JP5157325B2 - インク容器及びインク容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク室内に設けられた支軸に対して回動可能な回動部材を有するインク容器並びにその製造方法に関する。

従来より、インクを用いて記録用紙（被記録媒体）に画像を記録する画像記録装置が知られている。この画像記録装置は、インクジェット方式の記録ヘッドを備え、記録ヘッドのノズルからインク滴を記録用紙へ向けて選択的に噴出する。このインク滴が記録用紙に着弾することによって、記録用紙に所望の画像が記録される。この画像記録装置には、記録ヘッドへ供給するインクを貯蔵するインク容器が設けられる。このインク容器は、カートリッジ形式が採用されて、画像記録装置に対して着脱可能とされることが多い。インク容器内のインクが無くなると、そのインク容器が画像記録装置から取り外されて、新しいインク容器が画像記録装置に装着される。このようなインク容器の交換時期を判定するために、インク容器内のインク残量を検知する手段が提案されている。

前述されたインク容器の一例として、特許文献１には、フロート６１がインク室３１内に可動に設けられた構成が開示されている。このフロート６１は、連結部材６２の一端に設けられており、連結部材の６２の他端には遮光板６０が設けられている。そして、連結部材６２の中心は、円柱形状の回動軸６２ａによって回転可能に支持されている。このように構成されたフロート６１は、浮力を利用してインクの貯留量によって変位し、その変位が連結部材６２の回動となって遮光板６０を姿勢変化させる。この遮光板６０の姿勢変化を光学的に検知することによって、インク室３１内のインク量が判定される。なお、同様の構成が特許文献２にも開示されている。

特開２００５−２６２５６４号公報 特開２００５−２６２５６５号公報

前述されたインク容器のカートリッジ本体２０は、合成樹脂の成形品が採用される。そして、回動軸６２ａは、カートリッジ本体２０と一体的に成形される。一般に合成樹脂の成形品には、バリやパーティングラインによる段差などが生じうるので、回動軸６２ａの周面を平滑にすることが難しい。

また、インク容器において、インク内へ気体が溶解することを抑制すべくインク室３１を減圧したり、インク容器を減圧包装したりするが、その際に生じる気圧差によってインク室３１内の回動軸６２ａが変形するおそれがある。回動軸６２ａを変形しうる外力は、気圧差だけに限らず、輸送の際などに生じる衝撃などによって生ずることが想定される。回動軸６２ａが変形すると、連結部材６２の滑らかな回動が実現されず、浮力によってフロート６１が必ずしも変位しない場合が生じ、インク量の判定が不正確となりうる。

また、インク容器のカートリッジ本体２０について、想定される外力に対して十分な剛性を付与することも考え得るが、インク室３１内の気圧調整のために、内外の気圧差によってカートリッジ本体２０が変形することが好ましい場合もある。また、連結部材６２が回動する範囲には補強リブなどを設けることが難しいので、回動軸６２ａの周囲には比較的大きな空間が存在し、カートリッジ本体２０が変形し易くなっている。さらには、画像記録装置には小型化、薄型化、軽量化の要請があり、これに伴って、インク容器も小型化、薄型化、軽量化が要請される。したがって、カートリッジ本体２０の肉厚を増したり、金属のように比較的重い素材をフレームに用いることは好ましくない。

本発明は、前述された問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、インク室において回動する回動部材の軸となる支軸の変形を防止する手段を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、回動部材の円滑な回動を実現することにある。

(1) 本発明にかかるインク容器は、インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の第１壁材と、上記第１壁材と対向する第２壁材と、上記第１壁材と上記第２壁材との間に渡って設けられ、上記フレームの素材より剛性の高い素材からなる支軸と、軸孔を有し、上記軸孔に挿通された上記支軸に回動可能に支持された回動部材と、を具備する。

フレームの開口に第１壁材が設けられて、インクを収容可能なインク室が形成される。このインク室において、第１壁材と第２壁材とが対向する。支軸は、第１壁材と第２壁材との間に渡って設けられており、この支軸を軸として回動部材がインク室において回動可能である。支軸はフレームの素材より剛性の高い素材からなるので、第１壁材がインク室の内側へ撓む外力が付与されても、支軸が変形しない。

(2) 上記フレームは、上記インク室と外部とを連通する孔と、当該孔を閉塞する蓋部材とを有し、上記インク室は、インクを収容した状態で大気圧より負圧に維持されるものであってもよい。

蓋部材が孔を閉塞すると、インク室内が気密になる。そのインク室が大気圧より負圧にされると、フィルム状の第１壁材がインク室の内部側へ撓むが、前述されたように、支軸が変形することはない。

(3) 上記支軸の両端に、上記第１壁材又は上記第２壁材を支持する支持部材がそれぞれ設けられてもよい。

支持部材が第１壁材及び第２壁材を面で支持するので、支軸近傍において、第１壁材がインク室の内側へ撓まない。

(4) 上記フレームは合成樹脂製であり、かつ上記支軸は金属製であることが想定される。

(5) 上記支軸は、ステンレス鋼からなるものがあげられる。

(6) 上記支軸の円周面が平滑であってもよい。これにより、回動部材の回動が円滑となる。

(7) 上記フレームは、両側面が開口され、当該開口に上記第１壁材及び上記第２壁材がそれぞれ設けられて略直方体形状をなすものであり、かつ上記第２壁材がフィルム状のものであってもよい。

第２壁材がフィルム状なので、第２壁材もインク室の内側へ撓みうるが、前述されたように支軸が変形しない。

(8) 上記回動部材は、上記支軸から少なくとも２方向へ延出され、その第１端が所定位置で静止された第１姿勢と当該第１端が上記所定位置から離間された第２姿勢との間で姿勢変化するアームであり、上記アームの第２端に、上記インク室内のインク量に応じて変位する浮力体が設けられてもよい。

(9) 上記フレームは、その内部空間が上記インク室と連続する中空の透光領域を有し、上記アームは、その第１端が上記透光領域内で姿勢変化するものであってもよい。

(10) 本インク容器は、インクジェットプリンタに対して着脱可能であってもよい。これにより、本インク容器が交換可能なインクカートリッジとして使用できる。

(11) 本発明にかかるインク容器の製造方法は、インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の第１壁材と、上記第１壁材と対向する第２壁材と、上記第１壁材と上記第２壁材との間に渡って設けられ、上記フレームの素材より剛性の高い素材からなる支軸と、軸孔を有し、上記軸孔に挿通された上記支軸に回動可能に支持された回動部材と、を具備するインク容器に適用され、上記インク室にインクを注入する第１工程と、上記インク室内を大気圧に対して負圧とする第２工程と、を含む。

インク室には、インクを注入可能な孔が予め形成されているか、又はインクを注入する際に形成される。第１工程において、その孔を通じてインク室にインクが注入される。第１壁材と第２壁材との間は、支軸によって離間されているので、フィルム状の第１壁材がインク室の内側へ撓んでインク室の容量が減少することがない。また、第２工程において、インク室内を大気圧に対して負圧としても同様である。

本発明にかかるインク容器によれば、インク室において対向する第１壁材と第２壁材との間に、フレームの素材より剛性の高い素材からなる支軸が設けられているので、第１壁材がインク室の内側へ撓む外力が付与されても、支軸が変形しない。

また、本発明にかかるインク容器の製造方法によれば、第１壁材と第２壁材との間が、剛性の高い支軸によって離間されているので、フィルム状の第１壁材がインク室の内側へ撓んでインク室の容量が減少することがない。これにより、インク容器を製造する際に、またはインク容器にインクを再充填する際に、インク室内にインクを効率よく注入することができる。

以下、適宜図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、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。

図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観形状を示す斜視図であり、（Ａ）には、挿入方向３０の前方側から見た斜視図が示されており、（Ｂ）には、挿入方向３０の後方側から見た斜視図が示されている。図２は、インクカートリッジ１０の分解斜視図である。図３は、インクカートリッジ１０の側面図である。なお、図３（Ｂ）には、インク容器２０が破線で示されている。図４は、インク容器２０の拡大斜視図である。図５は、インク容器２０の内部構造を示す側面図である。なお、図５では、フィルム６５が省略されている。図６は、インク容器２０の分解斜視図である。図７は、アーム７０の外観形状を示す斜視図である。

インクカートリッジ１０は、インクジェット方式のプリンタなどに代表される記録装置に装着されて使用される。詳細な説明は省略するが、インクカートリッジ１０は、記録装置が備えるカートリッジ収容部に着脱可能に構成されており、上記カートリッジ収容部に対して、図１に示される状態で矢印３０の方向（以下「挿入方向３０」と称する。）に挿入されて装着される。インクカートリッジ１０が装着されると、インクカートリッジ１０に収容されたインクが記録装置の記録ヘッドへ供給可能となる。

図１に示されるように、インクカートリッジ１０は、扁平形状の略六面体として構成されている。詳細には、インクカートリッジ１０は、幅方向（矢印３１の方向）に細く、高さ方向（矢印３２の方向）及び奥行き方向（矢印３３の方向）が上記幅方向よりも長い略直方体形状に形成されている。

図１及び図２に示されるように、インクカートリッジ１０は、大別して、インク容器２０（本発明のインク容器の一例）と、ハウジング２６と、スライダ２７と、コイルバネ２３，２４とを備えている。インクカートリッジ１０の外装はハウジング２６及びスライダ２７で構成されている。

ハウジング２６は、インク容器２０を保護するものである。このハウジング２６によって、インク容器２０の前面４１（挿入方向３０の前方側の面）を除く略全体が覆われている。ハウジング２６は、インク容器２０を２方向（図２の左右方向）から挟み込む第１カバー２１及び第２カバー２２から構成されている。図２に示されるように、第１カバー２１は、インク容器２０の右側面４６（挿入方向３０の前方側から見て右側の面）に取り付けられている。具体的には、第１カバー２１の内面に設けられた複数の係合爪１２がインク容器２０に形成された係合溝１３に嵌め入れられることによって、第１カバー２１がインク容器２０に取り付けられる。これにより、第１カバー２１によってインク容器２０の右側面４６が覆われる。一方、第２カバー２２は、インク容器２０の左側面４５（挿入方向３０の前方側から見て左側の面）に、第１カバー２１と同様の取付方法で取り付けられている。これにより、第２カバー２２によってインク容器２０の左側面４５が覆われる。なお、これらのカバー２１，２２は、インク容器２０を構成するフレーム５０や大気連通バルブ８０、インク供給バルブ９０などと干渉しない形状に形成されている。

スライダ２７は、インクカートリッジ１０が運搬される際に、インク容器２０が具備する大気連通バルブ８０やインク供給バルブ９０などを保護するものである。なお、大気連通バルブ８０及びインク供給バルブ９０については、インク容器２０とともに後段で詳述する。スライダ２７は、インク容器２０との間にコイルバネ２３，２４を介在させた状態でインク容器２０に着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、インク容器２０の前面４１の上部に穿設されたバネ受け２３Ａにコイルバネ２３が装着され、前面４１の下部に穿設されたバネ受け２４Ａにコイルバネ２４が装着されており、バネ受け２３Ａの上部及びバネ受け２４Ａの下部それぞれに設けられた係合爪１５，１６が、スライダ２７に形成された係合溝１７，１８それぞれに嵌め入れられることによって、ハウジング２６の前方部（挿入方向３０の前方側の部位）２８を覆うようにしてスライダ２７が取り付けられている。

また、本実施形態では、スライダ２７は、ハウジング２６の前方部２８に沿って奥行き方向（矢印３３の方向）へスライドするように設けられている。図３（Ａ）には、スライダ２７がインク容器２０の前面４１に最も近づけられた第２位置に配置された状態が示されており、図１及び図３（Ｂ）には、スライダ２７がインク容器２０の前面４１から最も離された第１位置に配置された状態が示されている。スライダ２７がスライドされて第２位置に配置されると、インク供給バルブ９０がスライダ２７から外部へ露出される。一方、スライダ２７が第１位置にある状態では、大気連通バルブ８０及びインク供給バルブ９０がスライダ２７内に配置される。なお、スライダ２７のスライド機構は本発明に直接関係しないため、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、図４から図７を参照して、インク容器２０について詳細に説明する。図４に示されるように、インク容器２０は、扁平形状の略六面体として構成されている。インクカートリッジ１０が記録装置のカートリッジ収容部（不図示）に装着されると、インク容器２０は、スライダ２７が第２位置にある状態で上記カートリッジ収容部に収められる。なお、本実施形態では、図４から図６に示されるように、インク容器２０において、挿入方向３０の前方側の面を前面４１、挿入方向３０の後方側の面を後面４２、鉛直上方側の面を上面４３、鉛直下方側の面を下面４４とする。また、前面４１、後面４２、上面４３、下面４４それぞれに隣接し、互いに対向する２つの面を左側面４５及び右側面４６とする。前面４１から見て左側が左側面４５であり、右側が右側面４６である。本実施形態では、一対の左側面４５及び右側面４６がインク容器２０において最大面積となっている。

インク容器２０は、大別して、フレーム５０（本発明のフレームの一例）と、アーム７０（本発明の回動部材に相当）と、支持ブロック１７０（本発明の支持部材に相当）と、バネ材１５０と、大気連通バルブ８０（本発明の蓋部材に相当）と、インク供給バルブ９０と、フィルム６５（図６参照、本発明の第１壁材及び第２壁材の一例）とにより構成されている。

フレーム５０は、インク容器２０の筐体を構成する部材であり、インク容器２０の六面４１〜４６を形成する。したがって、インク容器２０の六面４１〜４６は、フレーム５０の六面に一致する。以下において、インク容器２０の各面に付された符号を用いてフレーム５０の各面を示す。

フレーム５０は、透光性のある透明又は半透明の合成樹脂で構成されており、例えば、合成樹脂を射出成形することにより得られる。合成樹脂としては、ポリアセタールやナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが該当する。

図４に示されるように、フレーム５０は、外周壁５１と、複数の内壁５２とを備える。内壁５２は、外周壁５１の内側に配設されている。外周壁５１及び内壁５２は、フレーム５０として一体に形成されている。外周壁５１及び内壁５２は、インク容器２０の左側面４５から右側面４６に渡って設けられている。外周壁５１は、内部に空間（インク室１００に相当）を形成するように、前面４１、上面４３、後面４２、下面４４に概ね沿って環状に配設されている。これにより、フレーム５０の側面４５，４６それぞれに開口５７が形成される。つまり、フレーム５０は、左側面４５及び右側面４６それぞれが開放されている。

図６に示されるように、フレーム５０の側面４５，４６それぞれに、透明な樹脂で構成された薄肉状のフィルム６５が周知の熱溶着法によって溶着されている。具体的には、外周壁５１の幅方向３１の両端部にフィルム６５が溶着される。これにより、フィルム６５によって開口５７が覆われて、外周壁５１とフィルム６５とによって囲まれた空間がインク室１００として区画される。このように区画されたインク室１００にインクが収容される。一対のフィルム６５は、フレーム５０における対向位置に設けられて、インク室１００の対向壁を形成している。この対向壁がインク室１００において最も近接する対向壁である。なお、フレーム５０に代えて、例えば、一方の側面４５だけが開放された器状のフレームを用いることも可能である。この場合、上記フレームにおいて開放された側の面がフィルム６５で溶着されることにより、インク室１００が区画される。

内壁５２は、外周壁５１で囲まれた領域内に配設されている。フレーム５０には、インク室１００の上部空間を幅方向３１の中央で仕切り分ける仕切り板５３が外周壁５１と一体に設けられている。内壁５２は、仕切り板５３に一体に設けられている。この内壁５２の幅方向３１の両端部にもフィルム６５が溶着されている。これにより、フィルム６５の撓みを抑制することができる。また、第１カバー２１及び第２カバー２２がインク容器２０側に変形したとしても、内壁５２によって第１カバー２１及び第２カバー２２の変形が規制される。これにより、インク容器２０やフィルム６５の破損が軽減される。なお、インク室１００の下部、つまり、仕切り板５３の下方の空間１０２（図６参照）は、後述するアーム７０及び支持ブロック１７０が配置されるため、幅方向３１に渡って仕切り分けられておらず、左側面４５から右側面４６へ貫通している。

フィルム６５は、合成樹脂製の複数のフィルムが積層されて構成されており、多層構造を有する。具体的には、フィルム６５は、フレーム５０と同じ材質からなる第１シートと、ナイロンからなる第２シートと、ポリエチレンテレフタレートからなる第３シートとがインク室１００側から外方向へ順次接合された３層構造を有する。つまり、インク室１００側の第１シートは、フレーム５０と同じ材質で構成されている。なお、本実施形態では、合成樹脂製のフィルム６５を用いることとしたが、例えば、金属箔を合成樹脂製のフィルムで挟みようにして構成された薄肉状のフィルムを用いることも可能である。もちろん、合成樹脂以外の素材（パルプ、金属、天然樹脂など）で構成されたフィルムを用いてもかまわない。

外周壁５１の幅方向（矢印３１の方向）の中心に軸受リブ７４（図６参照、本発明の支持部材に相当）が立設されている。図６に示されるように、軸受リブ７４は、前面４１及び下面４４で形成されるコーナー付近の外周壁５１に設けられている。軸受リブ７４は、外周壁５１の右側面４６寄りの端部に立設されて、その外側面がフィルム６５の表面に沿った平面をなしている。軸受リブ７４の左側面４５側の面に、円孔状の軸受け６７が形成されている。図６に示されるように、この軸受け６７に、円柱状のbが嵌め入れられ、更に、支軸７７にアーム７０の軸孔７８が挿通される。なお、支軸７７の他端は、支持ブロック１７０側で支持される。

図４及び図５に示されるように、フレーム５０の後面４２にインク注入部１０５が形成されている。インク注入部１０５は、後面４２からインク室１００側に穿設された略円筒状の孔である。インク注入部１０５は、後面４２の下端付近においてフレーム５０と一体に形成されている。インク注入部１０５は、インク室１００に連通している。インク注入部１０５を通じてインクがインク室１００へ注入される。インクの注入手法は後述される。

フレーム５０の前面４１には、検知窓１４０（本発明の透光領域の一例）が形成されている。検知窓１４０は、インク室１００に収容されているインクの量を視覚的或いは光学的に検知するためのものである。検知窓１４０は、フレーム５０と一体に形成されている。したがって、検知窓１４０は、フレーム５０と同じ材質、つまり、透光性のある透明又は半透明の樹脂材料で構成されている。そのため、検知窓１４０は、外部からの光を透過することができる。なお、検知窓１４０には、記録装置に取り付けられたフォトインタラプタなどの光センサによって光が照射される。光センサは発光素子と受光素子とを有する。本実施形態では、発光素子から出射された光が側壁１４０Ｂに照射され、側壁１４０Ｂを透過した検出光が上記受光素子によって受光される。

検知窓１４０は、インク容器２０の前面４１の中段付近からインク容器２０の外側（図５における右向き）へ向かって突設されてる。この検知窓１４０は、図示されるように、略矩形状の５つの壁面で区画され、内部が中空状の略箱状に形成されている。具体的には、検知窓１４０は、前面４１に平行で、前面４１から外向きに所定距離だけ離間した矩形状の前壁１４０Ａと、この前壁１４０Ａの幅方向の二辺を含む一対の側壁１４０Ｂと、前壁１４０Ａの上辺を含む上壁１４０Ｃと、前壁１４０Ａの下辺を含む下壁１４０Ｄとにより区画されている。なお、前壁１４０Ａの幅（幅方向３１の寸法）は、前面４１の幅よりも小さく形成されている。

図５に示されるように、検知窓１４０の内部には、前壁１４０Ａ、側壁１４０Ｂ、上壁１４０Ｃ及び下壁１４０Ｄによって囲まれた空間１４２が形成される。検知窓１４０のインク室１００側には壁は設けられておらず、空間１４２がインク室１００へ連続して通じている。この空間１４２に対して、アーム７０のインジケータ部７２が進入或いは離間する。図５には、空間１４２内の所定位置にインジケータ部７２が進入した第１姿勢が実線で示されている。なお、アーム７０の構成は後述される。

検知窓１４０の上部に大気連通バルブ８０が設けられている。大気連通バルブ８０は、フレーム５０の前面４１の上部に穿設された大気連通用の貫通孔８１（図６参照）を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。この大気連通バルブ８０は、主として、バルブ本体８７、バネ８６、シール部材８３、キャップ８５などの部材で構成されている。大気連通バルブ８０は、常時は、貫通孔８１を気密に閉塞しており、インクカートリッジ１０が記録装置に装着されると、大気連通バルブ８０が作動して、貫通孔８１が開放される。これにより、インク室１００内の空気層が大気圧と同圧になる。なお、本実施形態では、大気連通バルブ８０が貫通孔８１を開閉するが、本発明における蓋部材として、貫通孔８１にフィルム（蓋部材に相当）を貼り付けて閉塞し、使用に際してこのフィルムを剥がして貫通孔８１を開放する態様を採用してもよい。

検知窓１４０の下方にインク供給バルブ９０が設けられている。インク供給バルブ９０は、フレーム５０の前面４１の下部に穿設されたインク供給用の貫通孔９１を開放又は閉塞する弁機構として構成されている。このインク供給バルブ９０は、主として、バルブ本体９７、バネ９６、バネ受け９４、シール部材９３、キャップ９５などの部材で構成されている。インク供給バルブ９０は、常時は、貫通孔９１を閉塞しており、インクカートリッジ１０が記録装置に装着されると、図示しないインクニードルによってインク供給バルブ９０が作動して、貫通孔９１が開放される。これにより、インク室１００内のインクを上記インクニードルを通じて記録装置側へ供給することが可能となる。

以下、図５から図７を参照しながら、アーム７０の構成について詳細に説明する。アーム７０は、インク室１００に収容されたインクの液量を検知するための部材である。アーム７０の一方端（第１端）に、空間１４２に対して進入し或いは空間１４２から離間するインジケータ部７２が設けられている。また、アーム７０の他方端（第２端）にフロート部７３（本発明の浮力体の一例）が設けられている。

アーム７０は、その略中心部に軸孔７８が形成されている。この軸孔７８に支軸７７が挿通される。支軸７７はアーム７０を回動自在に支持するためのものであり、その一端は、軸受リブ７４に形成された軸受け６７（図６参照）に支持され、その他端は支持ブロック１７０に支持される。アーム７０が支軸７７で軸支されることによって、インク室１００内において矢印３５（図５参照）の方向へ揺動可能に支持される。

支持ブロック１７０は、フレームと同じ合成樹脂から成形されており、軸受リブ７４と対向して配置されている。具体的には、支持ブロック１７０は、外周壁５１の左側面４５寄りの端部に立設されて、その外側面がフィルム６５の表面に沿った平面をなしている。図６には現れていないが、支持ブロック１７０の右側面４６側の面には、円孔状の軸受けが形成されており、軸受け６７と一対として、支軸７７の他端を支持している。

支軸７７は、金属製であって、その円周面が平滑である。支軸７７に採用される金属材料としてステンレス鋼があげられ、円柱形状の支軸７７の円周面を研磨等により平滑に加工できる。もちろん、支軸７７に採用する金属材料としてステンレス鋼以外を採用してもよい。要するに、支軸７７は、フレーム５０に採用される合成樹脂より剛性の高い材料から作製されていればよい。

フロート部７３は、例えば、内部が中空状に形成されており、インクなどの液体に対して浮力を有する浮力体の役割を担っている。したがって、フロート部７３は、インク量が所定量以下になると上方へ変位する。これにより、フロート部７３の変位に応じてアーム７０が回動する。本実施形態では、インク中において、軸孔７８からフロート部７３に至る第２部位７６が浮き上がるようにフロート部７３が形成されている。なお、フロート部７３を中空形状とせず、フロート部７３自体をインクの比重よりも小さい比重の素材で形成してもよい。

インジケータ部７２は、インク室１００内のインクの残量を指し示すためのものである。アーム７０が図５において時計方向へ回動されると、インジケータ部７２が検知窓１４０の空間１４２に進入する。空間１４２に進入したインジケータ部７２は、検知窓１４０の下壁１４０Ｄの内面に当接して、それ以上の回動が阻止される。これにより、アーム７０が第１姿勢となる。一方、アーム７０が図５において反時計方向へ回動されると、インジケータ部７２が下壁１４０Ｄの内面から離間する第２姿勢に変化する。アーム７０は、第２姿勢において、インジケータ部７２が下壁１４０Ｄの内面から所定距離だけ隔てた位置で静止する。

本実施形態では、アーム７０は、軸孔７８からフロート部７３に至る第２部位７６が軸孔７８からインジケータ部７２に至る第１部位７５よりも重量が大きくなるように形成されている。したがって、空気中においては、第２部位７６が第１部位７５よりも重い。そのため、インク室１００にインクが入っていない状態では、アーム７０は、支軸７７を中心にして、図５において反時計方向へ回動する。これにより、インジケータ部７２が検知窓１４０の空間１４２から離間する。つまり、インジケータ部７２が空間１４２から離間していることは、インク室１００にインクが入っていないことを意味する。なお、フロート部７３の下端がインク室１００の底面に当接すると、アーム７０の回動が停止して、アーム７０が第２姿勢に維持される。

一方、インク室１００に所定量以上のインクが貯留されている状態、言い換えれば、フロート部７３がインク液中にある状態では、フロート部７３に浮力が発生する。この浮力によって、第１部位７５と第２部位７６との重量の均衡が逆転する。すなわち、インク中では、フロート部７３の重力方向に働く力はインジケータ部７２の重量方向に働く力よりも小さくなる。したがって、アーム７０は、支軸７７を中心にして、図５において時計方向へ回動する。このとき、インジケータ部７２は検知窓１４０の空間１４２に進入して、インジケータ部７２の下端が下壁１４０Ｄの内面に当接した第１姿勢で保持される。つまり、インジケータ部７２が空間１４２に進入していることは、インク室１００に所定量以上のインクが貯留されていることを意味する。

上述のようにアーム７０が動作するため、空間１４２におけるインジケータ部７２の位置を検知窓１４０の外部から目視で確認し、或いは、フォトインタラプタなどの光センサで監視することで、インク室１００内のインクの液量が一定量以上あるかどうかを検知することができる。言い換えれば、インジケータ部７２の動きによって、インク室１００内のインクの量が目視或いは光センサにより外部から判別できる。なお、本実施形態では、インク室１００内において回動するアーム７０を用いてインク量の判定を行うこととしているが、インクの液面に追従して移動するフロートを用いてインク量を判定することとしてもよい。

図５に示されるように、アーム７０の周囲にバネ材１５０が取り付けられている。バネ材１５０は、例えばワイヤーや針金などの線状鋼材を屈曲成形することにより製作される。バネ材１５０は、主として、端部１５１，１５２、保護部１５３，１５４、連結部１５５から構成される。図６に示されるように、フレーム５０に形成された掛け部１３１に連結部１５５が係止され、軸受リブ７４に形成された孔（不図示）及び支持ブロック１７０に形成された孔１８３に端部１５１，１５２が挿入されることによって、フレーム５０にバネ材１５０が固定される。

図５に示されるように、フレーム５０に固定されたバネ材１５０は、アーム７０のフロート部７３を取り囲む。詳細には、フレーム５０の左側面４５側に保護部１５３が配置され、右側面４６側に保護部１５４が配置されることによって、フロート部７３の両側が保護部１５３，１５４によって囲まれる。これら保護部１５３，１５４は、上下方向に略Ｖ字形状に折り曲げられるているので、アーム７０の姿勢変化に伴って移動するフロート部７３がいずれの位置にあっても、フロート部７３の両側に保護部１５３，１５４が存在する。

保護部１５３，１５４は、弾性変形可能なので、フィルム６５が外力を受けてインク室１００側へ撓むと、その外力によってフィルム６５とともにフロート部７３側へ弾性変形するが、その外力が消失或いは減衰すると、弾性復帰して、インク室１００側へ撓んだフィルム６５の一部を外側へ、つまりフロート部７３から離間させる方向へ付勢する。

以下、インク容器２０にインクを充填してインク容器２０を製造する方法について説明する。本インク容器の製造方法は、主として、インク室１００にインクを注入する第１工程と、インク室１００内を大気圧に対して負圧とする第２工程とからなる。なお、アーム７０や支軸７７、バネ材１５０、支持ブロック１７０、大気連通バルブ８０、インク供給バルブ９０などは、フレーム５０に組み付けられており、そのフレーム５０に左側面４５及び右側面４６にフィルム６５がそれぞれ溶着されている。

前述されたように、インク室１００にインクを注入するためのインク注入部１０５が設けられている。したがって、インク注入部１０５に、インクを注入するためのノズルなどを接続してインク室１００へ所定量のインクを注入する。この第１工程に先だって、或いは第１工程と共に、第２工程が行われる。すなわち、インク室１００内が大気圧に対して負圧とされる。具体的には、インク室１００内の空気を吸引排気してインク室１００内の圧力を真空に近い圧力まで減圧する。その後、インク室１００内外の圧力差を利用してインク注入部１０５からインクをインク室１００内に注入する。このようなインクの注入手法は、減圧注入法或いは真空注入法と呼ばれる。インク室１００が減圧されることにより、インクに空気が溶解することが抑制され、インク室１００における気泡の発生が抑制される。

インクの注入後は、大気連通バルブ８０が閉塞されることによって、インク室１００内の気体層の圧力が大気圧よりも低い圧力に維持される。したがって、インク室１００内外の圧力差によって、フィルム６５がインク室１００側に撓む。このインク容器２０に、ハウジング２６及びスライダ２７が組み付けられてインクカートリッジ１０とされる。また、必要に応じて、インクカートリッジ１０は、更に袋形状の外装材に入れられて、その外装材内の空気を排出してパッキングされる。つまり、インクカートリッジ１０は外装材によって減圧包装される。

このような減圧による外力は支軸７７にも作用するが、支軸７７はステンレス鋼から作製されているので軸方向の圧縮強度がフレーム５０より高く、フィルム６５に作用する外力によって変形することがない。また、支軸７７の両端に配設された軸受けリブ７４及び支持ブロック１７０が、各フィルム６５を面で支持するので、フィルム６５が空間１０２側へ撓むことが防止される。

インクカートリッジ１０は、使用に際して外装材から取り出され、記録装置が備えるカートリッジ収容部に装着される。その装着の際に、大気連通バルブ８０が開放される。これにより、インク室１００内の気体層が大気圧となって、フィルム６５を撓ませていた外力が消失する。

また、インク容器２０のインクが消耗されると、インク容器２０に再度インクを充填してもよい。インクの再充填において、前述された第２工程は省略されてもよい。インク室１００からインクが消失すると、フィルム６５に対するインクの圧力が消失するので、フィルム６５がインク室１００側へ撓むこともあり得るが、後述されるように、フィルム６５のは支軸７７、並びに軸受けリブ７４及び支持ブロック１７０によって支持されているので、フィルム６５が空間１０２側へ撓むことがない。これにより、フィルム６５の撓みによるインク室１００の容量が減少することが無く、インク室１００へのインクの再充填を容易に行うことができる。

このようにインク容器１０によれば、インク室１００において対向配置されるフィルム６５の間に、フレーム５０の素材より剛性の高い素材からなる支軸７７が設けられているので、フィルム６５がインク室１００の内側へ撓む外力が付与されても、支軸７７が変形しない。これにより、インク室１００内においてアーム７０が円滑に回動して、正確なインク量検知が実現される。

また、支軸７７の円周面が平滑であるので、アーム７０の回動が円滑となって、より正確なインク量検知が実現される。

図１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジ１０の外観形状を示す斜視図であり、（Ａ）には、挿入方向３０の前方側から見た斜視図が示されており、（Ｂ）には、挿入方向３０の後方側から見た斜視図が示されている。 図２は、インクカートリッジ１０が分解された状態を示す分解斜視図である。 図３は、インクカートリッジ１０の側面図である。 図４は、インク容器２０の拡大斜視図である。 図５は、インク容器２０の内部構造を示す側面図である。 図６は、インク容器２０の分解斜視図である。 図７は、アーム７０の外観形状を示す斜視図である。

１０・・・インクカートリッジ
２０・・・インク容器
５０・・・フレーム
６５・・・フィルム（第１壁材、第２壁材）
７０・・・アーム（回動部材）
７３・・・フロート部（浮力体）
７４・・・軸受けリブ（支持部材）
７７・・・支軸
８０・・・大気連通バルブ（蓋部材）
１００・・・インク室
１４０・・・検出窓（透光領域）
１７０・・・支持ブロック（支持部材）

Claims (11)

1. インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、
   上記フレームの開口を覆うフィルム状の第１壁材と、
   上記第１壁材と対向する第２壁材と、
   上記第１壁材と上記第２壁材との間に渡って設けられ、上記フレームの素材より剛性の高い素材からなる支軸と、
   軸孔を有し、上記軸孔に挿通された上記支軸に回動可能に支持された回動部材と、を具備するインク容器。
2. 上記フレームは、上記インク室と外部とを連通する孔と、当該孔を閉塞する蓋部材とを有し、
   上記インク室は、インクを収容した状態で大気圧より負圧に維持される請求項１に記載のインク容器。
3. 上記支軸の両端に、上記第１壁材又は上記第２壁材を支持する支持部材がそれぞれ設けられた請求項２に記載のインク容器。
4. 上記フレームは合成樹脂製であり、かつ上記支軸は金属製である請求項１から３のいずれかに記載のインク容器。
5. 上記支軸は、ステンレス鋼からなる請求項４に記載のインク容器。
6. 上記支軸の円周面が平滑である請求項５に記載のインク容器。
7. 上記フレームは、両側面が開口され、当該開口に上記第１壁材及び上記第２壁材がそれぞれ設けられて略直方体形状をなすものであり、かつ上記第２壁材がフィルム状のものである請求項１から６のいずれかに記載のインク容器。
8. 上記回動部材は、上記支軸から少なくとも２方向へ延出され、その第１端が所定位置で静止された第１姿勢と当該第１端が上記所定位置から離間された第２姿勢との間で姿勢変化するアームであり、
   上記アームの第２端に、上記インク室内のインク量に応じて変位する浮力体が設けられた請求項１から７のいずれかに記載のインク容器。
9. 上記フレームは、その内部空間が上記インク室と連続する中空であって透光性を有する透光領域を有し、
   上記アームは、その第１端が上記透光領域内で姿勢変化するものである請求項８に記載のインク容器。
10. インクジェットプリンタに対して着脱可能である請求項１から９のいずれかに記載のインク容器。
11. インクが収容されるインク室を区画し、当該インク室の少なくとも一部に開口を有するフレームと、上記フレームの開口を覆うフィルム状の第１壁材と、上記第１壁材と対向する第２壁材と、上記第１壁材と上記第２壁材との間に渡って設けられ、上記フレームの素材より剛性の高い素材からなる支軸と、軸孔を有し、上記軸孔に挿通された上記支軸に回動可能に支持された回動部材と、を具備するインク容器に適用されるインク容器の製造方法であって、
    上記インク室にインクを注入する第１工程と、
    上記インク室内を大気圧に対して負圧とする第２工程と、を含むインク容器の製造方法。
    

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