JP2008000952A - Liquid container and method for detecting residual quantity of liquid in liquid container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、着脱交換可能な液体収納容器内の液体残量を誤差を少なく把握できる構成を採用した液体収納容器および液体収納容器の液体残量検知方法に関する。 The present invention relates to a liquid storage container and a liquid remaining amount detection method for a liquid storage container that employ a configuration in which the remaining amount of liquid in a removable liquid storage container can be grasped with little error.
従来知られている液体収納容器には、発泡体や繊維交絡体を液体保持部材として内部に収容し液体を充填した液体収納容器や、液体収納容器のある空間に直接液体を収容した構成などがある。 Conventionally known liquid storage containers include a liquid storage container in which a foam or fiber entanglement is stored as a liquid holding member and filled with liquid, or a configuration in which liquid is stored directly in a space where the liquid storage container is located. is there.
後者は液体保持部材を用いないため、外部へ供給できずに内部に残ってしまう液体が少なくなる利点がある。そして、この構成に液漏れしにくくするための負圧をもたせたものとしては、図15(A)、(B)、(C)に示した特許文献1に記載された技術がある。
Since the latter does not use a liquid holding member, there is an advantage that the liquid that cannot be supplied to the outside and remains inside is reduced. And what gave the negative pressure for making it difficult to leak to this structure has the technique described in
特許文献1は、インクジェットプリンタで使用されるインクタンクの構成を開示したものである。可撓性のインク袋1の内部にバネ部材3と板状部材4を配置してあるので、インク袋内のインクが外部へ供給されると袋は縮もうとするが、一方圧縮状態のバネ部材3が袋を押し広げ復元しようとすることで、内部に負圧を発生させるものである。この可撓性をもったインク袋1の配置の仕方は図15(B)に限定されず、図15(C)に示すように1面を固定したものであっても良い。
また類似の構成としては、図16(特許文献2)に記載された液体収納容器がある。先の図15の構成では液体収容空間内部に大気を導入することなく液体を外部へ供給するために、内容積が減少可能な可撓性の袋を用いていた。しかし、この図16の構成では、液体収容空間内部へ大気を取り込むことによって、見合う体積の液体を外部へ供給する点が大きく異なっている。 As a similar configuration, there is a liquid storage container described in FIG. 16 (Patent Document 2). In the configuration shown in FIG. 15, a flexible bag capable of reducing the internal volume is used to supply the liquid to the outside without introducing the atmosphere into the liquid storage space. However, the configuration of FIG. 16 is greatly different in that an appropriate volume of liquid is supplied to the outside by taking the atmosphere into the liquid storage space.
したがって、後者の構成では剛性のある筐体内部空間(図15で仮想的に言えば本体6と蓋7で構成される空間)に直接液体を収容可能であり、収容効率が高いメリットがある。
Therefore, in the latter configuration, the liquid can be directly stored in the rigid housing internal space (the space formed by the
反面、負圧は、液体に接する部位に大気の取り入れ口18を設け、そのメニスカス力を利用するため、外部へ液体が漏れる懸念がある。さらにまた、内部へ取り込んだ大気の、環境変化(気温・気圧)に伴う膨張収縮がもたらす負圧の変動(場合によっては正圧になる)の懸念もある。
On the other hand, the negative pressure has a concern that the liquid leaks to the outside because the
これらの課題に対しては、図16に示すように、液漏れに対しては疎水性の気体透過膜19で、大気の膨張収縮に対しては11、13、14で構成されるバッファ機構で解決する構成となっている。
To solve these problems, as shown in FIG. 16, a hydrophobic gas
また、基本的な供給動作中の負圧を図17に示す。図15の技術ではバネ定数と変位量からほぼ比例の関係(図17中の符号801で示されるライン)となるが、図16の技術ではメニスカス破壊圧力(バブルポイント圧)と水頭からほぼ一定の負圧(図17中符合803で示される負圧で符号802で示されるライン)となるように動作する。
FIG. 17 shows the negative pressure during the basic supply operation. In the technique of FIG. 15, the relationship is almost proportional to the spring constant and the amount of displacement (the line indicated by
図15の構成も図16の構成も、適切な設計により負圧を安定的に発生できるため、インクジェット記録ヘッドへ収納インクを供給する用途にも一般的に採用されているものである。 Both the configuration of FIG. 15 and the configuration of FIG. 16 can be stably generated with an appropriate design, and thus are generally employed in applications for supplying stored ink to an ink jet recording head.
ここで、これらの液体収納容器における液体残量検知手技術について説明する。図16の構成の液体収納容器では、液体の外部への供給に伴って液面が低下していく。そのため、たとえば図18(特許文献3)のように、ある部位に電極ピン25、26を配置しておき、液体の電気伝導度を利用して、電極ピン位置に液体があるかないかを容易に検出することが可能である。同様に、図19(特許文献4)に示した構成は、液体収納容器の内部に板状の1対の電極版を対向させて配置し、液面低下による静電容量の変化を検出することで液体残量をアナログ的に知ることができる技術である。
Here, the technique for detecting the remaining amount of liquid in these liquid storage containers will be described. In the liquid container having the configuration shown in FIG. 16, the liquid level decreases as the liquid is supplied to the outside. Therefore, for example, as shown in FIG. 18 (Patent Document 3),
一方、図14の構成の液体収納容器では大気の取り込みがないために液面が低下していく状態が存在しない。このため、たとえば図20(特許文献5)に示したように、可撓性の液体収容袋20とともに移動する板状部材30に設けた庇31が反射光路を遮ることにより、板状部材の移動量、すなわち液体収容袋の縮み量を検出することで残量検知を行うなどの工夫がなされている。
ところで、図15や図16に示した構成の液体収納容器では、一般的に直方体状の容器形状のうち、最大面積Sをもつ1対の対向面間で変位するように構成し、変位域を短くする(最大面積面間の距離は他の辺に比べ長さが短いことによる)ことで負圧特性をフラットに近づけ負圧の安定化を図るようにするのが望ましい。このため、液体収容袋とともに移動する板状部材30の傾きや、検出変位量のわずかな検出誤差△dが大きな液体量の誤差△Vを生むことになる。(△V=S*△d、ここでS>>0)
本発明は、外部に液体を漏らすことがない簡便な構成の液体収納容器であって、液体収納容器内の液体残量を精度よく検出する手段、特に液体がなくなる間際の残量検知精度を簡便に向上させる手段を備えた液体収納容器および液体収納容器の液体残量検知方法を提供することを目的とする。
By the way, in the liquid container having the configuration shown in FIGS. 15 and 16, it is configured to be displaced between a pair of facing surfaces having the maximum area S in a generally rectangular parallelepiped container shape, and the displacement range is set. It is desirable to make the negative pressure characteristics close to flat and to stabilize the negative pressure by shortening (the distance between the maximum area surfaces is shorter than the other sides). For this reason, the inclination of the plate-
The present invention is a liquid storage container having a simple configuration that does not leak liquid to the outside, and is a means for accurately detecting the remaining amount of liquid in the liquid storage container, in particular, simple detection of the remaining amount immediately before the liquid runs out. It is an object of the present invention to provide a liquid storage container provided with means for improving the capacity and a liquid remaining amount detection method for the liquid storage container.
上記目的を達成するための液体収納容器は、記録装置に使われる、外部よりエアを取り込むことなく収容空間の容積を減じることによって外部へ液体供給可能な直方体状の液体収納容器であって
仕切り壁によって液体を収容可能な2つの区画が形成され、
第1の区画には可撓性フィルムと弾性変形部材によって、区画内に収容された液体を負圧維持しながら保持可能に構成される第1の液体収容空間を備えるとともに、前記第1の液体収容空間の対向する2面にはそれぞれ導電性の板状電極が対応するように設けられ、その1対の電極は液体収納容器外面に設けられた外部への1対の電気接続端子に接続されるとともに、第2の区画には可撓性フィルムによって液体を収容可能な第2の液体収容空間を備えており、
第1の区画には、前記第1の液体収容空間と外部とを連通し液体を供給する液体供給口が設けられるとともに、前記可撓性フィルムにより隔離された、液体を収容しない空間と連通する第1の大気連通口を備え、
第2の区画には、前記可撓性フィルムにより隔離された、液体を収容しない空間と連通する第2の大気連通口を備え、
前記第1の液体収容空間と第2の液体収容空間は、前記仕切り壁の1領域に設けられた貫通連通路を介して互いに連通しており、
前記第2の大気連通口には外部から非接触で開閉可能な弁機構が設けられていることを特徴とする。
A liquid storage container for achieving the above object is a rectangular parallelepiped liquid storage container used in a recording apparatus and capable of supplying liquid to the outside by reducing the volume of the storage space without taking in air from the outside. To form two compartments capable of containing liquid,
The first compartment includes a first liquid storage space configured to be able to hold the liquid contained in the compartment while maintaining a negative pressure by a flexible film and an elastic deformation member, and the first liquid. Conductive plate-like electrodes are provided so as to correspond to the two opposing surfaces of the storage space, respectively, and the pair of electrodes are connected to a pair of external electrical connection terminals provided on the outer surface of the liquid storage container. And the second compartment has a second liquid storage space capable of storing a liquid by a flexible film,
The first compartment is provided with a liquid supply port that communicates the first liquid housing space with the outside and supplies a liquid, and communicates with a space that does not contain a liquid and is isolated by the flexible film. A first air communication port;
The second compartment includes a second air communication port that communicates with the space that does not contain liquid, isolated by the flexible film,
The first liquid storage space and the second liquid storage space communicate with each other via a through communication path provided in one region of the partition wall;
The second atmosphere communication port is provided with a valve mechanism that can be opened and closed without contact from the outside.
また、前記構成が採用された液体収納容器の液体残量検知方法は、前記第1および第2の液体収納空間に収容された合算液体量を元に消費される液体の量を係数して残量検出を行う第1の残量検出ステップと、
第1の残量検出ステップと並行して、第1の液体収容空間の静電容量を検出し、前記消費される液体の量の値に対する前記静電容量の増加率が予め設定された値に達したことを検出する第1の液体収容空間1次エンド検出ステップと、
前記第1の液体収容空間1次エンド検出を受け、第2の大気連通口に設けられた前記開放弁を開放するステップと、
前記開放ステップと並行して第1の液体収容空間の静電容量を検出し、単位時間あたりの前記静電容量の減少率が予め設定された値に達したことを検出する第2の液体収容空間エンド検出ステップと、
前記第2の液体収容空間エンド検出を受け、前記第1の残量検出ステップにおける前記消費される係数された液体の量を一旦リセットし、第2の液体収容空間に使用開始前に収容されていた液体量を元に改めて前記消費される液体の量の係数して残量検出を行う第2の残量検出ステップとを含み、
前記のステップ手順で液体収納容器の液体残量検知を行うことを特徴とする。
In addition, the method for detecting the remaining amount of liquid in the liquid storage container adopting the above configuration is based on the amount of liquid consumed based on the total amount of liquid stored in the first and second liquid storage spaces. A first remaining amount detecting step for detecting the amount;
In parallel with the first remaining amount detection step, the capacitance of the first liquid storage space is detected, and the increase rate of the capacitance with respect to the value of the amount of liquid consumed is set to a preset value. A first liquid containing space primary end detecting step for detecting that has been reached;
Receiving the primary end detection of the first liquid storage space, and opening the release valve provided in the second atmosphere communication port;
In parallel with the opening step, a second liquid container that detects the capacitance of the first liquid storage space and detects that the decreasing rate of the capacitance per unit time has reached a preset value. A spatial end detection step;
Upon receiving the second liquid storage space end detection, the consumed liquid amount in the first remaining amount detection step is temporarily reset and stored in the second liquid storage space before the start of use. A second remaining amount detecting step for detecting the remaining amount as a coefficient of the amount of liquid consumed again based on the liquid amount
The liquid remaining amount detection of the liquid container is performed by the above step procedure.
本発明では、残量そのものを検知するという従来の発想を改め、ユーザーが求めるインクタンクのLow〜End状態での検知に特に的を絞る着想に基いて成されたものである。つまり、(1)インクLowのタイミングを見かけ上インクEndの状態で作りだし、(2)その状態を負圧の急激な変化点として内圧調整弁に感知させ、(3)その後一定量のインクを別室より送り込み、そのインク量、すなわちLow〜End状態でインクの残量検知を行なえるようにした。これによって、着脱交換可能な液体収納容器内の液体残量を誤差が少なく把握できる。 In the present invention, the conventional idea of detecting the remaining amount itself is revised, and the idea is based on an idea that is particularly focused on the detection in the low to end states of the ink tank desired by the user. In other words, (1) the ink low timing is apparently created in the ink end state, (2) the internal pressure adjustment valve senses this state as a sudden change point of the negative pressure, and (3) a certain amount of ink is then separated into the separate chamber. The remaining amount of ink can be detected in the ink amount, that is, in the Low to End state. As a result, the remaining amount of liquid in the detachable and replaceable liquid storage container can be grasped with little error.
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第一の実施形態)
図1および図2に示した液体収納容器100は、直方体状の筐体をなしており、対向する最大面積面間をつなぐように設けられた仕切り壁103によって、大小2つの区画に区画されている。
(First embodiment)
The
大きな区画は、第1の液体収容区画105であり、内部には公知のスプリングバッグ方式の負圧発生機構等を備える。すなわち、第1の液体収容区画105内には、電気絶縁性を備えた可撓性フィルム141で包まれた袋状第1の液体収容空間195がある。そして、可撓性フィルムがケース101の最大面積面と平行に内部容積を減少可能なように配されている。1対の樹脂製板状部材121a、121b(不図示)とそれらを押し広げようとする圧縮バネ(弾性変形部材との称する)120(図1ではコイルスプリングであるがこれに限定されない)が、前記第1の液体収容空間195内部に第1の可撓性フィルム141と一体的に設けられている。
The large compartment is the first
第1の液体収容空間195の外面には、第1の可撓性フィルム141をはさんで板状補強板121a、121bに対応して、導電性の電極板161a、161bが設けられている。(161bは不図示)そして、液体収納容器外面には、1対の電極板と導通する電気接続端子162a,162bが設けられ、その間をそれぞれ導通させるリード線163a,163bが第1の液体収容区画105内にたるみをもって接続されている。
そして、第1の液体収容区画105には、大気連通口108が設けられ、第1の液体収容空間195の外部と連通するとともに、第1の液体収容空間195の内底部には外部への液体導出口107が設けられ、インク供給口110へとつながっている。
The first
この第1の液体収容空間195に収容された液体は、基本動作として、エアを導入することなくコイルスプリングが発生する負圧を保ちながら外部へインク供給可能な構成となっている。
As a basic operation, the liquid stored in the first
本発明の構成のポイントは、第1の液体収容空間195が独立した空間ではなく、後述したような構成になっている点にある。以下順を追って説明する。
The point of the configuration of the present invention is that the first
前述した第2の液体収容区画106には、その半分の高さの位置の内壁143に固定された可撓性フィルム142が、143の上方では内壁とはフリーの状態で液体を収容して自立している。
In the second
そして第2の液体収容区画106内の、第2の液体収容空間196の外領域は、ごくわずかにエアが存在する領域であるが、蓋部材102と大気連通口に設けられた弁130によって通常密封されている。また、第1の液体収容区画105内に配置された第1の液体収容空間195を形成する可撓性フィルム141と、第2の液体収容区画106内に配置された第2の液体収容空間196を形成する可撓性フィルム142の下方空間とは、仕切り壁103を貫通する連通路104によって液体連通している。
The outer area of the second
ここで、すでに説明した斜視図に加え、断面図を用いてその構成を説明する。図3は切断位置700I〜700VIIIを説明する図であり、図4(I)〜(VIII)は対応する各断面図を示したものである。121a、121bは、図1、図2では不図示であった補強板であり、第1の可撓性フィルム141の内面に固定されている。
Here, in addition to the perspective view already described, the configuration will be described using a cross-sectional view. FIG. 3 is a view for explaining the cutting positions 700I to 700VIII, and FIGS. 4 (I) to (VIII) show corresponding cross-sectional views. 121a and 121b are reinforcing plates not shown in FIGS. 1 and 2, and are fixed to the inner surface of the first
またフィルムをはさんで補強板に対向するフィルム外面には、電極板161a、161bが固定されている。
外部への液体導出口107内に設けられた111は、液体供給先から接続される中空供給針500(不図示)を受け入れる弾性シール部材である。
111 provided in the
以上のように構成される液体収納容器の動作を特定のタイミング(a)〜(h)で捉えて説明する。 The operation of the liquid container configured as described above will be described with specific timings (a) to (h).
なお、以下の実施例の図面の説明においては、(a)〜(h)は上記特定のタイミングのときの液体収納容器の状態を模式的な図面として示すもので、説明によっては欠番が存在していることを事前に断っておく。 In the description of the drawings of the following embodiments, (a) to (h) show the state of the liquid storage container at the specific timing as a schematic drawing, and there are missing numbers depending on the description. Refusing in advance.
以下に図5(a)乃至(e)を用いて液体収納容器の動作を説明する。なお、図5(a)はタイミングaを、図5(b)はタイミングbを、図5(c)はタイミングcを、図5(d)はタイミングfを、図5(e)はタイミングhを夫々示している。また、内部の状態が理解しやすいように、蓋部材102を取り外してある。図5で理解上、注意すべき点は、左側の大きな区画(第1の液体収容区画105)は蓋部材102に設けられた大気連通口108を介して外気と連通状態にあるが、右側の小さな区画(第2の液体収容区画106)は大気連通口109に設けられた弁130により密封状態にあることである。この点は、以下の説明の中でも改めて補足解説する。
Hereinafter, the operation of the liquid container will be described with reference to FIGS. 5A shows the timing a, FIG. 5B shows the timing b, FIG. 5C shows the timing c, FIG. 5D shows the timing f, and FIG. 5E shows the timing h. Respectively. Further, the
本発明の液体収納容器100の初期状態は、使用時姿勢において図5(a)のようになっている。すなわち、1対の最大面積面と平行に配され可撓性フィルム141と、それと一体化された補強板121とが形成する第1の液体収容空間195は、直方体状の内空間を持つ第1の液体収容区画105内いっぱいに広がっている。そしてまた、直方体状の内空間を持つ第2の液体収容区画106の上半分の領域には、可撓性フィルム142が領域いっぱいに広がり、下半分の領域とともに第2の液体収容空間196を形成している。
The initial state of the
ここで初期状態時に、第1の液体収容空間内に収容されている液体量をV1、第2の液体収容空間内に収容された液体量をV2とする。V1の液体量を収容した第1の液体収容空間は、補強板121a−121b間距離doを維持しているが、外部への液体導出口107を介して液体供給口110より液体を供給すると、液体の供給に見合う分だけ第1の液体収容空間195の容積は減る。約半分(液量(V1/2))供給した時を模式的に表わしたのが図5(b)であり、この時の補強板121a−121b間距離はバネ部材120を圧縮し、dh≒do/2となる。
Here, in the initial state, the amount of liquid stored in the first liquid storage space is V1, and the amount of liquid stored in the second liquid storage space is V2. The first liquid storage space that stores the amount of liquid V1 maintains the distance do between the reinforcing
さらに液体を供給するとやがて補強板同士がぶつかり合う状態(dk≒0))となり、第1の液体収容空間195内の液体は枯渇寸前となる。ぶつかり合う直前までは、背景技術のところでも述べたように、図16の負圧特性801のような挙動を示す。しかし、さらに液体を外部へ供給し続けると、可撓性フィルム141同士の干渉抵抗やバネ部材の畳み込み時の干渉抵抗などにより、後述するが図8(A)の(b)〜(c)のように、第1の液体収容空間195分の液体供給終末になると急激な負圧の低下が起こる。
When the liquid is further supplied, the reinforcing plates eventually collide with each other (dk≈0), and the liquid in the first
並行して、電極板が最接近し電極板161a−161b間にわずかに液体が残っている状態に近づくにつれ、電極板間の静電容量は電極板距離の2乗に反比例するため急激な上昇が起こる。
In parallel, the capacitance between the electrode plates is in inverse proportion to the square of the electrode plate distance as the electrode plates are closest and a little liquid is left between the
ここで、第1の液体収容空間195の静電容量の急激な上昇(図8)(B)で示す傾き351)は、まさに第1の液体収容区間内の液体枯渇状態直前状態を示すものであり、得られた検出結果をもって、蓋部材102の第2の大気連通路に設けられた弁130を開放させる。
Here, the rapid increase in the capacitance of the first liquid storage space 195 (
大気連通口109が開放となると、液体連通している第2の液体収容空間から内圧が急激に低下していた第2の液体収容空間へと、連通路104を介して速やかに液体が移動する。第2の可撓性フィルム142には、別段補強板もバネ部材も設けられていなく、ほとんど抵抗も生じることなく、第2の可撓性フィルム142は、内壁への固定点143を折り返し点として裏返しになりながら、大気を第2の液体収容区画106へ取り込み、底部に向かって上下反転状態になる。
When the
第2の液体収容空間内の液体量V2が全量、第1の液体収容空間に移動した様子を模式的に表わしたのが図5(d)である。このとき、補強板121a−121b間距離は、移動してきた液体量V2分だけ、dk(≒0)からdLに増加している。
FIG. 5D schematically shows a state in which the entire amount of liquid V2 in the second liquid storage space has moved to the first liquid storage space. At this time, the distance between the reinforcing
第1の液体収容空間195と第2の液体収容空間196とは、連通路104を介して液体連通しているので、負圧により速やかに液体移動が完了し、静電容量が再び低下(急激な上昇分復帰)ことを確認して、弁130を閉じ大気連通口109は密封される。また、遅れて大気連通口109が密封されるとしても、第1の液体収容空間195に大気が入り込んでしまうといった問題は生じない。これは第2の可撓性フィルム142により、第1の液体収容空間と大気連通口109領域とは遮断されているからである。
Since the first
以上説明したように本発明のポイントの1つ目は、液体End状態を仮想的に作り出すことで負圧(内圧)の急激な低下を利用して内圧調整弁を作動させ、一定量の液体を移動させることにある。そして第2の発明のポイントは、この液体移動開始のタイミングおよび移動完了のタイミングを静電容量により検知すること、第3のポイントはそこでドットカウント方式のカウントをリセットし、新たに液体量をV2ないしはそれに相当する量をセットすることにある。 As described above, the first point of the present invention is that the liquid end state is virtually created to operate the internal pressure regulating valve by utilizing the sudden decrease in negative pressure (internal pressure), and a certain amount of liquid is supplied. There is to move. The point of the second invention is to detect the liquid movement start timing and the movement completion timing by capacitance, and the third point is to reset the dot count type count and newly set the liquid amount to V2. Or to set the amount corresponding to it.
これにより、(V1+V2)の合算液体量でドットカウント残検する従来技術に比べ、液体の残りが少なくなった時点で、ドットカウントをリセットし、V2(ないしはその相当値)から再度ドットカウントを始めることで、累積誤差の少ない、液体供給終了間際により高い残量検知精度を実現できる。 As a result, the dot count is reset and the dot count is started again from V2 (or its equivalent value) when the remaining amount of liquid is reduced as compared with the conventional technique in which the remaining dot count is detected with the total liquid amount of (V1 + V2). As a result, it is possible to realize higher remaining amount detection accuracy with a short cumulative error and just before the end of liquid supply.
本発明の効果を有効に引き出すためには、第2の液体収容空間内に収容される液量は少ない方が望ましい。本発明の液体収納容器を搭載する装置の稼動形態やユーザー要望によるが、合算液体量(V1+V2)の5〜25%が望ましい範囲である。すなわち、V1:V2で表現するならば、およそ20(19):1〜3:1が好適な範囲である。 In order to effectively bring out the effects of the present invention, it is desirable that the amount of liquid stored in the second liquid storage space is small. Although depending on the operation mode of the apparatus equipped with the liquid storage container of the present invention and the user's request, 5 to 25% of the total liquid amount (V1 + V2) is a desirable range. That is, if expressed by V1: V2, approximately 20 (19): 1-3: 1 is a preferable range.
以上の動作ステップを別の模式図6を用いて説明する。なおここでも使用するカッコ内の符号は、図8のグラフないしチャートのa〜hと対応させてある。 The above operation steps will be described with reference to another schematic diagram 6. Note that the reference numerals in parentheses used here also correspond to a to h in the graph or chart of FIG.
図6(a)〜(h)に示した概略図は、タイミングa〜hにおける動作状態と、不図示であった弁130の動作が説明しやすいように縦断面図として表してある。 The schematic diagrams shown in FIGS. 6A to 6H are shown as vertical cross-sectional views so that the operation states at the timings a to h and the operation of the valve 130 (not shown) can be easily explained.
なお、ここで注意が必要であるが、第1の液体収容空間195は図5に示したように液体収納容器幅方向に移動するため、縦断面図では収容されている液体量の状態を表現できない。したがって、図6においては模擬的に、第1の可撓性フィルムの変位は上下方向に、また内部に収容される液体量は高さ方向で表現している。
It should be noted that the first
図6(a)は図5(a)と対応する初期状態であり、第1の液体収容空間195には液体量V1が、第2の液体収容空間196には液体量V2が収容されている。この第1の液体収容空間195は、第1の可撓性フィルム141により閉じられた空間であり、唯一液体収納容器100の底部と仕切り壁103とにおいて、それぞれ外部への液体導出口107および連通路104において固定され、隣接領域と連通している。
FIG. 6A shows an initial state corresponding to FIG. 5A, in which the liquid amount V1 is stored in the first
不図示の装置に本液体収納容器100を装着すると、不図示の中空液体供給針500量がインク供給口110内に配置された弾性密封部(通称ゴム栓)111を貫通し、外部への液体導出口107を経て第1の液体収容空間195内に露出する。
When the
外部への液体供給が行われると、第1の可撓性フィルムにより閉じられた空間は内容積の減少分小さくなり、その容積減少分の大気600が大気連通口108から進入する。図6(b)は、およそ(V1)/2の量の液体を供給したときの様子を示したものである。改めて述べるが、第1の液体収容空間195は上下方向にその空間を移動させるわけではなく、断面図の手前−奥方向に移動するものであることを再度付け加えておく。これは、図6の(a)〜(h)の第1の液体収容空間195に対してすべて共通する事項である。
When the liquid supply to the outside is performed, the space closed by the first flexible film becomes smaller by the decrease in the internal volume, and the
さらにおよそ(V1)/2量の液体供給が行われると、図6(c)に示したように第1の液体収容空間195内には液体が枯渇寸前の状態に近づく。そして監視している静電容量値から変化率(傾き)が所定の設定値を超えた瞬時に、図6(d)に示したように、大気連通口109に配置された弁130を閉⇒開と作動させ、第2の液体収容区画106が大気に開放される。すると速やかに、急激に低下した第1の液体収納空間内の負圧に引っ張れるように、第2の液体収容空間196内の液体(液体量はV2)が移動を始める。
Further, when the liquid is supplied in an amount of about (V1) / 2, as shown in FIG. 6C, the liquid approaches the state just before depletion in the first
第2の液体収容空間196から第1の液体収容空間195に移動してきた液体は、可撓性フィルムで閉じられた空間を押し広げようと付勢しているバネ部材120の復元力を借りながら、その内容積を拡大し、図6(e)の状態を経て図6(f)の状態に移行する。この時、第1の液体収容空間195には液体量V2が、第2の液体収容空間196は液体量実質ゼロとなる。
The liquid that has moved from the second
液体移動が完了した時点で、監視している静電容量値から変化率(傾き)が所定の設定値に戻っていることが確認できるので、この時点で弁130を再度作動させ、大気連通口109は密封される。
When the liquid movement is completed, it can be confirmed from the monitored capacitance value that the rate of change (slope) has returned to the predetermined set value. At this point, the
使用開始の初期状態(総液体量V1+V2)からドットカウント方式(公知の技術であり、記録装置が使用した量を積算して液体残量を求める方式。インクジェット記録装置においては、吐出や吸引回復等の各動作ごとに使用量を積算していく。)により、液体残量を得ることができるが、前記静電容量の大きな変化が生じたタイミングに対応して、ドットカウント値をリセットし改めて液体残量をV2(ないしは若干の補正量を加味したV2相当量)とする。 A dot count method (a known technique that calculates the remaining amount of liquid by adding up the amount used by the recording device from the initial state of use (total liquid amount V1 + V2). In an ink jet recording device, discharge, suction recovery, etc. The remaining amount of liquid can be obtained by accumulating the usage amount for each operation of the above), but the dot count value is reset and the liquid is re-applied in response to the timing when the large change in the capacitance occurs. Let the remaining amount be V2 (or an amount equivalent to V2 with some correction amount added).
図6(f)以降の液体供給は、第2の液体収容空間内に液体200が存在するか否かに関わらず、図6(b)〜(d)と同様に液体供給が行われる。 Liquid supply after FIG. 6F is performed in the same manner as in FIGS. 6B to 6D regardless of whether or not the liquid 200 exists in the second liquid storage space.
続いて、図7(A)〜(C)を用いて弁130について簡単に補足する。図7(A)に液体収納容器全体を、図7(B)に弁構成を拡大して示している。弁130は、図7(B)に示されるとおり、薄いリング状の永久磁石の上面をS極とし、裏面(N極面)に弾性密封部材132(低弾性ゴムや独立気泡タイプの発泡フォームなど)が貼り付けてある。さらにシャフト133と一体化され、圧縮付勢ばね134によって、通常閉となるように構成されている。
Subsequently, the
図7(C)に示すとおり、第2の大気連通口109の上方にN極を対向させて磁石を近づけると、N極−S極が引き合い、弁130が上方に変位し、大気600が通過可能なように大気連通口が開放となる。
As shown in FIG. 7C, when the N pole is made to oppose the second
なお、N極、S極の配置は限定されたものではなく、逆でもよく、さらにまた一方は磁性体であってもよい。磁石330の磁力、近接距離等を考慮しなければならないが、コストの面からは、交換可能な液体収納容器側の131は磁石でなく磁性体とし、装置側の330は磁石とするのが望ましい。装置側の330も永久磁石に限ることはなく、電磁石でも良い。
In addition, arrangement | positioning of N pole and S pole is not limited, The reverse may be sufficient, Furthermore, one side may be a magnetic body. The magnetic force, proximity distance, etc. of the
続いて、図5および図6で説明してきた動作の総括を模式的に表した図8について説明する。図8(A)のグラフは、液体収納容器の初期状態(a)から使い終わり(h)までの、第1の液体収容空間195内の圧力変化を示したものである。詳細は説明が重複するので割愛するが、第1の液体収容空間内の液体が枯渇寸前に急激に内圧が低下する。
Next, FIG. 8 schematically showing a summary of the operations described in FIGS. 5 and 6 will be described. The graph in FIG. 8A shows the pressure change in the first
図8(B)は、静電容量の変化を、図8(A)と対応させて説明したものである。ポイント静電容量の急激な上昇をとらえて弁を制御するように構成されている。なお静電容量自身の設定値で判断するのは設計公差・製造上のバラツキ等からむずかしいが、その変化は急峻なため、変化率(傾き)を捉えることで動作バラツキを懸念する必要はない。 FIG. 8B illustrates the change in capacitance in correspondence with FIG. 8A. It is configured to control the valve in response to a sudden increase in point capacitance. Note that it is difficult to judge based on the set value of the capacitance itself because of design tolerances, manufacturing variations, and the like. However, since the change is steep, it is not necessary to worry about operation variations by capturing the rate of change (slope).
図8(C)は、弁を制御するタイミングを示すチャートであり、図8(D)はドットカウントリセットについて、図8(A)(B)との対応で説明したものである。いずれも説明済の内容なので詳細は割愛する。 FIG. 8 (C) is a chart showing the timing for controlling the valve, and FIG. 8 (D) explains the dot count reset in correspondence with FIGS. 8 (A) and 8 (B). Since both are already explained, details are omitted.
(第二の実施形態)
図9(A)には第一の実施形態を、図9(B)には第ニの実施形態を示した。樹脂製補強板121a、121bと導電性電極板161a、161bとを、それぞれ一体化して、第1の可撓性フルム141の内面に配置した例である。このように構成することにより、部品点数の削減が図れるとともに、電極間同士がより近接する(最近接時は、絶縁被覆分を無視すれば距離が実質ゼロ)ので、より急激な静電容量の上昇を検出できるメリットがある。
(Second embodiment)
FIG. 9A shows the first embodiment, and FIG. 9B shows the second embodiment. In this example, the
なお、電極板が液体中に浸るため、導電性液体や腐食性液体を収容する場合には、絶縁被覆が必要なのでその対応を忘れてはならない。 In addition, since the electrode plate is immersed in the liquid, when an electrically conductive liquid or a corrosive liquid is accommodated, an insulation coating is necessary, and the correspondence must be forgotten.
(第三の実施形態)
図10には第三の実施形態を示す。図1ないし図2で示してきた第一の実施形態は、1対の最大面積面に対向した可撓性フィルムの2面がともに液体収納容器の幅方向中心に向かって移動する構成であったが、図9に示すように、一方が固定であってもよい。
(Third embodiment)
FIG. 10 shows a third embodiment. The first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is configured such that the two surfaces of the flexible film facing the pair of maximum area surfaces both move toward the center in the width direction of the liquid storage container. However, one may be fixed as shown in FIG.
これを断面図で示したのが図11(A)であるが、図11(B)(C)に示すような引っ張りバネによる構成であってもよい。 FIG. 11A shows this in a cross-sectional view, but a configuration using a tension spring as shown in FIGS. 11B and 11C may be used.
ここで補足説明すると、第2の液体収容空間が、液面を低下させながら連通路を介して液体を移動させるように構成されていることが重要であり、第1の負圧発生機構の詳細には限定されない。 In supplementary explanation, it is important that the second liquid storage space is configured to move the liquid through the communication path while lowering the liquid level. Details of the first negative pressure generating mechanism It is not limited to.
(第四の実施形態)
図12(a)〜(h)には第四の実施形態を示した。第2の液体収納空間の構成が第一の実施形態と異なるだけで基本動作は同じである。またカッコ内の符号a〜hも対応させてある。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is shown in FIGS. 12 (a) to 12 (h). The basic operation is the same except that the configuration of the second liquid storage space is different from that of the first embodiment. Also, the symbols a to h in parentheses are made to correspond.
第一の実施形態では、第2の液体収容空間の固定点(固定線)143より上方領域は、第2の可撓性フィルム142により、下方領域は仕切り壁103とケース101の内壁のより構成されていたが、本実施例では、底部を除き第2の可撓性フィルムのみで構成されている。
In the first embodiment, the region above the fixed point (fixed line) 143 of the second liquid storage space is configured by the second
この実施例では、第2の可撓性フィルムが折り畳まれて図12(f)の状態を作り出すため、柔軟性があってできるだけ薄いフィルムが望ましい。第一の実施形態の形態を採用するか、第一の実施形態の形態を採用するかは、液体量V2、液体収納容器の幅内寸、高さなど形状因子から決めるのがよい。高さがある液体収納容器では、第一の実施形態の構成の方が望ましいだろう。 In this embodiment, since the second flexible film is folded to create the state of FIG. 12 (f), a flexible and thin film is desirable. Whether to adopt the form of the first embodiment or the form of the first embodiment may be determined from the shape factor such as the liquid amount V2, the inner width and height of the liquid container. For a liquid container having a height, the configuration of the first embodiment may be more desirable.
(第五の実施形態)
図13(a)〜(d)には第四の実施形態を示した。図13(a)はタイミングaを、図13(b)はタイミングdを、図13(c)はタイミングfを、図13(d)はタイミングhの時の状態を夫々示している。基本構成は第一の実施形態と同様であるが、第2の大気連通口109には、弁可動部に黒色に塗られた形状記憶合金を用いた作動弁190が設けられている。図13(c)のステップで、磁石330によるマグネットバルブ130の作動ではなく、半導体レーザ371による半導体レーザモジュール370による作動としたものである。
(Fifth embodiment)
FIGS. 13A to 13D show the fourth embodiment. 13A shows the timing a, FIG. 13B shows the timing d, FIG. 13C shows the timing f, and FIG. 13D shows the state at the timing h. Although the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the second
(第六の実施形態)
第六の実施形態を図14に示した。これは、第2の液体収納空間が移動する方向は鉛直下向きに限定されないことを示したものである。第1の液体収容空間内の液体は高さ方向が低下することなく、幅方向にその内容積を減じていくだけである。したがって、連通路104を上方に配置しても、第1の液体収納空間の内圧に引っ張られて、第2の液体収納空間は下方から上方に向かって移動しながら液体移動を行うように作用する。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment is shown in FIG. This indicates that the direction in which the second liquid storage space moves is not limited to the vertically downward direction. The liquid in the first liquid storage space is merely reduced in the inner volume in the width direction without decreasing in the height direction. Therefore, even if the
従来のエア導入を行わないスプリングバッグ方式のインクタンクでは液面低下を伴わないため、簡便でかつ精度の高い残量検知手段がなかった。実用的に採用されているドットカウント方式は、簡便ではあるが、総インク量に対しカウントするため、インクEnd検出精度を高めるのがむずかしかった。 The conventional spring bag type ink tank that does not introduce air does not cause a drop in the liquid level, so there is no simple and accurate remaining amount detecting means. Although the dot count method that is practically used is simple, it is difficult to increase the ink end detection accuracy because it counts with respect to the total ink amount.
本発明では、残量そのものを検知するという従来の発想を改め、ユーザーが求めるインクタンクのLow〜End状態での検知に特に的を絞っている。つまり、(1)インクLowのタイミングを見かけ上インクEndの状態で作りだし、(2)その状態を静電容量の急激な変化点として検出し弁を作動させ、(3)その後一定量のインクを別室より送り込むことにより、インク残量の正確な検知を可能にしている。 In the present invention, the conventional idea of detecting the remaining amount itself is revised, and the detection is particularly focused on the low-end state of the ink tank that the user desires. That is, (1) the ink low timing is apparently created in the ink end state, (2) the state is detected as a sudden change point in capacitance, and the valve is operated. (3) Thereafter, a certain amount of ink is discharged. By sending it from a separate chamber, it is possible to accurately detect the remaining amount of ink.
100 液体収納容器
104 連通路
105 第1の液体収容区画
106 第2の液体収容区画
107 液体収容室からの液体導出口
108 第1の液体収容室の大気連通口
109 第2の液体収容室の大気連通口
110 外部への液体供給口
150 外部への液体供給口
161a,b 電極板
162 電気接続端子
163 リード線
DESCRIPTION OF
Claims (7)
仕切り壁によって液体を収容可能な2つの区画が形成され、
第1の区画には可撓性フィルムと弾性変形部材によって、区画内に収容された液体を負圧維持しながら保持可能に構成される第1の液体収容空間を備えるとともに、前記第1の液体収容空間の対向する2面にはそれぞれ導電性の板状電極が対応するように設けられ、その1対の電極は液体収納容器外面に設けられた外部への1対の電気接続端子に接続されるとともに、第2の区画には可撓性フィルムによって液体を収容可能な第2の液体収容空間を備えており、
第1の区画には、前記第1の液体収容空間と外部とを連通し液体を供給する液体供給口が設けられるとともに、前記可撓性フィルムにより隔離された、液体を収容しない空間と連通する第1の大気連通口を備え、
第2の区画には、前記可撓性フィルムにより隔離された、液体を収容しない空間と連通する第2の大気連通口を備え、
前記第1の液体収容空間と第2の液体収容空間は、前記仕切り壁の1領域に設けられた貫通連通路を介して互いに連通しており、
前記第2の大気連通口には外部から非接触で開閉可能な弁機構が設けられていることを特徴とする液体収納容器。 A rectangular parallelepiped liquid storage container that can be used to supply liquid to the outside by reducing the volume of the storage space without taking in air from the outside. ,
The first compartment includes a first liquid storage space configured to be able to hold the liquid contained in the compartment while maintaining a negative pressure by a flexible film and an elastic deformation member, and the first liquid. Conductive plate-like electrodes are provided so as to correspond to the two opposing surfaces of the storage space, respectively, and the pair of electrodes are connected to a pair of external electrical connection terminals provided on the outer surface of the liquid storage container. And the second compartment has a second liquid storage space capable of storing a liquid by a flexible film,
The first compartment is provided with a liquid supply port that communicates the first liquid housing space with the outside and supplies a liquid, and communicates with a space that does not contain a liquid and is isolated by the flexible film. A first air communication port;
The second compartment includes a second air communication port that communicates with the space that does not contain liquid, isolated by the flexible film,
The first liquid storage space and the second liquid storage space communicate with each other via a through communication path provided in one region of the partition wall;
A liquid storage container, wherein the second atmosphere communication port is provided with a valve mechanism that can be opened and closed without contact from the outside.
前記第1および第2の液体収納空間に収容された合算液体量を元に消費される液体の量を係数して残量検出を行う第1の残量検出ステップと、
第1の残量検出ステップと並行して、第1の液体収容空間の静電容量を検出し、前記消費される液体の量の値に対する前記静電容量の増加率が予め設定された値に達したことを検出する第1の液体収容空間1次エンド検出ステップと、
前記第1の液体収容空間1次エンド検出を受け、第2の大気連通口に設けられた前記開放弁を開放するステップと、
前記開放ステップと並行して第1の液体収容空間の静電容量を検出し、単位時間あたりの前記静電容量の減少率が予め設定された値に達したことを検出する第2の液体収容空間エンド検出ステップと、
前記第2の液体収容空間エンド検出を受け、前記第1の残量検出ステップにおける前記消費される係数された液体の量を一旦リセットし、第2の液体収容空間に使用開始前に収容されていた液体量を元に改めて前記消費される液体の量の係数して残量検出を行う第2の残量検出ステップとを含み、
前記のステップ手順で液体収納容器の液体残量検知を行うことを特徴とする液体収納容器の液体残量検知方法。 In the liquid residual amount detection method of the liquid container according to claim 1 to 6,
A first remaining amount detection step of performing a remaining amount detection by using the amount of liquid consumed based on the total amount of liquid stored in the first and second liquid storage spaces;
In parallel with the first remaining amount detection step, the capacitance of the first liquid storage space is detected, and the increase rate of the capacitance with respect to the value of the amount of liquid consumed is set to a preset value. A first liquid containing space primary end detecting step for detecting that has been reached;
Receiving the primary end detection of the first liquid storage space, and opening the release valve provided in the second atmosphere communication port;
In parallel with the opening step, a second liquid container that detects the capacitance of the first liquid storage space and detects that the decreasing rate of the capacitance per unit time has reached a preset value. A spatial end detection step;
Upon receiving the second liquid storage space end detection, the consumed liquid amount in the first remaining amount detection step is temporarily reset and stored in the second liquid storage space before the start of use. A second remaining amount detecting step for detecting the remaining amount as a coefficient of the amount of liquid consumed again based on the liquid amount
A method for detecting a remaining amount of liquid in a liquid container, wherein the remaining amount of liquid in the liquid container is detected according to the above-described step procedure.
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