液体収納容器および液体収納容器の液体残量検知方法
【課題】 液体収容容器内の液体の残量の検出方式は各種存在しているが、検出方式によっては液体収納容器の置かれた状況や検出装置の精度によって残量検出に誤差が生じる。
【解決手段】 液体収納容器を容積の異なる２室構成とし、大容量の室の液体が使用された後、小容量の室の液体が使用されることをきっかけに残量検出を開始することにより、液体残量の検出誤差を小さくする。
【解決手段】 液体収納容器を容積の異なる２室構成とし、大容量の室の液体が使用された後、小容量の室の液体が使用されることをきっかけに残量検出を開始することにより、液体残量の検出誤差を小さくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した特許文献１に記載された技術がある。
【０００４】
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の内部には、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１４（Ｂ）に限定されず、図１４（Ｃ）に示すように１面を固定したものであっても良い。
【０００５】
また類似の構成としては、図１５（特許文献２）に記載された液体収納容器がある。先の図１４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が、図１５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り、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。
【０００６】
したがって、後者の構成では剛性のある筐体内部空間（図１４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。
【０００７】
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。
【０００８】
これらの課題に対しては、図１５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。
【０００９】
また、基本的な供給動作中の負圧を図１６に示す。図１４の技術ではバネ定数と変位量からほぼ比例の関係（図１６中の符号８０１で示されるライン）となるが、図１５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１６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。
【００１０】
図１４の構成も図１５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。
【００１１】
ここでこれらの液体収納容器における液体残量検知技術について説明する。図１５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１７（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。
【００１２】
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１８（特許文献４）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。
【特許文献１】特開平６−１８３０２３号
【特許文献２】特開２００３−１９１４８８号
【特許文献３】特開平８−１９７７４９号
【特許文献４】特開２００２−３０１８２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図１４や図１５に示した液体収納容器では、直方体状の容器形状のうち最大面積Ｓの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）。これによって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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、
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、
かつ、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、
かつ、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の大気連通口には第１の液体収容空間の圧力が予め設定された値にまで低下した際に解放となり、圧力が上昇に転じた際には再び閉じる圧力調整弁が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
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インクの残量検出を行う第１の残量検出ステップと、
前記第２の液体収容空間が減少し切った状態を検出した際に、前記消費される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消費された液体の量を係数することにより残量検出を行う第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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１８】
（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。
【００１９】
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、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、１対の板状部材１２１ａ、１２１ｂ（不図示）とそれらを押し広げようとする圧縮バネ（弾性変形部材とも称する）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）が設けられている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。自立した可撓性フィルム１４２の頂上部真下には、小型磁石をポリプロピレンで包んだ浮き３００（不図示）が、可撓性フィルム内のインク２００に浮いている。
【００２４】
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内圧調整弁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。
【００２５】
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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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に設けられた内圧調整弁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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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内のインクは枯渇寸前となる。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、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。なお、上述した通り図５と図８のカッコ内の符号は対応した状態を示している。
【００３１】
ここで、第１の液体収容空間１９５の内圧の急激な低下は、連通路１０４を介して第２の液体収容空間１９６にまでおよび、さらには第２の液体収容区画１０６内であって可撓性部材１４２の外部領域にまで作用し、不図示の内圧調整弁１３０が作動し、大気連通口１０９が開放状態となる。大気連通口１０９が開放状態となるまでは、第１の液体収容空間１９５内の内圧が低下しても、第２の液体収容空間１９６内の液体が連通路１０４を介して、第１の液体収容空間側に引っ張られることはない。これは、高々−５０〜−１５０ｍｍＡｑ程度の負圧の変化であり、また第２の液体収容区画が密封状態であることによる。
【００３２】
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の低い第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。この間、液体移動と液面低下に伴うマグネットフロート３００（不図示）の低下は速やかに動作する。
【００３３】
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。
【００３４】
内圧調整弁１３０の構成例は後述するが、すでに公知のとおり、閉⇒開となる作動圧と開⇒閉となる作動圧にはずれ（ヒステリシス）がある。本発明ではこれが特別な作用効果を生み、第２の液体収容空間から第１の液体収容空間へ液体が移動し、内圧のが急激に上昇に転じても、内圧調整弁１３０が閉じてしまうことはない。速やかに液体移動が完了した後、自然と弁が作動し大気連通口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。
【００３５】
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、この移動のタイミングを検知すること、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。
【００３６】
第２の発明のポイントは、先に説明した第２の液体収容空間内の液体に浮かぶマグネットフロート３００にある。液体が速やかに第１の液体収容空間に移動完了し、マグネットが底面に到着すると、液体収納容器１００の下方に位置したマグネットスイッチがオンとなる。インクＥｎｄ状態だった第１の液体収納空間はインクＬｏｗ状態に再セットされているので、このマグネットスイッチの信号をトリガとして、第３のポイントであるドットカウント値をリセットし、新たな液体量をセットする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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タイミングａ〜ｈと対応させてある。
【００４０】
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、不図示であった内圧調整弁１３０あるいはマグネットフロート３００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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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となる。すると瞬時に、図６（ｄ）に示したように、大気連通口１０９に配置された内圧調整弁１３０が開き、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。
【００４６】
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。
【００４７】
液体移動が完了した時点で、第２の液体収容空間内の液体２００に浮いていたマグネットフロート３００は第２の液体収容区画１０６の底面に達しており、その瞬間、液体収納容器家宝に配置されていたマグネットスイッチ３０１が作動し、その信号は記録装置に送られる。
【００４８】
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、液体残量を得るが、前記信号が送られた瞬間、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。
【００４９】
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。
【００５０】
続いて、圧力調整弁１３０について図７（Ａ）〜（Ｃ）を用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）に圧力調整弁１３０部分を拡大して示している。図７（Ｂ）に示されるとおり圧力調整弁１３０は、ガスバリア性があって可撓性の薄膜シート１３１（たとえばＰＥＴ材など）とシリコーンオイル等の非揮発性粘性液体１３２とで構成されている。薄膜シート１３１下方の空間（第２の液体収容区画）内の圧力が作動設定圧を超えると、図７（Ｃ）に示すとおり粘性および表面張力により蓋部材１０２に保持されていた薄膜シート１３１は下方に変形し、わずかに生じた粘性液体１３２とのギャップを通して内外を連通開放する。この内圧調整弁には、公開特許公報「特開平５−２５６３７５号」などで公知の技術を用いてもよいし、機械的なバルブを構成してもよい。
【００５１】
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ポイントをとらえて内圧調整弁が作動するように構成されている。この低下は急峻なため、作動圧１３９の設計公差・製造上のバラツキを大きく懸念する必要はない。
【００５２】
図８（Ｂ）は、内圧調整弁１３０の動作を、図８（Ａ）と対応させて説明したものである。図８（Ｃ）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。
【００５３】
（第二の実施形態）
図９には、本発明の第二の実施形態を示した。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に示す第二の実施形態では一方が固定として構成されている。
【００５４】
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、移動完了、ひいてはドットカウントリセットのタイミングを知る上で重要であり、第１の負圧発生機構の詳細には限定されない。すなわち、図１０（Ａ）は図９の水平断面模式図であるが、補強板１２１や可撓性フィルム１４１、バネ部材１２０および収容液体２００との関係は図１０（Ｂ）や図１０（Ｃ）のような構成であってもよい。注意点は、液体供給口１１０と対応する外部への液体導出口１０７（不図示）や連通路１０４の配置である。可撓性フィルムの動きを妨げる構成であっては好ましくない。
【００５５】
（第三の実施形態）
図１１（ａ）〜（ｈ）には本発明の第三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。
【００５６】
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。
【００５７】
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１１（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、第三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。
【００５８】
（第四の実施形態）
図１２（ａ）〜（ｄ）には第四の実施形態を示した。図１２（ａ）はタイミングａを、図１２（ｂ）はタイミングｄを、図１２（ｃ）はタイミングｆを、図１２（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、液体に浮かせたマグネットフロート３００はない。第２の可撓性フィルム１４２の天井領域には、光反射膜が設けられており、図１２（ｃ）の状態に達した際に、マグネットフロートによるマグネットスイッチの作動ではなく、赤外線投受光モジュール４００と反射膜４０４による受光光量４０５による作動としたものである。
【００５９】
反射膜は、可撓性フィルムの柔軟性を損なわないように、アルミニウム箔などを貼ってもよいし、部分的にラミネートしてもよい。第一の実施形態に対し、マグネットフロート３００が存在しない分、第２の液体収容空間１９６がより確実に実質容積ゼロとなりうる構成である。しかしながら、この第２の液体収容空間内に収容された液体の移動完了を検出する手段はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
（第五の実施形態）
第五の実施形態を図１３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の急激な低下に伴って、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。この場合、液体移動完了は、液体収納容器１００の上方で行えるため、装置構成上のメリットを考慮して選択すればよい。
【００６１】
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（液体収納空間に収容された液体量を元に消費される液体の量を計数（記録ヘッドからのインク吐出数）してインクの残量検出を行う）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。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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る液体収納容器について、その内部を透過して示す模式的な斜視図である。
【図２】図１に示される液体収納容器の蓋を取り外して内部の構成を示した模式的な斜視図である。
【図３】図４に示す模式的断面図の切断位置を示す模式的な外観図である。
【図４】（Ｉ）〜（VIII）は図３に示された液体収納容器の切断個所に対応した切断面を示す模式的な断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は液体収納容器から液体が消費される際の動作状態を蓋を取り外して模式的に示す斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は液体収納容器から液体が消費される際の動作状態をより細分化して模式的に示す側断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は液体収納容器の内圧調整弁の構成を模式的に示す概略図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ液体収納容器内の圧力変化を示す図、内圧調整弁の動作を示す図、ドットカウントリセットを示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る液体収納容器について、その内部を透過して示す模式的な斜視図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図９に示される液体収納容器の水平断面を示す模式的な断面図、内部構成変形例の水平断面を示す模式的な断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｈ）は第三の実施形態の液体収納容器から液体が消費される際の動作状態を細分化して模式的に示す側断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は第四の実施形態の液体収納容器から液体が消費される際の動作状態を細分化して模式的に示す側断面図である。
【図１３】本発明の第五の実施形態に係る液体収納容器について、その内部を透過して示す模式的な斜視図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は従来例の液体収納容器の一例を示す模式的な分解斜視図及び断面図である。
【図１５】従来例の液体収納容器の他の例を示す模式的な断面図である。
【図１６】従来例の負圧状態を示す図である。
【図１７】従来例のインク残量検出構成の一例を示す概略図である。
【図１８】従来例のインク残量検出構成の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
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
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
１３０ 圧力調整弁ユニット
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した特許文献１に記載された技術がある。
【０００４】
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の内部には、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１４（Ｂ）に限定されず、図１４（Ｃ）に示すように１面を固定したものであっても良い。
【０００５】
また類似の構成としては、図１５（特許文献２）に記載された液体収納容器がある。先の図１４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が、図１５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り、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。
【０００６】
したがって、後者の構成では剛性のある筐体内部空間（図１４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。
【０００７】
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。
【０００８】
これらの課題に対しては、図１５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。
【０００９】
また、基本的な供給動作中の負圧を図１６に示す。図１４の技術ではバネ定数と変位量からほぼ比例の関係（図１６中の符号８０１で示されるライン）となるが、図１５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１６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。
【００１０】
図１４の構成も図１５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。
【００１１】
ここでこれらの液体収納容器における液体残量検知技術について説明する。図１５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１７（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。
【００１２】
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１８（特許文献４）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。
【特許文献１】特開平６−１８３０２３号
【特許文献２】特開２００３−１９１４８８号
【特許文献３】特開平８−１９７７４９号
【特許文献４】特開２００２−３０１８２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図１４や図１５に示した液体収納容器では、直方体状の容器形状のうち最大面積Ｓの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）。これによって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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、
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、
かつ、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、
かつ、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の大気連通口には第１の液体収容空間の圧力が予め設定された値にまで低下した際に解放となり、圧力が上昇に転じた際には再び閉じる圧力調整弁が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
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インクの残量検出を行う第１の残量検出ステップと、
前記第２の液体収容空間が減少し切った状態を検出した際に、前記消費される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消費された液体の量を係数することにより残量検出を行う第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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１８】
（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。
【００１９】
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、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、１対の板状部材１２１ａ、１２１ｂ（不図示）とそれらを押し広げようとする圧縮バネ（弾性変形部材とも称する）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）が設けられている。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。自立した可撓性フィルム１４２の頂上部真下には、小型磁石をポリプロピレンで包んだ浮き３００（不図示）が、可撓性フィルム内のインク２００に浮いている。
【００２４】
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内圧調整弁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。
【００２５】
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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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に設けられた内圧調整弁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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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内のインクは枯渇寸前となる。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、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。なお、上述した通り図５と図８のカッコ内の符号は対応した状態を示している。
【００３１】
ここで、第１の液体収容空間１９５の内圧の急激な低下は、連通路１０４を介して第２の液体収容空間１９６にまでおよび、さらには第２の液体収容区画１０６内であって可撓性部材１４２の外部領域にまで作用し、不図示の内圧調整弁１３０が作動し、大気連通口１０９が開放状態となる。大気連通口１０９が開放状態となるまでは、第１の液体収容空間１９５内の内圧が低下しても、第２の液体収容空間１９６内の液体が連通路１０４を介して、第１の液体収容空間側に引っ張られることはない。これは、高々−５０〜−１５０ｍｍＡｑ程度の負圧の変化であり、また第２の液体収容区画が密封状態であることによる。
【００３２】
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の低い第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。この間、液体移動と液面低下に伴うマグネットフロート３００（不図示）の低下は速やかに動作する。
【００３３】
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。
【００３４】
内圧調整弁１３０の構成例は後述するが、すでに公知のとおり、閉⇒開となる作動圧と開⇒閉となる作動圧にはずれ（ヒステリシス）がある。本発明ではこれが特別な作用効果を生み、第２の液体収容空間から第１の液体収容空間へ液体が移動し、内圧のが急激に上昇に転じても、内圧調整弁１３０が閉じてしまうことはない。速やかに液体移動が完了した後、自然と弁が作動し大気連通口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。
【００３５】
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、この移動のタイミングを検知すること、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。
【００３６】
第２の発明のポイントは、先に説明した第２の液体収容空間内の液体に浮かぶマグネットフロート３００にある。液体が速やかに第１の液体収容空間に移動完了し、マグネットが底面に到着すると、液体収納容器１００の下方に位置したマグネットスイッチがオンとなる。インクＥｎｄ状態だった第１の液体収納空間はインクＬｏｗ状態に再セットされているので、このマグネットスイッチの信号をトリガとして、第３のポイントであるドットカウント値をリセットし、新たな液体量をセットする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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タイミングａ〜ｈと対応させてある。
【００４０】
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、不図示であった内圧調整弁１３０あるいはマグネットフロート３００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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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となる。すると瞬時に、図６（ｄ）に示したように、大気連通口１０９に配置された内圧調整弁１３０が開き、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。
【００４６】
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。
【００４７】
液体移動が完了した時点で、第２の液体収容空間内の液体２００に浮いていたマグネットフロート３００は第２の液体収容区画１０６の底面に達しており、その瞬間、液体収納容器家宝に配置されていたマグネットスイッチ３０１が作動し、その信号は記録装置に送られる。
【００４８】
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、液体残量を得るが、前記信号が送られた瞬間、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。
【００４９】
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。
【００５０】
続いて、圧力調整弁１３０について図７（Ａ）〜（Ｃ）を用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）に圧力調整弁１３０部分を拡大して示している。図７（Ｂ）に示されるとおり圧力調整弁１３０は、ガスバリア性があって可撓性の薄膜シート１３１（たとえばＰＥＴ材など）とシリコーンオイル等の非揮発性粘性液体１３２とで構成されている。薄膜シート１３１下方の空間（第２の液体収容区画）内の圧力が作動設定圧を超えると、図７（Ｃ）に示すとおり粘性および表面張力により蓋部材１０２に保持されていた薄膜シート１３１は下方に変形し、わずかに生じた粘性液体１３２とのギャップを通して内外を連通開放する。この内圧調整弁には、公開特許公報「特開平５−２５６３７５号」などで公知の技術を用いてもよいし、機械的なバルブを構成してもよい。
【００５１】
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ポイントをとらえて内圧調整弁が作動するように構成されている。この低下は急峻なため、作動圧１３９の設計公差・製造上のバラツキを大きく懸念する必要はない。
【００５２】
図８（Ｂ）は、内圧調整弁１３０の動作を、図８（Ａ）と対応させて説明したものである。図８（Ｃ）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。
【００５３】
（第二の実施形態）
図９には、本発明の第二の実施形態を示した。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に示す第二の実施形態では一方が固定として構成されている。
【００５４】
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、移動完了、ひいてはドットカウントリセットのタイミングを知る上で重要であり、第１の負圧発生機構の詳細には限定されない。すなわち、図１０（Ａ）は図９の水平断面模式図であるが、補強板１２１や可撓性フィルム１４１、バネ部材１２０および収容液体２００との関係は図１０（Ｂ）や図１０（Ｃ）のような構成であってもよい。注意点は、液体供給口１１０と対応する外部への液体導出口１０７（不図示）や連通路１０４の配置である。可撓性フィルムの動きを妨げる構成であっては好ましくない。
【００５５】
（第三の実施形態）
図１１（ａ）〜（ｈ）には本発明の第三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。
【００５６】
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。
【００５７】
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１１（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、第三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。
【００５８】
（第四の実施形態）
図１２（ａ）〜（ｄ）には第四の実施形態を示した。図１２（ａ）はタイミングａを、図１２（ｂ）はタイミングｄを、図１２（ｃ）はタイミングｆを、図１２（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、液体に浮かせたマグネットフロート３００はない。第２の可撓性フィルム１４２の天井領域には、光反射膜が設けられており、図１２（ｃ）の状態に達した際に、マグネットフロートによるマグネットスイッチの作動ではなく、赤外線投受光モジュール４００と反射膜４０４による受光光量４０５による作動としたものである。
【００５９】
反射膜は、可撓性フィルムの柔軟性を損なわないように、アルミニウム箔などを貼ってもよいし、部分的にラミネートしてもよい。第一の実施形態に対し、マグネットフロート３００が存在しない分、第２の液体収容空間１９６がより確実に実質容積ゼロとなりうる構成である。しかしながら、この第２の液体収容空間内に収容された液体の移動完了を検出する手段はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
（第五の実施形態）
第五の実施形態を図１３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の急激な低下に伴って、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。この場合、液体移動完了は、液体収納容器１００の上方で行えるため、装置構成上のメリットを考慮して選択すればよい。
【００６１】
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（液体収納空間に収容された液体量を元に消費される液体の量を計数（記録ヘッドからのインク吐出数）してインクの残量検出を行う）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。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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る液体収納容器について、その内部を透過して示す模式的な斜視図である。
【図２】図１に示される液体収納容器の蓋を取り外して内部の構成を示した模式的な斜視図である。
【図３】図４に示す模式的断面図の切断位置を示す模式的な外観図である。
【図４】（Ｉ）〜（VIII）は図３に示された液体収納容器の切断個所に対応した切断面を示す模式的な断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は液体収納容器から液体が消費される際の動作状態を蓋を取り外して模式的に示す斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は液体収納容器から液体が消費される際の動作状態をより細分化して模式的に示す側断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は液体収納容器の内圧調整弁の構成を模式的に示す概略図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ液体収納容器内の圧力変化を示す図、内圧調整弁の動作を示す図、ドットカウントリセットを示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る液体収納容器について、その内部を透過して示す模式的な斜視図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図９に示される液体収納容器の水平断面を示す模式的な断面図、内部構成変形例の水平断面を示す模式的な断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｈ）は第三の実施形態の液体収納容器から液体が消費される際の動作状態を細分化して模式的に示す側断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は第四の実施形態の液体収納容器から液体が消費される際の動作状態を細分化して模式的に示す側断面図である。
【図１３】本発明の第五の実施形態に係る液体収納容器について、その内部を透過して示す模式的な斜視図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は従来例の液体収納容器の一例を示す模式的な分解斜視図及び断面図である。
【図１５】従来例の液体収納容器の他の例を示す模式的な断面図である。
【図１６】従来例の負圧状態を示す図である。
【図１７】従来例のインク残量検出構成の一例を示す概略図である。
【図１８】従来例のインク残量検出構成の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
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
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
１３０ 圧力調整弁ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、
かつ、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、
かつ、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の大気連通口には第１の液体収容空間の圧力が予め設定された値にまで低下した際に解放となり、圧力が上昇に転じた際には再び閉じる圧力調整弁が設けられていることを特徴とする液体収納容器。
【請求項２】
前記液体収納容器は、最大面積面を有する対向する２面を区画するように前記仕切り壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項３】
前記第１の液体収容空間に収容可能ないしは収容された液体量と、第２の収容室内に収容可能ないしは収容された液体量とは、２０：１乃至３：１の範囲となるよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし２に記載の液体収納容器。
【請求項４】
前記第２の液体収容空間は、前記連通路を介して第１の液体収容空間への液体供給に伴い、前記仕切り壁とほぼ平行であって、該液体収納容器の使用時姿勢における鉛直方向に前記第２の液体収容空間を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の液体収納容器。
【請求項５】
前記第２の液体収容空間が減少し切った際に、液体収納容器と非接触でその状態を検出可能な手段を第２の区画に備えていることを特徴とする請求項４に記載の液体収納容器。
【請求項６】
前記第１の液体収容空間は、外部への液体供給に伴い、前記対向する最大面積面間でのほぼ平行移動によって第１の液体収容空間を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５に記載の液体収納容器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載される特徴を備えた液体収納容器の液体残量検知方法において、
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インクの残量検出を行う第１の残量検出ステップと、
前記第２の液体収容空間が減少し切った状態を検出した際に、前記消費される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消費された液体の量を係数することにより残量検出を行う第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。
【請求項１】
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、
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、
かつ、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、
かつ、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の大気連通口には第１の液体収容空間の圧力が予め設定された値にまで低下した際に解放となり、圧力が上昇に転じた際には再び閉じる圧力調整弁が設けられていることを特徴とする液体収納容器。
【請求項２】
前記液体収納容器は、最大面積面を有する対向する２面を区画するように前記仕切り壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項３】
前記第１の液体収容空間に収容可能ないしは収容された液体量と、第２の収容室内に収容可能ないしは収容された液体量とは、２０：１乃至３：１の範囲となるよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし２に記載の液体収納容器。
【請求項４】
前記第２の液体収容空間は、前記連通路を介して第１の液体収容空間への液体供給に伴い、前記仕切り壁とほぼ平行であって、該液体収納容器の使用時姿勢における鉛直方向に前記第２の液体収容空間を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の液体収納容器。
【請求項５】
前記第２の液体収容空間が減少し切った際に、液体収納容器と非接触でその状態を検出可能な手段を第２の区画に備えていることを特徴とする請求項４に記載の液体収納容器。
【請求項６】
前記第１の液体収容空間は、外部への液体供給に伴い、前記対向する最大面積面間でのほぼ平行移動によって第１の液体収容空間を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５に記載の液体収納容器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載される特徴を備えた液体収納容器の液体残量検知方法において、
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インクの残量検出を行う第１の残量検出ステップと、
前記第２の液体収容空間が減少し切った状態を検出した際に、前記消費される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消費された液体の量を係数することにより残量検出を行う第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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−９５１（Ｐ２００８−９５１Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７１５０６（Ｐ２００６−１７１５０６）
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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