本發(fā)明涉及液體容器和貯存在液體容器中的液體殘量的檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

在不斷消耗從液體容器(或者墨罐)供給的液體(或者墨)的設(shè)備(例如噴墨打印設(shè)備)中，希望的是能夠檢測(cè)到液體容器中液體殘量較少的狀態(tài)并且通知使用者。作為檢測(cè)液體殘量的構(gòu)造，提供了設(shè)置在液體容器內(nèi)并且隨液體消耗而位移的位移部件和用于檢測(cè)透過(guò)液體容器的光的光學(xué)傳感器。根據(jù)這種構(gòu)造，位移部件調(diào)整成使得例如在液體容器內(nèi)液體殘量足夠多的情況下位移部件處于遮擋光學(xué)傳感器透射光的位置，并且在液體容器內(nèi)液體殘量較少的情況下位移部件處于不遮擋光學(xué)傳感器透射光的位置。于是，根據(jù)光學(xué)傳感器是否檢測(cè)到透射光，可確定液體殘量是否變得比預(yù)定量少。

根據(jù)如上所述的殘量檢測(cè)構(gòu)造，位移部件需要隨液體消耗而平穩(wěn)地位移并且處于適應(yīng)于液體殘量的位置。例如，日本專利4474960公開(kāi)了一種構(gòu)造，在位移部件上面向檢測(cè)窗內(nèi)壁的位置處包括有凸部，在該檢測(cè)窗中，光學(xué)傳感器檢測(cè)透射光。設(shè)置凸部確保了即使凸部頂端最接近內(nèi)壁面，在遮光部的除凸部外的區(qū)域和檢測(cè)窗之間也存在足夠的距離，從而抑制了它們之間墨的表面張力影響遮光部的位移。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種可安裝到設(shè)有光學(xué)傳感器的設(shè)備中的液體容器，包括：貯存液體的貯存部；檢測(cè)室，其與貯存部連通，在液體容器安裝到設(shè)備中的狀態(tài)下位于可由光學(xué)傳感器檢測(cè)到的位置；和位移部件，構(gòu)造成根據(jù)貯存在貯存部中的液體量而在貯存部和檢測(cè)室中朝第一方向位移，其中，位移部件包括遮光部，其根據(jù)位移部件位移而在遮擋光學(xué)傳感器光的位置和不遮擋光學(xué)傳感器光的位置之間在檢測(cè)室內(nèi)移動(dòng)；和管制部件，用于管制位移部件在與第一方向交叉的第二方向上的運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)室的內(nèi)壁具有：第一區(qū)域，其面向遮光部，至少一部分是由能夠透過(guò)光學(xué)傳感器光的材料所形成；和第二區(qū)域，其在第二方向上面向管制部件，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域經(jīng)由具有大于180度面間夾角的脊線連接。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種可安裝到設(shè)有光學(xué)傳感器的設(shè)備中的液體容器，液體容器包括：貯存液體的貯存部；檢測(cè)室，其與貯存部連通，在液體容器安裝到設(shè)備中的狀態(tài)下位于可由光學(xué)傳感器檢測(cè)到的位置；和位移部件，構(gòu)造成根據(jù)貯存在貯存部中的液體量而在貯存部和檢測(cè)室中朝第一方向位移，其中，位移部件包括：遮光部，其根據(jù)位移部件位移而在遮擋光學(xué)傳感器光的位置和不遮擋光學(xué)傳感器光的位置之間在檢測(cè)室內(nèi)移動(dòng)；和管制部件，用于管制位移部件在與第一方向交叉的第二方向上的運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)室的內(nèi)壁具有：第一區(qū)域，其面向遮光部，至少一部分是由能夠透過(guò)光學(xué)傳感器光的材料所形成；和第二區(qū)域，其在第二方向上面向管制部件，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域以大于180度的面間夾角相連。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種液體殘量檢測(cè)設(shè)備，包括：能安裝液體容器的安裝單元；光學(xué)傳感器；和確定單元，構(gòu)造成根據(jù)光學(xué)傳感器檢測(cè)的結(jié)果來(lái)確定貯存在液體容器中的液體殘量，其中，液體容器包括：貯存液體的貯存部；檢測(cè)室，與貯存部連通，并且在液體容器安裝在設(shè)備中的狀態(tài)下位于可由光學(xué)傳感器檢測(cè)到的位置；和位移部件，構(gòu)造成根據(jù)貯存在貯存部中的液體量而在貯存部和檢測(cè)室中朝第一方向位移，并且其中，位移部件包括：遮光部，根據(jù)位移部件位移而在遮擋光學(xué)傳感器光的位置和不遮擋光學(xué)傳感器光的位置之間在檢測(cè)室內(nèi)移動(dòng)；和管制部件，用于管制位移部件在與第一方向交叉的第二方向上的運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)室的內(nèi)壁具有：第一區(qū)域，面向遮光部，并且至少一部分由能夠透過(guò)光學(xué)傳感器光的材料形成；和第二區(qū)域，在第二方向上面向管制部件，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域經(jīng)由具有大于180度面間夾角的脊線連接。

從以下(參照附圖)對(duì)示例性實(shí)施例的說(shuō)明中將明白本發(fā)明的其它特征。

附圖說(shuō)明

圖1是示出噴墨打印設(shè)備的示意性構(gòu)造的圖；

圖2是墨盒外觀的立體圖；

圖3是墨盒的分解立體圖；

圖4A和圖4B是示出安裝墨盒的狀態(tài)的視圖；

圖5A和圖5B是用于說(shuō)明適應(yīng)于墨殘量的位移部件姿態(tài)的剖視圖；

圖6A到圖6C是用于說(shuō)明檢測(cè)室和位移部件的具體結(jié)構(gòu)的視圖；和

圖7是用于說(shuō)明檢測(cè)室和位移部件的具體結(jié)構(gòu)的視圖。

具體實(shí)施方式

然而，根據(jù)日本專利4474960中公開(kāi)的構(gòu)造，在除凸部之外的區(qū)域和檢測(cè)窗之間確保了足夠的距離，但是凸部的頂部和檢測(cè)窗之間的距離很小，使得在它們之間可能會(huì)發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象。如果發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象，即使墨盒內(nèi)的墨液面與凸部相比足夠低，也會(huì)在凸部和檢測(cè)窗之間保持墨，從而增加了光學(xué)傳感器的光會(huì)通過(guò)所保持的墨傳輸?shù)目赡苄?。如果出現(xiàn)這種狀況，則光學(xué)傳感器接收的光量可能會(huì)減少或者減弱從而不能實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)。

本發(fā)明解決了上述問(wèn)題。因此，本發(fā)明的目的是提供一種液體容器和一種液體殘量檢測(cè)設(shè)備，可以根據(jù)墨殘量而高精度地實(shí)現(xiàn)合適的檢測(cè)。

圖1是示出噴墨打印設(shè)備的示意性構(gòu)造的圖，該噴墨打印設(shè)備可以用作本發(fā)明的液體殘量檢測(cè)設(shè)備。噴墨打印設(shè)備200包括一個(gè)或多個(gè)墨盒1，墨盒可以用作本發(fā)明的液體容器并且可以根據(jù)墨種類的數(shù)量安裝在噴墨打印設(shè)備200中。圖1示出了分別容納青色、品紅色、黃色和黑色墨的四個(gè)墨盒1。

貯存在墨盒1中的墨從供給口3通過(guò)墨管30供給至打印頭300。在控制單元400的控制下，打印頭300噴出每一種墨并且在打印介質(zhì)S上打印預(yù)定的圖像。在控制單元400的控制下，通過(guò)為每一個(gè)墨盒1設(shè)置的光學(xué)傳感器23，墨殘量檢測(cè)單元400a獲得檢測(cè)結(jié)果并且確定每一個(gè)墨盒1中的墨殘量。

圖2是墨盒1外觀的立體圖。墨盒1包括用于貯存作為液體的墨的容器外殼6和利用超聲波焊接等結(jié)合到容器外殼6上的容器蓋7。用于在墨盒1內(nèi)保持大氣壓的大氣連通口4設(shè)置在+Z方向上的表面上，該表面是在安裝墨盒1時(shí)重力方向上的上側(cè)，并且，用于將墨供給至打印頭300的供給口3設(shè)置在+Y方向上的表面上。此外，用于檢測(cè)墨盒1內(nèi)墨殘量的檢測(cè)室5設(shè)置在+Y方向側(cè)。

圖3是墨盒1的分解立體圖。容器外殼6的內(nèi)部是用于貯存墨的貯存部2。在貯存部2的內(nèi)壁上，形成有沿-X方向突出的軸8。通過(guò)把軸8穿過(guò)位移部件11的軸孔14然后把保持部件21附接到軸8上，位移部件11可旋轉(zhuǎn)地支撐在貯存部2內(nèi)部。稍后將詳細(xì)地描述位移部件11。在供給口3的內(nèi)徑處，設(shè)置有密封部件22。

圖4A和圖4B是示出將墨盒1安裝到設(shè)置于噴墨打印設(shè)備200側(cè)的安裝單元210中的狀態(tài)的視圖。圖4A示出了安裝之前的狀態(tài)并且圖4B示出了安裝之后的狀態(tài)。安裝單元210包括當(dāng)安裝墨盒時(shí)沿安裝方向引導(dǎo)墨盒1并且在安裝后在Z方向上從頂部和底部支撐墨盒1的側(cè)面壁220和當(dāng)安裝墨盒時(shí)沿Y方向抵接墨盒1的前面壁230。

前面壁230具有管狀的供墨管24，該供墨管穿過(guò)前面壁并且可以連接至供給口3。穿過(guò)密封部件22將供墨管24插入供給口3中，從而能夠使貯存部2的內(nèi)部和打印頭300通過(guò)供墨管24和墨管30而相互連通。

在前面壁230內(nèi)側(cè)，設(shè)置有具有兩個(gè)相互面對(duì)部分的光學(xué)傳感器23，一個(gè)是發(fā)光部并且另一個(gè)是光接收部。這兩個(gè)部分設(shè)置成使得在安裝好墨盒1時(shí)夾在檢測(cè)室5在X方向上的兩側(cè)。在墨盒1中，檢測(cè)室5在X方向上的側(cè)壁至少部分地由透光材料制成，并且在墨盒1安裝好的狀態(tài)下從發(fā)光部發(fā)射的光可在光接收部處接收。順便提及，如上所述的安裝單元210是為每一個(gè)墨盒1獨(dú)立地準(zhǔn)備的。

圖5A和圖5B是剖視圖，用于解釋對(duì)應(yīng)于墨盒1內(nèi)墨殘量的位移部件11姿態(tài)。圖5A示出了貯存部2充滿墨，并且圖5B示出了貯存部2中幾乎沒(méi)有墨。

位移部件11是沿Y方向延伸的桿狀部件，包括形成在+Y方向上一端處的遮光部13和形成在-Y方向上另一端處的浮子部12，并且構(gòu)造成在Y-Z平面內(nèi)圍繞軸8轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，包括有遮光部13的+Y方向端部區(qū)域設(shè)置在檢測(cè)室5內(nèi)，該檢測(cè)室在Z方向上比貯存部2窄；因此，由于遮光部13抵接檢測(cè)室5的內(nèi)壁，位移部件11的轉(zhuǎn)動(dòng)受限制。

在貯存部2充滿墨的情況下，整個(gè)位移部件11浸在墨中。在該情況下，本實(shí)施例的位移部件11設(shè)計(jì)成使得由作用在浮子部12上的浮力所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩(沿逆時(shí)針?lè)较?大于由作用在遮光部13上的浮力所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩(沿順時(shí)針?lè)较?。因此，盡管位移部件11試圖沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，但是在遮光部13抵接檢測(cè)室5底部的位置處停止轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，位移部件11處于如圖5A中所示的第一姿態(tài)。

另一方面，在貯存部2中幾乎沒(méi)墨的情況下，位移部件11在墨液面上方露出。在此情況下，本實(shí)施例的位移部件11設(shè)計(jì)成使得由作用在浮子部12側(cè)的重力所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩(沿順時(shí)針?lè)较?大于由作用在遮光部13側(cè)的重力所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩(沿逆時(shí)針?lè)较?。因此，盡管位移部件11試圖沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，但是在遮光部13抵接檢測(cè)室5內(nèi)部頂面的位置處停止轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，位移部件11處于如圖5B中所示的第二姿態(tài)。

從第一姿態(tài)到第二姿態(tài)的這種變化隨著貯存部2內(nèi)部的墨消耗而逐漸地進(jìn)行。具體地說(shuō)，遮光部13在Z方向(第一方向)上逐漸地位移，也就是說(shuō)，從遮光部13抵接檢測(cè)室5底部的位置開(kāi)始，經(jīng)過(guò)遮光部13不抵接檢測(cè)室5底部或頂面的位置，最后到達(dá)遮光部13抵接檢測(cè)室5頂面的位置。在光學(xué)傳感器23中，發(fā)光部和光接收部的位置布置成使得在第一姿態(tài)下由發(fā)光部發(fā)射的光被遮光部13遮斷并且不被光接收部接收以及在第二姿態(tài)下由發(fā)光部發(fā)射的光不被遮光部13遮斷而由光接收部接收。換句話說(shuō)，在貯存部2內(nèi)部的墨消耗了預(yù)定量時(shí)，遮光部13脫離光學(xué)傳感器23的光路，于是光接收部可以接收光。墨殘量檢測(cè)單元400a獲得該檢測(cè)結(jié)果，以確定墨盒1內(nèi)的墨殘量為很少。

圖6A到圖6C是用于進(jìn)一步說(shuō)明檢測(cè)室5和位移部件11的具體結(jié)構(gòu)的視圖。圖6B是沿圖6A中的線VIB-VIB截取的俯視圖，并且圖6C是檢測(cè)室5附近的放大圖。

在檢測(cè)室5內(nèi)部，沿X方向設(shè)置了相互面對(duì)的兩個(gè)內(nèi)壁，具有位于+Y方向側(cè)的第一表面105(第一區(qū)域)和位于-Y方向側(cè)的第二表面104(第二區(qū)域)。相互面對(duì)的兩個(gè)第二表面104之間在X方向上的距離W2大于相互面對(duì)的兩個(gè)第一表面105之間在X方向上的距離W1。第一表面105和第二表面104經(jīng)由脊線106連接，該脊線具有大于180度的面間夾角θ并且沿Z方向延伸。圖6C示出了脊線106的面間夾角θ為270度的情況。

同時(shí)，突起部102形成在位移部件11的沿X方向面向第二表面104的兩個(gè)表面上，并且向第二表面104凸出。從突起部102的頂端到第二表面104的距離t2小于從遮光部13的側(cè)面到第一表面105的距離t1。就此而言，即使整個(gè)位移部件11稍微沿與第一方向(Z方向，也就是說(shuō)實(shí)質(zhì)的位移方向)交叉的第二方向(X方向)偏移，突起部102也能在遮光部13抵接第一表面105之前抵接第二表面104。因此，遮光部13和第一表面105之間的距離被確保為使得不會(huì)產(chǎn)生阻止位移部件11轉(zhuǎn)動(dòng)的毛細(xì)管作用力。具體地說(shuō)，當(dāng)位移部件11逐漸從墨液面出來(lái)時(shí)，抑制了遮光部13和第一表面105之間墨的表面張力阻止位移部件11轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。換句話說(shuō)，為了充分地達(dá)到此效果，通過(guò)調(diào)整突起部102的凸出量以及第一表面105與第二表面104的布置，能夠優(yōu)化從遮光部13的側(cè)面到第一表面105的距離t1和從突起部102的頂端到第二表面104的距離t2。結(jié)果，在遮光部13露出到墨液面上方的情況下，墨不會(huì)殘留在第一表面105上的光學(xué)傳感器23檢測(cè)區(qū)中，并且光學(xué)傳感器23可以高精度地檢測(cè)墨殘量。

同時(shí)，因?yàn)閺耐黄鸩?02的頂端到第二表面104的距離t2較小，所以墨有可能殘留在此間隙中。然而，如果突起部102的頂部區(qū)域足夠小，則可抑制殘留墨的表面張力對(duì)位移部件11轉(zhuǎn)動(dòng)的阻止。另外，第二表面104經(jīng)由脊線106連接至第一表面105，該脊線相對(duì)于第一表面105具有θ＝270度的面間夾角。因此，即使墨殘留在突起部102和第二表面104之間的區(qū)域中，也不用擔(dān)心墨越過(guò)脊線106、到達(dá)第一表面105并且進(jìn)一步到達(dá)光學(xué)傳感器23的檢測(cè)區(qū)。

此外，根據(jù)本實(shí)施例，作為有效地除去殘留在突起部102和第二表面104之間間隙中的墨的另一種構(gòu)造，在位移部件11的兩側(cè)上形成凹槽。如圖6A中所示，凹槽107從遮光部13的末端延伸、穿過(guò)突起部102和軸孔14的外周、并且延伸到浮子部12，在浮子部12處，凹槽107在中途向下彎曲到-Z方向的端部。

圖7是沿著圖6A中的線VII-VII截取的前視圖。凹槽107的至少一部分區(qū)域形成為使得寬度d1小于突起部102和第二表面104之間的距離t2。具體地說(shuō)，凹槽107的寬度d1處的毛細(xì)管作用力大于試圖將墨保持在突起部102和第二表面104之間的作用力。同時(shí)，寬度d1調(diào)整成使得在該區(qū)域中產(chǎn)生的毛細(xì)管作用力小于與相對(duì)于如圖5B中所示第二姿態(tài)時(shí)墨液面的水頭差h1對(duì)應(yīng)的水頭壓力。具體地說(shuō)，寬度d1調(diào)整成使得凹槽107將殘留在突起部102和第二表面104之間的墨吸起，但是至少在第二姿態(tài)時(shí)不會(huì)對(duì)抗重力將殘留在貯存部2中的墨吸起至該區(qū)域。

根據(jù)該構(gòu)造，例如，在突起部102即將移位到墨液面之上時(shí)，墨通過(guò)從浮子部12下端延伸至墨液面和突起部102的凹槽107而連通。此外，如果突起部102和第二表面104之間墨的表面張力較大，則可能阻止位移部件11的轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例，施加于寬度d1的墨保持力設(shè)計(jì)成大于突起部102和第二表面104之間的墨保持力。結(jié)果，突起部102和第二表面104之間的墨沿凹槽107引導(dǎo)，并且在突起部102位于墨液面之上的情況下，墨不會(huì)殘留在突起部102和第二表面104之間的間隙中。

順便提及，為了進(jìn)一步達(dá)到如上所述的效果，在位移部件11圍繞軸8轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)逐漸向上移動(dòng)到墨液面之上的過(guò)程中，優(yōu)選的是突起部102始終面向第二表面104。就此而言，第二表面104優(yōu)選設(shè)置成使得其尺寸與突起部102沿Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡相比足夠大，或者使得其形狀隨突起部102的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡是弧形的。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，位移部件11可以對(duì)應(yīng)于墨殘量而移位，不受墨表面張力的影響。此外，在遮光部13來(lái)到墨液面之上的情況下，墨不會(huì)殘留在第一表面105上的光學(xué)傳感器23檢測(cè)區(qū)中。結(jié)果，光學(xué)傳感器可以根據(jù)墨殘量實(shí)現(xiàn)高精度的適當(dāng)檢測(cè)。

順便提及，根據(jù)如上所述的實(shí)施例，每一個(gè)部件可以在如上所述的功能范圍內(nèi)變更。例如，把位移部件11附接至容器外殼6的附接構(gòu)造可以是容器外殼6包括孔而位移部件11包括軸。無(wú)論如何，只需位移部件11相對(duì)于容器外殼6可旋轉(zhuǎn)地附接即可。

此外，根據(jù)上述實(shí)施例，突起部102形成在位移部件上且第二表面104形成在檢測(cè)室5的內(nèi)壁上，并且二者之間的距離t2設(shè)定為預(yù)定值，但是本發(fā)明不限于此實(shí)施方式。例如，可以采用這樣一種構(gòu)造，其中，平滑的管制部件用于位移部件11的該區(qū)域，并且在與檢測(cè)室5的第二表面104對(duì)應(yīng)的第二區(qū)域上設(shè)置沿著位移部件11旋轉(zhuǎn)位置延伸的凸肋形狀。

此外，以上描述了第一表面和第二表面經(jīng)由具有大于180度面間夾角的一條脊線106連接，但是本發(fā)明不限于此實(shí)施方式。例如，這兩個(gè)表面也可以大于180度的面間夾角直接相連。如果至少一條具有大于180度面間夾角的脊線位于第一表面和第二表面之間，則保持在第二表面104側(cè)的墨就不易移動(dòng)到第一表面105側(cè)(檢測(cè)區(qū))。

雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)給予最寬泛的解釋，以便涵蓋所有的變型以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。