专利名称：液体容器和用于检测液体剩余量的方法
技术领域：
本发明涉及液体容器和用于检测施加到液体消耗设备的液体剩余量的方法，所述液体消耗设备例如是喷墨式记录设备等。
背景技术：
作为液体消耗设备的代表性示例的喷墨式记录设备从存储作为液体的墨水的墨水容器向作为液体消耗设备的喷墨设备供应墨水。设置一个单元来通知用户墨水容器中的墨水被消耗耗尽而到达墨水用尽的墨水用尽点。
在JP-A-2001-260390中公开的墨水剩余量的检测单元中，检测板被直接安装到利用柔性片型材料形成的墨水包，并且当墨水包随着墨水的消耗而收缩时，在检测板中产生位移以根据该位移来操作墨水用尽检测器。
但是，在如上所述检测板直接安装到墨水包的这种类型中，因为由检测板来检测墨水包的整个部分的收缩变化，所以无法得到足够的检测精度。就是说，因为墨水包在墨水用尽区域中表现出微小的位移，所以仅仅通过检测板的操作，不合要求地难以检测墨水剩余量完全为零的状态或尽可能接近其的状态。
发明内容
提出本发明来解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种液体容器和一种用于检测液体剩余量的方法，其可以精确地检测到液体被完全消耗的状态。
为了实现上述目的，总而言之，本发明的液体容器包括包形主袋，用于存储要被供应到液体消耗设备的液体；和包形传感器袋，要从所述主袋供应到所述液体消耗设备的液体在中途暂时保存在所述传感器袋中，以检测所述主袋的液体剩余量的状态。
另外，为了实现上述目的，总而言之，本发明的一种用于检测液体剩余量的方法包括以下步骤准备包形主袋和包形传感器袋，其中所述主袋用于存储要被供应到液体消耗设备的液体，而要从所述主袋供应到所述液体消耗设备的液体在中途暂时保存在所述传感器袋中，以检测所述主袋的液体剩余量的状态；通过从压力产生器引入的气体对所述主袋加压，以对所述主袋中的液体施加传送压力；以及根据在所述传感器袋的体积被减小的方向上的位移来检测所述主袋中的液体被完全消耗的状态。
在该液体容器中，包形传感器袋执行这样的功能，即在中途暂时保存从主袋供应到液体消耗设备的液体，以检测主袋中液体剩余量的状态。就是说，因为液体被暂时保存在具有与主袋独立的形态的包形传感器袋中，所以可以在传感器袋中尽责地检测主袋中液体剩余量的状态。这意味着因为保存在传感器袋中的液体量根据主袋中的液体剩余量变化，所以该变化的状态表现为传感器袋的形态的变化，从而可以利用由于该变化导致的位移来可靠地检测例如主袋中的液体被完全消耗的状态。
在本发明的液体容器中，当主袋容纳在硬壳体中，并且设置压力引入通道以将气体引入到硬壳体来对主袋施压而使得主袋中的液体被施加传送压力时，主袋被气体施压，使得液体可靠地进入传感器袋并被暂时保存。于是，作用在传感器袋上的液体压力使得传感器袋的形态明显改变。因此，可以基于此现象精确地检测主袋中液体剩余量的状态。
在根据本发明的液体容器中，当设置了操作来减小传感器袋体积的加力单元时，如果主袋中的液体被完全消耗，则来自主袋的液体压力消失。于是，通过加力单元而一定使传感器袋位移来减小其体积。因此，采用该位移来检测液体的消耗，从而实现了高可靠性的检测。另外，在主袋中的液体被完全消耗之后，暂时保存在传感器袋中的液体通过加力单元被供应到液体消耗设备。因此，残留在传感器袋中的液体可以被去除或者可以经济地减小到难以具有实际效果的小量。
在根据本发明的液体容器中，当设置检测单元以根据在传感器袋的体积被减小的方向上的位移来检测主袋中的液体被完全消耗的状态时，检测单元根据指示了主袋中的液体被完全消耗的位移而被操作。因此，可以尽责地检测主袋中液体的完全消耗。另外，因为利用了当暂时保存在传感器袋中的液体最后被消耗时的位移，所以没有浪费地消耗液体，并且可以同时实现上述尽责检测。
在根据本发明的液体容器中，当利用来形成传感器袋的材料基本上与形成主袋的柔性片型材料相同时，在传感器袋中还建立了存储主袋中的液体所必要的各种条件，例如柔性或气体阻隔性能。因此，传感器袋所需的变形或暂时保存在传感器袋中的液体的存储性能是令人满意的。
在根据本发明的检测液体剩余量的方法中，由从压力产生器引入的空气对主袋加压，以对主袋中的液体施加传送压力，并根据在传感器袋的体积被减小的方向上的位移来检测主袋中的液体被完全消耗的状态。如上所述，因为在传感器袋的体积被减小的方向上的位移是在主袋中的液体被完全消耗之后出现的现象，所以可以可靠地检测主袋中液体的耗尽。
本公开涉及包含在日本专利申请No.2004-215332(2004年7月23日递交)中的主题，该申请通过全文引用而明确包含于此。
图1是示出喷墨式记录设备的整体结构的立体图。
图2是示出被分解的盒子的立体图。
图3是示出装配好的盒子的立体图。
图4是示出装配好的盒子的平面图。
图5(A)-5(C)是传感器袋的立体图和主要部分的剖视图。
图6是示出墨盒和控制部分等之间关系的框图。
图7是示出操作状态的视图。
图8是示出操作状态的视图。
图9是示出操作状态的视图。
图10是示出操作状态的视图。
图11是第二实施例的剖视图。
具体实施例方式
现在，下面将描述实现根据本发明的液体容器和用于检测液体剩余量的方法的最佳模式。
本发明的液体容器和用于检测液体剩余量的方法可以如上述目的那样对各种液体起作用。在下述实施例中，作为代表性示例描述了应用于喷墨式记录设备的示例。
第一实施例图1至10示出了液体容器和用于检测液体剩余量的方法的第一实施例。
图1是整体示出本发明所应用到的喷墨式记录设备100的立体图。此处，示出了其中拆下主体封盖的状态，以清楚地表示内部结构。在图1中，托架1通过由驱动电机2所驱动的定时带3而沿着托架导引轴4在主扫描方向上往复运动。在托架1与记录介质P相对的一侧中，设置记录头5。
用于向记录头5供应墨水的子箱7a至7d安装到托架1。在记录设备100的主体的侧部中，设置墨盒座8，并且填充诸如黑色、黄色、品红色和青色之类的墨水的墨水袋(未在图1中示出)分别容纳在墨盒9a至9d中。墨盒9a至9d通过柔性供应管10分别连接到子箱7a至7d，使得可以供应墨水。在墨盒座8这一侧，连接到供应管10端部的墨水供应针8a被设置并插入到下述接合管18中。
如图2和3所示，墨盒9包括由用作封盖构件的膜15密封的硬壳体13以及具有墨水供应端口14并填充墨水的主袋11。在硬壳体13中，设置其中容纳主袋11的主容纳部分13a和其中容纳下述传感器袋12的副容纳部分13b，并且在主容纳部分13a和副容纳部分13b之间设置分隔板13c。
主袋11用柔性片型材料形成。为了提高气体阻隔性能，主袋利用具有夹在两层膜之间的铝箔的铝制层叠膜形成，所述两层膜例如是在外侧的尼龙膜和在内侧的聚乙烯膜。另外，在本实施例中，膜15密封主容纳部分13a。作为主袋11，使用可以确保容纳大量墨水的公知类型，如图2和图7至10所示。
现在，参考图4和5，下面将描述传感器袋12。
在传感器袋12中，从主袋11供应到记录头5的墨水在中途被暂时保存，以检测主袋11中墨水剩余量的状态。其中容纳传感器袋12的副容纳部分13b在图4中是向上并向下延伸的细长空间。传感器袋12利用与上述主袋11相同的片材形成。如图5所示，扁平端部构件12a和12b在平行的状态下相对，并且这两个端部构件12a和12b通过连接构件12d而连接到一起，该连接构件12d具有作为向内折叠线部分的弯曲部分12c。传感器袋12具有这样的结构，即在保持端部构件12a和12b的液密性的同时，通过连接构件12d将端部构件12a和12b连接到一起。
因为传感器袋12用来在中途暂时保存从主袋11供应到记录头5的墨水，所以传感器袋的一部分通过接合管17连接到主袋11，而传感器袋的另一部分通过接合管18和墨水供应针8a连接到供应管10。作为这样一种连接结构，可以使用各种结构。此处，作为示例给出了具有结合了凸缘的管构件的接合构件16。接合管17和18布置在共轴方向上，并且盘形的分配凸缘19一体设置在两个接合管17和18之间。
一个接合管17配合装到形成主袋11的墨水供应端口14的管状结构部分，而另一个接合管18通过墨水供应针8a连接到供应管10。在分配凸缘19中，连通孔20开口，以使得来自主袋11的墨水可以进入传感器袋12。
允许大气压作用在主袋11上，以在主袋11的墨水中产生传送压力。如图6中的框图所示，在本实施例中，作为用于对空气加压的压力产生器的加压泵30被安装到喷墨式记录设备100，以使得来自加压泵30的受压空气通过入口端口31被引入到硬壳体13。如图5(B)所示，在墨盒座8的内部中，用于受压空气的供应端口32被开口。供应端口32和入口端口31的相对位置被设成使得当硬壳体13被压入墨盒座8中时，供应端口32与入口端口31连通。为了保持供应端口32和入口端口31的连接部分的气密性，气密性密封件33被安装到墨盒座8的内部。
从入口端口31引入的受压空气经由不与副容纳部分13b连通的通道34供应到主容纳部分13a，并仅仅被传递到主袋11。
传感器袋12结合有操作来减小其内部体积的加力单元21。对于加力单元21，可以通过板簧、压缩螺旋弹簧、弹性橡胶和流体压力等来得到所加的力。在第一实施例的类型中，使用板簧。通过弯曲狭长扁平的弹簧钢以基本上具有帽子形截面来形成板簧22。在处于中心部分的基部23中，接合管17所穿过的通孔24被开口。然后，在基部23的两侧中，形成与传感器袋12的端部构件12a紧密接触的弯曲片25。
设置检测单元，以根据在传感器袋12的体积被减小的方向上的位移来检测主袋11中的液体被完全消耗的状态。检测单元电气检测墨水的消耗。可以采用各种检测单元，例如接触式或非接触式的检测单元。第一实施例使用这样的类型，其中通过硬壳体13中触头的接通/断开操作而获得的信号经由形成在硬壳体13的外侧表面上的外部触头而输入到控制部分。
如图6和7中简单示出的，板簧22的弯曲片25的端部是可移动触头26，并在与可移动触头26相对的位置处设置固定触头27。固定触头27安装到分隔板13c。两个触头26和27分别通过连接到基部23的导体36和连接到固定触头27的导体37，连接到布置在硬壳体13外侧表面上的外部触头28和29。在墨盒座8的内表面上，设置与外部触头28和29接触的静态触头38和39，以向控制部分42供应示出主袋11中墨水剩余量的状态的信号。此处，板簧22被用作可移动触头。但是，可以设置通过允许板簧与其接触而电导通的两个固定触头，或者可以采用使用微开关的方法。
随着墨水如下所述地被消耗，执行可移动触头和固定触头27的接通/断开操作。从其输出的信号被传递到喷墨式记录设备100的控制部分42，以检测墨水的消耗状态。控制部分42控制喷墨式记录设备100的整个操作，该设备100包括加压泵30、记录头5和用于使托架往复运动的驱动机构2。
现在，参考图7至10，下面将描述随着墨水消耗时各个部分的操作状态。这些图中主袋11的尺寸考虑到有限的空间而以大大减小的尺寸被图示。
图7示出了主容纳部分13a保持在大气压下并且喷墨式记录设备100不进行打印操作的状态。相应地，传感器袋12的体积被板簧22压到最小。在此状态下，可移动触头26保持与固定触头27分离。如图4和5所示，类似地示出了板簧22的自由状态，并且传感器袋12的体积由于弯曲片25的弹性而最小。
图8示出了这样的状态，其中受压空气被引入到主容纳部分13a，使得主袋11受压并且在其中的墨水中产生传送压力。因为暂时保存在传感器袋12中的墨水压力通过墨水的传送压力而升高，所以传感器袋12中的弯曲部分12c被伸展，并且一个端部构件12a使弯曲片25弯曲。另一个端部构件12b膨胀以抵靠在副容纳部分13b的内表面上。在此状态下，因为可移动触头26与固定触头27接触，所以供应了电流。在控制部分42中识别通过供应电流而输出的信号，以指示主袋中存储了足够的墨水。
图9示出了这样的状态，其中主袋11中的墨水被完全消耗，即墨水被消耗到接近所谓的墨水用尽点的部分。即使在此状态下，空气压力也作用在主袋11上，以向小量的墨水施加传送压力。因此，传感器袋12处于与图8所示相同的状态。在可移动触头26保持与固定触头27接触的同时，表示主袋11中存在墨水的信号被供应到控制部分42。
图10示出了这样的状态，其中在主袋11被空气压力施压的同时消耗传感器袋12中的墨水。就是说，因为主袋11被施压，所以暂时保存在传感器袋12中的墨水不流回到主袋11，并且在排出记录头5侧的墨水时被消耗。因为传感器袋12的体积由于传感器袋12中墨水的消耗而减小，所以弯曲片25移动以使得可移动触头26与固定触头27分离，从而停止供应电流。因为触头26和27被断开以停止到控制部分42的信号，所以控制部分42检测信号的停止来检测墨水被完全消耗(墨水用尽)。该检测信号被供应到喷墨式记录设备100在图中未示出的显示部分以显示墨水用尽。
第一实施例的操作效果被列举如下。
包形传感器袋12执行这样的功能，即在中途暂时保存从主袋11供应到喷墨式记录设备100的记录头5的墨水，以检测主袋11中墨水剩余量的状态。就是说，因为墨水被暂时保存在具有与主袋11独立的形态的包形传感器袋12中，所以可以在传感器袋12中尽责地检测主袋11中墨水剩余量的状态。这意味着因为保存在传感器袋12中的墨水量根据主袋11的墨水剩余量变化，所以该变化的状态表现为传感器袋12的形态的变化，从而可以利用由于该变化导致的位移来可靠地检测主袋11中的墨水用尽。
主袋11容纳在硬壳体13中，并且设置压力引入通道31以将气体引入到硬壳体13来对主袋11施压，使得对主袋11中的墨水施加传送压力。于是，主袋11被气体施压，以使得墨水可靠地进入传感器袋12并被暂时保存。然后，作用在传感器袋12上的墨水压力使得传感器袋12的形态明显改变。因此，可以基于此现象精确地检测主袋11中墨水剩余量的状态。
因为设置了操作来减小传感器袋12体积的加力单元即板簧22，所以当主袋11中的墨水完全消耗时，来自主袋11的墨水压力消失。于是，通过板簧22而一定使传感器袋12位移来减小其体积。因此，采用该位移来检测墨水的消耗，从而可以实现高可靠性的检测。另外，在主袋11中的墨水被完全消耗之后，暂时保存在传感器袋12中的墨水通过板簧22被供应到记录头5。因此，残留在传感器袋12中的墨水可以去除或者可以经济地减小到难以具有实际效果的小量。
设置检测单元，以根据在传感器袋12的体积被减小的方向上的位移来检测主袋11中的液体被完全消耗。就是说，因为设置了可移动触头26和固定触头27，所以检测单元根据指示了主袋11中的墨水被完全消耗的位移来被操作。因此，可以尽责地检测主袋11中墨水的完全消耗。另外，因为利用了当暂时保存在传感器袋12中的墨水最后被消耗时的位移，所以没有浪费地消耗墨水，并且可以同时实现上述尽责检测。
因为利用来形成传感器袋12的材料基本上与形成主袋11的柔性片型材料相同，所以在传感器袋12中还建立了存储主袋11中的墨水所必要的各种条件，例如柔性或气体阻隔性能。因此，提高了传感器袋12所需的变形或暂时保存在传感器袋12中的墨水的存储性能。
在根据本发明的检测液体剩余量的方法中，由从作为压力产生器的加压泵30引入的空气对主袋11加压，以对主袋11中的墨水施加传送压力，并根据在传感器袋12的体积被减小的方向上的位移来检测主袋11中的液体被完全消耗的状态。如上所述，因为在传感器袋12的体积被减小的方向上的位移是在主袋11中的墨水被完全消耗之后出现的现象，所以可以可靠地检测主袋11中墨水的耗尽。
第二实施例图11示出了根据本发明的液体容器和检测液体剩余量的方法的第二在本实施例中，凸缘17a和18a分别设置在接合管17和18中。凸缘17a和18a连接到传感器袋12。作为加力单元，采用了压缩螺旋弹簧43。压缩螺旋弹簧的弹性力通过压板44作用在传感器袋12上。另外，设置内部天线45来将可移动触头26和固定触头27的接通/断开操作作为信号传递。另一方面，外部天线46安装到墨盒座8。由外部天线46接收到的信号被输入到控制部分42。另外，因为接合管18可膨胀，所以在供应管10中设置用于吸收膨胀位移的吸收部分47。除上述构件之外的其他部件与上述实施例的相同。相同的部分用相同的标号表示，并实现与上述实施例的那些相同的操作效果。
上述实施例分别应用于喷墨式记录设备。但是，本发明所得到的液体容器和用于检测液体剩余量的方法并不仅仅用于喷墨式记录设备的墨水，而还可以用于喷射胶水、指甲油(manicure)、导电液体(液态金属)等。另外，在上述实施例中，解释了使用墨水作为一种液体的喷墨式记录设备。但是，本发明可以应用于喷射液体的所有液体喷头，例如在诸如打印机的图形记录设备中使用的记录头，用于制造诸如液晶显示器的滤色镜的颜料喷头，用于形成诸如有机EL显示器、FED(表面发光显示器)等的电极的电极材料喷头，用于制造生物芯片的生物有机材料喷头。
权利要求
1.一种液体容器，包括包形主袋，用于存储要被供应到液体消耗设备的液体；和包形传感器袋，要从所述主袋供应到所述液体消耗设备的液体在中途暂时保存在所述传感器袋中，以检测所述主袋的液体剩余量的状态。
2.如权利要求1所述的液体容器，其中所述主袋被容纳在硬壳体中，并且设置压力引入通道来将气体引入到所述硬壳体而对所述主袋加压，以对所述主袋中的液体施加传送压力。
3.如权利要求1所述的液体容器，还包括操作来减小所述传感器袋的体积的加力单元。
4.如权利要求1所述的液体容器，还包括检测单元，用于根据在所述传感器袋的体积被减小的方向上的位移来检测所述主袋中的液体被完全消耗的状态。
5.如权利要求1所述的液体容器，其中形成所述传感器袋的材料基本上与形成所述主袋的柔性片型材料相同。
6.一种用于检测液体剩余量的方法，包括以下步骤准备包形主袋和包形传感器袋，其中所述主袋用于存储要被供应到液体消耗设备的液体，而要从所述主袋供应到所述液体消耗设备的液体在中途暂时保存在所述传感器袋中，以检测所述主袋的液体剩余量的状态；通过从压力产生器引入的气体对所述主袋加压，以对所述主袋中的液体施加传送压力；以及根据在所述传感器袋的体积被减小的方向上的位移来检测所述主袋中的液体被完全消耗的状态。
7.一种用于存储要被供应到液体消耗装置的液体的液体容器，所述液体容器包括硬壳体，其具有主容纳部分、副容纳部分和压力流体通道，所述压力流体通道与所述主容纳部分流体连通并与所述副容纳部分隔离开；整体主袋，其包括由柔性膜材料形成的柔性包部分和连接到所述柔性包部分的墨水供应端口，其中所述整体主袋可作为一个单元插入并容纳在所述主容纳部分中；整体传感器袋，其包括由柔性膜材料形成的柔性包部分和连接到所述传感器袋的所述柔性包部分的接合构件，其中所述接合构件具有两者都从所述传感器袋的所述柔性包部分突出的第一端和第二端、以及开口到所述传感器袋的所述柔性包部分的内部的连通孔，并且所述整体传感器袋可作为一个单元插入并容纳在所述副容纳部分中，其中当所述主袋和传感器袋分别容纳在所述主容纳部分和所述副容纳部分中时，所述接合构件的所述第一端可从所述硬壳体的外部接通，并且所述墨水供应端口连接到所述接合构件的所述第二端，使得所述主袋的所述柔性包部分的内部经由所述接合构件的所述连通孔与所述传感器袋的所述柔性包部分的所述内部流体连通。
8.如权利要求7所述的液体容器，还包括加力单元，其在所述传感器袋的所述柔性包部分的所述内部收缩的方向上对所述传感器袋的所述柔性包部分提供施加力。
9.如权利要求8所述的液体容器，其中，当在所述主袋中残留预定量或更多液体的状态下经由所述压力流体通道向所述主袋的所述柔性包部分施加压力时，所述传感器袋的所述柔性包部分的所述内部由于液体从所述主袋到所述传感器袋的流动而克服所述加力单元的施加力膨胀到预定水平。
10.如权利要求9所述的液体容器，还包括传感器，其提供表示这样的状态的输出，在所述状态中即使当对所述主袋的所述柔性包部分施加压力时，所述传感器袋的所述柔性包部分的所述内部也不膨胀到所述预定水平。
11.如权利要求9所述的液体容器，还包括传感器，其提供表示这样的状态的输出，在所述状态中即使当对所述主袋的所述柔性包部分连续施加压力时，所述传感器袋的所述柔性包部分的所述内部也从所述预定水平收缩。
12.如权利要求10或11所述的液体容器，其中，所述传感器包括可与所述传感器袋的所述柔性包部分一起移动的可移动触头、以及布置在所述副容纳部分的内壁上的固定触头。
全文摘要
本发明涉及一种液体容器和用于检测液体剩余量的方法，其可以精确地检测液体被完全消耗。所述液体容器设置了用于存储要被供应到液体消耗设备(5)的液体的包形主袋(11)、以及包形传感器袋(12)，要从主袋(11)供应到液体消耗设备(5)的液体在中途暂时保存在所述传感器袋中，以检测主袋(11)中的液体剩余量的状态。于是，因为保存在传感器袋(12)中的液体量根据主袋(11)的液体剩余量变化，所以该变化的状态表现为传感器(12)的形态的变化，从而可以利用由于该变化导致的位移来可靠地检测例如主袋(11)中的液体被完全消耗的状态。
文档编号B41J2/18GK1727188SQ2005100851
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月21日 优先权日2004年7月23日
发明者品田聪 申请人:精工爱普生株式会社