実施の形態と同様の、油からなり遮光性を有する被検知層７０が配されている。よって、被検知層７０は、サブインク室４９０内に貯留されているインクに浮いており、インクタンク４６０のインクの減少によるインク液面の降下に伴って下方に変位する。さらに、被検知層７０の厚みは、インク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間の光の通過経路を遮蔽することができる程度である。

ここで、図７に示すように、インクカートリッジ４０１がインクジェットプリンタ１０００に装着された際には、サブインク室４９０の下端近傍がインク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に挟まれる。つまり、サブインク室４９０の下端近傍が被検知位置となる。なお、第１の実施の形態と同様に、インクタンク４６０は透光性を有しており、インクタンク４６０内に貯留されるインクは、水性であると共に透光性を有している。

したがって、本実施の形態のインクカートリッジ４０１では、第１の実施の形態と同様に、インクの液面に浮遊している被検知層７０がサブインク室４９０の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとに挟まれた検知位置よりも上方に位置している場合には、発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に光が通り、インクジェットプリンタ１０００の制御基板でインク有りの判別がなされる。一方、インクの液面に浮遊している被検知層７０がサブインク室４９０の検知位置に達した場合には、発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間が被検知層７０によって遮断され、インクジェットプリンタ１０００の制御基板でニアエンプティの判別がなされる。

以上のように、本実施のインクカートリッジ４０１では、第１の実施の形態のインクカートリッジ１と同様に、外乱の影響を受けることなくインク残量を検出することができる。

また、本実施の形態のインクカートリッジ４０１では、インクタンク４６０内に、メインインク室４８０と、鉛直方向に延在するサブインク室４９０とが形成されており、サブインク室４９０は、鉛直方向両端にそれぞれ形成されたサブインク室４９０の水平方向に沿った断面積よりも小さな面積を有する連通孔４９２ａ、４９３ａによってメインインク室４８０と連通していると共に、被検知層７０が配されている。したがって、被検知層がインク表面の全面を覆っている場合と比べてインクと被検知層７０との接触面積が小さいので、インクに与える化学的影響をより少なくすることができる。また、サブインク室４９０の連通孔４９２ａ、４９３ａの面積がサブインク室４９０の断面積よりも小さいので、サブインク室４９０に配されている被検知層７０を構成する物質である油がサブインク室４９０から流出しにくい。よって、被検知層を構成する物質がサブインク室４９０から流出してメインインク室４８０に侵入することによって、サブインク室４９０に設けられた検知位置の被検知層の厚みが小さくなって、インク残量を正確に検知することができなくなるのを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の第１ないし第４の実施の形態では、インクタンクに貯留されているインクが水性である場合について説明したが、被検知層を構成する物質が溶解することがなければ油性のインクであってもよい。

また、上述の第１および第４の実施の形態では、被検知層７０が油からなる場合について、第２および第３の実施の形態では、被検知層２７０、３７０が多数の粒子２７１、３７１の集合体である場合についてそれぞれ説明したが、被検知層を構成する物質はこれらには限定されず、遮光性を有していると共に、インクよりも密度が小さく且つインクに溶解することがない物質であり、それにより構成される被検知層が流動性を有する物質であればよい。よって、第３の実施の形態のようにインクタンク３６０にインク吸収体室３８０とサブインク室３９０とが形成されたインクカートリッジ３０１において、サブインク室３９０に油からなる被検知層を配してもよい。また、第４の実施の形態のようにインクタンク４６０にメインインク室４８０とサブインク室４９０とが形成されたインクカートリッジ４０１において、サブインク室４９０に多数の粒子からなる被検知層を配してもよい。

また、上述の第１ないし第４の実施の形態では、インク残量検出センサ１０１４が、インクカートリッジの上下方向における所定の高さ位置において被検知層７０,２７０,３７０の有無を検出するものであったが、異なる複数の高さ位置において被検知層７０,２７
０,３７０の有無を検出するものであってもよい。これによれば、インク残量を段階的に
検出できるので、より正確にインク残量を知ることができる。

また、被検知層７０,２７０,３７０を、樹脂又はガラス等によって形成された中空の粒子によって構成してもよい。中空にすることで被検知層の密度が下がりインクとの密度の差を大きくできるので、インクとの分離性が向上しインクと混ざり合いにくい被検知層を提供することができる。

さらに、上述の第１および第２の実施の形態では、検知部４０が、第３および第４の実施の形態では、サブインク室３９０、４９０が、インクカートリッジがインクジェットプリンタ１０００に装着されたときに、インクジェットプリンタ１０００に設けられたインク残量検出センサ１０１４の発光部１０１４ａと受光部１０１４ｂとの間に挟まれる位置に設けられており、透過型のセンサによって検知部４０またはサブインク室３９０、４９０内の被検知層を検知する場合について説明したが、これには限られない。例えば、反射型のセンサによって被検知層を検知するようにしてもよい。

１、２０１、３０１、４０１ インクカートリッジ
２０ インク供給路
６０、３６０、４６０ インクタンク
７０、２７０、３７０ 被検知層
２７１、３７１ 粒子
３８０ インク吸収体室
３８１ 多孔質体
３９０ サブインク室
４８０ メインインク室
４９０ サブインク室
４９２ａ、４９３ａ 連通孔

Claims (5)

1. インクが貯留されるインクタンクと、
   前記インクタンク内に配されており流動性および遮光性を有していると共に、前記インクよりも密度が小さく、且つ前記インクに溶解することがない被検知層とを有し、
   前記被検知層が多数の粒子の集合体であり、且つ、前記被検知層が流動性を有することを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記粒子が中空であることを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記インクの前記インクタンクの内壁面と接していない表面が、前記被検知層で覆われていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のインクカートリッジ。
4. 前記インクタンク内に、インクを吸収した多孔質体が収容されているインク吸収体室と、前記インクを媒体として前記インク吸収体室と連通していると共に鉛直方向に延在するサブインク室とが形成されており、このサブインク室にインクを外部に供給するインク供給孔が形成されており、前記被検知層が前記サブインク室に配されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
5. 前記インクタンク内に、メインインク室と、鉛直方向に延在するサブインク室とが形成されており、
   このサブインク室は、鉛直方向の両端に各々形成された水平方向における断面積よりも面積の小さい連通孔によって、前記メインインク室と連通するものであり、
   前記被検知層が前記サブインク室内に配されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。

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