(57)【要約】【課題】圧電装置に気泡が付着することによる液体の充填不良を防ぐことができる液体収容容器の液体充填方法、液体充填システム、および液体収容容器の製造方法を提供すること。【解決手段】真空容器内のカートリッジ台にインクカートリッジをセットして、アクチュエータと制御装置とを接続し（ステップＳ１００）、真空容器内を減圧する（ステップＳ１１０）。次に、インク供給口を閉じ（ステップＳ１２０）、インク供給装置のインク供給チューブをインクカートリッジの空気導入口に接続してから（ステップＳ１３０）、アクチュエータを駆動して振動部を振動させながら、インクカートリッジ内のインクタンクに液体を供給することにより、インクを充填する（ステップＳ１４０）。アクチュエータは振動しているのでインク充填中に気泡が付着し難くなり、アクチュエータに気泡が付着してしまうインク充填不良を防ぐことができる。【選択図】図５
2008238784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射装置に着脱可能とし、
液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に連通するキャビティと、
前記キャビティ内の液体と接することで前記液体収容部内の液体の状態を検知可能とする圧電装置と、を備えた液体収容容器の液体充填方法であって、
前記圧電装置を駆動して振動させながら前記液体収容部に液体を供給することにより、前記液体収容部に液体を充填することを特徴とする液体収容容器の液体充填方法。
【請求項２】
液体噴射装置に着脱可能とし、
液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に連通するキャビティと、
前記キャビティ内の液体と接することで前記液体収容部内の液体の状態を検知可能とする圧電装置と、を備えた液体収容容器に液体を充填する液体充填システムであって、
前記圧電装置を制御する制御装置と、
液体を供給する液体供給装置とを備え、
前記制御装置が前記圧電装置を駆動して振動させながら、前記液体供給装置が前記液体収容部に液体を供給することにより、前記液体収容部に液体を充填させることを特徴とする液体充填システム。
【請求項３】
請求項２に記載の液体充填システムにおいて、
前記液体収容部内の気圧を減圧する減圧装置をさらに備え、
前記液体供給装置は、減圧された前記液体収容部に液体を供給することを特徴とする液体充填システム。
【請求項４】
液体噴射装置に着脱可能とし、
前記液体収容部に連通するキャビティと、
前記キャビティ内の液体と接することで前記液体収容部内の液体の状態を検知可能とする圧電装置と、を備えた液体収容容器の製造方法であって、
前記圧電装置に制御装置を接続するステップと、
前記液体収容部に液体供給装置を接続するステップと、
前記制御装置が前記圧電装置を駆動して振動させながら、前記液体供給装置が前記液体収容部に液体を供給することにより、前記液体収容部に液体を充填させるステップとを備えることを特徴とする液体収容容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液体収容容器の液体充填方法、液体充填システム、および液体収容容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタ用の液体収容容器の液体流路に圧電装置を取り付けて、圧電装置により液体の消費状態を検知するようにしたものが知られている。液体の状態を検知する方法としては、液体の消費状態に応じた液体の音響インピーダンスの変化を利用する方法があり、例えば、圧電装置を振動させて液体に振動を加え、圧電装置に液体の残留振動による音響インピーダンスの変化を検知させることによって、液体の消費状態を判定することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２８２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の判定方法では、圧電装置、特に圧電装置内のキャビティに気泡が付着した場合にも音響インピーダンスに変化が生じてしまうので、液体収容容器に液体が残っていたとしても液体の残量なしと誤判定することがある。このため、液体収容容器の製造工程において圧電装置に気泡が付着すると液体収容容器として不良品になってしまい、液体収容容器の製造工程、特に、液体収容容器に液体を充填する工程においては圧電装置に気泡が付着しないように確実に管理する必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は、圧電装置に気泡が付着することによる液体の充填不良を防ぐことができる液体収容容器の液体充填方法、液体充填システム、および液体収容容器の製造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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明は、液体噴射装置に着脱可能とし、液体を収容する液体収容部と、液体収容部に連通するキャビティと、キャビティ内の液体と接することで液体収容部内の液体の状態を検知可能とする圧電装置と、を備えた液体収容容器の液体充填方法であって、圧電装置を駆動して振動させながら液体収容部に液体を供給することにより、液体収容部に液体を充填することを特徴とする。
【０００７】
本発明の液体充填システムは、液体噴射装置に着脱可能とし、液体を収容する液体収容部と、液体収容部に連通するキャビティと、キャビティ内の液体と接することで液体収容部内の液体の状態を検知可能とする圧電装置と、を備えた液体収容容器に液体を充填する液体充填システムであって、圧電装置を制御する制御装置と、液体を供給する液体供給装置とを備え、制御装置が圧電装置を駆動して振動させながら、液体供給装置が液体収容部に液体を供給することにより、液体収容部に液体を充填させることを特徴とする。
【０００８】
これらの構成によれば、圧電装置を振動させながら液体収容容器に液体を供給することにより、圧電装置に気泡が付着し難くなるので、液体充填時に圧電装置に気泡が付着することによる充填不良を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明の液体充填システムにおいて、液体収容部内の気圧を減圧する減圧装置をさらに備え、液体供給装置は、減圧された液体収容部に液体を供給することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、減圧された液体収容部に液体を供給することにより、圧電装置には気泡がさらに付着し難くなるので、圧電装置への気泡の付着がより少ない液体の充填が可能である。
【００１１】
本発明は、液体噴射装置に着脱可能とし、液体収容部に連通するキャビティと、キャビティ内の液体と接することで液体収容部内の液体の状態を検知可能とする圧電装置と、を備えた液体収容容器の製造方法であって、圧電装置に制御装置を接続するステップと、液体収容部に液体供給装置を接続するステップと、制御装置が圧電装置を駆動して振動させながら、液体供給装置が液体収容部に液体を供給することにより、液体収容部に液体を充填させるステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、液体充填時における圧電装置への気泡の付着を防ぎ、液体収容容器の製造歩留りをより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本実施例に係るインク充填システムの構成を示した図である。図１に示すように、インク充填システム（液体充填システム）１は、インク充填対象とするインクカートリッジ（液体収容容器）１００がセットされるカートリッジ台１０と、カートリッジ台１０およびこれにセットされたインクカートリッジ１００を覆う真空容器２０と、真空容器２０内を減圧する真空ポンプ（減圧装置）３０と、インク供給チューブ４１を介してインクカートリッジ１００にインクを供給するインク供給装置（液体供給装置）４０と、これらの各構成を制御する制御装置５０とを備えている。なお、インク充填システム１は、真空ポンプ３０により真空容器内の気圧を減圧し、減圧された真空容器内で、インク供給装置４０がインクカートリッジ１００内のインクタンクにインクを供給することにより、インク充填されたインクカートリッジ１００を製造するためのものである。
【００１５】
次に、インクの供給対象であるインクカートリッジ１００の構成について説明する。なお、インクカートリッジ１００はインクジェットプリンタ（図示なし）に着脱可能に装着され、インクジェットプリンタの記録ヘッドにインクを供給するためのものである。図２は、インクカートリッジ１００の構成を示した部分断面図である。図２に示すように、インクカートリッジ１００は、カートリッジ形状のフレーム１１０と、フレーム外側側面に取り付けられた半導体記憶装置１２０とを有している。フレーム１１０の底部にはインク供給口１１１が形成され、フレーム１１０の上部には空気導入口１１２が形成されている。インク供給口１１１は、当該インクカートリッジがプリンタにセットされたときに、プリンタのインクジェット記録ヘッドにインクを供給するための供給口であり、インクの逆流やインク漏れを防ぐための弁機構が備えられている。半導体記憶装置１２０は、当該カートリッジの認証情報やインク残量情報が記録された半導体メモリや、カートリッジ外部より半導体記憶装置などにアクセスするための電極部を有する。
【００１６】
また、図２に示すように、インクカートリッジ１００の内部には、空気導入口１１２に連通するインクタンク（液体収容部）１３０と、カートリッジ底部に取り付けられたアクチュエータ（圧電装置）１４０とが設けられている。なお、アクチュエータ１４０の位置としてはこれに限られることなく、例えば、インクタンク１３０の底部にアクチュエータ１４０を設けるようにしてもよい。
【００１７】
次に、アクチュエータ１４０について説明する。図３は、アクチュエータ１４０およびアクチュエータ取付位置付近の構成を示した図である。図３に示すように、アクチュエータ１４０は、インクタンク１３０およびインク供給口１１１に連通する流路Ｃのターン先端部分に取り付けられている。なお、アクチュエータ１４０は、少なくとも音響インピーダンスの変化を検知してインクタンク１３０内のインクの消費状態を検出するために用いられる。本実施例では、インクに振動を加えたときの残留振動の共振周波数を検出することで、音響インピーダンスの変化を検知してインクの消費状態を検出するものとする。
【００１８】
アクチュエータ１４０を図３のＡの方向から見たときの構成を図４に示す。図３，４に示すように、アクチュエータ１４０は、ほぼ中央に円形状の開口１４１を有する基板１４２と、開口１４１を被覆するように基板１４２の一方の面（図３の下側の面、以下「表面」という）に配置される振動板１４３と、振動板１４３の表面の側に配置される圧電層１４４と、圧電層１４４を両方から挟み込む上部電極１４５および下部電極１４６と、上部電極端子１４７と、下部電極１４６と電気的に接続する下部電極端子１４８と、上部電極１４５および上部電極端子１４７の間に配設され、両者を電気的に接続する補助電極１４９とを有する。圧電層１４４、上部電極１４５および下部電極１４６の各々はその主要部として円形部分を有している。
【００１９】
振動板１４３は、基板１４２の表面に、開口１４１を覆うように形成される。そして、振動板１４３の開口１４１と面する部分と基板１４２の表面の開口１４１とに囲まれる空間にキャビティ１５０が形成される。振動板１４３は、圧電層１４４や上部電極１４５や下部電極１４６が配設された表面と反対側の面（図３の上側の面、以下「裏面」という）が流路Ｃに面しており、流路Ｃ内のインクがキャビティ１５０に流入するように構成されている。また、振動板１４３は、キャビティ１５０内にインクが流入しても基板１４２の表面側にインクが漏れないように基板１４２に対して液密に取り付けられる。
【００２０】
下部電極１４６は振動板１４３の表面、すなわち流路Ｃとは反対側の面に位置しており、下部電極１４６の主要部である円形部分の中心と開口１４１の中心とがほぼ一致するように取り付けられている。この下部電極１４６の円形部分の面積は開口１４１の面積よりも小さくなるように設定されている。そして、下部電極１４６の表面側には、圧電層１４４が、その円形部分の中心と開口１４１の中心とがほぼ一致するように形成されている。圧電層１４４の円形部分の面積は、開口１４１の面積よりも小さく、かつ下部電極１４６の円形部分の面積よりも大きくなるように設定されている。さらに、圧電層１４４の表面側には、上部電極１４５が、その主要部である円形部分の中心と開口１４１の中心とがほぼ一致するように形成される。上部電極１４５の円形部分の面積は、開口１４１および圧電層１４４の円形部分の面積よりも小さく、かつ下部電極１４６の円形部分の面積よりも大きくなるように構成されている。
【００２１】
したがって、圧電層１４４の主要部は、上部電極１４５の主要部と下部電極１４６の主要部とによって、それぞれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造となっていて、圧電層１４４を効果的に変形駆動することができる。圧電層１４４、上部電極１４５および下部電極１４６のそれぞれの主要部である円形部分がアクチュエータ１４０の圧電素子を形成し、この圧電素子と上述のように圧電素子に接する部分の振動板１４３とが振動部１４０ａを構成する。
【００２２】
インク充填システム１の構成の説明に戻る。インク充填システム１のカートリッジ台１０は、制御装置５０と電気的に接続された端子電極１１や、図示していないが、インクカートリッジ１００の空気導入口１１２およびインク供給口１１１を開閉する機構や、フィルムを貼り付ける機構、インク供給チューブ４１を空気導入口１１２に着脱する機構などが設けられている。カートリッジ台１０にインクカートリッジ１００がセットされると、インクカートリッジ１００の半導体記憶装置１２０の電極部が、カートリッジ台１０の端子電極１１に接触する。これにより、制御装置５０は、半導体記憶装置１２０と電気的に接続されて、アクチュエータ１４０を制御可能となる。具体的には、制御装置５０は、半導体記憶装置１２０の電極部を介して上部電極端子１４７、下部電極端子１４８間に電圧を印加することにより、アクチュエータ１４０を駆動させることができる。さらに、制御装置５０は、アクチュエータ１４０を駆動して流路Ｃ内のインクに振動を加え、インクの残留振動による振動部１４０ａの共振周波数を測定することにより、音響インピーダンスの変化を検出することができる。
【００２３】
本実施例のインク充填システム１は、インク充填時にアクチュエータ１４０を駆動して、アクチュエータ１４０の振動部１４０ａを振動させた状態でインクを充填することに特徴がある。次に、インク充填システム１によりインクカートリッジ１００にインクを充填する製造工程の流れについて、図５のフローチャートに従って説明する。
【００２４】
インク充填を行うため、まず、真空容器２０内のカートリッジ台１０にインクカートリッジ１００をセットする（ステップＳ１００）。次に、制御装置５０が真空ポンプ３０を動作させて、真空容器２０内を減圧する（ステップＳ１１０）。真空容器内が十分に減圧されると、インクカートリッジ１００のインク供給口１１１を閉じ（ステップＳ１２０）、インク供給チューブ４１を空気導入口１１２に接続する（ステップＳ１３０）。
【００２５】
次に、制御装置５０はカートリッジ台１０の端子電極１１を介してインクカートリッジ１００のアクチュエータ１４０に電圧を印加し、アクチュエータ１４０を駆動して振動部１４０ａを振動させる。そして、振動部１４０ａが振動した状態で、インク供給装置４０にインク供給チューブ４１を介してインクを供給させることにより、インクカートリッジ１００にインクを充填する（ステップＳ１４０）。
【００２６】
インクが充填されると、インク供給チューブ４１を空気導入口１１２から取り外し、フィルムを貼り付けてインク供給口１１１および空気導入口１１２を閉じる（ステップＳ１５０）。次に、インクカートリッジ１００をカートリッジ台１０から取り外して、真空容器２０内から取り出す（ステップＳ１６０）。これにより、インク充填されたインクカートリッジ１００が得られる。
【００２７】
以上に述べたように、本実施例のインク充填システム１では、インク充填時にアクチュエータ１４０を駆動して振動部１４０ａを振動させた状態でインクを充填するようにして、インク充填されたインクカートリッジ１００を製造している。振動部１４０ａが振動することにより、インクの充填中にアクチュエータ１４０には気泡が付着し難くなる。また、インクカートリッジ１００の内部を減圧して、液体を供給したことにより、アクチュエータ１４０には気泡がさらに付着し難くなる。こうして、アクチュエータ１４０への気泡の付着を防ぐことができるので、インクカートリッジ１００の製造工程においてキャビティ１５０内にインクが付着した不良品の数が減少し、インクカートリッジ１００の製造歩留りを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施例に係るインク充填システムの構成を示した図。
【図２】インクカートリッジの構成を示した部分断面図。
【図３】アクチュエータおよびアクチュエータ取付位置付近の構成を示した図。
【図４】アクチュエータの構成を示した図。
【図５】インクカートリッジにインクを充填する製造工程の流れを示したフローチャート。
【符号の説明】
【００２９】
１…液体充填システムとしてのインク充填システム、１０…カートリッジ台、１１…端子電極、２０…真空容器、３０…減圧装置としての真空ポンプ、４０…液体供給装置としてのインク供給装置、４１…インク供給チューブ、５０…制御装置、１００…液体収容容器としてのインクカートリッジ、１１０…フレーム、１１１…インク供給口、１１２…空気導入口、１２０…半導体記憶装置、１３０…液体収容部としてのインクタンク、１４０…圧電装置としてのアクチュエータ、１４１…開口、１４２…基板、１４３…振動板、１４４…圧電層、１４５…上部電極、１４６…下部電極、１４７…上部電極端子、１４８…下部電極端子、１４９…補助電極、１５０…キャビティ、Ｃ…流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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