JP4141946B2 - 液体収容袋の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体収容袋の検査方法に関する。

従来より、液体噴射装置の一つとして、インクジェット式記録装置が広く用いられている。このインクジェット記録装置には、キャリッジ以外の場所に設けられた液体収容体としてのインクカートリッジを、供給チューブを介して、ノズルを有する液体噴射ヘッドとしての記録ヘッドに接続する、いわゆるオフキャリッジタイプのものがある。このインクジェット式記録装置に採用されるインクカートリッジとしては、例えば、外郭ケース内に、可撓性のフィルムからなる液体収容袋としてのインクパックを収容するものがある。このインクカートリッジからインクを導出する際には、外郭ケース内に加圧ポンプ等により空気を圧送し、この空気の加圧によりインクパックを押し潰してインクを押し出す。インクパックから押し出されたインクは、供給チューブを介して、前記記録ヘッドに圧送される。そして、記録ヘッドに供給されたインクは、記録ヘッドに備えられたノズルの開口からインク滴として記録紙に吐出され、印刷が行われるようになっている。

前記インクパックは、一般的に、導出部を外部に突出するように設けた状態で、可撓性フィルムの縁を熱溶着して袋状にすることで形成されている。このため、インクパックに溶着不良箇所があると、その部分からインクが漏出する。また、可撓性フィルム自体に、微小な孔等の損傷があると、その損傷箇所からインクが漏出してしまう虞がある。

この課題に対し、インク流路等のリークの有無を確認する検査方法が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。この検査方法では、インクカートリッジにリークテスタを接続し、インクカートリッジ内に空気を圧送した後、リークテスタによってインクカートリッジから漏出する空気の流出量を測定することで、リークの有無を確認していた。
特開２００３−１２７４０９号公報

ところが、上記の検査方法では、インクパック（インクカートリッジ）を１個ずつリークテスタに接続して検査しなければならず、検査に手間がかかっていた。
本発明の目的は、簡単に検査を行うことができる液体収容袋の検査方法を提供することにある。

本発明の液体収容袋の検査方法は、袋状の可撓性部材からなり、内部に液体を収容可能な液体収容部と、前記液体収容部の内部を外部に連通する連通部とを備えた液体収容袋の検査方法において、圧力可変手段によって、前記液体を収容する前に前記液体収容部内の気体を吸引することにより、吸引前に離間していた前記可撓性部材の内面を互いに密着した形状にする工程と、所定時間放置した後に、前記液体収容部が、前記可撓性部材の内面が密着した形状であるか否かを判定し、該形状である場合には前記液体収容袋のリークが無いと判定し、吸引により密着された前記可撓性部材の内面が離間した場合にはリークが
あると判定する工程とを備えた。

これによれば、液体収容部の内圧を外圧と圧力差を設けた状態にして、液体収容部の可撓性部材を撓んだ状態にする。さらに、所定時間後、その可撓性部材が撓んだ状態に維持されているか否か判別することで、リークの有無を確認することができる。このため、可撓性部材が撓んだ状態であるか否か確認することのみで検査が行われるので、検査の手間を省き、簡単に検査を行うことができる。

この液体収容袋の検査方法において、前記液体収容袋の前記連通部に、前記圧力可変手段の接続部材が前記連通部に挿入された際に開弁し、前記接続部材が前記連通部から抜出された際に閉弁する弁機構を設け、前記液体収容部内の気体を吸引する際には、前記連通部に前記接続部材を挿入して前記圧力可変手段と前記液体収容部の内部とを連通し、前記所定時間放置する際には、前記連通部から前記接続部材を抜出する。

これによれば、液体収容袋の連通部には、圧力可変手段の接続部材が挿入された際に開弁し、接続部材が抜出された際に閉弁する弁機構が備えられている。このため、液体収容部内が所定圧になった際には、前記接続部材が抜出されて弁機構が閉弁することで、連通部を介した流体の流入又は流出を遮断することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。図１は、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置（以下、単にプリンタとする）の概略を説明する平面図である。

図１に示すように、プリンタ１は、フレーム２を備え、フレーム２にはプラテン３が架設されている。プラテン３上には、図示しない紙送り機構により、記録紙が給送されるようになっている。そして、フレーム２には前記プラテン３と平行にガイド部材４が架設されており、このガイド部材４には、キャリッジ５がガイド部材４の軸線方向に移動可能に挿通支持されている。また、このキャリッジ５は、タイミングベルト６を介してキャリッジモータ７に駆動連結されており、キャリッジモータ７の駆動によってガイド部材４に沿って移動するようになっている。

キャリッジ５のプラテン３に対向する面には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド８が搭載されている。そして、キャリッジ５上には記録ヘッド８に液体としてのインクを供給するバルブユニット９が搭載されている。各バルブユニット９は、本実施形態においては、プリンタ１に使用される６色のインク（種類）に対応して６個具備されている。

尚、記録ヘッド８の下面には図示しないノズル開口が設けられており、図示しない圧電
素子の駆動により、記録媒体である紙面上にノズル開口からインク滴が吐出されるようになっている。

フレーム２の右端にはカートリッジホルダ１０が形成されている。そして、このカートリッジホルダ１０には、６個のインクカートリッジ１１が着脱可能に備えられている。これらのインクカートリッジ１１は、図２に示すように、内部が気密状態となっているケース１２と、その内部に収容された液体収容袋としてのインクパック１３とによって構成されている。インクパック１３には、ブラックインク及び各カラーインクがそれぞれ貯留されている。これらのインクパック１３と前記各バルブユニット９とは、可撓性の材質からなる供給チューブ１４を介して接続されている。

また、図１に示すように、プリンタ１には、加圧ポンプ１５が備えられている。この加圧ポンプ１５は、６本の空気供給チューブ１６を介して前記各インクカートリッジ１１の各ケース１２と接続されている。従って、加圧ポンプ１５により加圧された空気は、各空気供給チューブ１６を介して各インクカートリッジ１１のケース１２内に導入され、ケース１２とインクパック１３との間に形成された空間Ｓ（図２参照）に導入されるようになっている。

すなわち、加圧ポンプ１５が駆動されることにより、ケース１２内に空気が導入されると、インクパック１３は加圧空気によって押し潰される。そして、各インクパック１３に貯留されているインクは、インクパック１３から押し出されて、各供給チューブ１４を介して各バルブユニット９にそれぞれ供給される。

次に、前記インクパック１３について、図３及び図４に従って説明する。図３に示すように、本実施形態におけるインクパック１３は、液体収容部としての袋部２０と連通部としての導出部２１とを備えている。袋部２０は、可撓性部材としての２枚のフィルム部材２２，２３から構成されている。各フィルム部材２２，２３は、熱可塑性樹脂層と、ガスバリア層とを有しており、長方形状に形成されている。両フィルム部材２２，２３は、その前記各熱可塑性樹脂層が互いに向き合うように重ね合わされ、その４辺の縁が熱溶着されることで互いに固着し、袋状を成している。また、袋部２０の４辺のうちの１つである辺２４には、前記導出部２１が、各フィルム部材２２，２３に挟まれた状態で熱溶着されている。袋部２０の内部空間には、各インクがそれぞれ収容されている。

次に、導出部２１について図４及び図５に従って説明する。導出部２１は、管体２５を備えている。管体２５は、内部に導出孔２６を有しており、導出孔２６を介してインクパック１３（袋部２０）内部を外部に連通するようになっている。また、導出孔２６は、中心孔２６ａと、中心孔２６ａの内周面に形成された連通溝２６ｂとから構成されている。

また、導出孔２６には、弁機構Ｖが内設されている。この弁機構Ｖは、ゴム等の弾性材料からなり、筒状の封止部材であるパッキン２７を備えている。パッキン２７は、前記供給チューブ１４の先端に接続された中空針Ｎ１の外径より若干小さい内径の孔を中心に備えている。このパッキン２７は、導出孔２６の導出口側に圧入されている。パッキン２７よりも内側には弁機構Ｖを構成する弁体２８が備えられている。また、導出孔２６には、弁体２８をパッキン２７側に付勢するように、弁機構Ｖを構成するコイルバネ２９が設けられている。このコイルバネ２９は、外部から力が加えられていない場合には、図４に示すように、弁体２８をパッキン２７に押しつけてパッキン２７の孔を閉塞し、導出孔２６内の流体の流れを遮断するようになっている。図５に示すように、このパッキン２７を介して、前記供給チューブ１４に接続された中空針Ｎ１が挿入されると、中空針Ｎ１がコイルバネ２９の付勢力に抗して弁体２８を押圧し、弁体２８がパッキン２７から離間する。このとき、パッキン２７は中空針Ｎ１の外周に密着している。その結果、インクパック１
３内の流体（インク）が、導出孔２６の前記連通溝２６ｂを通過し、中空針Ｎ１の先端に設けた孔Ｈ１に供給される。そして、前記孔Ｈ１から中空針Ｎ１に供給されたインクは、供給チューブ１４を介して記録ヘッド８に供給される。

次に、インクパック１３のリーク（漏出箇所）の有無を検査する検査方法について図６及び図７に従って説明する。まず、インクパック１３を吸引装置３１に装着する。吸引装置３１は、図６に示すように圧力可変手段としての吸引ポンプＰを備え、吸引ポンプＰには空気配管３２が接続されている。また、空気配管３２の先端には、接続部材である中空針Ｎ２（図７参照）が設けられて、本実施例においては吸引口として機能している。中空針Ｎ２は、図４及び図５に示す前記供給チューブ１４に接続された中空針Ｎ１と同じ構成になっている。この空気配管３２の途中には、弁３３が設けられている。

インクパック１３の導出部２１に前記中空針Ｎ２を挿入すると、図５に示すように、弁体２８が押圧されて導出孔２６が開状態となり、インクパック１３の内部が空気配管３２に連通される。このとき、インクパック１３の袋部２０内に空気が入った状態となっているので、インクパック１３は、その両フィルム部材２２，２３の中央部分が互いに密着せず、離間した状態になっている。

導出部２１に前記中空針Ｎ２を挿入して前記吸引装置３１にインクパック１３を装着すると、減圧段階に移り、弁３３を開状態にして、吸引ポンプＰを駆動させる。すると、中空針Ｎ２の孔Ｈ２及び空気配管３２を介してインクパック１３内の空気が吸引される。このとき、インクパック１３の袋部２０内の空気が吸引されることにより、フィルム部材２２，２３の内面が徐々に接近し、袋部２０の内部空間の体積が縮小していく。つまり、袋部２０の内圧が、外圧よりも低い圧力になる。

さらに、吸引ポンプＰを駆動させると、図７に示すように、両フィルム部材２２，２３の中央部分の内面が密着するとともに、両フィルム部材２２，２３が撓んだ状態となる。そして、図示しない圧力計により測定された値が所定圧になると、導出部２１から前記中空針Ｎ２を引き抜く。中空針Ｎ２が引き抜かれると、前記コイルバネ２９の付勢力により弁体２８がパッキン２７に圧接され、弁機構Ｖは閉状態となる。これにより、袋部２０内は、弁機構Ｖによって封止される。このとき、両フィルム部材２２，２３が密着した状態が保持されているか否か、外観を確認する。

更に、予め設定された所定時間だけ、減圧状態のインクパック１３を放置する。この所定時間は、インクパック１３の容量又は材質にもよるが、数分〜１２時間程度である。所定時間が経過すると、確認段階に移り、インクパック１３の袋部２０の外観が、減圧されたときの外観（両フィルム部材２２，２３が密着した状態）となっているか否か視認する。袋部２０及び導出部２１に孔や溶着不良箇所が無い場合には、袋部２０内の圧力は、減圧段階で減圧されたときの圧力にほぼ維持されているので、減圧されたときの外観が保持されている。詳述すると、フィルム部材２２，２３の中央部分の内面が密着し、両フィルム部材２２，２３が撓んだ状態となっているときには、減圧状態が保持され袋部２０及び導出部２１に孔や溶着不良箇所が無いと判断され、インク注入段階に移る。尚、前記所定時間とは、インクパック１３に漏出箇所が有った場合に、内部を減圧されたインクパック１３に漏出箇所から空気が流入することにより、その袋部２０の外観が変化するまでに要する時間である。さらに、本実施形態では、所定時間は、その袋部２０の外観の変化が、目視によって確認できる状態になるまでに要する時間である。また、前記所定時間は、実験等により求められる。

逆に、袋部２０及び導出部２１に微小な孔や、溶着不良箇所等があった場合には、孔又は前記溶着不良箇所を介して外部から空気が流入している。その結果、フィルム部材２２
，２３の間に空気が介入し、互いに離間して図３のように若干膨らんだような形状となる。このようなインクパック１３は、減圧されたときの外観（減圧状態）が保持されていないと判断され、除外される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、インクパック１３の袋部２０内を吸引装置３１に備えられた吸引ポンプＰによって所定圧に減圧し、フィルム部材２２，２３が、その中央部分の内面が互いに密着し、撓んだ状態になるようにした。そして、所定時間後、フィルム部材２２，２３が減圧されたときの外観（減圧状態）を維持しているか否か視認することによってリークの有無を検査するようにした。このため、リークテスタ等を用いて手間をかけることなく、袋部２０内を減圧するだけで、簡単にインクパック１３のリークの有無を確認することができる。

（２）上記実施形態では、インクパック１３の袋部２０内を減圧することで、袋部２０内と外圧との間に圧力差を設け、フィルム部材２２，２３を撓ませるようにした。このため、袋部２０を高圧にすることでその溶着部が破損してしまうのを防止することができる。

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各インクカートリッジ１１を、各ケース１２と、各ケース１２に収容されるインクパック１３とから構成した。このインクカートリッジを、一つのケース内に複数のインクパックが収容される構成としてもよい。また、インクカートリッジ１１は６個に限定されず、プリンタ１に使用されるインクの種類に応じて適宜変更してもよい。更に、ケースに収容しないでインクパック１３の状態で使用される形態であっても良い。

・上記実施形態では、インクパック１３を、２枚のフィルムを貼り合わせた構造としたが、これに限定されることはない。例えば、インクパック１３の袋部２０は、１枚のフィルムを袋状にした構成でもよい。また、前記袋部２０は、３枚以上のフィルムを互いに貼り合わせることにより袋状にした構成でもよい。

・上記実施形態では、インクパック１３を可撓性フィルムから形成したが、これを樹脂ケース内を可撓性フィルムで仕切ったインクカートリッジ等にしてもよい。つまり、内圧と外圧の圧力差により変形する可撓性の部分を備えたインク収容部を有するインクカートリッジに適用することができる。

・上記実施形態では、インクパック１３を減圧してから所定時間放置し、その外観の変化の有無を視認することで、リークの有無を確認した。これ以外に、袋部２０の外観形状を検出する、検出手段としてのモニタと、モニタに接続され、モニタによって撮像されたデータを処理する制御装置とを使用して、モニタによって撮像されたデータを処理することで形状を確認するようにしてもよい。このようにすると、より効率的に検査を行うことができる。

・上記各実施形態においては、液体噴射装置として、インクを吐出するプリンタ１について説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、流体（液体）もインクに限られず、他の流体（液体）に応用してもよい。さらに、液体収容袋は、液体噴射装置以外の装置に搭載してもよい。

本実施形態のプリンタの平面図。 同プリンタに備えられるインクカートリッジの断面図。 同インクカートリッジに備えられるインクパックの斜視図。 同インクパックの導出部の断面図。 同インクパックの導出部の断面図。 同インクパックの検査方法を説明する説明図。 減圧段階のインクパックの斜視図。

符号の説明

１…液体噴射装置としてのプリンタ、１１…液体収容体としてのインクカートリッジ、１３…液体収容袋としてのインクパック、２１…連通部としての導出部、２２，２３…可撓性部材としてのフィルム部材、Ｎ２…吸引口としての中空針、Ｐ…圧力可変手段としての吸引ポンプ、Ｖ…弁機構。

Claims (2)

1. 袋状の可撓性部材からなり、内部に液体を収容可能な液体収容部と、前記液体収容部の内部を外部に連通する連通部とを備えた液体収容袋の検査方法において、
   圧力可変手段によって、前記液体を収容する前に前記液体収容部内の気体を吸引することにより、吸引前に離間していた前記可撓性部材の内面を互いに密着した形状にする工程と、
   所定時間放置した後に、前記液体収容部が、前記可撓性部材の内面が密着した形状であるか否かを判定し、該形状である場合には前記液体収容袋のリークが無いと判定し、吸引により密着された前記可撓性部材の内面が離間した場合にはリークがあると判定する工程とを備えたことを特徴とする液体収容袋の検査方法。
2. 請求項１に記載の液体収容袋の検査方法において、
   前記液体収容袋の前記連通部に、前記圧力可変手段の接続部材が前記連通部に挿入された際に開弁し、前記接続部材が前記連通部から抜出された際に閉弁する弁機構を設け、
   前記液体収容部内の気体を吸引する際には、前記連通部に前記接続部材を挿入して前記圧力可変手段と前記液体収容部の内部とを連通し、前記所定時間放置する際には、前記連通部から前記接続部材を抜出することを特徴とする液体収容袋の検査方法。

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