液体収容容器
【課題】 液体の残量が所定量になったことを検出する機能を備えた液体収容容器を提供する。
【解決手段】 液体収容容器１は、インクパック７とインク供給口９との間に介在するインク検出部１１を備える。インク検出部１１は、インクパック７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１１ｂを備えたセンサ室２１と、センサ室２１のインク収容量に応動して移動可能に収容された受圧板２７と、センサ室２１のインク収容量が所定以下になるとセンサ室２１に設けられたインク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成するように受圧板２７に設けられた凹所２７ａと、インク誘導路３３に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電型センサ３５と、を備える。
【解決手段】 液体収容容器１は、インクパック７とインク供給口９との間に介在するインク検出部１１を備える。インク検出部１１は、インクパック７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１１ｂを備えたセンサ室２１と、センサ室２１のインク収容量に応動して移動可能に収容された受圧板２７と、センサ室２１のインク収容量が所定以下になるとセンサ室２１に設けられたインク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成するように受圧板２７に設けられた凹所２７ａと、インク誘導路３３に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電型センサ３５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体収容容器に関し、例えば、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所定の液体を供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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装置における液体噴射ヘッドは、液体収容容器から被吐出液の供給を受けるが、液体が供給されていない状態で作動させると、いわゆる空打ちとなって噴射ヘッドが損傷を受けるため、これを防止すべく容器の液体残量を監視する必要がある。
【０００３】
そこで、記録装置に例を採ると、液体収容容器であるインクカートリッジ自体にインク残量を検出する為の液体検出部を装備したものが各種提案されている。
この様な液体検出部の具体的な構成としては、例えば、特許文献１に記載された発明のように、液体を収容する可撓性袋の相対向する扁平な面の一方に液収容用の凹部を形成するとともに、凹部の外面に圧電振動子を配置し、また他方の面に剛体を配置して、剛体と圧電振動子との間の液量（液の深さ）による振動状態から検出することも提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３６６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された液体検出部では、比較的高い精度で液残量を検出することができるものの、可撓性袋に収容されたインクの残量を、可撓性袋の変形に追従させて剛体を移動させる関係上、袋の撓みやシワ等に影響を受けて、それにより検出精度が低下する虞があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、液体の残量が所定量になったことを検出する機能を備えた液体収容容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、加圧手段に加圧され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部と、外部の液体消費装置に前記液体を供給するための液体供給口と、前記液体収容部と前記液体供給口との間に介在する液体検出部とを備えた液体収容容器であって、
前記液体検出部は、
前記液体収容部の液体排出口に接続される液体流入口と前記液体供給口に接続される液体流出口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する移動部材と、
前記液体検出室の液体収容量が所定以下になると前記液体検出室に設けられた凹部と協働して検出空間を区画形成するように前記移動部材に設けられた凹所と、
前記凹部に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電型検出手段と、
を備えることを特徴とする液体収容容器により達成される。
【０００８】
上記構成によれば、液体検出室における液体収容量が所定以下になると、移動部材の凹所が凹部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、凹部と凹所との合計の容積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、移動部部材が凹部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。
そこで、圧電検出手段が検出する自由振動状態の変化が顕著になり、液体検出室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、正確に確実に検出することができる。
【０００９】
更に、液体検出室に設けられた凹部は、移動部材に設けられた凹所と協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしても凹部が液体検出室に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
【００１０】
即ち、移動部材の移動によって振動作用領域である検出空間の容積が変化し、音響インピーダンスが異なるので、残留振動の周波数の相違を検出することにより、液体収容室における液体収容量が所定レベルに達したことを高精度に検出することができる。
【００１１】
なお、上記構成の液体収容容器において、前記凹所は、少なくとも一面が弾性を有する部材により形成されていることが望ましい。
このような構成によれば、液体検出室の凹部が移動部材の凹所と協働して区画形成する検出空間は、前記凹所の少なくとも一面を形成する弾性部材の弾性変形による容積変化特性（コンプライアンス）により残留振動の減衰を抑えて、残留振動の振幅を検出し易くすることができ、検出精度の向上を図ることができる。
【００１２】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記弾性を有する部材が、フィルムであることが望ましい。
このような構成によれば、例えば板状の移動部材に凹所を設ける際には、該移動部材に貫通形成した開口部を弾性部材としてのフィルムで塞ぐだけで、弾性変形による容積変化特性（コンプライアンス）を備えた凹所を簡単に形成することができる。
【００１３】
また、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が、前記液体検出室に連通していることが望ましい。
このような構成によれば、凹所の一面を弾性部材で形成することにより凹所のコンプライアンスを確保しなくとも、凹所を容積が大きい液体空間である液体検出室に連通させることによって、凹部が凹所と協働して区画形成する検出空間の残留振動の減衰を抑えて、検出時の残留振動の振幅を確保することでき、検出精度の向上を図ることができる。
【００１４】
また、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が、前記凹部を前記液体検出室に連通させる２つの流路で構成されることが望ましい。
このような構成によれば、液体検出室へ液体を充填する為に、液体消費装置に接続される液体供給口から吸引された場合には、吸引力が移動部材に設けた２つの流路に作用し、この吸引力が作用する経路を遡って液体供給口に液体供給がなされる。
即ち、振動作用領域である液体検出室の凹部にも確実に液体が充填され、該凹部に気泡が残存することがないので、気泡の残存による検出精度の低下を防止できる。
【００１５】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体検出室が、上面に形成された開口部を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、
前記圧電型検出手段が、前記液体検出室の底部に配置されることが望ましい。
このような構成によれば、液体検出室が液体収容量の変化(圧力変化)に対応して容易に変形し、かつ容易に密閉空間として構成でき、簡単な構造で液体の漏れを防止することができる。
【００１６】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、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。又、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、前記フィルムに固着されることが望ましい。
このような構成によれば、フィルムの容易な変形により、移動部材を液位や圧力にスムーズに追従させることができる。
【００１７】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、前記圧電型検出手段の振動面に対向する領域に、前記振動面に対して略平行となる面を有することが望ましい。
このような構成によれば、液量に応動して容積を変化させる検出空間を容易に形成することができる。
【００１８】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、前記圧電型検出手段を配置した方向に付勢手段により付勢されていることが望ましい。又、上記構成の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。
このような構成によれば、付勢手段による付勢力を調整することにより、移動部材の凹所が液体検出室の凹部と協働して検出空間を区画形成する時期を変更できると共に、検出すべき液体検出室の内圧(残存液量)を容易に設定することができる。
【００１９】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が消尽された状態に設定されていることが望ましい。又、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が略消尽された状態に設定されていることが望ましい。
【００２０】
このような構成によれば、例えば液体収容容器をインクカートリッジとして使用した場合に、液体検出部の圧電型検出手段を、液体収容部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機構として有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液体収容容器によれば、液体検出室における液体収容量が所定以下になると、移動部材の凹所が液体検出室の凹部と協働して検出空間を区画形成するので、圧電検出手段が検出する自由振動状態の変化が顕著になり、液体検出室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、正確に確実に検出することができる。
【００２２】
更に、液体検出室の凹部は、移動部材の凹所と協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしても凹部が液体検出室に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
従って、移動部材の移動によって振動作用領域である検出空間の容積が変化し、音響インピーダンスが異なるので、残留振動の周波数の相違を検出することにより、液体収容室における液体収容量が所定レベルに達したことを高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る液体収容容器を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る液体収容容器の縦断面図であり、液体検出室の液体収容量が所定以下となった状態を示す。図２は図１に示した液体収容容器の液体収容部が加圧状態時の縦断面図である。
【００２４】
本第１実施形態の液体収容容器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にインク（液体）を供給するインクカートリッジである。
この液体収容容器１は、図１に示すように、図示しない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（液体収容部）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（液体供給口）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（液体検出部）１１とを備えている。
【００２５】
容器本体５は、樹脂によって一体成形された筐体であり、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、インク検出部１１を収容する検出部収容室１５と、を備えている。検出部収容室１５は、加圧室３に供給される加圧気体の圧力から遮断された領域である。
尚、容器本体５は、加圧室３を密閉状態にできれば、必ずしも一体成形された樹脂部材である必要はない。
【００２６】
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。
【００２７】
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１７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。
【００２８】
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とを連通させた凹空間１９ａを有した検出部ケース１９と、凹空間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、凹空間１９ａの底部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と検出部収容室１５の上壁との間に圧装されてセンサ室２１の容積が縮小する方向に受圧板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（付勢部材）２９と、を備えている。
【００２９】
検出部ケース１９は、凹空間１９ａを区画形成している周壁の一端側に、インク流入口１１ａが一体形成され、また、このインク流入口１１ａ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。
【００３０】
インク検出部１１における圧力検出部２５は、インクパック７からインク供給口９にインクが導出されない時には、圧縮コイルバネ２９の付勢力で受圧板２７が密着した状態に当接してする底板３１と、該底板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と協働して検出空間を区画形成するように受圧板２７に設けられた凹所２７ａ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。
【００３１】
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内の圧力を検知できる。
【００３２】
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の容積が縮小する方向であると同時に、圧電型センサ３５が配置された方向となっている。
底板３１に形成された凹部であるインク誘導路３３は、図１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の凹所２７ａと協働して検出空間を区画形成し、図２に示すように受圧板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。
【００３３】
インク検出部１１は、図２に示すように、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、それによるセンサ室２１内のインク収容量（液量レベル）の変化に相応して、可撓性フィルム２３が上方に膨出変形する。この可撓性フィルム２３の変形により、センサ室２１の隔壁の一部を構成している受圧板２７が上方に移動して、受圧板２７が底板３１から離れる。受圧板２７が底板３１から離れることにより、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から記録ヘッド側にインクが供給されることになる。
【００３４】
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。
本実施の形態では、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、凹所２７ａ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のインクが消尽された状態に設定している。
【００３５】
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。
【００３６】
以上に説明した本実施形態の液体収容容器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の凹所２７ａ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と凹所２７ａとの合計の容積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。
【００３７】
そこで、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、正確に確実に検出することができる。
【００３８】
更に、センサ室２１に設けられたインク誘導路３３は、受圧板２７に設けられた凹所２７ａと協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしてもセンサ室２１に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
【００３９】
即ち、受圧板２７の移動によって振動作用領域である検出空間の容積が変化し、音響インピーダンスが異なるので、残留振動の周波数の相違を検出することにより、センサ室２１におけるインクの残量が所定レベルに達したことを高精度に検出することができる。
従って、本実施形態の液体収容容器１は、インクの残量が所定量になったことを検出する機能を備えることができる。
【００４０】
更に、本実施形態の液体収容容器１では、センサ室２１が、上面に形成された開口部をインク収容量に応じて変形可能な可撓性フィルム２３により封止して構成され、圧電型センサ３５が、センサ室２１の底部に配置される構成である。
このため、センサ室２１がインク収容量の変化(圧力変化)に対応して容易に変形し、かつ容易に密閉空間として構成でき、簡単な構造で液体の漏れを防止することができる。
【００４１】
また、上記実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７が、可撓性フィルム２３に固着され、センサ室２１のインク収容量の変化に対応した該可撓性フィルム２３の変形によって移動する。
そこで、可撓性フィルム２３の容易な変形により、受圧板１２７を液位や圧力にスムーズに追従させることができる。
【００４２】
更に、本実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７が、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ので、液位に応動して容積を変化させる検出空間を容易に形成することができる。
また、本実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７が、弾性部材により構成された付勢手段である圧縮コイルバネ２９によって圧電型センサ３５を配置した方向に付勢されている。
そこで、圧縮コイルバネ２９の付勢力を調整することにより、受圧板２７の凹所２７ａ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期を任意に変更できると共に、検出すべきセンサ室２１の内圧(残存液量)を容易に設定することができる。
【００４３】
また、本実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７の凹所２７ａ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のインクが消尽された状態に設定しているため、上記のようにインクカートリッジとして使用した場合に、インク検出部１１の圧電型センサ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有効に活用することができる。
【００４４】
図３は、本発明の第２実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
図３に示すように、本第２実施形態の液体収容容器１０１は、図１に示した液体収容容器１の一部を改善したもので、受圧板１２７に貫通形成した開口部を、該受圧板１２７が固着される可撓性フィルム２３によって塞ぐことで、凹所１２７ａが構成されている。なお、それ以外の構成は、図１に示した液体収容容器１と共通のため、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４５】
可撓性フィルム２３は、所謂弾性部材であるため、本第２実施形態の液体収容容器１０１では、受圧板１２７の凹所１２７ａの一面が弾性を有する部材で形成された構成になっている。
そこで、本第２実施形態の液体収容容器１０１によれば、センサ室２１のインク誘導路３３が受圧板１２７の凹所１２７ａと協働して区画形成する検出空間は、前記凹所１２７ａの一面を形成する可撓性フィルム２３の弾性変形による容積変化特性（コンプライアンス）により残留振動の減衰を抑えて、残留振動の振幅を検出し易くすることができ、検出精度の更なる向上を図ることができる。
【００４６】
なお、凹所１２７ａにコンプライアンスを確保する弾性部材としては、上記のように可撓性フィルム２３を活用する他、例えば、受圧板自体を所定の弾性特性を持つゴムやプラスチック等で形成することが考えられる。
但し、本実施形態における受圧板１２７のように、凹所１２７ａの壁面を形成する弾性部材として可撓性フィルム２３を利用する場合には、図３に示したように、板状の受圧板１２７に貫通形成した開口部を、弾性部材としての可撓性フィルム２３で塞ぐだけで、コンプライアンスを確保した凹所１２７ａを簡単に形成することができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４７】
図４は、本発明の第３実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
図４に示すように、本第３実施形態の液体収容容器１０２は、図１に示した液体収容容器１の一部を改善したもので、受圧板２２７に形成される単一の凹所２２７ａには、インク流出口１１ｂ側でセンサ室２１と凹所２２７ａとを連通させる一本の連通路２２７ｂが追加形成されている。なお、連通路２２７ｂを追加した点以外の構成は、図１に示した液体収容容器１と共通のため、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４８】
本第３実施形態の液体収容容器１０２によれば、受圧板２２７に形成される凹所２２７ａが連通路２２７ｂによって容積が大きい液体空間であるセンサ室２１に連通させられることにより、上記第２実施形態における受圧板１２７のように凹所１２７ａの一面を弾性部材である可撓性フィルム２３で形成してコンプライアンスを確保する代わりに、インク誘導路３３が凹所２２７ａと協働して区画形成する検出空間の残留振動の減衰を抑えて、検出時の残留振動の振幅を確保することができる。
【００４９】
そこで、センサ室２１のインク誘導路３３が受圧板２２７の凹所２２７ａと協働して区画形成する検出空間は、残留振動の減衰を抑えて残留振動の振幅を検出し易くすることができ、検出精度の更なる向上を図ることができる。
従って、本実施形態の液体収容容器１０２は、インクの残量が所定量になったことを検出する機能を備えることができる。
【００５０】
図５は、本発明の第４実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
図５に示すように、本第４実施形態の液体収容容器１０３は、図１に示した液体収容容器１の一部を改善したもので、受圧板３２７には、インク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成するように２つの凹所３２７ａ，３２７ｂが設けられると共に、各凹所３２７ａ，３２７ｂには、それぞれセンサ室２１と連通させる連通路３２７ｃ，３２７ｄが形成されている。なお、受圧板３２７以外の構成は、図１に示した液体収容容器１と共通のため、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】
本第４実施形態の液体収容容器１０３は、受圧板３２７に形成される２つの凹所３２７ａ，３２７ｂが、凹部であるインク誘導路３３と協働して区画形成する検出空間をそれぞれ連通路３２７ｃ，３２７ｄを介してセンサ室２１に連通させる２つの流路となっている。
そこで、センサ室２１に設けられたインク誘導路３３は、受圧板３２７に設けられた２つの凹所３２７ａ，３２７ｂと協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしてもセンサ室２１に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
【００５２】
即ち、受圧板３２７に形成される２つの凹所３２７ａ，３２７ｂが、それぞれ連通路３２７ｃ，３２７ｄを介して容積の大きい液体空間であるセンサ室２１に連通させられることにより、インク誘導路３３が凹所３２７ａ，３２７ｂと協働して区画形成する検出空間の残留振動の減衰を抑えて、検出時の残留振動の振幅を確保することができる。
【００５３】
また、センサ室２１へインクを充填する為に、インクジェット式記録装置に接続されるインク供給口９から吸引された場合には、吸引力が受圧板３２７に形成した連通路３２７ｄ、凹所３２７ｂ、インク誘導路３３、凹所３２７ａ及び連通路３２７ｃを経て、センサ室２１に接続したインクパック７の排出口７ｂに作用し、この吸引力が作用する経路を遡ってインク供給口９にインク供給がなされる。
【００５４】
即ち、振動作用領域であるインク誘導路３３にも確実にインクが充填され、インク誘導路３３に気泡が残存することがないので、気泡の残存による検出精度の低下を防止することができる。
従って、本実施形態の液体収容容器１０３は、インクの残量が所定量になったことを検出する機能を備えることができると共に、インク誘導路３３がインク充填をし難い形状であっても、確実にインクを充填して、高精度なインク収容量の検出が可能となる。
【００５５】
なお、本発明の液体収容容器における液体検出部、液体検出室、移動部材、凹部、凹所及び圧電型検出手段等の構成は、上記各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、上記各実施形態では、可撓性フィルム２３及び受圧板２７（１２７，２２７，３２７）を圧電型センサ３５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。
【００５６】
さらに、上記各実施形態では、受圧板２７（１２７，２２７，３２７）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（１２７，２２７，３２７）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。
【００５７】
また、本発明の液体収容容器において、移動部材の凹所と協働し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。
【００５８】
また、本発明の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液体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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体収容容器の縦断面図であり、液体検出室の液体収容量が所定以下となった状態を示す。
【図２】図１に示した液体収容容器の液体収容部が加圧状態時の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…液体収容容器、３…加圧室、５…容器本体、７…インクパック（液体収容部）、７ａ…可撓性袋体、７ｂ…排出口（液体排出口）、９…インク供給口（液体供給口）、１１…インク検出部（液体検出部）、１１ａ…インク流入口（液体流入口）、１１ｂ…インク流出口（液体流出口）、１３…加圧口、１５…検出部収容室、１９…検出部ケース、１９ａ…凹空間、２１…センサ室（液体検出室）、２３…可撓性フィルム、２５…圧力検出部、２７…受圧板（移動部材）、２７ａ…凹所、２９…圧縮コイルバネ（付勢手段）、３１…底板、３３…インク誘導路（凹部）、３５…圧電型センサ（圧電型検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体収容容器に関し、例えば、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所定の液体を供給する液体収容容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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装置における液体噴射ヘッドは、液体収容容器から被吐出液の供給を受けるが、液体が供給されていない状態で作動させると、いわゆる空打ちとなって噴射ヘッドが損傷を受けるため、これを防止すべく容器の液体残量を監視する必要がある。
【０００３】
そこで、記録装置に例を採ると、液体収容容器であるインクカートリッジ自体にインク残量を検出する為の液体検出部を装備したものが各種提案されている。
この様な液体検出部の具体的な構成としては、例えば、特許文献１に記載された発明のように、液体を収容する可撓性袋の相対向する扁平な面の一方に液収容用の凹部を形成するとともに、凹部の外面に圧電振動子を配置し、また他方の面に剛体を配置して、剛体と圧電振動子との間の液量（液の深さ）による振動状態から検出することも提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３６６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された液体検出部では、比較的高い精度で液残量を検出することができるものの、可撓性袋に収容されたインクの残量を、可撓性袋の変形に追従させて剛体を移動させる関係上、袋の撓みやシワ等に影響を受けて、それにより検出精度が低下する虞があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、液体の残量が所定量になったことを検出する機能を備えた液体収容容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、加圧手段に加圧され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部と、外部の液体消費装置に前記液体を供給するための液体供給口と、前記液体収容部と前記液体供給口との間に介在する液体検出部とを備えた液体収容容器であって、
前記液体検出部は、
前記液体収容部の液体排出口に接続される液体流入口と前記液体供給口に接続される液体流出口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する移動部材と、
前記液体検出室の液体収容量が所定以下になると前記液体検出室に設けられた凹部と協働して検出空間を区画形成するように前記移動部材に設けられた凹所と、
前記凹部に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電型検出手段と、
を備えることを特徴とする液体収容容器により達成される。
【０００８】
上記構成によれば、液体検出室における液体収容量が所定以下になると、移動部材の凹所が凹部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、凹部と凹所との合計の容積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、移動部部材が凹部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。
そこで、圧電検出手段が検出する自由振動状態の変化が顕著になり、液体検出室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、正確に確実に検出することができる。
【０００９】
更に、液体検出室に設けられた凹部は、移動部材に設けられた凹所と協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしても凹部が液体検出室に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
【００１０】
即ち、移動部材の移動によって振動作用領域である検出空間の容積が変化し、音響インピーダンスが異なるので、残留振動の周波数の相違を検出することにより、液体収容室における液体収容量が所定レベルに達したことを高精度に検出することができる。
【００１１】
なお、上記構成の液体収容容器において、前記凹所は、少なくとも一面が弾性を有する部材により形成されていることが望ましい。
このような構成によれば、液体検出室の凹部が移動部材の凹所と協働して区画形成する検出空間は、前記凹所の少なくとも一面を形成する弾性部材の弾性変形による容積変化特性（コンプライアンス）により残留振動の減衰を抑えて、残留振動の振幅を検出し易くすることができ、検出精度の向上を図ることができる。
【００１２】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記弾性を有する部材が、フィルムであることが望ましい。
このような構成によれば、例えば板状の移動部材に凹所を設ける際には、該移動部材に貫通形成した開口部を弾性部材としてのフィルムで塞ぐだけで、弾性変形による容積変化特性（コンプライアンス）を備えた凹所を簡単に形成することができる。
【００１３】
また、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が、前記液体検出室に連通していることが望ましい。
このような構成によれば、凹所の一面を弾性部材で形成することにより凹所のコンプライアンスを確保しなくとも、凹所を容積が大きい液体空間である液体検出室に連通させることによって、凹部が凹所と協働して区画形成する検出空間の残留振動の減衰を抑えて、検出時の残留振動の振幅を確保することでき、検出精度の向上を図ることができる。
【００１４】
また、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が、前記凹部を前記液体検出室に連通させる２つの流路で構成されることが望ましい。
このような構成によれば、液体検出室へ液体を充填する為に、液体消費装置に接続される液体供給口から吸引された場合には、吸引力が移動部材に設けた２つの流路に作用し、この吸引力が作用する経路を遡って液体供給口に液体供給がなされる。
即ち、振動作用領域である液体検出室の凹部にも確実に液体が充填され、該凹部に気泡が残存することがないので、気泡の残存による検出精度の低下を防止できる。
【００１５】
また、上記構成の液体収容容器において、前記液体検出室が、上面に形成された開口部を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、
前記圧電型検出手段が、前記液体検出室の底部に配置されることが望ましい。
このような構成によれば、液体検出室が液体収容量の変化(圧力変化)に対応して容易に変形し、かつ容易に密閉空間として構成でき、簡単な構造で液体の漏れを防止することができる。
【００１６】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、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。又、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、前記フィルムに固着されることが望ましい。
このような構成によれば、フィルムの容易な変形により、移動部材を液位や圧力にスムーズに追従させることができる。
【００１７】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、前記圧電型検出手段の振動面に対向する領域に、前記振動面に対して略平行となる面を有することが望ましい。
このような構成によれば、液量に応動して容積を変化させる検出空間を容易に形成することができる。
【００１８】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記移動部材が、前記圧電型検出手段を配置した方向に付勢手段により付勢されていることが望ましい。又、上記構成の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。
このような構成によれば、付勢手段による付勢力を調整することにより、移動部材の凹所が液体検出室の凹部と協働して検出空間を区画形成する時期を変更できると共に、検出すべき液体検出室の内圧(残存液量)を容易に設定することができる。
【００１９】
更に、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が消尽された状態に設定されていることが望ましい。又、上記構成の液体収容容器において、前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が略消尽された状態に設定されていることが望ましい。
【００２０】
このような構成によれば、例えば液体収容容器をインクカートリッジとして使用した場合に、液体検出部の圧電型検出手段を、液体収容部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機構として有効に活用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液体収容容器によれば、液体検出室における液体収容量が所定以下になると、移動部材の凹所が液体検出室の凹部と協働して検出空間を区画形成するので、圧電検出手段が検出する自由振動状態の変化が顕著になり、液体検出室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、正確に確実に検出することができる。
【００２２】
更に、液体検出室の凹部は、移動部材の凹所と協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしても凹部が液体検出室に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
従って、移動部材の移動によって振動作用領域である検出空間の容積が変化し、音響インピーダンスが異なるので、残留振動の周波数の相違を検出することにより、液体収容室における液体収容量が所定レベルに達したことを高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る液体収容容器を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る液体収容容器の縦断面図であり、液体検出室の液体収容量が所定以下となった状態を示す。図２は図１に示した液体収容容器の液体収容部が加圧状態時の縦断面図である。
【００２４】
本第１実施形態の液体収容容器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にインク（液体）を供給するインクカートリッジである。
この液体収容容器１は、図１に示すように、図示しない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（液体収容部）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（液体供給口）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（液体検出部）１１とを備えている。
【００２５】
容器本体５は、樹脂によって一体成形された筐体であり、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、インク検出部１１を収容する検出部収容室１５と、を備えている。検出部収容室１５は、加圧室３に供給される加圧気体の圧力から遮断された領域である。
尚、容器本体５は、加圧室３を密閉状態にできれば、必ずしも一体成形された樹脂部材である必要はない。
【００２６】
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。
【００２７】
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１７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。
【００２８】
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とを連通させた凹空間１９ａを有した検出部ケース１９と、凹空間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、凹空間１９ａの底部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と検出部収容室１５の上壁との間に圧装されてセンサ室２１の容積が縮小する方向に受圧板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（付勢部材）２９と、を備えている。
【００２９】
検出部ケース１９は、凹空間１９ａを区画形成している周壁の一端側に、インク流入口１１ａが一体形成され、また、このインク流入口１１ａ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。
【００３０】
インク検出部１１における圧力検出部２５は、インクパック７からインク供給口９にインクが導出されない時には、圧縮コイルバネ２９の付勢力で受圧板２７が密着した状態に当接してする底板３１と、該底板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と協働して検出空間を区画形成するように受圧板２７に設けられた凹所２７ａ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。
【００３１】
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内の圧力を検知できる。
【００３２】
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の容積が縮小する方向であると同時に、圧電型センサ３５が配置された方向となっている。
底板３１に形成された凹部であるインク誘導路３３は、図１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の凹所２７ａと協働して検出空間を区画形成し、図２に示すように受圧板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。
【００３３】
インク検出部１１は、図２に示すように、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、それによるセンサ室２１内のインク収容量（液量レベル）の変化に相応して、可撓性フィルム２３が上方に膨出変形する。この可撓性フィルム２３の変形により、センサ室２１の隔壁の一部を構成している受圧板２７が上方に移動して、受圧板２７が底板３１から離れる。受圧板２７が底板３１から離れることにより、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から記録ヘッド側にインクが供給されることになる。
【００３４】
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。
本実施の形態では、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、凹所２７ａ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のインクが消尽された状態に設定している。
【００３５】
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。
【００３６】
以上に説明した本実施形態の液体収容容器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の凹所２７ａ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と凹所２７ａとの合計の容積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。
【００３７】
そこで、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、正確に確実に検出することができる。
【００３８】
更に、センサ室２１に設けられたインク誘導路３３は、受圧板２７に設けられた凹所２７ａと協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしてもセンサ室２１に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
【００３９】
即ち、受圧板２７の移動によって振動作用領域である検出空間の容積が変化し、音響インピーダンスが異なるので、残留振動の周波数の相違を検出することにより、センサ室２１におけるインクの残量が所定レベルに達したことを高精度に検出することができる。
従って、本実施形態の液体収容容器１は、インクの残量が所定量になったことを検出する機能を備えることができる。
【００４０】
更に、本実施形態の液体収容容器１では、センサ室２１が、上面に形成された開口部をインク収容量に応じて変形可能な可撓性フィルム２３により封止して構成され、圧電型センサ３５が、センサ室２１の底部に配置される構成である。
このため、センサ室２１がインク収容量の変化(圧力変化)に対応して容易に変形し、かつ容易に密閉空間として構成でき、簡単な構造で液体の漏れを防止することができる。
【００４１】
また、上記実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７が、可撓性フィルム２３に固着され、センサ室２１のインク収容量の変化に対応した該可撓性フィルム２３の変形によって移動する。
そこで、可撓性フィルム２３の容易な変形により、受圧板１２７を液位や圧力にスムーズに追従させることができる。
【００４２】
更に、本実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７が、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ので、液位に応動して容積を変化させる検出空間を容易に形成することができる。
また、本実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７が、弾性部材により構成された付勢手段である圧縮コイルバネ２９によって圧電型センサ３５を配置した方向に付勢されている。
そこで、圧縮コイルバネ２９の付勢力を調整することにより、受圧板２７の凹所２７ａ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期を任意に変更できると共に、検出すべきセンサ室２１の内圧(残存液量)を容易に設定することができる。
【００４３】
また、本実施形態の液体収容容器１では、受圧板２７の凹所２７ａ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のインクが消尽された状態に設定しているため、上記のようにインクカートリッジとして使用した場合に、インク検出部１１の圧電型センサ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有効に活用することができる。
【００４４】
図３は、本発明の第２実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
図３に示すように、本第２実施形態の液体収容容器１０１は、図１に示した液体収容容器１の一部を改善したもので、受圧板１２７に貫通形成した開口部を、該受圧板１２７が固着される可撓性フィルム２３によって塞ぐことで、凹所１２７ａが構成されている。なお、それ以外の構成は、図１に示した液体収容容器１と共通のため、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４５】
可撓性フィルム２３は、所謂弾性部材であるため、本第２実施形態の液体収容容器１０１では、受圧板１２７の凹所１２７ａの一面が弾性を有する部材で形成された構成になっている。
そこで、本第２実施形態の液体収容容器１０１によれば、センサ室２１のインク誘導路３３が受圧板１２７の凹所１２７ａと協働して区画形成する検出空間は、前記凹所１２７ａの一面を形成する可撓性フィルム２３の弾性変形による容積変化特性（コンプライアンス）により残留振動の減衰を抑えて、残留振動の振幅を検出し易くすることができ、検出精度の更なる向上を図ることができる。
【００４６】
なお、凹所１２７ａにコンプライアンスを確保する弾性部材としては、上記のように可撓性フィルム２３を活用する他、例えば、受圧板自体を所定の弾性特性を持つゴムやプラスチック等で形成することが考えられる。
但し、本実施形態における受圧板１２７のように、凹所１２７ａの壁面を形成する弾性部材として可撓性フィルム２３を利用する場合には、図３に示したように、板状の受圧板１２７に貫通形成した開口部を、弾性部材としての可撓性フィルム２３で塞ぐだけで、コンプライアンスを確保した凹所１２７ａを簡単に形成することができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４７】
図４は、本発明の第３実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
図４に示すように、本第３実施形態の液体収容容器１０２は、図１に示した液体収容容器１の一部を改善したもので、受圧板２２７に形成される単一の凹所２２７ａには、インク流出口１１ｂ側でセンサ室２１と凹所２２７ａとを連通させる一本の連通路２２７ｂが追加形成されている。なお、連通路２２７ｂを追加した点以外の構成は、図１に示した液体収容容器１と共通のため、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４８】
本第３実施形態の液体収容容器１０２によれば、受圧板２２７に形成される凹所２２７ａが連通路２２７ｂによって容積が大きい液体空間であるセンサ室２１に連通させられることにより、上記第２実施形態における受圧板１２７のように凹所１２７ａの一面を弾性部材である可撓性フィルム２３で形成してコンプライアンスを確保する代わりに、インク誘導路３３が凹所２２７ａと協働して区画形成する検出空間の残留振動の減衰を抑えて、検出時の残留振動の振幅を確保することができる。
【００４９】
そこで、センサ室２１のインク誘導路３３が受圧板２２７の凹所２２７ａと協働して区画形成する検出空間は、残留振動の減衰を抑えて残留振動の振幅を検出し易くすることができ、検出精度の更なる向上を図ることができる。
従って、本実施形態の液体収容容器１０２は、インクの残量が所定量になったことを検出する機能を備えることができる。
【００５０】
図５は、本発明の第４実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
図５に示すように、本第４実施形態の液体収容容器１０３は、図１に示した液体収容容器１の一部を改善したもので、受圧板３２７には、インク誘導路３３と協働して検出空間を区画形成するように２つの凹所３２７ａ，３２７ｂが設けられると共に、各凹所３２７ａ，３２７ｂには、それぞれセンサ室２１と連通させる連通路３２７ｃ，３２７ｄが形成されている。なお、受圧板３２７以外の構成は、図１に示した液体収容容器１と共通のため、同符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】
本第４実施形態の液体収容容器１０３は、受圧板３２７に形成される２つの凹所３２７ａ，３２７ｂが、凹部であるインク誘導路３３と協働して区画形成する検出空間をそれぞれ連通路３２７ｃ，３２７ｄを介してセンサ室２１に連通させる２つの流路となっている。
そこで、センサ室２１に設けられたインク誘導路３３は、受圧板３２７に設けられた２つの凹所３２７ａ，３２７ｂと協働して検出空間を区画形成することで該検出空間の容積を増大させるため、振動作用領域の容積不足のために残留振動が小さくなって検出不能になったり、或いは、検出できたとしてもセンサ室２１に開放状態にあるときと遮断された時との残留振動の周波数差が僅少なために相異が判別できなくなったりすることがない。
【００５２】
即ち、受圧板３２７に形成される２つの凹所３２７ａ，３２７ｂが、それぞれ連通路３２７ｃ，３２７ｄを介して容積の大きい液体空間であるセンサ室２１に連通させられることにより、インク誘導路３３が凹所３２７ａ，３２７ｂと協働して区画形成する検出空間の残留振動の減衰を抑えて、検出時の残留振動の振幅を確保することができる。
【００５３】
また、センサ室２１へインクを充填する為に、インクジェット式記録装置に接続されるインク供給口９から吸引された場合には、吸引力が受圧板３２７に形成した連通路３２７ｄ、凹所３２７ｂ、インク誘導路３３、凹所３２７ａ及び連通路３２７ｃを経て、センサ室２１に接続したインクパック７の排出口７ｂに作用し、この吸引力が作用する経路を遡ってインク供給口９にインク供給がなされる。
【００５４】
即ち、振動作用領域であるインク誘導路３３にも確実にインクが充填され、インク誘導路３３に気泡が残存することがないので、気泡の残存による検出精度の低下を防止することができる。
従って、本実施形態の液体収容容器１０３は、インクの残量が所定量になったことを検出する機能を備えることができると共に、インク誘導路３３がインク充填をし難い形状であっても、確実にインクを充填して、高精度なインク収容量の検出が可能となる。
【００５５】
なお、本発明の液体収容容器における液体検出部、液体検出室、移動部材、凹部、凹所及び圧電型検出手段等の構成は、上記各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、上記各実施形態では、可撓性フィルム２３及び受圧板２７（１２７，２２７，３２７）を圧電型センサ３５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。
【００５６】
さらに、上記各実施形態では、受圧板２７（１２７，２２７，３２７）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（１２７，２２７，３２７）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。
【００５７】
また、本発明の液体収容容器において、移動部材の凹所と協働し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。
【００５８】
また、本発明の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液体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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体収容容器の縦断面図であり、液体検出室の液体収容量が所定以下となった状態を示す。
【図２】図１に示した液体収容容器の液体収容部が加圧状態時の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る液体収容容器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…液体収容容器、３…加圧室、５…容器本体、７…インクパック（液体収容部）、７ａ…可撓性袋体、７ｂ…排出口（液体排出口）、９…インク供給口（液体供給口）、１１…インク検出部（液体検出部）、１１ａ…インク流入口（液体流入口）、１１ｂ…インク流出口（液体流出口）、１３…加圧口、１５…検出部収容室、１９…検出部ケース、１９ａ…凹空間、２１…センサ室（液体検出室）、２３…可撓性フィルム、２５…圧力検出部、２７…受圧板（移動部材）、２７ａ…凹所、２９…圧縮コイルバネ（付勢手段）、３１…底板、３３…インク誘導路（凹部）、３５…圧電型センサ（圧電型検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧手段に加圧され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部と、外部の液体消費装置に前記液体を供給するための液体供給口と、前記液体収容部と前記液体供給口との間に介在する液体検出部とを備えた液体収容容器であって、
前記液体検出部は、
前記液体収容部の液体排出口に接続される液体流入口と前記液体供給口に接続される液体流出口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する移動部材と、
前記液体検出室の液体収容量が所定以下になると前記液体検出室に設けられた凹部と協働して検出空間を区画形成するように前記移動部材に設けられた凹所と、
前記凹部に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電型検出手段と、
を備えることを特徴とする液体収容容器。
【請求項２】
前記凹所は、少なくとも一面が弾性を有する部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項３】
前記弾性を有する部材が、フィルムであることを特徴とする請求項２に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記凹所が、前記液体検出室に連通していることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項５】
前記凹所が、前記凹部を前記液体検出室に連通させる２つの流路で構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項６】
前記液体検出室が、上面に形成された開口部を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、
前記圧電型検出手段が、前記液体検出室の底部に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項７】
前記移動部材が、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を特徴とする請求項６に記載の液体収容容器。
【請求項８】
前記移動部材が、前記フィルムに固着されることを特徴とする請求項７に記載の液体収容容器。
【請求項９】
前記移動部材が、前記圧電型検出手段の振動面に対向する領域に、前記振動面に対して略平行となる面を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１０】
前記移動部材が、前記圧電型検出手段を配置した方向に付勢手段により付勢されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１１】
前記付勢手段が、弾性部材により構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液体収容容器。
【請求項１２】
前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が消尽された状態に設定されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１３】
前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が略消尽された状態に設定されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１】
加圧手段に加圧され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部と、外部の液体消費装置に前記液体を供給するための液体供給口と、前記液体収容部と前記液体供給口との間に介在する液体検出部とを備えた液体収容容器であって、
前記液体検出部は、
前記液体収容部の液体排出口に接続される液体流入口と前記液体供給口に接続される液体流出口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する移動部材と、
前記液体検出室の液体収容量が所定以下になると前記液体検出室に設けられた凹部と協働して検出空間を区画形成するように前記移動部材に設けられた凹所と、
前記凹部に振動を印加すると共に印加した振動に伴う自由振動状態を検出する圧電型検出手段と、
を備えることを特徴とする液体収容容器。
【請求項２】
前記凹所は、少なくとも一面が弾性を有する部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項３】
前記弾性を有する部材が、フィルムであることを特徴とする請求項２に記載の液体収容容器。
【請求項４】
前記凹所が、前記液体検出室に連通していることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器。
【請求項５】
前記凹所が、前記凹部を前記液体検出室に連通させる２つの流路で構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項６】
前記液体検出室が、上面に形成された開口部を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、
前記圧電型検出手段が、前記液体検出室の底部に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項７】
前記移動部材が、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を特徴とする請求項６に記載の液体収容容器。
【請求項８】
前記移動部材が、前記フィルムに固着されることを特徴とする請求項７に記載の液体収容容器。
【請求項９】
前記移動部材が、前記圧電型検出手段の振動面に対向する領域に、前記振動面に対して略平行となる面を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１０】
前記移動部材が、前記圧電型検出手段を配置した方向に付勢手段により付勢されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１１】
前記付勢手段が、弾性部材により構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液体収容容器。
【請求項１２】
前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が消尽された状態に設定されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【請求項１３】
前記凹所が前記凹部と協働して検出空間を区画形成する時点を、前記液体収容部の液体が略消尽された状態に設定されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液体収容容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１５２８２１（Ｐ２００７−１５２８２１Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５３１１１（Ｐ２００５−３５３１１１）
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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