JP2006327111A - 容器及び液体残量検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 インクの静電容量を安定して測定することが可能な容器及び液体残量検出装置を提供する。
【解決手段】 インク容器20は、筐体24内にインクを貯留するインク袋23と、インク袋23を挟むように配置された二つの電極21,22とが設けられて構成されている。二つの電極21,22は、支持棒31〜34が長孔41〜44にそれぞれ案内される。これにより、インク袋23内の液体の増減にかかわらず互いに略平行に移動する。
【選択図】 図3
【解決手段】 インク容器20は、筐体24内にインクを貯留するインク袋23と、インク袋23を挟むように配置された二つの電極21,22とが設けられて構成されている。二つの電極21,22は、支持棒31〜34が長孔41〜44にそれぞれ案内される。これにより、インク袋23内の液体の増減にかかわらず互いに略平行に移動する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、液体残量検出機構を備えた容器、この容器を用いた液体残量検出装置に関する。
従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレイ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ディスプレイ、面発光ディスプレイ(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等が挙げられる。
液体噴射装置の代表例であるインクジェット記録装置においては、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と加圧されたインクをインク滴として射出するノズル開口とを有するインクジェット記録ヘッドが、キャリッジに搭載されており、インク容器内のインクが流路を介して記録ヘッドに供給され続けることにより、印刷を継続可能に構成されている。
インクジェット記録装置は、インク容器内のインクの残量を何らかの方法で把握し、インク残量が減って残りわずかとなったら、ユーザにインク交換時期であることをランプの明滅や音を発することにより通知するよう構成されている。インク残量の把握方法としては、ソフトウェアによるヘッドの駆動パルスのカウント、光学式センサを用いたもの等様々なものがあるが、一つの方法としてインク容器内のインクの静電容量を測定し、静電容量の変化を基に残量を検出する方法が知られている。
特許文献1に開示のインクジェット記録装置は、インク収容袋を挟むように内壁面に固定された2つの電極を備えたインク容器を備えている。このインクジェット記録装置は、記録装置内部に設けられた残量検知回路によって2つの電極間の静電容量を測定する。本インクジェット記録装置によれば、インクの減少とともに、電極間に存在する空気の割合がインクの割合に対して増加するため、電極間の全体の誘電率が低下し静電容量も減少する。したがって、静電容量の減少を残量検知回路により測定し、静電容量が所定値以下となったことをトリガーとしてインクエンドやインクニアエンドを検出することができる。
また、特許文献2は、アルミニウム薄膜層を有する3層の複合プラスチック薄膜により形成されたインク収納袋を備えたインク残量検出装置を開示している。本インク残量検出装置は、この複合プラスチック薄膜を上下に張り合わせてインク袋を形成している。そして、各プラスチック薄膜内部のアルミニウム薄膜層を電極として用いることにより、インクを挟み込むコンデンサーを構成している。本インク残量検出装置では、インクの減少に伴い電極間距離が小さくなるので静電容量が増加する。この静電容量の増加を測定し、所定値以上となったとき警告を出すように構成されている。
また、特許文献3は、インク収容袋を挟むように内壁面に固定された2つの電極を備えたインク容器を開示している。本文献の場合でも、インクの減少とともに、電極間に存在する空気の割合がインクの割合に対して増加するため、電極間の全体の誘電率が低下し静電容量も減少する。したがって、静電容量の減少を残量検知回路により測定し、静電容量が所定値以下となったことをトリガーとしてインクエンドやインクニアエンドを検出することができる。
しかしながら、特許文献1及び特許文献3に開示されたインク容器では、2つの電極がインク容器の内壁面に固定されているため、電極間には必然的に空気層が含まれる。電極間に誘電率の小さい空気が存在すると、検出される静電容量の値がインクのみの場合と比べて基本的に小さくなる。この状態で、さらにインクが減少すると、静電容量がさらに減少し、インクエンド近傍では静電容量の変化量が極めて小さくなり、検出が難しい。また、静電容量の変化を確実に検出する場合には、精度の高い高価な検出器及び検出回路が必要となり、コスト的に不利である。
また、特許文献2に開示されたインク残量検出装置では、可撓性を有するインク袋自体を電極としている。したがって、インクの減少に伴い、電極間同士を略平行に保つことが難しく、電極間の距離が場所毎の異なってしまう。したがって、静電容量を安定して測定することが難しく、インクエンド・インクニアエンドの正確な判断が難しい。
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、静電容量を安定して測定することが可能な容器及び液体残量検出装置を提供することを目的とする。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
(1) 液体を収容する液体収容部材と、
前記液体収容部材を挟むように配置された二つの電極と、
前記二つの電極のそれぞれの少なくとも一部を、前記液体収容部材内の液体の増減に伴い略平行な状態を保ちながら変位させる電極保持手段と、を備えたことを特徴とする容器。
(2) 前記液体収容部材は、可撓性を有することを特徴とする(1)に記載の容器。
(3) 前記二つの電極は、それぞれ不撓性を有する金属板であることを特徴とする(1)または2に記載の容器。
(4) 前記二つの電極は、前記液体収容部材に固着されていることを特徴とする(1)〜(3)の何れか一項に記載の容器。
(5) 前記液体収容部材は、少なくとも導電層を備え、該導電層が電極を構成し、前記導電層の撓みを防止する不撓性の補強部材が固着されていることを特徴とする(1)または2に記載の容器。
(6) 前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体に対して摺動可能に取り付けられ、前記電極または補強部材に固着された二つの第1の支持棒を備え、
前記電極保持手段は、前記筐体と前記支持棒により構成されることを特徴とする(1)〜(5)の何れか一つに記載の容器。
(7) 前記筐体には、前記第1の支持棒の一方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の一方を所定の方向に変位可能とする二つの第1の長孔と、前記第1の支持棒の他方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の他方を前記所定の方向に変位可能とする二つの第2の長孔とが形成されており、
各支持棒が前記第1の長孔及び前記第2の長孔のそれぞれに案内されることにより、前記電極同士を略平行に保ちながら少なくとも一方の電極を変位させることを特徴とする(6)に記載の容器。
(8) 前記電極の一方は、前記二つの第1の支持棒に固着されており、前記電極の他方は、前記筐体に対して固定されており、
前記二つの第1の支持棒は、前記液体収容部材内の液体の増減に応じて、前記電極の一方を前記電極の他方に対し略平行に移動させることを特徴とする(7)に記載の容器。
(9) 前記電極の一方は、前記二つの支持棒に固着されており、前記電極の他方は、前記第1の長孔及び第2の長孔にそれぞれ案内される二つの第2の支持棒に対して固着されており、
前記二つの第1の支持棒及び前記二つの第2の支持棒は、前記液体収容部材内の液体の増減に応じて、前記電極の一方及び前記電極の他方を互いに略平行に移動させることを特徴とする(7)に記載の容器。
(10) 前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、それぞれ前記二つの電極を挟み込むように固着された二つの補強部材と、
前記補強部材間を接続する二つの支持棒と、を備え、
前記支持棒のそれぞれは、中央部において互いに交差するように接続され、一端が前記補強部材の一方に回転可能に支持され、他端が前記補強部材に設けられた長孔にスライド可能に挿入されていることを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の容器。
(11) 前記長孔の開口部の長手方向は、前記電極と平行であることを特徴とする(10)に記載の容器。
(12) 底面に貫通孔を有し、前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記電極に固着された補強部材と、
前記補強部材から突設され、前記筐体に形成された貫通孔に挿入される平行移動支持棒と、を備えたことを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の容器。
(13) 前記液体は、インクであることを特徴とする(1)〜(12)の何れか一項に記載の容器。
(14) (1)〜(13)の何れか一項に記載の容器と、
前記二つの電極間の静電容量を測定することにより、前記液体収容部材内の液体残量を検出する液体検出手段と、を備えたことを特徴とする液体残量検出装置。
(15) (14)に記載の液体残量検出装置を備えた記録装置。
(1) 液体を収容する液体収容部材と、
前記液体収容部材を挟むように配置された二つの電極と、
前記二つの電極のそれぞれの少なくとも一部を、前記液体収容部材内の液体の増減に伴い略平行な状態を保ちながら変位させる電極保持手段と、を備えたことを特徴とする容器。
(2) 前記液体収容部材は、可撓性を有することを特徴とする(1)に記載の容器。
(3) 前記二つの電極は、それぞれ不撓性を有する金属板であることを特徴とする(1)または2に記載の容器。
(4) 前記二つの電極は、前記液体収容部材に固着されていることを特徴とする(1)〜(3)の何れか一項に記載の容器。
(5) 前記液体収容部材は、少なくとも導電層を備え、該導電層が電極を構成し、前記導電層の撓みを防止する不撓性の補強部材が固着されていることを特徴とする(1)または2に記載の容器。
(6) 前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体に対して摺動可能に取り付けられ、前記電極または補強部材に固着された二つの第1の支持棒を備え、
前記電極保持手段は、前記筐体と前記支持棒により構成されることを特徴とする(1)〜(5)の何れか一つに記載の容器。
(7) 前記筐体には、前記第1の支持棒の一方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の一方を所定の方向に変位可能とする二つの第1の長孔と、前記第1の支持棒の他方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の他方を前記所定の方向に変位可能とする二つの第2の長孔とが形成されており、
各支持棒が前記第1の長孔及び前記第2の長孔のそれぞれに案内されることにより、前記電極同士を略平行に保ちながら少なくとも一方の電極を変位させることを特徴とする(6)に記載の容器。
(8) 前記電極の一方は、前記二つの第1の支持棒に固着されており、前記電極の他方は、前記筐体に対して固定されており、
前記二つの第1の支持棒は、前記液体収容部材内の液体の増減に応じて、前記電極の一方を前記電極の他方に対し略平行に移動させることを特徴とする(7)に記載の容器。
(9) 前記電極の一方は、前記二つの支持棒に固着されており、前記電極の他方は、前記第1の長孔及び第2の長孔にそれぞれ案内される二つの第2の支持棒に対して固着されており、
前記二つの第1の支持棒及び前記二つの第2の支持棒は、前記液体収容部材内の液体の増減に応じて、前記電極の一方及び前記電極の他方を互いに略平行に移動させることを特徴とする(7)に記載の容器。
(10) 前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、それぞれ前記二つの電極を挟み込むように固着された二つの補強部材と、
前記補強部材間を接続する二つの支持棒と、を備え、
前記支持棒のそれぞれは、中央部において互いに交差するように接続され、一端が前記補強部材の一方に回転可能に支持され、他端が前記補強部材に設けられた長孔にスライド可能に挿入されていることを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の容器。
(11) 前記長孔の開口部の長手方向は、前記電極と平行であることを特徴とする(10)に記載の容器。
(12) 底面に貫通孔を有し、前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記電極に固着された補強部材と、
前記補強部材から突設され、前記筐体に形成された貫通孔に挿入される平行移動支持棒と、を備えたことを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の容器。
(13) 前記液体は、インクであることを特徴とする(1)〜(12)の何れか一項に記載の容器。
(14) (1)〜(13)の何れか一項に記載の容器と、
前記二つの電極間の静電容量を測定することにより、前記液体収容部材内の液体残量を検出する液体検出手段と、を備えたことを特徴とする液体残量検出装置。
(15) (14)に記載の液体残量検出装置を備えた記録装置。
本発明によれば、容器は、二つの電極のそれぞれの少なくとも一部を、液体収容部材内の液体の増減に伴い略平行な状態を保ちながら変位させる電極保持手段を備えている。したがって、液体の増減を電極間の静電容量を基に測定する場合、電極の表面部位毎に電極間距離がばらつくことなく常に一定に保つことができ、電極間を略平行に保つことができる。したがって、最も単純な略平行平板コンデンサーを仮定して検出される静電容量からインク残量を正確に算出することが可能となる。
また、本発明によれば、液体収容部材は可撓性を有している場合であっても、電極保持手段により電極間が略平行に保たれれば、検出される静電容量からインク残量を正確に算出することが可能となる。
また、本発明によれば、二つの電極はそれぞれ不撓性を有する金属板であるので、電極自身の剛性により、電極の形状が常に一定に保たれる。したがって、電極保持手段により電極の表面部位毎に電極間距離がばらつくことなく常に一定に保たれれば、電極間を略平行に保つことができ、最も単純な略平行平板コンデンサーを仮定して検出される静電容量からインク残量を正確に算出することが可能となる。
また、本発明によれば、二つの電極は、前記液体収容部材に固着されているので、電極間に空気層が介在しない。したがって、検出される静電容量の大きさが空気層が存在する場合に比べて大きくすることができ、ノイズ等の影響を受けにくい微少なインク量の増減を検出しやすくなる。
また、本発明によれば、液体収容部材は少なくとも導電層を備え、該導電層が電極を構成し、前記導電層の撓みを防止する不撓性の補強部材が固着されているように構成することも可能である。本構成によれば、例え導電層自身が撓みやすくても補強部材により補強されるので、電極自身が不撓性を有する場合と同様に電極の形状を一定に保つことができる。したがって、電極保持手段により電極の表面部位毎に電極間距離がばらつくことなく常に一定に保たれれば、電極間を略平行に保つことができ、最も単純な略平行平板コンデンサーを仮定して検出される静電容量からインク残量を正確に算出することが可能となる。
また、本発明によれば、電極保持手段は、前記液体収容部材を収容する筐体と、この筐体に対して摺動可能に取り付けられ、電極または補強部材に固着された二つの第1の支持棒により構成することができる。
具体的には、例えば、筐体には、前記第1の支持棒の一方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の一方を所定の方向に変位可能とする二つの第1の長孔と、前記第1の支持棒の他方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の他方を前記所定の方向に変位可能とする二つの第2の長孔とが形成されており、各支持棒が前記第1の長孔及び前記第2の長孔のそれぞれに案内されることにより、前記電極同士を略平行に保ちながら少なくとも一方の電極を変位させるように構成することにより、電極間距離の電極の表面部位毎のばらつきを抑制し、電極間を略平行に保持し続けることができる。
また、2つの電極は、一つが筐体に固定され、もう一つが固定された電極に対して電極間距離が電極の表面部位毎にばらつかず一定に保ち続けられた状態で略平行移動するように構成してもよい。また、2つの電極双方が互いに略平行移動するように構成されていてもよい。
また、二つの電極を挟み込むように固着された二つの補強部材と、補強部材間を接続する二つの支持棒と、を設け、支持棒のそれぞれを中央部において互いに交差するように接続するとともに、これら支持棒の一端を前記補強部材の一方に回転可能に支持し、他端を補強部材に設けられた長孔にスライド可能に挿入する構成によっても、インク残量にかかわらず電極間の平行を維持し続けることができる。
また、底面に貫通孔を有する筐体を用い、この筐体内に電極に固着された補強部材を配し、前記筐体の貫通孔に補強部材から突設された平行移動支持棒を挿入する構成によっても、インク残量にかかわらず電極間の平行を維持し続けることができる。
以下、本発明に係る容器及び液体残量検出装置の実施形態について、インクジェット記録装置を例に挙げて説明する。
図1は、インクジェット記録装置の構成を概略的に示す模式図である。
図1に示すインクジェット記録装置10は、加圧ポンプ11によってインク容器20の内部空間20Aに空気が送り込まれ、この空気により内部空間20Aに配置されたインク袋(インク収容部材)23内のインク(ここでは、液体インク)が押し出されて、インクジェットヘッド15に供給される。インクジェットヘッド15は、印刷制御部12から供給される駆動パルスに応じて駆動される、例えば圧電方式のインクジェットヘッドであり、駆動パルスに応じて、インク滴Iを用紙P上に吐出して、用紙P上に文字や画像等を記録する。
図1に示すインクジェット記録装置10は、加圧ポンプ11によってインク容器20の内部空間20Aに空気が送り込まれ、この空気により内部空間20Aに配置されたインク袋(インク収容部材)23内のインク(ここでは、液体インク)が押し出されて、インクジェットヘッド15に供給される。インクジェットヘッド15は、印刷制御部12から供給される駆動パルスに応じて駆動される、例えば圧電方式のインクジェットヘッドであり、駆動パルスに応じて、インク滴Iを用紙P上に吐出して、用紙P上に文字や画像等を記録する。
インクジェット記録装置10は、インク容器20内のインク残量を検出するインク残量検出部13を有している。このインク残量検出部13は、インク容器20に設けられた2つの電極板21,22を介して電極板21,22間の静電容量を検出する。そして、静電容量が所定値となったときに主制御部14に指示を出し、主制御部は図示せぬランプやスピーカーを介して光や音を発して、ユーザにインクエンドまたはインクニアエンドを警告する。なお、主制御部14は、加圧ポンプ11,印刷制御部12,インク残量検出部13等インクジェット記録装置10の各部を制御する中央制御部であり、ROM等に記憶された所定のプログラム(ファームウェア)をCPUがRAM等を介して実行することにより構成されている。
次に、本発明に係るインク容器の第1実施形態について図2〜図5を参照しながら説明する。
図2は、本実施形態のインク容器を示す斜視図であり、図3は、図2の断面図であり、図4は、インク供給口ユニットを示す図3の一部拡大断面図である。
図2及び図3に示すように、インク容器20は、上面が開口した略矩形の筐体24と、筐体24の開口を覆うように取り付けられたカバー25(図2では図示省略)とを備えている。筐体24及びカバー25は、例えばアクリル、硬質塩化ビニール、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、その他硬質樹脂等によりそれぞれ構成されている。
図2及び図3に示すように、インク容器20は、上面が開口した略矩形の筐体24と、筐体24の開口を覆うように取り付けられたカバー25(図2では図示省略)とを備えている。筐体24及びカバー25は、例えばアクリル、硬質塩化ビニール、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、その他硬質樹脂等によりそれぞれ構成されている。
この筐体24とカバー25とにより囲まれる内部空間20A内には、可撓性のインク袋23が配置されており、インク袋23内にインクが貯留されている。インク袋23は、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニール、ポリ塩化日に利電等のフィルまたは箔の単層材や、ラミネート材で構成されている。インク袋23は、内部に貯留されたインクを変質させない素材からなり、また外気の侵入やインク漏れを起こさない程度の封止強度を備えている。
インク袋23の一端には、インク供給チューブ18と連通する中空のインク供給針部材19が差し込まれるインク供給口ユニット26が取り付けられている。このインク供給口ユニット26は、図4に示すように、中空のインク供給口部材26aと、インク供給口部材の一端を覆うように配置され、インク供給口部材26a内にインク供給針部材19の供給針19aが差し込まれる開口26fを有するキャップ部材26bと、インク供給口部材26a内部に、供給針19aの挿入に応じて変位自在に設けられた弁体26cと、弁体26cを付勢するバネ部材26dと、を備えている。インク容器20がインクジェット記録装置10の所定位置に取り付けられると、外部からインク供給口ユニット26の開口26fにインク供給針部材19の供給針19aが差し込まれる。供給針19aが挿入されると、供給針19aの先端は弁体26cに当接し、弁体26cを挿入方向に沿って移動させることにより、インク袋23とインク供給針部材19が連通する。この状態で、圧力ポンプ11の駆動により内部空間20aに空気が流入すると、インク袋23を介して内部のインクが加圧され、インクはインク供給チューブ18を介してインクジェットヘッド15に供給される。
インク袋23の上面23a及び下面23bには、それぞれ前出の電極21,22がインク袋23を挟むように固着されている。この2つの電極21,22は、それぞれ不撓性の金属平板により形成されており、いわゆる略平行平板コンデンサーを構成している。本実施形態では、この電極21,22とインクジェット記録装置10に設けられたインク残量検出部13とにより、液体残量検出装置が構成されている。インク残量検出部13は、これら電極21,22間の静電容量を測定することにより、インク袋23内のインク残量を把握する。
測定された静電容量からインク残量を正確に算出するためには、インク残量が実質的に静電容量のみの関数となっていることが好ましい。インク残量が実質的に静電容量のみの関数となるためには、電極21,22間が常に略平行となっており、インクの減少に伴い電極21,22間の距離が縮まるにつれて大きくなる静電容量からそのままインク残量が求められるようにしておくことが好ましい。本実施形態では、この電極21,22間を略平行に保つために、電極保持手段を備えている。以下、この電極保持手段について説明する。
インク袋31の上面23aに固着された電極21上には、電極21を筐体24に支持するための支持棒31,32が設けられている。
支持棒31は、電極21の一端部21a近傍に固着されている。支持棒31の一端部31aは、筐体24の側壁24aに形成された長孔41に挿入されており、一方支持棒31の他端部31bは、筐体24の側壁24aに対向する側壁24bに形成された長孔42に挿入されている。
長孔41,42は、互いに対向配置されており、支持棒31は、長孔41,42に差し込まれることにより、支持棒31の長手方向が電極21に対して筐体24の幅方向(中空ニードル30の挿入方向と垂直でかつカバー20に略平行な方向)に略平行となるように取り付けられる。また、長孔41,42は、その長手方向がそれぞれ上下方向(中空ニードル30の挿入方向と垂直でかつカバー20に垂直な方向)に延出しており、さらに支持棒31の外径とほぼ同じ寸法の幅を有しているため、長孔41,42の内面に沿って支持棒31の一端部31a及び他端部31bを案内することにより、差し込まれた支持棒31を上下方向のみに摺動可能に保持している。
一方、支持棒32は、支持棒31と略略平行となるように、支持棒31と距離を開けて電極21の他端部21b近傍に固着されている。支持棒32の一端部32aは、筐体24の側壁24aに長孔41と距離を置いて形成された長孔43に挿入されており、一方支持棒32の他端部32bは、筐体24の側壁24aに対向する側壁24bに長孔42と距離を置いて形成された長孔44に挿入されている。
長孔43,44は、互いに対向配置されており、支持棒32は、長孔43,44に差し込まれることにより、支持棒32の長手方向が電極21に対して筐体24の幅方向に略平行となるように取り付けられる。また、長孔43,44は、その長手方向がそれぞれ上下方向に延出しており、さらに支持棒32の外径とほぼ同じ寸法の幅を有しているため、長孔43,44の内面に沿って支持棒32の一端部32a及び他端部32bを案内することにより、差し込まれた支持棒32を上下方向のみに摺動可能に保持している。
このように電極21上には支持棒31,32が固着しており、各支持棒31,32は上下方向のみに摺動するように構成されている。電極21は金属平板であり、不撓性を有しているため自身が撓んだり伸び縮みしたりすることはない。したがって、各支持棒31,32は、電極21により自由度が一つ奪われ、電極21とともに一体的に上下移動することしか許容されない。したがって、電極21は、支持棒31,32とともに常に初期状態に対して略平行移動し、初期状態に対して傾くことはない。
同様に、インク袋31の上面23aに固着された電極22上には、電極22を筐体24に支持するための支持棒33,34が設けられている。
支持棒33は、電極22の一端部22a近傍に固着されている。支持棒33の一端部は、長孔41に挿入されており、一方支持棒33の他端部33bは、長孔42に挿入されている。
支持棒33は、長孔41,42に差し込まれることにより、支持棒31の長手方向が電極21に対して筐体24の幅方向に略平行となるように、すなわち支持棒31と略平行となるように取り付けられる。支持棒31の場合と同様に、長孔41,42は、その長手方向がそれぞれ上下方向に延出しており、さらに支持棒33の外径とほぼ同じ寸法の幅を有しているため、長孔41,42の内面に沿って支持棒33の一端部及び他端部31bを案内することにより、差し込まれた支持棒33を上下方向のみに摺動可能に保持している。
一方、支持棒34は、支持棒33と略略平行となるように、支持棒33と距離を開けて電極22の他端部22b近傍に固着されている。支持棒34の一端部は、長孔43に挿入されており、一方支持棒34の他端部34bは、長孔44に挿入されている。
支持棒34は、長孔43,44に差し込まれることにより、支持棒34の長手方向が電極21に対して筐体24の幅方向に略平行となるように、すなわち支持棒32と略平行となるように取り付けられる。また、支持棒32の場合と同様に、長孔43,44は、その長手方向がそれぞれ上下方向に延出しており、さらに支持棒34の外径とほぼ同じ寸法の幅を有しているため、長孔43,44の内面に沿って支持棒34の一端部及び他端部34bを案内することにより、差し込まれた支持棒34を上下方向のみに摺動可能に保持している。
このように、電極22上には支持棒33,34が固着しており、各支持棒33,34は上下方向のみに摺動するように構成されている。電極22は、電極21同様に金属平板であり、不撓性を有しているため自身が撓んだり、伸び縮みしたりすることはない。したがって、各支持棒33,34は電極22により自由度が一つ奪われ、電極22とともに一体的に上下移動することしか許容されない。したがって、電極22は、支持棒33,34とともに常に初期状態に対して略平行移動し、初期状態に対して傾くことはない。
本実施形態では、電極21と電極22は、初期状態において互いに略平行となるように取り付けられている。したがって、電極21と電極22は、たとえインクが印刷やクリーニング等により消費され、インク袋23内のインクが減少した場合であっても、図5に示すように常に互いに略平行を保った状態で上下に変位する。
したがって、本実施形態のインク容器20によれば、電極21,22間が常に略平行となっているため、電極21,22間の略平行状態が確保されているかどうかを考える必要が無く、実質的にインク残量が電極21,22間距離に反比例する静電容量のみの関数となっていると考えてよい。したがって、予めインク残量と静電容量との関係をテーブル等にまとめてインク残量検出部13が参照できるようにしておくことにより、測定された静電容量からインク残量を正確に算出することができる。
また、本実施形態のインク容器20によれば、インク袋23内のインクが増減しても電極21,22間に空気層が存在する状態で静電容量を測定することがないため、検出される静電容量の値が極端に小さくなる状態を避けることができる。したがって、静電容量の検出時に、検出される値がノイズ等による影響を受けづらくなり、安定して精度の高いインク残量検出を実行させることが可能となる。
なお、支持棒31〜34は、電極21,22と一体的に動くほかないが、長孔の方向には自由度が存在するため、例えば支持棒31と支持棒32の一端部31a,32aの高さ位置が、他端部31b,32bの高さ位置よりも一体的に上下することは許容されてしまう。このような場合には、電極21,22との間の略平行関係が崩れてしまうため好ましくない。したがって、図6に示すように、各支持棒31〜34の端部には、長孔41〜44の幅よりも大きな径を有するフランジ31c(〜34c)が側壁24a,24bの外壁面に接するように設けられていることが好ましい。このようなフランジ31c(〜34c)を備えていれば、長孔の方向に存在した自由度が失われ、例えば支持棒31と支持棒32の一端部31a,32aの高さ位置が、他端部31b,32bの高さ位置よりも上下することは禁止される。これにより、より一層高い精度で正確にインク残量を算出することができる。
なお、上記実施形態では、電極21,電極22の双方が変位可能であるとして説明を行ったが、これに限られることはなく、電極21,22の一方のみが変位するように構成してもよい。
(第2実施形態)
図7〜8は、本発明に係るインク容器の第2実施形態を示す図であり、電極21のみを変位させるように構成した場合を示している。
本実施形態に挙げるインク容器50では、電極22は、図8に示すように、筐体24の底面24d上に固着されており、この電極22条にインク袋23が固着された構成となっている。なお、電極21及び電極21を支持案内する支持棒31,32と長孔41〜44の位置関係は、図2〜4に挙げた例と同様であり、電極21と電極22は、初期状態において互いに略平行となるように取り付けられている。
図7〜8は、本発明に係るインク容器の第2実施形態を示す図であり、電極21のみを変位させるように構成した場合を示している。
本実施形態に挙げるインク容器50では、電極22は、図8に示すように、筐体24の底面24d上に固着されており、この電極22条にインク袋23が固着された構成となっている。なお、電極21及び電極21を支持案内する支持棒31,32と長孔41〜44の位置関係は、図2〜4に挙げた例と同様であり、電極21と電極22は、初期状態において互いに略平行となるように取り付けられている。
このように電極21,電極22のうち一方のみが変位する場合であっても、電極21と電極22が、初期状態において互いに略平行となるように取り付けられていれば、たとえインクが印刷やクリーニング等により消費され、インク袋23内のインクが減少した場合であっても、図9に示すように常に互いに略平行を保った状態で上下に変位する。
したがって、本実施形態のインク容器50によれば、電極21,22間が常に略平行となっているため、電極21,22間の略平行状態が確保されているかどうかを考える必要が無く、実質的にインク残量が電極21,22間距離に反比例する静電容量のみの関数となっていると考えてよい。したがって、予めインク残量と静電容量との関係をテーブル等にまとめてインク残量検出部13が参照できるようにしておくことにより、測定された静電容量からインク残量を正確に算出することができる。
また、第1及び第2の実施形態では、電極21,22が不撓性の金属平板からなるとして説明したが、電極間の略平行が保たれる限りにおいて、必ずしも電極自身が不撓性を有している必要はない。
(第3実施形態)
図10は、本発明に係るインク容器の第3実施形態を示す断面図である。図10に示すインク容器60は、インク袋23がそれぞれ3層構造を有する複合樹脂薄膜23A,23Bを上下に張り合わせて両薄膜23A,23B間にインクを貯留するように構成されている。
図10は、本発明に係るインク容器の第3実施形態を示す断面図である。図10に示すインク容器60は、インク袋23がそれぞれ3層構造を有する複合樹脂薄膜23A,23Bを上下に張り合わせて両薄膜23A,23B間にインクを貯留するように構成されている。
複合樹脂薄膜23A,23Bは、それぞれ絶縁性樹脂膜71,73の間にアルミニウム薄膜等の導電性膜72が積層されて構成されている。本実施形態では、この導電性薄膜72が電極としての役割を果たす。複合樹脂薄膜23Aの端部76は、複合樹脂薄膜23Bの端部77よりも長めに形成されており、
複合樹脂薄膜23A,23Bは、それぞれ可撓性を有しているため、電極たる導電性膜72もそのままではインクの増減に伴い変形し、電極間を略平行に保つことができない。そのため、複合樹脂薄膜23A,23Bの外表面には平板形状を有する不撓性の補強部材61,62がそれぞれ固着されており、この補強部材61,62がそれぞれ支持棒31,32及び支持棒33,34に固着されている。支持棒31,32及び支持棒33,34の筐体24に対する取付可動構造は、前出の実施形態と同様である。
本実施形態によれば、補強部材61,62が支持棒31〜34を介して互いに略平行に変位するように構成されているので、少なくとも補強部材61,62に固着された部位については、電極たる導電性薄膜72同士を略平行に保持し続けることが可能である。この補強部材61,62により略平行に保たれる部位が、複合樹脂薄膜23A,23Bの表面積の大部分を占める場合には、先の実施形態とほぼ同様に、静電容量に応じてインク残量を算出することが可能となる。
また、本実施形態によれば、複合樹脂薄膜23Aの表面積分に電極が配置されているので、静電容量の絶対値が大きくなる。したがって、静電容量の検出時に、検出される値がノイズ等による影響を受けづらくなり、安定して精度の高いインク残量検出を実行させることが可能となる。
(第4実施形態)
図11は、本発明に係るインク容器の第4実施形態を示す斜視図であり、図12及び図13は、それぞれ図11の断面図である。
本実施形態のインク容器80では、電極21,22は、インク袋23を挟み込むようにそれぞれの一面がインク袋23に固着され、そして他面がそれぞれ電極21,22を支持する補強部材81,82に固着されている。
図11は、本発明に係るインク容器の第4実施形態を示す斜視図であり、図12及び図13は、それぞれ図11の断面図である。
本実施形態のインク容器80では、電極21,22は、インク袋23を挟み込むようにそれぞれの一面がインク袋23に固着され、そして他面がそれぞれ電極21,22を支持する補強部材81,82に固着されている。
補強部材81は、電極21の上面側に固着された不撓性の板状部材である。補強部材81には、補強部材81の側面には、開口部の長手方向が電極21,22と平行であるとともに、幅方向(紙面に垂直な方向)に貫通した長孔81aが形成されている。補強部材81は、インク袋23の内部インク量に応じて電極21とともに上下に変位可能に構成されている。
一方、補強部材82は、電極22の下面側に固着された板状部材である。この補強部材82は、筐体24の底面24a上に固定されており、筐体24に対して電極22の位置を固定するように構成されている。
本実施形態では、電極21と電極22の間を平行に保つ電極保持手段として、インク袋23の両側面に電極保持機構86,86が設けられている。
図12に示すように、電極保持機構86、86のそれぞれは、それぞれの長手方向中央部においてピボット軸85により相対的に回転可能に固定された二つの平行移動支持棒83,84を備えている。
平行移動支持棒83の一端には、平行移動支持棒83に回転可能に取り付けられるとともに、補強部材82に対して平行移動支持棒83を回転可能に支持する支持軸83bが設けられている。そして、平行移動支持棒83の他端には、平行移動支持棒83に回転可能に取り付けられるとともに、補強部材81に形成された長孔81aに挿入されるスライド軸83aが設けられている。スライド軸83aは、長孔81aに挿入されることにより補強部材81に対して回転可能に軸支され、かつ長孔81a内を長孔長手方向沿ってスライド可能に支持されている。本実施形態では、支持軸83bからピボット軸85までの距離とスライド軸83aからピボット軸85までの距離は、同一である。
また、平行移動支持棒84の一端には、平行移動支持棒84に回転可能に取り付けられるとともに、補強部材81に対して平行移動支持棒84を回転可能に支持する支持軸84bが設けられている。そして、平行移動支持棒84の他端には、平行移動支持棒84に回転可能に取り付けられるとともに、補強部材82に形成された長孔82aに挿入されるスライド軸84aが設けられている。スライド軸84aは、長孔82aに挿入されることにより補強部材82に対して回転可能に軸支され、かつ長孔82a内を長孔長手方向沿ってスライド可能に支持されている。このような状態で、平行移動支持棒83,84は、互いに交差する形でピボット軸85を介して接続されている。本実施形態では、支持軸84bからピボット軸85までの距離とスライド軸84aからピボット軸85までの距離は同一であり、この距離は、支持軸83bからピボット軸85までの距離とスライド軸83aからピボット軸85までの距離とも同一である。
本実施形態では、電極保持機構86,86は、初期状態において補強部材81と補強部材82とが、すなわち電極21,22が平行となるように組み付けられている。このような状態で、インク袋23内のインクが消費されて、インク袋23内のインク量が減少すると、平行移動支持棒83,84は、支持軸83b,84bを軸として回転変位し、かつスライド軸83a,84aが長孔81a,81bに沿ってスライド変位し、ピボット軸85を軸として相対変位する(図13参照)。本実施形態では、このような変位では、図12及び図13に示すように、補強部材81と補強部材82との間は、すなわち電極21,22間は、インク残量にかかわらず常に平行に維持される。
したがって、本実施形態のインク容器80によれば、電極21,22間が常に略平行となっているため、電極21,22間の略平行状態が確保されているかどうかを考える必要が無く、実質的にインク残量が電極21,22間距離に反比例する静電容量のみの関数となっていると考えてよい。したがって、予めインク残量と静電容量との関係をテーブル等にまとめてインク残量検出部13が参照できるようにしておくことにより、測定された静電容量からインク残量を正確に算出することができる。
なお、上記説明では、電極21,22が補強部材81,82に保持されているとしたが、これに限られず、電極21,22が例えば金属板等で構成され、不撓性を有している場合には、補強部材81,82を取り除き、電極21,22を電極保持機構86,86により直接保持するように構成してもよい。
また、電極21,22は、図10に示すように、導電性薄膜から構成され、インク袋自体が直接補強部材81,82に保持されていてもよい。
また、電極22は、補強部材82に固定されているとして説明したが、これに限られず、例えば筐体24に直接固定されており、筐体24の側壁に平行移動支持棒83の他端と平行移動支持帽84の一端が支持されるように構成されていてもよい。
また、電極21,22は、図10に示すように、導電性薄膜から構成され、インク袋自体が直接補強部材81,82に保持されていてもよい。
また、電極22は、補強部材82に固定されているとして説明したが、これに限られず、例えば筐体24に直接固定されており、筐体24の側壁に平行移動支持棒83の他端と平行移動支持帽84の一端が支持されるように構成されていてもよい。
(第5実施形態)
図14は、本発明に係るインク容器の第4実施形態を示す斜視図であり、図15及び図16は、それぞれ図14の断面図である。
図14及び図15に示すように、本実施形態のインク容器90では、電極21は、一面がインク袋23に固着されており、そして他面が電極21を支持する補強部材91に固着されている。一方、電極22は、一面が電極21とインク袋23を挟み込むようにインク袋23に固着されており、筐体24Aの底面24Aa上に固着されている。
図14は、本発明に係るインク容器の第4実施形態を示す斜視図であり、図15及び図16は、それぞれ図14の断面図である。
図14及び図15に示すように、本実施形態のインク容器90では、電極21は、一面がインク袋23に固着されており、そして他面が電極21を支持する補強部材91に固着されている。一方、電極22は、一面が電極21とインク袋23を挟み込むようにインク袋23に固着されており、筐体24Aの底面24Aa上に固着されている。
補強部材91は、略矩形形状を有する不撓性の平板部材であり、電極21が固着された面の四隅近傍にはそれぞれ平行移動支持棒92a〜92dが筐体24Aの底面24Aaから垂直に突設されている。この平行移動支持棒92a〜92dは、筐体24Aの底面24Aaに形成された貫通孔93a〜93dにそれぞれ挿入されている。貫通孔93a〜93dの周囲には、貫通孔93a〜93dを貫通する平行移動支持棒92a〜92dをそれぞれ支持する環状の補強部材94a〜94dが設けられている。平行移動支持棒92a〜92dは、それぞれ貫通孔93a〜93d及び補強部材94a〜94dの内面に沿ってガイドされながら、筐体24Aの底面24Aaに垂直な方向にスライド可能である。
本実施形態では、初期状態において補強部材91は、電極21,22が平行となるように筐体24Aに組み付けられている。このような状態で、インク袋23内のインクが消費されて、インク袋23内のインク量が減少すると、平行移動支持棒92a〜92dは、貫通孔93a〜93d及び補強部材94a〜94dの内面に沿って下方に移動する(図16参照)。本実施形態では、平行移動支持棒92a〜92dは、四つの貫通孔93a〜93d及び補強部材94a〜94dに案内されるため、初期状態に対して傾くことなく、平行移動する。したがって、図15及び図16に示すように、補強部材91と底面24Aaとの間、すなわち電極21,22間は、インク残量にかかわらず常に平行に維持される。
したがって、本実施形態のインク容器90によれば、電極21,22間が常に略平行となっているため、電極21,22間の略平行状態が確保されているかどうかを考える必要が無く、実質的にインク残量が電極21,22間距離に反比例する静電容量のみの関数となっていると考えてよい。したがって、予めインク残量と静電容量との関係をテーブル等にまとめてインク残量検出部13が参照できるようにしておくことにより、測定された静電容量からインク残量を正確に算出することができる。
なお、本実施形態では、4つの平行移動支持棒92a〜92dを示したが、平行移動支持棒を案内する案内面をある程度確保すれば、少なくとも一つの平行移動支持棒が設けられていれば、電極間の平行状態を確保することは可能である。がたつき等の問題を考慮すると、少なくとも3つの平行移動支持棒が設けられていることが好ましい。
なお、以上の説明では、インクジェット記録装置に適用されるインクを収容するインク容器を例に挙げて説明を行ったが、これにかぎられることはなく、液体を収容する各種容器の残量検出を行うにあたり、同様の手法により、残量検出を実行することができる。
また、上記説明では、加圧型のインク容器を例に挙げて説明を行ったが、これに限られることはなく、インクジェットヘッドとインク容器間の圧力差を利用してインクを供給する静水圧方式の場合であっても適用可能である。
10 インクジェット記録装置
11 加圧ポンプ
12 印刷制御部
13 インク残量検出部
14 主制御部
15 インクジェットヘッド
18 インク供給チューブ
20,50,60 インク容器
21,22 電極
23 インク袋
23A,23B 複合樹脂薄膜
24 筐体
25 カバー
26 口金部材
27 可撓栓
31,32,33,34 支持棒
41,42,43,44 81a,82a 長孔
61,62,81,82,91 補強部材
71,73 絶縁性樹脂薄膜
72 導電性薄膜
11 加圧ポンプ
12 印刷制御部
13 インク残量検出部
14 主制御部
15 インクジェットヘッド
18 インク供給チューブ
20,50,60 インク容器
21,22 電極
23 インク袋
23A,23B 複合樹脂薄膜
24 筐体
25 カバー
26 口金部材
27 可撓栓
31,32,33,34 支持棒
41,42,43,44 81a,82a 長孔
61,62,81,82,91 補強部材
71,73 絶縁性樹脂薄膜
72 導電性薄膜
Claims (15)
- 液体を収容する液体収容部材と、
前記液体収容部材を挟むように配置された二つの電極と、
前記二つの電極のそれぞれの少なくとも一部を、前記液体収容部材内の液体の増減に伴い略平行な状態を保ちながら変位させる電極保持手段と、を備えたことを特徴とする容器。 - 前記液体収容部材は、可撓性を有することを特徴とする請求項1に記載の容器。
- 前記二つの電極は、それぞれ不撓性を有する金属板であることを特徴とする請求項1または2に記載の容器。
- 前記二つの電極は、前記液体収容部材に固着されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の容器。
- 前記液体収容部材は、少なくとも導電層を備え、該導電層が電極を構成し、前記導電層の撓みを防止する不撓性の補強部材が固着されていることを特徴とする請求項1または2に記載の容器。
- 前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体に対して摺動可能に取り付けられ、前記電極または補強部材に固着された二つの第1の支持棒を備え、
前記電極保持手段は、前記筐体と前記支持棒により構成されることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の容器。 - 前記筐体には、前記第1の支持棒の一方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の一方を所定の方向に変位可能とする二つの第1の長孔と、前記第1の支持棒の他方の一端側と他端側を案内して前記第1の支持棒の他方を前記所定の方向に変位可能とする二つの第2の長孔とが形成されており、
各支持棒が前記第1の長孔及び前記第2の長孔のそれぞれに案内されることにより、前記電極同士を略平行に保ちながら少なくとも一方の電極を変位させることを特徴とする請求項6に記載の容器。 - 前記電極の一方は、前記二つの第1の支持棒に固着されており、前記電極の他方は、前記筐体に対して固定されており、
前記二つの第1の支持棒は、前記液体収容部材内の液体の増減に応じて、前記電極の一方を前記電極の他方に対し略平行に移動させることを特徴とする請求項7に記載の容器。 - 前記電極の一方は、前記二つの第1の支持棒に固着されており、前記電極の他方は、前記第1の長孔及び第2の長孔にそれぞれ案内される二つの第2の支持棒に対して固着されており、
前記二つの第1の支持棒及び前記二つの第2の支持棒は、前記液体収容部材内の液体の増減に応じて、前記電極の一方及び前記電極の他方を互いに略平行に移動させることを特徴とする請求項7に記載の容器。 - 前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、それぞれ前記二つの電極を挟み込むように固着された二つの補強部材と、
前記補強部材間を接続する二つの支持棒と、を備え、
前記支持棒のそれぞれは、中央部において互いに交差するように接続され、一端が前記補強部材の一方に回転可能に支持され、他端が前記補強部材に設けられた長孔にスライド可能に挿入されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の容器。 - 前記長孔の開口部の長手方向は、前記電極と平行であることを特徴とする請求項10に記載の容器。
- 底面に貫通孔を有し、前記液体収容部材を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記電極に固着された補強部材と、
前記補強部材から突設され、前記筐体に形成された貫通孔に挿入される平行移動支持棒と、を備えたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の容器。 - 前記液体は、インクであることを特徴とする請求項1〜12の何れか一項に記載の容器。
- 請求項1〜13の何れか一項に記載の容器と、
前記二つの電極間の静電容量を測定することにより、前記液体収容部材内の液体残量を検出する液体検出手段と、を備えたことを特徴とする液体残量検出装置。 - 請求項14に記載の液体残量検出装置を備えた記録装置。
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