JP4821621B2 - 液体収容容器 - Google Patents
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Description
一方、加圧流体による一定の加圧操作が実施された場合に前記インク収容室から排出されるインク量は、インク収容室内のインク残量の減少に応じて徐々に減少する。インク収容室から排出されるインク量が減少すれば、それに応じて、液体検出室の容積の増加も減少する。
従って、加圧流体による加圧操作時の液体検出室の容積の変動を監視することで、インク収容室におけるインク残量(インク収容量)を検知することができる。
前記液体検出装置は、
前記液体収容室に連通する液体流入口と外部の液体消費装置に液体を供給する液体供給口に連通する液体流出口とを備えた液体検出室と、
前記液体検出室の液体収容量に応動して移動可能な移動部材と、
前記移動部材が所定位置に移動した状態を検出する検出手段と、を有し、
前記加圧室内に設けられたことを特徴とする液体収容容器により達成される。
即ち、液体収容室内の液体収容量が減少し、それに相応して、加圧操作時に液体収容室から液体検出室に流入する液体量が減少すると、液体検出室内の移動部材に作用する付勢力の総和である(F+p2)は、(F+p2)<(F+p1)=Pの関係により、加圧流体による加圧力Pよりも小さくなり、移動部材が液体検出室の容積を減少する方向に動く。
従って、移動部材が所定位置に移動したことを検出手段が検出することで、液体収容室内における液体収容量を検出することができる。
即ち、液体検出室の内容積が最大限から最小限まで変化する大きな変形の発生頻度は、液体収容室内の液体が消尽されるまでに1回であり、加圧室の外部に液体検出装置が装備される従来のものとは異なり、液体検出室の可撓壁が大きな変形を頻繁に繰り返すことがないため、液体検出室の可撓壁に、耐久性を下げた安価な材料を使用することができ、液体収容量を検出する液体検出装置の低コスト化によりコストの低減を図ることができる。
このような構成にすると、開口部を封止するフィルムが、液体検出室の容積変化を可能にする可撓壁となり、容積変化特性(コンプライアンス)を備えた液体検出室を簡単に、且つ安価に形成することができる。
このような構成にすると、移動部材は、フィルムに接合しておくだけでよく、液体収容量の変化に相応して移動させるための複雑な機構部品が不要になり、構成の簡略化によるコストの低減を図ることができる。
前記検出手段は、
前記移動部材が液体収容量に応動して所定位置に移動した状態で、前記移動部材の水平面に平行な一面と協働して閉空間を形成するように前記液体検出室に形成された凹部を有し、前記凹部に振動を印加するとともに、前記振動に伴う自由振動の状態を検出する圧電型検出手段である構成とすると良い。
このような構成にすると、圧電型検出手段により振動が凹部に印加されると、凹部に対向する移動部材の変位に伴う液体検出室内の容積変化に相応して、自由振動(残留振動)状態が変化するため、自由振動の周波数を検出することにより、移動部材が規定の位置になったこと(即ち、液体の残量が規定量になったこと)を高精度に検出することができる。
このような構成にすると、前記移動部材との協働により、前記圧電型検出手段が振動を印加する振動空間を、確実に、振動の印加に適した密閉空間に形成することができる。
このような構成にすると、付勢手段により、当初は、移動部材が圧電型検出手段から最大限に離れた位置に設定されていて、液体検出室内の内容積が最大の状態になり、その後、液体収容室内の液体収容量が減少すると、それに伴う液体検出室内の液圧の減少により、移動部材が徐々に圧電型検出手段側に接近し、液体収容室内の液体が消尽されると、移動部材が最も圧電型検出手段に接近した状態になるため、圧電型検出手段が移動部材の位置の変位によって変化する自由振動を検出することで、液体収容量の変化や液体の有無を確実に検出できるようになる。
このような構成にすると、付勢手段による付勢力は、例えば、弾性部材の材質の変更等によって簡単に加減でき、この付勢力の加減により、移動部材が凹部を閉じる時期を変更できて、検出すべき液体検出室内の残存液量を容易に設定変更することができる。
(9)また、好ましくは、上記(4)乃至(7)のいずれか一つに記載の液体収容容器において、前記移動部材が前記凹部と協働して閉空間を形成する時点を、前記液体収容室の液体が略消尽された状態に設定している構成とすると良い。
上記(8)又は(9)に記載の構成にすると、例えばインクカートリッジとして使用した場合に、液体検出装置の圧電型検出手段を、液体収容室におけるインク残量がゼロになったことを検知するインクエンド検出機構や、もうすぐゼロになる状態を検知するインクニアエンド検出手段として有効に活用することができる。
前記液体収容室に連通する液体流入口と外部の液体消費装置に液体を供給する液体供給口に連通する液体流出口とを備えた液体検出室と、前記液体検出室の一部を区画形成し、液体収容量に応じて変形可能なフィルムとを備え、前記液体収容室の液体収容量の検出に用いられる液体検出装置と、
前記液体収容室に収容された液体を排出するため、該液体収容室に加圧流体を作用させるための加圧口と、
を備えた液体収容容器であって、
前記液体検出装置は、加圧流体が前記フィルムにも作用するように液体収容容器内に配置されることを特徴とする液体収容容器により達成される。
即ち、液体収容室内の液体収容量が減少し、それに相応して、加圧操作時に液体収容室から液体検出室に流入する液体量が減少すると、液体検出室内のフィルムに作用する付勢力の総和である(F+p2)は、(F+p2)<(F+p1)=Pの関係により、加圧流体による加圧力Pよりも小さくなり、フィルムが液体検出室の容積を減少する方向に変形する。
従って、フィルムの変形を検出することで、液体収容室内における液体収容量を検出することができる。
即ち、液体検出室の内容積が最大限から最小限まで変化する大きな変形の発生頻度は、液体収容室内の液体が消尽されるまでに1回であり、加圧室の外部に液体検出装置が装備される従来のものとは異なり、液体検出室のフィルムが大きな変形を頻繁に繰り返すことがないため、液体検出室のフィルムに、耐久性を下げた安価な材料を使用することができ、液体収容量を検出する液体検出装置の低コスト化によりコストの低減を図ることができる。
このような構成にすると、フィルムに装着された移動部材が、前記液体検出室の液体収容量に応動して移動したことを検出することで、液体収容室内における液体収容量を検出することができる。
前記液体検出装置は、
前記移動部材が液体収容量に応動して所定位置に移動した状態で、前記移動部材の水平面に平行な一面と協働して閉空間を形成するように前記液体検出室に形成された凹部と、
前記凹部に振動を印加するとともに、前記振動に伴う自由振動の状態を検出する圧電型検出手段と、
を備える構成とすると良い。
このような構成にすると、圧電型検出手段により振動が凹部に印加されると、凹部に対向する移動部材の変位に伴う液体検出室内の容積変化に相応して、自由振動(残留振動)状態が変化するため、自由振動の周波数を検出することにより、移動部材が規定の位置になったこと(即ち、液体の残量が規定量になったこと)を高精度に検出することができる。
このような構成にすると、付勢手段により、当初は、移動部材が圧電型検出手段から最大限に離れた位置に設定されていて、液体検出室内の内容積が最大の状態になり、その後、液体収容室内の液体収容量が減少すると、それに伴う液体検出室内の液圧の減少により、移動部材が徐々に圧電型検出手段側に接近し、液体収容室内の液体が消尽されると、移動部材が最も圧電型検出手段に接近した状態になるため、圧電型検出手段が移動部材の位置の変位によって変化する自由振動を検出することで、液体収容量の変化や液体の有無を確実に検出できるようになる。
このような構成にすると、付勢手段による付勢力は、例えば、弾性部材の材質の変更等によって簡単に加減でき、この付勢力の加減により、移動部材が凹部を閉じる時期を変更できて、検出すべき液体検出室内の残存液量を容易に設定変更することができる。
前記液体収容室及び前記液体検出室のそれぞれが、前記加圧室に導入された加圧流体によってその容積が小さくなるように付勢されていることを特徴とする液体収容容器により達成される。
即ち、液体収容室内の液体収容量が減少し、それに相応して、加圧操作時に液体収容室から液体検出室に流入する液体量が減少すると、液体検出室に作用する付勢力の総和である(F+p2)は、(F+p2)<(F+p1)=Pの関係により、加圧流体による加圧力Pよりも小さくなり、液体検出室は容積が減少する。
従って、液体検出室の容積変化を検出することで、液体収容室内における液体収容量を検出することができる。
即ち、液体検出室の内容積が最大限から最小限まで変化する大きな変形の発生頻度は、液体収容室内の液体が消尽されるまでに1回であり、液体検出室に加圧流体が作用しない従来のものとは異なり液体検出室が大きな変形を頻繁に繰り返すことがないため、液体検出室の可撓壁に、耐久性を下げた安価な材料を使用することができ、液体収容量を検出する液体検出装置の低コスト化によりコストの低減を図ることができる。
即ち、液体検出室の内容積が最大限から最小限まで変化する大きな変形の発生頻度は、液体収容室内の液体が消尽されるまでに1回であり、加圧室の外部に液体検出装置が装備される従来のものとは異なり、液体検出室の可撓壁が大きな変形を頻繁に繰り返すことがないため、液体検出室の可撓壁に、耐久性を下げた安価な材料を使用することができ、液体収容量を検出する液体検出装置の低コスト化によりコストの低減を図ることができる。
図1は本発明に係る液体収容容器の一実施の形態で、液体収容室内に液体が残留していて密閉空間が非加圧状態時の縦断面図、図2は本発明に係る液体収容容器の一実施の形態で、液体収容室内に液体が残留していて密閉空間が加圧状態時の縦断面図、図3は本発明に係る液体収容容器の一実施の形態で、液体収容室内の液体が消尽されていて密閉空間が非加圧状態時の縦断面図である。
液体収容室7と液体検出装置11は、排出口7aに液体流入口11aを嵌合接続させることで、互いに接続した状態になる。即ち、排出口7aと液体流入口11aとの嵌合を解除することで、互いに分離可能になっている。
液体収容室7には、液体検出装置11を接続する前に、予め脱気度の高い状態に調整されたインクが充填される。
図示していないが、液体供給口9には、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に装着した際に、カートリッジ装着部に装備されているインク供給針の挿入により流路を開く弁機構が装備される。
なお、本発明における液体検出装置とは、液体収容容器を記録装置に装着することで、記録装置側に設けられている検出回路などに接続され、液体検出システムの一部を構成することで液体収容量の検出に用いられるものである。
底板31に形成された凹部であるインク誘導路33は、図3に示すように移動部材27が底板31に密着した状態では液体検出室21から遮断された閉空間に画成され、図1及び図2に示すように移動部材27が底板31から離れた状態になると液体検出室21に連通する。
即ち、液体検出室21は、密閉空間3内が加圧流体により加圧されておらず、また、液体収容室7内に十分のインクが残留している時に、押しばね29の付勢力によって、容積が最大に拡張された状態になっている。
図2は、密閉空間3内への加圧空気の供給により、液体収容室7及び液体検出装置11が加圧を受け、液体収容室7内のインク液が液体検出室21を介して液体供給口9に供給される状態を示している。
即ち、液体検出室21の内容積が最大限から最小限まで変化する大きな変形の発生頻度は、液体収容室7内の液体が消尽されるまでに1回であり、密閉空間3の外部に液体検出装置が装備される従来のものとは異なり、液体検出室21の可撓壁である可撓性フィルム23が大きな変形を頻繁に繰り返すことがないため、液体検出室21の可撓壁である可撓性フィルム23に、耐久性を下げた安価な材料を使用することができ、液体収容量を検出する液体検出装置11の低コスト化によりコストの低減を図ることができる。
従って、押しばね29により、当初は、移動部材27が圧電型検出手段35から最大限に離れた位置に設定されていて、液体検出室21内の内容積が最大の状態になり、その後、液体収容室7内の液体収容量が減少すると、それに伴う液体検出室21内の液圧の減少により、移動部材27が徐々に圧電型検出手段35側に接近し、液体収容室7内の液体が消尽されると、移動部材27が最も圧電型検出手段35に接近した状態になるため、圧電型検出手段35が移動部材27の位置の変位によって変化する自由振動を検出することで、液体収容量の変化や液体の有無を確実に検出できるようになる。
これにより、押しばね29による付勢力は、例えば、弾性部材の材質の変更等によって簡単に加減でき、この付勢力の加減により、移動部材27が凹部を閉じる時期を変更できて、検出すべき液体検出室21内の残存液量を容易に設定変更することができる。
このようにすると、例えばインクカートリッジとして使用した場合に、液体検出装置11の圧電型検出手段35を、液体収容室7におけるインク残量がもうすぐゼロになる状態を検知するインクニアエンド検出手段として有効に活用することができる。
液体噴射ヘッドを備え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。
3 密閉空間(加圧室)
5 容器本体
7 液体収容室(インクパック)
7a 排出口
7b 袋体
9 液体供給口
11 液体検出装置
11a 液体流入口
11b 液体流出口
13 加圧口
15 検出部収容室
19 検出装置ケース
19a 凹空間
21 液体検出室
23 可撓性フィルム(ダイヤフラム)
25 振動検出部
27 移動部材
27a 下面
29 押しばね(付勢手段)
31 底板
33 インク誘導路(凹部)
35 圧電型検出手段
Claims (3)
- 加圧流体が導入される加圧室と、加圧流体により加圧されて収容された液体を排出する液体収容室と、前記液体収容室の液体収容量の検出に用いられる液体検出装置と、を備えた液体収容容器において、
前記液体検出装置は、
前記液体収容室に連通する液体流入口と外部の液体消費装置に液体を供給する液体供給口に連通する液体流出口とを備えた液体検出室と、
前記液体検出室の液体収容量に応動して移動可能な移動部材と、
前記移動部材が所定位置に移動した状態を検出する検出手段と、
を有し、
前記液体検出装置は前記加圧室内に設けられ、
前記移動部材は、当初、前記液体検出室の容積が最大となるように付勢されており、
前記移動部材は、前記液体収容室内の液体収容量が減少し、それに相応して前記加圧流体の加圧によって前記液体検出室に流入した液体量が減少すると、前記液体検出室の容積を減少する方向に動き、
前記移動部材が前記所定位置に移動したことを前記検出手段が検出することで、前記液体収容室内における前記液体収容量が検出されることを特徴とする液体収容容器。 - 前記移動部材を、当初、前記液体検出室の容積が最大となるように付勢するための付勢力は、前記加圧流体により作用する加圧力をP、前記液体検出室に充満した液体圧による液体検出室の内部圧をp1としたとき、P=F+p1が成立するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の液体収容容器。
- 前記検出手段は、
前記移動部材が液体収容量に応動して所定位置に移動した状態で、前記移動部材の水平面に平行な一面と協働して閉空間を形成するように前記液体検出室に形成された凹部を有し、前記凹部に振動を印加するとともに、前記振動に伴う自由振動の状態を検出する圧電型検出手段であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体収容容器。
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