JP4380671B2 - 液体収容容器の製造方法 - Google Patents
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特に、注入されたインクの液中を浮遊する気泡がインク残量検出機構のセンサ表面に付着すると、付着した気泡が残留振動の変化を招いて、インクの有無が正確に検出できずインクの液面が下がったものと誤検出されてしまう虞がある。
液体を注入すべき液体収容容器として、
液体を収容可能な液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、
前記液体収容室に収容される液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、
前記液体消費装置に前記液体収容容器が装着されて前記液体収容室に収容される液体が消費される際に、前記液体収容室内の液体の消費に伴って大気開放孔を介して外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、前記大気連通路から導入された大気が前記液体誘導路に到達することにより前記液体収容室内に収容される液体の液面が基準高さまで下がったことを示す電気信号を出力する液体残量センサと、
前記液体残量センサと前記液体収容室との間の前記液体誘導路に設けられた、液体に混入した気泡を捕捉する気泡トラップ流路と、
を備える液体収容容器を用意する工程と、
前記大気連通路に連通する注入口を穿孔加工により形成する工程と、
前記注入口から所定量の液体を注入する工程と、
前記液体を注入する工程の終了後に前記注入口を封止する工程と、
を含む液体消費装置に装着される液体収容容器の製造方法により達成される。
前記液体誘導路の途中に、当該液体誘導路に進入した空気と接触することにより前記液体収容室の液体残量がエンド状態になったことを検出するための液体検出部を備え、
前記液体検出部と前記液体収容部との間の前記液体誘導路に、液体に混入した気泡を捕捉する気泡トラップ流路が設けられている大気開放タイプの液体収容容器に対し、
前記液体収容室に連通する注入口を前記大気連通路に形成し、前記注入口から所定量の液体を注入し、前記液体を注入した後に前記注入口を封止して成る液体収容容器により達成される。
そのため、気泡が液体検出部に流入することがない。したがって、液体収容室の液中に混入した気泡が液体供給孔付近に設けられた液体検出部に付着することがなく、液体供給孔に流れる液体の終端(気液の境界)が液体検出部を通過する前に、液体収容室の液体残量がエンド状態になったことを誤検出することがない。そのため、液体収容室の液体残量がエンド状態になったことを正確に検出することができる。
更に、前記真空吸引を行う工程を、前記液体を注入する工程の前に行ったり、前記真空吸引を行う工程と前記液体を注入する工程とを重複させて行ったりすることが好ましい。
また、液体の注入時に混入する気泡も、真空吸引により液体供給孔から外部に排除したり、あるいは真空吸引により形成する容器内の減圧環境により、流入した気泡を液中に溶解・消滅させたりすることができる。
また、流れを水平方向に方向変換する水平方向変換部で、液体中の気泡を分離する作用が働く。そのため、液体供給部に流れる液体は、液体検出部にたどり着くまでに、水平方向変換部による気泡の捕捉処理を受けることで、混入している気泡が分離除去された状態になる。なお、垂直方向変換部と水平方向変換部とを適宜数組み合された構造とすることにより、液体供給部に流れる液体は垂直方向変換部及び水平方向変換部による気泡の捕捉処理を繰り返し受け、気泡がより確実に分離除去されるようになる。
しかも、流路断面が矩形の場合は、円形断面の流路の場合と比較して、矩形の流路断面の隅部に流れの遅い淀み域が形成され、その内の上部の隅部は、流れの方向変換部で分離された気泡が溜まる気泡捕集空間として機能するため、気泡の捕捉作用も働くこととなる。
インクカートリッジ1は、容器本体であるカートリッジ本体10と、カートリッジ本体10の正面側を覆う蓋部材20とを有している。
差圧弁収容室40aには、バルブ部材41とバネ42とバネ座43とが収納されて差圧弁40を構成している。差圧弁40は、下流側のインク供給部50と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給部50に供給されるインクIが負圧となるように構成されている。
具体的には、カートリッジ本体10内のインク収容室のインクIが消尽されて、インク収容室内に導入された大気がインク誘導路を伝って、液体残量センサ31のキャビティ内に進入すると、その時の残留振動の振幅や周波数の変化から、その旨を検知し、インクエンドを示す電気信号を出力する。
図8は本実施形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を正面側から見た図であり、図9は本実施形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を背面側から見た図であり、図10の(a)は図8の簡略模式図であり、図10の(b)は図9の簡略模式図であり、図11は図8のA−A断面図である。また、図12は図8に示した流路の一部拡大斜視図である。
また、カートリッジ本体10の背面側には、インクIの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室370に導入する大気連通路150が形成されている。
インク排出口371,432は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体10の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口311は、底壁395を下方に貫通した貫通穴である。
即ち、本実施形態のカートリッジ本体10では、3個のインク収容室370,390,430相互は、降下型接続と、上昇型接続とを交互に繰り返す直列状に接続されている。
本実施形態の場合、各インク収容室のインク流入口391,431は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口371,311よりも上方で、且つ各インク収容室の底壁375,395,435の近傍に設けられている。
上部インク収容室370は、カートリッジ本体10内の最上流(最上位)のインク収容室であり、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。この上部インク収容室370は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から上の部分に形成されている。
下部インク収容室390は、上部インク収容室370に貯留されているインクIが導入されるインク収容室で、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から下の部分に形成されている。
インク誘導路420は、液体残量センサ31から斜め上方にインクIを導くように形成されており、バッファ室430と連通するインク流入口431に接続されている。これにより、液体残量センサ31を出たインクIは、インク誘導路420を経てバッファ室430に導かれる。
この気泡トラップ流路713は、図14に示すように、上面の略中央に、下部インク収容室390からインクIが流入するインク排出口(入口)311が形成されるとともに、センサ側に位置する外側面に、インクIを排出するインク入り口部(出口)427が形成されている。
図示した例の場合、気泡捕集空間724a〜724cの内では、一番下流側に位置する気泡捕集空間724cが一番大きな容積に設定されている。
しかも、流路断面が矩形の場合は、円形断面の流路の場合と比較して、矩形の流路断面の隅部に流れの遅い淀み域が形成され、その内の上部の隅部は、流れの方向変換部で分離された気泡Bが溜まる気泡捕集空間として機能するため、気泡Bの捕捉または捕集も容易になる。
このようにすると、流路途中に設けられた多孔質体が、インクに混入した気泡を微小な孔により効率よく捕捉するため、気泡の捕捉効率を向上させることができ、気泡捕捉の信頼性を向上させることができる。
インクカートリッジ1内のインクIが消費されてインクカートリッジ1内部の圧力が低下すると、貯留しているインクIの減少分だけ大気開放孔100から大気(空気)が上部インク収容室370に流入する。
気液分離フィルタ70においては、貫通孔322と蛇道310の他端との間に気液分離膜71が配置される。気液分離膜71は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。
そして、この未充填室501は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔502が設けられ、該大気開放孔502により外気に連通している。
インク再注入装置600は、図19に示すように、インクカートリッジ1に穿孔加工により開けた注入口601に接続されるインク注入手段610と、カートリッジ本体10のインク供給部50に接続される真空吸引手段620とから構成されている。
例えば、大気連通路150の一部を構成している連絡流路360に一致するように、外表面フィルム60に孔を開けたり、外表面フィルム60を剥がしたりすることで注入口601を形成することができる。また、気液分離フィルタ70を構成する気液分離室70aに開口する貫通孔322に一致するように、外表面フィルム60及び気液分離膜71を剥がして注入口601を形成することもできる。
封止工程は、具体的には注入口601を封止フィルムの接着,溶着,栓等で気密に塞ぐ処理工程である。
更に、インクの充填時に上流側インクエンドセンサ連絡流路400に流入したインクI中に浮遊する気泡Bには、上流側インクエンドセンサ連絡流路400の途中に設けられた気泡トラップ流路713を通過する際に、該気泡トラップ流路713に充填されているインクIによって下流への流入に抗する浮力が作用する。そこで、気泡BはインクIから分離されて捕捉される(図15参照)。そのため、気泡Bが液体残量センサ31側に流入することがない。従って、インク注入時にインク収容室370,390,430のインク中に混入した気泡Bが、液体残量センサ31に付着することによる誤検出を防止することができる。
例えば、インク注入手段610の場合、注射器の用にシリンダとピストンで構成される注入器を代用したり、変形可能なペットボトルに補充インクを収容した補充ボトルを代用したりすることもできる。
液体消費装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置、捺染装置やマイクロデスペンサ等が挙げられる。
Claims (5)
- 液体消費装置に装着される液体収容容器の製造方法であって、
液体を注入すべき液体収容容器として、
液体を収容可能な液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給孔と、
前記液体収容室に収容される液体を前記液体供給孔に誘導する液体誘導路と、
前記液体消費装置に前記液体収容容器が装着されて前記液体収容室に収容される液体が消費される際に、前記液体収容室内の液体の消費に伴って大気開放孔を介して外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、前記大気連通路から導入された大気が前記液体誘導路に到達することにより前記液体収容室内に収容される液体の液面が基準高さまで下がったことを示す電気信号を出力する液体残量センサと、
前記液体残量センサと前記液体収容室との間の前記液体誘導路に設けられた、液体に混入した気泡を捕捉する気泡トラップ流路と、
を備える液体収容容器を用意する工程と、
前記大気連通路に連通する注入口を穿孔加工により形成する工程と、
前記注入口から所定量の液体を注入する工程と、
前記液体を注入する工程の終了後に前記注入口を封止する工程と、
を含む液体消費装置に装着される液体収容容器の製造方法。 - 前記液体供給孔に真空吸引手段を接続し、該真空吸引手段による真空吸引を行う工程を更に含む請求項1に記載の液体収容容器の製造方法。
- 前記真空吸引を行う工程を、前記液体を注入する工程の前に行う請求項2に記載の液体収容容器の製造方法。
- 前記真空吸引を行う工程と前記液体を注入する工程とを重複させて行う請求項2または3に記載の液体収容容器の製造方法。
- 前記気泡トラップ流路は、液体の流れを垂直方向に方向変換する垂直方向変換部と液体の流れを水平方向に方向変換する水平方向変換部を有する請求項1から4の何れか一項に記載の液体収容容器の製造方法。
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