JP2015047700A - 液体容器及びそれを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、液体を補充する際に、接続された補充容器内の残液を低減可能な液体容器及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】
補充用液体容器と接続して液体を補充する液体容器であって、補充用液体容器との接続部を備え、前記接続部には補充用液体容器に挿入されて液体を流入させることが可能なパイプ部を有し、前記パイプ部の先端にはスリットが設けられていることを特徴とする液体容器。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液体容器及びそれを備えたインクジェット記録装置に関する。

本発明に関する背景として、インクジェット記録装置へインクあるいは溶剤を補充する際、作業者が補充用液体容器を注ぎ口が開いた状態で持ち、注ぐ操作を行う際に取扱いの失敗により液体容器内のインクや溶剤をこぼす危険があった。
この危険を排除する従来技術として、補充用液体容器の液体シール部を閉じた状態で、インクシステム側のアダプタに接続し、接続した状態で液体シール部を開き、インクや溶剤を補充する方式がある。
本方式に関する公知技術として、特表２０１１−５００３５３号公報（特許文献１）がある。この公報には、「連続インクジェットプリンタ用の交換カートリッジのような容器内に残っているインク又は溶剤のような液体の体積を測定するための方法が、貯蔵用の可変容積を有する内部空間を包囲するリザーバを使用する。リザーバは、内部空間の圧力の減少をもたらすようになっており、その減少は、液体がプリンタ内に引き込まれるとき大きさが実質的に単調に増加し、残っている液体の体積を、更なる液体をリザーバからプリンタに引き込むのに必要な最小抜取り圧力の情報から計算することができる。本発明に使用する容器は、液体小出しポートを有し、該ポートは、ポートの外部の抜取り圧力が内部空間の圧力より小さいときに液体を小出しさせ、かつ、液体が小出しされるときにリザーバの内部空間に空気が進入するのを防止するようになっている。」と記載されている。

特表２０１１−５００３５３号公報

前記特許文献１には、インクジェット記録装置への、インク又は溶剤の補充方法の仕組みが記載されている。特許文献１では、空気がリザーバの内部空間に入ることなく、液体の小出しを制御するための一つの適当な構成は、ポートが、交換カートリッジが使用中であるときに中空チューブ又は針によって刺し通される自己密封隔壁を備えることである。液体は、ポンプによって中空チューブを通って引き出され、ポンプには中空チューブが液密接続によって接続される。
しかしこの場合、容器内の液体をポンプによって装置内に引き込むため、交換カートリッジ側の隔壁シール部の設置位置や、リザーバへの交換カートリッジの設置方向によっては、液体補充終了後交換カートリッジ内に液体が残る可能性がある。
そこで、本発明は、液体を補充する際に、接続された補充容器内の残液を低減可能な液体容器及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供する。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、補充用液体容器と接続して液体を補充する液体容器であって、補充用液体容器との接続部を備え、前記接続部には補充用液体容器に挿入されて液体を流入させることが可能なパイプ部を有し、前記パイプ部の先端にはスリットが設けられていることを特徴とする液体容器。

本発明によれば、液体を補充する際に、接続された補充容器内の残液を低減可能な液体容器及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することができる。

インクジェット記録装置本体および印字ヘッド外観を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の原理を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の循環系経路構成を示す図である。 第一の実施例におけるインクジェット記録装置へのインクあるいは溶剤の補充の仕組みを説明するための図である。 第一の実施例におけるインクあるいは溶剤容器に装着されている接続部材の等角図である。 第一の実施例におけるインクあるいは溶剤容器と補充用液体容器との接続部の拡大図である。

以下、本実施例につき図示例を用いて説明を行う。なお、本発明は図示例に限定されるものではない。

図１はインクジェット記録装置１００を示す斜視図である。インクジェット記録装置１００には、外部には操作表示部３が備えられた本体１と印字ヘッド２が備えられており、本体１と印字ヘッド２は導管４で接続されている。

ここでインクジェット記録装置１００の動作原理について説明する。図２に示すように、インク容器１８内のインクはポンプ２５に吸引、加圧されてインク柱７となってノズル８から吐出される。ノズル８には、電歪素子９が備えられており、インクに所定の周波数で振動を加えてノズル８から吐出されるインク柱７を粒子化するようになっている。これにより生成されるインク粒子１０の数は、電歪素子９に印加する励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。

インク粒子１０は、印字情報に対応した大きさの電圧を帯電電極１１にて印加することで電荷を与えられるようになっている。帯電電極１１で帯電させられたインク粒子１０は、偏向電極１２間に生じる電界中を飛翔している間、帯電量に比例した力を受けて偏向し、印字対象物１３へ向かって飛翔して着弾する。その際、インク粒子１０は帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直行する方向に生産ラインが印字対象物１３を移動させることで、偏向方向と直行した方向にも粒子を着弾させることが可能となり、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。印字に使用されなかったインク粒子１０は偏向電極１２間を直線的に飛翔して、ガター１４により捕捉された後に経路を経由して、主インク容器１８に回収される。

次に、インクジェット記録装置１００の実際の使用状態の一例を図３に示す。インクジェット記録装置１００は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられ、本体１は使用者が操作できる位置に設置され、印字ヘッド２はベルトコンベア１５などの生産ライン上を給送される印字対象物１３に近接できる位置に設置される。

ベルトコンベア１５などの生産ライン上には給送速度に係わらず同じ幅で印字するために、給送速度に応じた信号をインクジェット記録装置１００に出力するエンコーダ１６や、印字対象物１３を検出してインクジェット記録装置１００に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは本体１内の図示しない制御部に接続されている。

エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて制御部がノズル８から吐出されるインク粒子１０への帯電量や帯電タイミングを制御し、印字対象物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子１０を印字対象物１３へ付着させて印字を行うようになっている。

図４は、インクジェット記録装置１００の全体的な経路構成を示す説明図である。本体１には、循環するインクを保持する主インク容器１８が備えられており、主インク容器１８には、主インク容器１８内の液体が内部に保持されるのに適正な量である基準液面レベルに達しているか否かを検知する液面センサ３８が備えられている。主インク容器１８には、インクを循環させるための経路１０１を介してインクの粘度を計測するための落下式粘度計である粘度計測器２１に接続されている。

粘度計測器２１は経路１０２を介して経路の開閉を行う電磁弁２２に接続されており、電磁弁２２は経路１０３を介してインクや溶剤の吸引、圧送に供されるポンプ２５に接続されている。そして、ポンプ２５は経路１０４を介してインク中に混入している異物を除去するフィルタ２８に接続されている。

フィルタ２８は、経路１０５を介してポンプ２５から圧送されたインクを印字するために適正な圧力に調整する減圧弁３０に接続されており、減圧弁３０は、経路１０６を介してインクの圧力を検出するための圧力センサ３１に接続されている。

圧力センサ３１は、導管４内をとおる経路１０７を介して印字ヘッド２内に備えられたインクを吐出する吐出口を供えたノズル８に接続されている。

ノズル８のインク吐出方向には、ノズル８から吐出されたインク粒子１０に印字する文字情報に応じた電荷量を粒子に帯電させる帯電電極１１が配置されている。帯電電極１１により帯電させられたインク粒子１０の飛翔方向には、帯電されたインク粒子１０を偏向させる電界を発生させる偏向電極１２が配置されている。

偏向電極１２のインク飛翔方向側には、印字に使用されないために帯電、偏向されずに直線的に飛翔するインク粒子１０を捕捉するガター１４が配置されている。

ガター１４は、導管４内をとおる経路１０８を介して本体１内に配置されているインク中に混入している異物を除去するフィルタ２９と接続されており、フィルタ２９は、経路１０９を介してガター１４により補足されたインク粒子１０を吸引する回収ポンプ２６と接続されている。そして、回収ポンプ２６は、経路１１０を介して吸引したインク粒子１０を主インク容器１８に回収する。

本体１には、排気口３２が設けられており、排気口３２は経路１５０を介して主インク容器１８と接続されており、インク中の揮発した溶剤成分が経路１５０を介して、本体１の外部に排気される。

また、本体１には、ノズル８で生じるインクによる汚染の解消及びインクの濃度を調整するための溶剤を収容する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０は、経路１１１を介して溶剤の吸引、圧送を行うポンプ２７に接続されている。また、ポンプ２７は、経路１１２を介して経路の開閉を行う電磁弁２４に接続されており、電磁弁２４は、経路１１３を介して主インク容器１８に接続されている。

さらに、本体１には、補充用のインクを保持する補助インク容器１９が備えられており、補助インク容器１９は、経路１２０を介して経路の開閉を行う電磁弁２３に接続されている。そして、電磁弁２３は経路１２１を介して経路１０３に接続されている。
つづいて、本実施例におけるインク・溶剤容器、及びそれを備えたインクジェット記録装置へのインクあるいは溶剤の補充方法及び外観の説明について図５〜図７を用いて説明する。

図５は、本体１側の補助インク容器１９あるいは溶剤容器２０と補充用液体容器５００の接続方法の例であり、図５(a)は補充用液体容器接続前、図５(ｂ)は補充用液体容器接続後の例である。補助インク容器１９あるいは溶剤容器２０は本体１内に設置された状態とし、補充動作はインクジェット記録装置１００内で行うものとする。なお、補助インク容器１９及び溶剤容器２０は同様の形状を有するものであるため、ここでは、補助インク容器１９のみについて説明する。また、補充用液体容器５００についても、補助インク容器１９と接続するインク補充用のものとして説明する。

図５において、まず、補充用液体容器５００の構造について説明する。補充用液体容器５００にはインクが充填されており、補充用液体容器５００の開口部５０１を覆うように容器キャップ５０２が取付けられている。この容器キャップ５０２の先端面は、補助インク容器１９との接続面となる。補充用液体容器５００は容器キャップ５０２を有しているため、図５（ａ）に示す補充動作前で補充用液体容器の開口部５０１が下方を向く状態においても、インクあるいは溶剤がこぼれることはなく、補充用液体容器５００内のインクあるいは溶剤の漏れを防止する機能を有している。

次に本体１に搭載された補助インク容器１９について説明する。
補助インク容器１９の一端部には、補充用液体容器５００と接続するための接続部材６００が取付けられている。この接続部材６００には、インクを補助インク容器１９に流入させるためのパイプ部６０１が設けられている。接続部材６００の詳細構造は後段で説明する。

続いて、補助インク容器１９と補充用液体容器５００との接続動作について説明する。図５（ａ）に示すように、接続部材６００の上方において補充用液体容器５００を開口部５０１が下方を向く状態にし、鉛直に差し込み接続させる。図５（ｂ）に示すように接続させることにより、容器キャップ５０２の一部がパイプ部６０１で突破られ、補充用液体容器５００内のインクをインク容器１９へ補充することができる。このように、本実施例では、インクあるいは溶剤の自重によって補充が可能であるため、チューブやポンプ等の構成が不要となり、コストが低減可能である。

次に、図６を用いて接続部材６００の詳細構造について説明する。図６は、接続部材６００の構造の外観を示す斜視図である。接続部材６００の中央部には内部に液体を通すことが可能なパイプ部６０１を有し、容器キャップ５０２を突き刺すパイプ先端は斜めにカットされた形状になっている。

また、パイプ部６０１の斜め形状部の下端にはスリット６０２が設けられている。これは、容器キャップ５０２を突破る際に、容器キャップ５０２を完全に突き破るのではなく、破られた端面の一部が容器キャップ５０２に取り残される状態にするためのものである。このスリット６０２によってインク容器１９あるいは溶剤容器２０へ容器キャップ５０２の破れ部分の切れカスが落下するのを防止する効果がある。

パイプ部６０１の内側には十字形状のリブ６０３が設けられている。これは、容器キャップ５０２をパイプ部６０１で突破る際に、パイプ部６０１には補充用液体容器５００の重さがかかるため、その分負荷がかかる。この負荷に耐えられる構造として、リブ６０３を設けている。リブの本数が多ければ接続時の負荷に対する強度は上がるが、その場合、インクあるいは溶剤の流路が狭まり、インクあるいは溶剤をスムーズにインク容器１９、溶剤容器２０へ補充することが困難となる。そこで、リブ６０３を十字形状とし、強度を持たせるとともにインクを補充する際に、インク流入の流れを極力妨げないようにしている。また、負荷に耐えられる強度を確保する上で、リブ６０３の設置位置はパイプ部６０１の上端部が望ましく、スリット６０２と同位置に設けている。

接続部材６００は凹形状を有しており、その凹み部分である受け皿６０４によって補充用液体容器５００の接続時に補充用液体容器５００を安定させて保持することができる。また、先に説明したパイプ部６０１はこの受け皿６０４の面の中央に設けられており、パイプ部６０１は受け皿６０４の面からみて、補助インク容器１９の外部方向及び内部方向に延出している。

接続部材６００は樹脂で成形されている。容器キャップ５０２を突破る突破り力を低減させるには、金属を用いて突破るほうが効率はよいが、インク容器１９、溶剤容器２０には、インクあるいは溶剤が貯蔵されているため、静電気によって、引火の危険性がある。そこで、本実施例における突破り部６００は樹脂で成形されたものである。

図７は、補充用液体容器５００とインク容器１９との接続部の拡大図である。接続状態において、容器キャップ５０２の内面５０３にはパイプ部６０１が容器キャップ５０２を突破り、補充用液体容器５００へ挿入された高さ分容器キャップ内面５０３には液体が残る。残液を極力低減させるためにスリット６０２で容器キャップ内面５０３に残る液体をインク容器１９、溶剤容器２０へ補充することが可能である。そのため、スリット６０２の長さは容器キャップ５０２の位置によって変わってくる。

本実施例では、パイプ部６０１が補充用液体容器を突き破って接続される構成を説明したが、例えば、補充用液体容器に開閉可能な蓋部を有し、パイプ部６０１によって、その蓋部が開いて液体が流入可能になる構成であっても、補充用液体容器に挿入されたパイプ部６０１にスリットが設けられていることにより、補充用液体容器内の残存液を低減することが可能である。

以上の構成を有することにより、接続された補充用液体容器内の残液を低減可能な液体容器及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することができる。

１００…インクジェット記録装置
１…本体 ２…印字ヘッド ３…操作表示部 ４…導管 ８…ノズル １０…インク粒子
１１…帯電電極 １２…偏向電極 １３…印字対象物 １４…ガター １８…主インク容器 １９…補助インク容器 ２０…溶剤容器 ２１…粘度計測器 ２２、２３、２４…電磁弁 ２５…インク供給用ポンプ ２６…インク回収用ポンプ ２７…溶剤回収用ポンプ
２８、２９…フィルタ ３０…減圧弁 ３１…圧力センサ ３２…排気口 ５００…補充用液体容器 ５０１…容器口 ５０２…容器キャップ ５０３…容器キャップ内面 ６００…接続部材 ６０１…パイプ部 ６０２…スリット ６０３…リブ ６０４…受け皿

Claims (8)

1. 補充用液体容器と接続して液体を補充する液体容器であって、
   補充用液体容器との接続部を備え、前記接続部には補充用液体容器に挿入されて液体を流入させることが可能なパイプ部を有し、前記パイプ部の先端にはスリットが設けられていることを特徴とする液体容器。
2. 請求項１に記載の液体容器であって、
   前記パイプ部の内部にはリブが設けられていることを特徴とする液体容器。
3. 請求項２に記載の液体容器であって、
   前記リブは十字形状であることを特徴とする液体容器。
4. 請求項２または３に記載の液体容器であって、
   前記リブは前記スリットと同程度の高さ位置に設けられていることを特徴とする液体容器。
5. 請求項１に記載の液体容器であって、
   前記接続部は凹形状を有し、前記凹形状の底面で補充用液体容器の端部と当接して補充用液体容器を保持することを特徴とする液体容器。
6. 請求項１に記載の液体容器であって、
   前記パイプ部の先端は斜め形状であることを特徴とする液体容器。
7. 請求項６に記載の液体容器であって、
   前記スリットは、前記パイプ部の斜め形状の下端部に設けられていることを特徴とする液体容器。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体容器を備えたインクジェット記録装置。

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