JP4983880B2 - 液体収容容器 - Google Patents

Description

本発明は、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等の液体消費装置にインク等の液体を供給する液体収容容器に関する。

捺染装置やマイクロデスペンサ、さらには超高品質での印刷が求められる商業用記録装置等の液体噴射ヘッドは、装置本体に着脱可能な液体収容容器から被吐出液の供給を受けるが、空打ちによる噴射ヘッドの損傷を防止するために容器の液体残量を監視する必要がある。

そこで、記録装置に使用される液体収容容器であるインクカートリッジのインク残量を検出する方法がいろいろ提案されている。
この種の液体残量を検出する構成としては、例えば、貯留している液体を加圧手段の加圧によって液体検出室へ排出する液体収容室と、加圧手段による圧力から遮断される領域に配置されて液体検出室の容積変化を検出する検出手段とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この液体検出室は、例えば、室壁の一部を可撓性フィルム等で構成したものであり、液体収容室に十分な液体残量がある場合でも、液体収容室が加圧手段の加圧を受けずに液体収容室から液体が排出されない場合には、容積が最小限になるように構成されている。そして、加圧手段の加圧で液体収容室から液体が排出されると、その排出された液量に応じて液体検出室の容積が増大する。

一方、加圧手段の加圧が実施された場合に液体収容室から排出される液量は、液体収容室の液残量の減少に応じて徐々に減少する。液体収容室から排出される液量が減少すれば、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、検出手段は、加圧手段による加圧時の液体検出室の液体収容量が所定レベルに達したか否かを検出できるようになっている。

特開２００４−３５１８７１号公報

ところで、上記した液体収容容器の場合、液体収容室から液体が排出されない時には、液体検出室が最小容積を保つように、室壁の一部を構成する可撓性フィルムが容積を減少させる方向に適宜付勢部材で付勢されている。その為、液体収容室から液体が排出されて液体検出室の容積が増大する度に、可撓性フィルムは液体検出室の容積を拡張する変形を繰り返されるので、該可撓性フィルムを耐久性の高い高価な材料で形成しなければならず、液体収容容器のコストアップを招くという問題が生じた。

これに対し、液体検出室の容積が繰り返し変動されることがないように、液体検出室を加圧手段による圧力が印加される領域に配置し、液体収容室から液体が排出されない時にも、液体検出室が最大容積を保つように、室壁の一部を構成する可撓性フィルムが容積を増大させる方向に適宜付勢部材で付勢する構造の液体収容容器も想定できる。

しかしながら、このような構成を有する液体収容容器の場合、加圧手段の加圧状態又は非加圧状態に関わらず、液体検出室の容積が増大したままであり、液体収容室からの液体流入が停止された状態、即ち液体が消尽された状態で始めて、液体検出室の容積が収縮する。
そこで、液体消費装置の使用中には、液体消尽時に液体有りを返してしまう検出手段の誤動作（故障）が検知できないという問題がある。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、液体消尽時に液体有りを返してしまう検出手段の誤動作を検出できる液体収容容器を提供することである。

本発明の上記目的は、液体消費装置に液体を供給する供給口と、貯留している液体を液体排出口から排出する液体収容室と、前記液体収容室に接続されて該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容室からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、前記液体収容室と前記液体検出室の間に配置され、前記液体収容室から前記液体検出室への液体の流入を遮断可能な弁機構とを備えた液体収容容器に対し、
前記弁機構を閉じた状態で前記供給口から前記液体検出室の液体を吸引することにより前記液体検出室の容積が収縮した状態と、前記弁機構が開いた状態とに、前記検出手段が検出動作を行うことを特徴とする液体残量検出方法により達成される。

上記のような液体残量検出方法によれば、液体収容室と液体検出室の間に配置された弁機構が閉じられ、液体収容室からの液体の流入が遮断された状態で供給口から液体検出室の液体を吸引すると、液体収容室が擬似的な液体の消尽状態となる。
そこで、液体消費装置の使用中に液体収容容器を擬似的な液体の消尽状態としながら検出手段により液体検出室の容積変化を検出することで、該検出手段の動作不良を確認することができる。
即ち、弁機構を閉じて供給口から液体検出室の液体を吸引した状態と弁機構を開いた状態で検出手段が液体検出室の容積を検出することにより、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を検知することができる。

尚、上記のような液体残量検出方法において、前記液体収容室は、貯留している液体を加圧手段の加圧によって液体排出口から排出し、
前記液体検出室は、前記加圧手段による圧力が印加される領域に配置されることが望ましい。

このような液体残量検出方法によれば、液体収容室に十分な液体残量がある場合は、加圧手段の加圧状態又は非加圧状態に関わらず、液体検出室の容積が増大したままであり、液体収容室からの液体流入が停止された状態、即ち液体が消尽された状態で始めて、液体検出室の容積が収縮する。
そこで、液体の供給に伴って加圧手段による液体収容室への加圧、非加圧が繰り返されても、液体検出室の容積は収縮せず、液体検出室の容積が繰り返し変動されることが無い。従って、例えば液体検出室の一部を構成する可撓性フィルム等には、繰り返し可動による疲労が発生しない。

また、上記のような液体残量検出方法において、前記弁機構を閉じた状態で前記供給口から前記液体検出室の液体を吸引する時、前記検出手段が前記液体検出室の拡大状態を検出した場合には、前記検出手段を動作不良と判断することが望ましい。
このような液体残量検出方法によれば、弁機構を閉じた状態で供給口から液体検出室の液体を吸引する時、液体検出室が擬似的な液体の消尽状態となっているにも関わらず、検出手段が液体検出室の拡大状態を検出すれば、検出手段の不良が判明することとなる。

また、本発明の上記目的は、液体消費装置に液体を供給する供給口と、貯留している液体を液体排出口から排出する液体収容室と、前記液体収容室に接続されて該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容室からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、前記液体収容室と前記液体検出室の間に配置され、前記液体収容室から前記液体検出室への液体の流入を遮断可能な弁機構とを備えた液体収容容器に対して、前記検出手段の故障を検出する故障検出装置であって、
前記弁機構を閉じる閉鎖機構と、
前記弁機構を閉じた状態で前記供給口から前記液体検出室の液体を吸引する吸引機構と、
前記弁機構を閉じた状態で前記供給口から前記液体検出室の液体を吸引する時、前記検出手段が前記液体検出室の拡大状態を検出した場合には、前記検出手段を動作不良と判定する制御部と、を備えたことを特徴とする故障検出装置により達成される。

上記のような故障検出装置によれば、弁機構が閉じられ、液体収容室からの液体の流入が遮断された状態で供給口から液体検出室の液体を吸引することにより、液体検出室が液体の擬似的な液体の消尽状態となる。
そこで、液体消費装置の使用中に液体収容容器を擬似的な液体の消尽状態としながら検出手段により液体検出室の容積変化を検出することで、該検出手段の動作不良を確認することができる。

尚、上記のような故障検出装置において、前記液体収容室は、貯留している液体を加圧手段の加圧によって液体排出口から排出し、
前記液体検出室は、前記加圧手段による圧力が印加される領域に配置されることが望ましい。

このような故障検出装置によれば、液体収容室に十分な液体残量がある場合は、加圧手段の加圧状態又は非加圧状態に関わらず、液体検出室の容積が増大したままであり、液体収容室からの液体流入が停止された状態、即ち液体が消尽された状態で始めて、液体検出室の容積が収縮可能となる。
そこで、液体の供給に伴って加圧手段による液体収容室への加圧、非加圧が繰り返されても、液体検出室の容積は収縮せず、液体検出室の容積が繰り返し変動されることが無い。従って、例えば液体検出室の一部を構成する可撓性フィルム等には、繰り返し可動による疲労が発生しない。

また、本発明の上記目的は、上記構成の故障検出装置を備えた液体消費装置であって、
前記液体収容容器を脱着可能に装着し、前記液体収容容器の前記供給口から供給された液体を微小量の液滴にして噴射ヘッドから吐出させることを特徴とする液体消費装置により達成される。

このような構成の液体消費装置によれば、検出手段により液体収容容器の液体残量を検出すると共に、前記検出手段の動作不良を確認することができるので、空打ちによる噴射ヘッドの損傷を確実に防止することができる。

また、本発明の上記目的は、液体消費装置に液体を供給する供給口と、液体を貯留する液体収容室と、前記液体収容室に接続されて該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容室からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、前記液体収容室と前記液体検出室の間に配置され、前記液体収容室から前記液体検出室への液体の流入を遮断可能な弁機構とを備えた液体収容容器に対し、
前記弁機構を閉鎖し、前記液体検出室の容積が収縮するように前記供給口を介して液体を吸引し、前記液体検出室の容積変化を検出する液体残量検出方法によって達成される。
上記のような液体残量検出方法によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を検知することができる。

尚、上記のような液体残量検出方法において、前記検出手段から出力された信号が、前記液体検出室の拡大状態を検出した場合には、前記検出手段を異常と判断することが望ましい。或いは、前記検出手段から出力された信号が、前記液体検出室の縮小状態を検出した場合には、前記検出手段を正常と判断することが望ましい。
上記のような液体残量検出方法によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

また、本発明の上記目的は、
液体消費装置に液体を供給する供給口と、
加圧流体を導入可能な加圧室と、
前記加圧室に導入される加圧流体によって、貯留している液体を液体排出口から排出する液体収容室と、
前記液体収容室と前記供給口との間に配置されて、該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容部からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、
前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、を備えた液体収容容器であって、
前記液体収容室と前記液体検出室との間に設けられ、前記液体収容室と前記液体検出室とを連結する流路を開放及び遮断可能な弁機構と、
を有し、
前記弁機構は、前記供給口から前記液体検出室内の液体を吸引することによって、前記流路を遮断するように変形する可撓性部材によって構成され、
前記可撓性部材は、前記液体収容室を加圧することにより、前記流路を開放するように変形することを特徴とする液体収容容器によって達成される。または、
液体消費装置に液体を供給する供給口と、
第１加圧流体を導入可能な第１加圧室と、
前記第１加圧室に導入される第１加圧流体によって、貯留している液体を液体排出口から排出する液体収容室と、
前記液体収容室と前記供給口との間に配置されて、該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容部からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、
前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、
を備えた液体収容容器であって、
前記第１加圧室と流体連通しない第２加圧流体を導入可能な第２加圧室と、
前記液体収容室と前記液体検出室との間に設けられ、前記液体収容室と前記液体検出室とを連結する流路を開放及び遮断可能な弁機構と、
を有し、
前記弁機構は、前記第２加圧室に導入される第２加圧流体によって前記流路を遮断するように変形する可撓性部材によって構成され、
前記可撓性部材は、前記第１加圧流体によって前記液体収容室を加圧することにより、前記流路を開放するように変形することを特徴とする液体収容容器によって達成される。
上記のような液体収容容器によれば、検出手段の動作不良を容易に検知することができる。さらに、前記可撓性部材が、前記液体収容室を加圧することにより、前記流路を開放するように変形するようにすることによって、液体収容室の液体の有無と検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

尚、上記のような液体収容容器において、前記液体検出室は、その上面に形成された開口部を液体検出室の液体収容量に応じて変形可能なフィルムにより封止して構成され、また前記検出手段が前記液体検出室の底部に配置されていることが望ましい。
上記のような液体収容容器によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

また、上記のような液体収容容器において、移動部材が、前記フィルムに装着され、前記液体検出室の液体収容量の変化に対応した前記フィルムの変形によって移動することが望ましい。
上記のような液体収容容器によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

また、上記のような液体収容容器において、前記検出手段は、前記移動部材が前記液体検出室の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が望ましい。
上記のような液体収容容器によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

また、上記のような液体収容容器において、前記移動部材は、前記圧電型検出手段の振動面に対向する領域に、前記振動面に略平行となる面を有することが望ましい。
上記のような液体収容容器によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

また、上記のような液体収容容器において、前記移動部材は、前記圧電型検出手段が配置された方向と反対方向に付勢手段により付勢されていることが望ましい。
上記のような液体収容容器によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

また、上記のような液体収容容器において、前記付勢手段が、弾性部材により構成されていることが望ましい。
上記のような液体収容容器によれば、液体収容室の液体の有無及び検出手段の動作不良を容易に検知することができる。

本発明の一実施形態に係る故障検出装置のブロック図である。 故障検出対象となる液体収容容器の縦断面図である。 液体収容室の液体が消尽状態となった液体収容容器の縦断面図である。 開閉弁機構が閉じて擬似的な液体の消尽状態となった液体収容容器の縦断面図である。 図１に示した故障検出装置における故障検出方法の手順を表した流れ図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る液体残量検出方法及び故障検出装置並びに液体消費装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る故障検出装置のブロック図、図２は故障検出対象となる液体収容容器の縦断面図、図３は液体収容室の液体が消尽状態となった液体収容容器の縦断面図、図４は弁機構が閉じて擬似的な液体の消尽状態となった液体収容容器の縦断面図、図５は図１に示した故障検出装置における故障検出方法の手順を表した流れ図である。
尚、本実施形態では、液体収容室と液体検出室とを同時に加圧するタイプの液体収容容器に対応した液体残量検出方法及び故障検出装置並びに液体消費装置を例に説明する。

本実施形態の故障検出装置１００は、図１に示すように、液体収容容器１に設けられるインク検出部（検出手段）１１の故障を検出するものである。液体収容容器１は、図示しないインクジェット式記録装置（液体消費装置）のカートリッジ装着部に着脱可能に装着されて、記録装置に装備された印字ヘッド（噴射ヘッド）にインク（液体）を供給するインクカートリッジである。

故障検出装置１００は、開閉弁機構（弁機構）１２を閉じる閉鎖機構である閉鎖手段７１と、開閉弁機構１２を閉じた状態で液体収容容器１の供給口９からセンサ室（液体検出室）２１のインクを吸引するチョーク吸引を行う吸引機構７３と、チョーク吸引時、インク検出部１１がセンサ室２１の拡大状態を検出した場合には、インク検出部１１を動作不良と判定する制御部７５と、を基本構成要素として備えている。なお、制御部７５は、チョーク吸引時、インク検出部１１がセンサ室２１の縮小状態を検出した場合には、インク検出部１１を動作正常と判定するように構成することもできる。
また、この故障検出装置１００は、この他に液体収容容器１の加圧室３（第１加圧室）に加圧空気を送給するための加圧手段７７と、故障検出手順等を入力するための操作部７９と、故障検出結果を表示する表示部８１とを備えるものである。

ここで、検査対象となる液体収容容器１について説明する。
液体収容容器１は、図２に示すように、加圧手段７７やインクジェット式記録装置の加圧手段によって加圧される加圧室３を区画形成した容器本体５と、インクを貯留して加圧室３内に収容されて加圧室３の加圧により貯留しているインクを排出口（液体排出口）７ｂから排出するインクパック（液体収容室）７と、外部の液体消費装置であるインクジェット式記録装置の印字ヘッドにインクを供給するためのインク供給口（供給口）９と、インクパック７とインク供給口９との間に介在してインク残量の検出を行うインク検出部１１と、インクパック７とインク検出部１１の間に配置され、インクパック７からインク検出部１１へのインクの流入を遮断可能な開閉弁機構１２と、を備えている。

容器本体５は、密閉状態の加圧室３と、この加圧室３に矢印Ａで示すように不図示の加圧手段が加圧空気を送給するための加圧気体注入部である加圧口１３と、大気開放状態の空間４４（第２加圧室）と、を備えている。
この加圧室３は、故障検出装置１００の加圧手段７７やインクジェット式記録装置の加圧手段によって供給される加圧気体の圧力が印加される領域である。したがって、加圧手段により加えられる圧力は、加圧室３に収容されたインクパック７とインク検出部１１の双方に等しく作用するようになっている。

インクパック７は、可撓性を有する樹脂フィルム層の上にアルミニウム層が積層形成されたアルミラミネート複層フィルム相互の周縁部を互いに貼り合わせることにより形成した可撓性袋体７ａの一端側に、インク検出部１１のインク流入口（液体流入口）１１ａが接続される筒状の排出口７ｂを接合したものである。このインクパック７は、アルミラミネート複層フィルムを使用したことで、高いガスバリア性を確保している。

インクパック７とインク検出部１１は、排出口７ｂにインク流入口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７ｂとインク流入口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。
なお、排出口７ｂには、インク流入口１１ａとの間を気密に接続するためのパッキンが装備されている。そして、インクパック７には、インク検出部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。

インク検出部１１は、インクパック７の排出口７ｂに接続されるインク流入口１１ａとインク供給口９に接続されるインク流出口（液体流出口）１１ｂとを連通させた凹状空間１９ａを有した検出部ケース１９と、凹状空間１９ａの開口を封止してセンサ室（液体検出室）２１を区画形成した可撓性フィルム２３と、凹状空間１９ａの底部１９ｂに装備された圧力検出部２５と、この圧力検出部２５に対向して可撓性フィルム２３に固着された受圧板（移動部材）２７と、この受圧板２７と底部１９ｂとの間に圧装されてセンサ室２１の容積が拡大する方向に受圧板２７及び可撓性フィルム２３を弾性付勢する圧縮コイルバネ（付勢手段）２９と、を備えている。

センサ室２１は、このセンサ室２１を形成する部材である検出部ケース１９に設けられた凹状空間１９ａの開口を可撓性フィルム２３により封止することで構成されたことが望ましい。可撓性フィルム２３は、センサ室２１に供給されるインクの圧力に応じて受圧板２７に変位を付与するダイヤフラムとして機能する。インクの微少な圧力変化を検出可能にして、検出精度を向上させるためには、可撓性フィルム２３には十分な可撓性を持たせると良い。このような構成とすることで、凹状空間１９ａの開口を可撓性フィルム２３で熱溶着して封止する簡単な製造工程でセンサ室２１を形成することが可能となり、密閉性の高いセンサ室２１を容易に製造することができる。

検出部ケース１９は、凹状空間１９ａを区画形成している周壁の一端側に、インク排出路１１ｃが一体形成され、また、このインク排出路１１ｃと対向する周壁に、インク供給口９に連通するインク流出口１１ｂが貫通形成されている。図示していないが、インク供給口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。

インク検出部１１における圧力検出部２５は、センサ室２１内にインクパック７からインクが供給可能な時には、圧縮コイルバネ２９の付勢力で受圧板２７が離反した状態となる底板３１と、底板３１に形成された凹部であるインク誘導路３３と、インク誘導路３３に振動を印加すると共に、前記振動に伴う自由振動の状態を検出する圧電型センサ（圧電型検出手段）３５とを備えたものである。

この圧電型センサ３５は、インク誘導路３３が受圧板２７により覆われているか否かで、異なる自由振動の状態（残留振動の振幅や周波数の変化）を検出することができる。
そこで、例えばインクジェット式記録装置に設けた制御部は、圧電型センサ３５が検出した自由振動の状態に応じて、受圧板２７を支持している可撓性フィルム２３の変形を検出することで、センサ室２１内の容積変化を検出できる。即ち、検出手段であるインク検出部１１は、インクジェット式記録装置側に設けられている液体検出装置と接続されることによって、該液体検出装置の一部として機能する。

受圧板２７を付勢する圧縮コイルバネ２９の付勢方向は、前述したようにセンサ室２１の容積が拡大する方向（圧電型センサ３５が配置された方向と反対方向）である。したがって、通常時（インクパック７のインクが消尽していない時）には、図２に示すように、受圧板２７と底板３１とが離間状態に維持されている。
また、この離間状態は、インクパック７に十分なインク残量がある場合は、加圧手段による圧力が加圧室３に印加された状態においても維持されるようになっている。つまり、圧縮コイルバネ２９は、加圧手段の加圧によってインクパック７からセンサ室２１に流入するインク流入圧力と協働して、加圧手段による圧力に抗し、受圧板２７を底部１９ｂから離反させる付勢力を有している。

一方、図３に示すように、インクパック７のインクが消尽状態となり、インクパック７からのインク流入が停止され、或いはインク供給口９からインクが吸引されると、センサ室２１内の負圧によって、受圧板２７は圧縮コイルバネ２９の付勢力に抗して移動し、底板３１に密着することとなる。

底板３１に形成された凹部であるインク誘導路３３は、図３に示すように受圧板２７が底板３１に密着した状態では、受圧板２７と協働して検出空間を区画形成し、図２に示したように受圧板２７が底板３１から離れた状態になるとセンサ室２１に開放される。受圧板２７は、圧電型センサ３５の振動面に対向する領域において前記振動面に対して略平行となる面を有する。

インク検出部１１は、加圧室３に供給される加圧空気によるインクパック７の加圧で、インクパック７からセンサ室２１にインクが供給されると、圧縮コイルバネ２９の付勢力と協働してインク流入圧力が可撓性フィルム２３を上方に膨出変形させる。受圧板２７が底板３１から離れていることにより、インク誘導路３３がセンサ室２１に開放した状態になると共に、センサ室２１を通ってインク供給口９から印字ヘッド側にインクが供給されることになる。

加圧室３が所定の加圧状態になっていても、インクパック７に収容されているインクが低減すると、インクパック７からセンサ室２１に供給されるインク量が減少する。それにより、センサ室２１内の圧力が減少するため、受圧板２７がインク誘導路３３を有した底板３１に近づいてゆく。
つまり、センサ室２１における液体収容量が所定以下になると、受圧板２７が振動作用領域であるインク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成するので、圧電型センサ３５が検出する自由振動状態の変化が顕著になり、センサ室２１における液体収容量が所定レベルに達した時点又は状態を、正確且つ確実に検出することができるようになっている。本実施形態では、センサ室２１内の圧力の減少によって受圧板２７が底板３１に密着し、インク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成する時点を、インクパック７のインクが消尽された状態に設定している。

開閉弁機構１２は、インクパック７とインク検出部１１の間に配置され、インクパック７からインク検出部１１へのインクの流入を遮断可能としている。開閉弁機構１２は、インクパック７に連通する流入口３７と、センサ室２１に連通する流出口３９とを連通させる弁室４１を有する。流入口３７は、インク流入口１１ａを介してインクパック７に連通する。流出口３９は、インク排出路１１ｃを介してセンサ室２１に連通する。

弁室４１は、弁室４１を形成する部材である検出部ケース１９に設けられた凹所４３の開口をダイヤフラム４５により封止することで構成される。このような構造とすることで、凹所４３の開口をダイヤフラム４５で熱溶着して封止する簡単な製造工程で弁室４１を形成することが可能となり、密閉性の高い弁室４１を容易に製造することができる。

ダイヤフラム４５は、変形可能なフィルム（可撓性部材）からなる。弁室４１に開口する流出口３９は、ダイヤフラム４５の変形（密着）によって閉塞可能となっている。ダイヤフラム４５の配置される空間４４は、加圧室３と隔壁４６によって仕切られている。この空間４４は、開口部４８を介して大気と連通されている。

なお、本実施形態では、インク供給口９からインクを吸引して生じさせた弁室４１の負圧によるダイヤフラム４５の変形によって、弁室４１に開口する流出口３９が閉塞される。すなわち、インク供給口９から吸引するセンサ室２１のインクによって、流出口３９を介してセンサ室２１と連通する弁室４１を負圧にし、この負圧によってダイヤフラム４５を変形させて、流出口３９を閉塞させることができる。
つまり、外力を印加する機構をダイヤフラム４５に別途設けることがなく、簡単に開閉弁機構１２を構成できるようにしている。

したがって、図４に示すように、インク供給口９からインクを吸引し、弁室４１が負圧となることで流出口３９が閉塞されれば、インクパック７からのインク流入が遮断されることとなる。この状態でさらにインク供給口９からインクが吸引されれば、センサ室２１内の圧力が減少するため、受圧板２７が底板３１に近づくように移動し、最終的には密着することとなる。

つまり、開閉弁機構１２がインクパック７との連通を遮断することにより、インクパック７を擬似的なインクの消尽状態とすることができる。なお、この後、加圧室３を加圧すると、インクパック７からの圧力で開閉弁機構１２が開き、センサ室２１もインク有りの状態に戻ることとなる。

この液体収容容器１では、センサ室２１におけるインク収容量（液体収容量）が所定以下になると、受圧板２７がインク誘導路３３と協働して振動作用領域である検出空間を区画形成するので、インク誘導路３３に相応する音響インピーダンスの周波数が現れる。この周波数は、受圧板２７が底板３１から離れている時の音響インピーダンスによる周波数よりも低い周波数となり、差異が顕著に出る。そのため、圧電型センサ３５が検出する自由振動状態の変化が顕著になり、センサ室２１におけるインク収容量が所定レベルに到達した時点又は状態を、正確且つ確実に検出することができる。

即ち、本実施形態によれば、上述した液体収容容器１に対し開閉弁機構１２を閉じた状態で供給口９からセンサ室２１のインクを吸引するチョーク吸引を行ってセンサ室２１の容積が収縮した状態と、開閉弁機構１２が開いた状態とに、検出動作を行うことができる。
そして、開閉弁機構１２が閉じられ、インクパック７からのインクの流入が遮断された状態でチョーク吸引が行われることで、センサ室２１が擬似的なインクの消尽状態となる。

そこで、インクパック７とセンサ室２１とを同時に加圧するタイプの液体収容容器１であっても、インクジェット式記録装置の使用中に液体収容容器１を擬似的なインクの消尽状態としながらインク検出部１１によりセンサ室２１の容積変化を検出することで、該インク検出部１１の動作不良を確認することができる。

即ち、開閉弁機構１２を閉じて供給口９からセンサ室２１のインクを吸引するチョーク吸引を行った状態と開閉弁機構１２を開いた状態でインク検出部１１がセンサ室２１の容積を検出することにより、センサ室２１のインクの有無及びインク検出部１１の動作不良を検知することができる。
例えば、開閉弁機構１２が開いた状態でインク有り信号を検出し、開閉弁機構１２が閉じた状態でインク無し信号を検出した場合は、インクパック７にインクが有る。
また、開閉弁機構１２が開いた状態でインク無し信号を検出し、開閉弁機構１２が閉じた状態でもインク無し信号を検出した場合、インクパック７にインクは無い。
さらに、開閉弁機構１２が開いた状態でインク無し信号又はインク有り信号を検出し、開閉弁機構１２が閉じた状態でインク有り信号を検出した場合、圧電型センサ３５は動作不良である。

そして、液体収容容器１が故障検出装置１００に装着された際には、図１に示したように、空間４４が開口部４８を介して閉鎖手段７１と連通される。
開閉弁機構１２を閉じる閉鎖機構である閉鎖手段７１としては、例えば加圧空気を送給するアクチュエータが用いられる。したがって、閉鎖手段７１によって空間４４へ加圧空気が供給されると、ダイヤフラム４５が凹所４３に密着するように変位し、流出口３９を封鎖することで、インクパック７からセンサ室２１への液体の流入を遮断可能としている。

なお、開閉弁機構１２を閉じる閉鎖機構は、吸引機構７３がインク供給口９からインクを吸引して生じさせた弁室４１の負圧によるダイヤフラム４５の変形によって、弁室４１に開口する流出口３９を閉塞する構成とすることもできる。この場合、故障検出装置１００の閉鎖手段７１を省略することも可能である。
制御部７５は、例えばＣＰＵを備えたコンピュータを用いることができる。制御部７５は、閉鎖手段７１、吸引機構７３の動作制御の他、その際にインク検出部１１の圧電型センサ３５から返される検出信号を規定値と比較して、インク検出部１１の良否判定を行うことを可能としている。

即ち、故障検出装置１００による故障検出では、閉鎖手段７１により開閉弁機構１２が閉じられ、インクパック７からのインクの流入が遮断された状態で吸引機構７３によりチョーク吸引が行われることで、センサ室２１が擬似的なインクの消尽状態となる。そこで、インクパック７とセンサ室２１とを同時に加圧するタイプの液体収容容器１であっても、擬似的なインクの消尽状態にしてセンサ室２１の容積を収縮させ、その際のインク検出部１１からの検出値を制御部７５によって判断することで、インク消尽時にインク有りを返すインク検出部１１の誤動作を検知することができる。

次に、故障検出装置１００によるインク検出部１１の故障検出方法の手順について具体的に説明する。
図５は図１に示した故障検出装置１００における故障検出方法の手順を表した流れ図である。

液体収容容器１におけるインク検出部１１の故障を検出するには、先ず、閉鎖手段７１により開閉弁機構１２を閉鎖する（Ｓ１）。
次いで、供給口９から吸引機構７３によってチョーク吸引を行う（Ｓ２）。
チョーク吸引がさらに行われると、センサ室２１内の負圧によって、受圧板２７は圧縮コイルバネ２９の付勢力に抗して移動し、底板３１に密着することとなる。これにより、センサ室２１は、図４に示すように、容積が収縮する（Ｓ３）。

この時点で制御部７５は、インク検出部１１の圧電型センサ３５から返される検出信号を検出する（Ｓ４）。
制御部７５は、この検出値からインク有り又は無しを判断し（Ｓ５）、その際、インク検出部１１からインク無しの検出信号が返されれば、インク検出部１１を良と判定する（Ｓ６）。

一方、インク検出部１１からインク有りの検出信号が返されれば、インク検出部１１を不良と判定する（Ｓ７）。
すなわち、チョーク吸引時、センサ室２１が擬似的なインクの消尽状態となっているにも関わらず、インク検出部１１からインク有りの検出信号が返されれば、インク検出部１１の不良が判明することとなる。
そして、制御部７５はこれら判定結果に基づいて、故障検出結果を表示部８１に表示する（Ｓ８）。

また、上述した故障検出装置１００は、単体の装置として、例えば液体収容容器１の工場生産ラインの最終検査工程に設置されるものであってもよく、また、液体消費装置であるインクジェット式記録装置等に搭載されるものであってもよい。

なお、本発明に係る液体収容容器の液体収容室、液体検出室、検出手段及び開閉弁機構等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態では、可撓性フィルム２３及び受圧板２７を圧電型センサ３５から離間する側に付勢する付勢手段として圧縮コイルばね２９を使用した。
しかしながら、圧縮コイルばね２９の代わりに、ゴムその他の弾性部材により構成される付勢手段を使用するようにしても良い。

さらに、上記実施形態では、受圧板２７がインク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成する時点を、インクパック７のインクが完全に消尽された状態に設定して、圧電型センサ３５をインクパック７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として機能させるようにした。
しかしながら、受圧板２７がインク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成する時点を、インクパック７のインクが略消尽された状態（所定の小量が残っている状態）に設定すれば、圧電型センサ３５をインクパック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機構として活用することもできる。

また、上記実施形態の液体収容容器１は、インクパック７が貯留しているインクを加圧手段の加圧によって排出口７ｂから排出し、センサ室２１が加圧手段による圧力が印加される領域に配置される構成としたが、本発明に係る液体収容容器はこれに限定されるものではない。
例えば、液体収容室に貯留している液体が供給口から吸引されることにより、液体排出口から排出される構成とされ、液体収容室が非加圧とされた液体収容容器とすることもできる。

更に、本発明の液体収容容器において、検出空間を区画形成すると共に圧力検出部が振動を作用させる振動作用領域である凹部は、上記各実施形態に示したようなインク誘導路３３に限らない。本発明に係る凹部は、管状の通路ではなく、底板３１の上面に開放する単純な切欠き部状に形成するようにしても良い。

また、本発明に係る液体収容容器の用途は、インクジェット記録装置のインクカートリッジに限らない。微小量の液滴を吐出させる噴射ヘッド等を備える各種の液体消費装置に流用可能である。
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。

１…液体収容容器、５…容器本体、９…インク供給口（供給口）、７…インクパック（液体収容室）、７ｂ…排出口（液体排出口）、１１…インク検出部（検出手段）、１２…開閉弁機構（弁機構）、１９…検出部ケース（液体検出室を形成する部材、弁室を形成する部材）、１９ａ…凹状空間、２１…センサ室（液体検出室）、２３…可撓性フィルム（フィルム）、２５…圧力検出部、２７…受圧板（移動部材）、２９…圧縮コイルバネ（付勢手段）、３３…インク誘導路（凹部）、３５…圧電型センサ（圧電型検出手段）、３７…流入口、３９…流出口、４１…弁室、４３…凹所、４４…空間、４５…ダイヤフラム、４８…開口部、７１…閉鎖手段（閉鎖機構）、７３…吸引機構、７５…制御部、７７…加圧手段、１００…故障検出装置。

Claims (2)

1. 液体消費装置に液体を供給する供給口と、
   加圧流体を導入可能な加圧室と、
   前記加圧室に導入される加圧流体によって、貯留している液体を液体排出口から排出する液体収容室と、
   前記液体収容室と前記供給口との間に配置されて、該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容部からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、
   前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、を備えた液体収容容器であって、
   前記液体収容室と前記液体検出室との間に設けられ、前記液体収容室と前記液体検出室とを連結する流路を開放及び遮断可能な弁機構と、
   を有し、
   前記弁機構は、前記供給口から前記液体検出室内の液体を吸引することによって、前記流路を遮断するように変形する可撓性部材によって構成され、
   前記可撓性部材は、前記液体収容室を加圧することにより、前記流路を開放するように変形することを特徴とする液体収容容器。
2. 液体消費装置に液体を供給する供給口と、
   第１加圧流体を導入可能な第１加圧室と、
   前記第１加圧室に導入される第１加圧流体によって、貯留している液体を液体排出口から排出する液体収容室と、
   前記液体収容室と前記供給口との間に配置されて、該液体収容室からの液体の流入に応じて容積が拡大する一方、前記液体収容部からの液体流入の停止で容積が収縮可能となる液体検出室と、
   前記液体検出室の容積変化を検出可能とする検出手段と、を備えた液体収容容器であって、
   前記第１加圧室と流体連通しない第２加圧流体を導入可能な第２加圧室と、
   前記液体収容室と前記液体検出室との間に設けられ、前記液体収容室と前記液体検出室とを連結する流路を開放及び遮断可能な弁機構と、
   を有し、
   前記弁機構は、前記第２加圧室に導入される第２加圧流体によって前記流路を遮断するように変形する可撓性部材によって構成され、
   前記可撓性部材は、前記第１加圧流体によって前記液体収容室を加圧することにより、前記流路を開放するように変形することを特徴とする液体収容容器。

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