JP6562708B2 - 液体収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、液体を収納する液体収納容器に関する。

インクジェットプリンタに代表される記録装置には、液体収納容器（例えばインクタンク）が用いられる。このような記録装置においては、液体収納容器が収納する液体を液体吐出ヘッドに供給し、液体吐出ヘッドから液体を記録媒体に吐出することによって、画像や文字等の記録を行う。

液体収納容器は、液体消費時の交換を容易に行うようにするため、記録装置の液体収納容器装着部に対して着脱自在に構成されていることが一般的である。液体収納容器にはゴム栓等で栓をされた供給口が設けられており、液体収納容器装着部には液体収納容器との接続部に中空針等が設けられている。このような液体収納容器の供給口に対して中空針等を接続することで、液体収納容器から記録装置に液体の供給を行う。

近年、印字デューティが高く、多くの液体を消費する大型の記録装置に対して、液体収納容器の交換頻度を抑えるため、ブロー成形等で製造されるような筐体に多量の液体を直接収容する液体収納容器が求められている。このような液体収納容器を装着する液体収納容器装着部の構成や、液体収納容器の装着方法としては、特許文献１に記載されているものがある。即ち、液体収納容器の供給口を、液体収納容器装着部に対する挿入方向前方の面（装着面）に設け、液体収納容器を液体収納容器装着部に装着する方向と、液体収納容器の供給口と記録装置の液体供給経路との接続方向とを、同一の方向とするものである。このような液体収納容器装着部と液体収納容器との結合では、液体収納容器の液体収納容器装着部への位置決めと、供給口への中空針等の挿入とが、一度の動作で行われる。

特許文献１に記載されているように、液体収納容器は、液体収納容器装着部に対して水平方向に挿入するものがある。液体収納容器では、液体収納容器内の液体の使い切り向上のため、液体を収納している液体収納部の底面を、供給口に向かって重力方向下方に傾斜させることがある。このような場合、液体の使い切りの観点から、記録装置の設置面の傾斜等により記録装置本体が傾斜しても、装着されている液体収納容器の液体収納部の底面は供給口に向かって重力方向下方に傾斜していることが好ましい。即ち、液体収納部の底面は記録装置の最大傾きを考慮した傾斜（保証角度）を備えていることが好ましい。

一方で、液体収納部の底面の傾斜により、液体収納容器の姿勢が不安定となることがある。この結果、液体収納容器の記録装置への装着時の装着精度が低下することとなる。姿勢の安定化のためには、特許文献２に記載されているように、液体収納容器の下方に突起を設ける方法が考えられる。

特開２０１１−２２４９５９号公報 特開２０００−１７７１４５号公報

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、記録装置の設置面の傾斜の保証角度が大きくなった場合、液体収納容器の底面傾斜も大きくすることになる。よって、それに従って液体収納容器底面の突起も大きくなるため、液体収納容器の成形性の低下や、落下等による破損が考えられる。液体収納容器の形状を変化させると、液体収納容器を記録装置に高精度に装着することが困難となる場合がある。

また、液体収納容器底面に突起を設ける場合に限らず、液体収納容器を記録装置に装着する際に液体収納容器が安定せず、高精度に装着できない場合がある。例えば、液体収納容器が小さい場合には記録装置との位置合わせが難しなるし、記録装置側が大きく液体収納容器を装着する部分に余裕があると、液体収納容器が記録装置内で動くことがある。

従って、本発明では、記録装置に高精度に装着可能な液体収納容器を提供することを目的とする。

本発明は、液体を収納する液体収納容器であって、記録装置に装着される際に前方を向く装着面と、前記液体収納容器を前記記録装置に装着する際に重力方向下方に位置する面である底面と、を有し、前記装着面は、前記記録装置の位置決め部材が当接して前記液体収納容器の位置を決めるための位置決め部分と、前記液体を前記記録装置に供給するための供給口とを有し、前記底面は、第一の面と、第二の面と、前記第一の面と前記第二の面との間に位置する第三の面とを含み、前記液体収納容器を前記記録装置に装着する際に、前記第一の面及び前記第二の面は、前記記録装置の支持部材に当接して該支持部材に支持される面であり、前記第三の面は、前記第一の面及び前記第二の面より重力方向下方に位置する面であり、前記第一の面及び前記第二の面は、前記装着面における前記位置決め部分の中心を通る水平面である第一の水平面と、前記装着面における前記供給口の中心を通る水平面である第二の水平面との間に位置することを特徴とする液体収納容器である。

本発明によれば、記録装置に高精度に装着可能な液体収納容器を提供することができる。

液体収納容器が装着された記録装置を示す図。 記録装置の液体収納容器装着部を示す図。 液体収納容器を示す図。 液体収納容器を液体収納容器装着部に装着する様子を示す図。 液体収納容器及び液体収納容器装着部を示す図。 液体収納容器を液体収納容器装着部に装着する様子を示す図。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、液体収納容器が装着された記録装置を示す。図１に示す記録装置は、記録装置の液体収納容器装着部や液体吐出ヘッドの付近を拡大したものである。記録装置１には、液体収納容器９が備えられている。液体収納容器９には、記録装置１の供給管４が挿入されている。挿入部分には不図示のジョイント部材、シールゴム等が取り付けられており、液体収納容器９から液体が漏れないようになっている。供給管４は、液体収納容器内の液体を導出する液体導出口２と、経路７から液体収納容器内に空気を取り入れる空気導入口３とを備えている。供給管４を経由して導出される液体は、経路６を通って液体吐出ヘッド５側へ供給される。

液体収納容器内において、供給管４の空気導入口３は重力方向上向きに開口し、液体導出口２は重力方向下向きに開口している。供給管４の根元で空気導入口３と連通している経路７は、供給管４と反対側の端部が大気に解放されている。これにより、液体導出口２より液体が吸引された際、空気導入口３から空気が入る。液体収納容器内に入り込んだ空気は、液体収納容器内の上方に抜ける。液体導出口２は、液体収納容器内で重力方向下向きに開口させることで、液体収納容器内の液体を効率よく導出することができる。尚、ここで示す供給管４は、液体導出口２と空気導入口３の２流路を一体で備えているが、この２流路は別体であってもよい。経路６の先にはダイアフラム８があり、その先に液体を吐出する液体吐出ヘッド５がある。液体吐出ヘッド５は、エネルギー発生素子や吐出口を有し、エネルギー発生素子が発生したエネルギーによって吐出口から液体を吐出し、紙等の記録媒体に着弾させることで記録を行う。

図２に、記録装置の液体収納容器装着部の斜視図を示す。液体収納容器装着部１０は、上述の供給管４と、図１では図示していない位置決め部材１１と、支持部材１２と、天井部材１３とを有する。

本明細書においては、図２に示すように、液体収納容器９の液体収納容器装着部１０への装着方向（ここでは水平方向）をＸ方向、水平面内の装着方向に垂直な方向をＹ方向、水平面の法線方向、即ち重力方向をＺ方向とする。

液体収納容器装着部１０には、液体収納容器が装着される。この装着の際の液体収納容器の位置決めを行うための部材が、位置決め部材１１であり、位置決め部材１１は位置決め部分２２に対応した形状、位置である。また、供給管４は、供給口２３に対応した形状、位置である。支持部材１２は、液体収納容器を装着する際のガイドレールとなる。天井部材１３は、液体収納容器の重力方向上方に位置し、液体収納容器の姿勢を重力方向上方で規制している。

位置決め部材１１は、液体収納容器装着部１０と液体収納容器とを最終的に位置決めするための部材ある。液体収納容器との係合を考慮すると、位置決め部材１１の先端はテーパ形状であることが好ましい。位置決め部材１１によって液体収納容器の円滑な装着ができ、結果として位置決め部材１１、供給管４、及び液体収納容器等の破損を抑制できる。また、供給管４と液体収納容器の供給口の相対的な位置関係がより高精度になるため、液体収納容器の使用中に、供給管４と液体収納容器の供給口の係合部から液体が漏れ出すことを抑制できる。

図２では、水平方向において２つの位置決め部材１１の間に供給口２３が位置している。より具体的には、少なくとも液体収納容器内で、供給口２３から延在する鉛直線が、水平方向において、２つの位置決め部材１１から延在する鉛直線の間に位置している。このようにすることで、液体収納容器（及び供給口２３）のＹ方向及びＺ方向の移動を規制するだけでなく、Ｘ方向の軸周りの回転も規制することもできる。但し、位置決め部材１１は必ずしも２本である必要はなく、複数設けられていてもよい。或いは、回転の規制があまり必要ない場合には、１本でもよい。位置決め部材が複数の場合は、複数の位置決め部材の間に供給口２３が位置していることが好ましい。また、位置決め部材１１の形状としては、円柱、楕円柱、角柱等が挙げられる。

支持部材１２は、互いに対向するように２つ設けられている。２つの支持部材１２は対称に配置されていることが好ましい。また、２つの支持部材１２の上面は水平であり、支持部材１２はＸ方向に延在していることが好ましい。支持部材１２は、液体収納容器を記録装置の液体収納容器装着部１０に装着する際に、液体収納容器の姿勢の安定化に加え、液体収納容器が位置決め部材１１と係合するまでの位置決めの役割を果たすものである。

図３に、液体収納容器の斜視図を示す。図３（ａ）は、液体収納容器９の分解図である。液体収納容器９は、液体を収納する液体収納部２０と、記録装置の液体収納容器装着部１０と係合する部分を有するジョイント部材２１と、ジョイント部材２１を保護するカバー部材２４を有する。カバー部材２４は装着面の一部を覆っている。液体収納部２０は、空洞の筐体である。液体収納部２０とジョイント部材２１は、超音波溶着や熱板溶着等で一体になるように固定されている。ジョイント部材２１は、位置決め部分２２及び供給口２３を有し、液体収納容器の装着面の一部と見なすことができる。

図３（ａ）の液体収納容器を組み立てた様子を図３（ｂ）に、図３（ｂ）に示す液体収納容器を別の角度から見た図を図３（ｃ）に、それぞれ示す。位置決め部分２２及び供給口２３は、液体収納容器９の装着面に開口した穴である。液体収納容器の装着面とは、液体収納容器を構成する面のうち、液体収納容器を記録装置に装着する際に記録装置側になる面（記録装置と対向する面）である。この装着面の一部はカバー部材２４で覆われている。供給口２３は、液体収納容器９の液体収納部２０が収納する液体を液体吐出ヘッドに供給するための穴である。液体収納容器を構成する面のうち、液体収納容器を記録装置に装着する際に重力方向下方に位置する面が、底面である。図３（ｃ）に示すように、液体収納容器９の底面は、第一の面２５と、第二の面２６と、第一の面２５と第二の面２６との間に位置する第三の面２７とを有する。ここでは、液体収納容器９の底面は、第一の面２５と第二の面２６と第三の面２７との３つの面で構成されている。

液体の使い切りの観点から、供給口２３は装着面のうち重力方向下方に配置され、供給口２３の両脇に２つの位置決め部分２２が配置されている。第一の面２５と第二の面２６とはＸ方向及びＹ方向に平行な一対の平面であることが好ましい。また、第一の面２５と第二の面２６とはＺ方向（重力方向）の高さが同じ面であることが好ましい。第三の面２７は、第一の面２５と第二の面２６との間に位置する。液体の使い切りの観点から、第三の面２７は装着面の供給口２３に向かって重力方向下方に傾斜していることが好ましい。

位置決め部分２２の装着面側の入り口は、位置決め部材１１を位置決め部分２２の中心部へ誘い込めるよう、テーパ形状にすることが好ましい。ここでは、２つの位置決め部分２２の間に供給口２３が位置しているが、このようにすることで、液体収納容器９に対してＹ方向及びＺ方向の平面の移動を規制するだけでなく、Ｘ方向の軸周りの回転も規制することができる。但し、位置決め部材１１と同様、位置決め部分２２は必ずしも２つである必要はなく、複数設けられていてもよい。或いは、回転の規制があまり必要ない場合には、１つでもよい。また、位置決め部分２２の形状は、丸穴、楕円穴、角穴等が挙げられる。

位置決め部材１１と位置決め部分２２とは、互いに当接して位置を決める関係になっていればよい。即ち、例えば位置決め部材１１が丸穴で、位置決め部分２２が円柱であってもよい。

第一の面２５及び第二の面２６は、第三の面２７より重力方向上方に位置する面であり、支持部材１２の上面に当接する面である。よって、位置決め部材１１と位置決め部分２２による位置決めをより円滑に行うための位置決めの役割を果たす。この点から、支持部材１２の上面と、第一の面２５及び第三の面２６は互いに合致する形状であることが好ましい。また、これらの面は液体収納容器の装着方向に平行な面であることが好ましい。

図４及び図５に、液体収納容器９を液体収納容器装着部１０に装着する様子を示す。液体収納容器９を記録装置の液体収納容器装着部１０に装着する際に、第一の面２５及び第二の面２６は、第三の面２７より重力方向上方にある。第三の面２７は２つの支持部材１２の間に挟まれることになる。液体収納容器９の装着量（挿入量）が増えるにつれて、２つの支持部材１２間への第三の面２７の嵌り込み量も増加し、それによりＸＹ平面内での回転に対する規制量も増加する。このため、位置決め部材１１と位置決め部分２２の係合を円滑に行うことができる。

特に、液体収納容器９の液体収納部２０に、ブロー成形によって形成された筐体の容器を使用した場合、射出成形で製造された筐体の容器と比べて製造ばらつきが大きい。特に筐体の面の中でより面積の大きい面は、成形後の応力歪みによる膨らみが大きく、寸法精度が低下しやすい。このような容器において、本発明はより顕著な効果を発現する。

また、液体収納部２０の底面は、その面積が小さい程、寸法の精度が出しやすい。これは、稜線や角部に近づけば近づく程、精度（例えば平滑性）が出しやすく、面自体の面積を小さくすることで面の多くの部分を稜線の近くにすることができるからである。本発明の液体収納部２０の底面は、第一の面２５と、第二の面２６と、第三の面２７とを有する。第一の面２５及び第二の面２６は、支持部材１２と当接する面であり、これらの面の精度を高めることで、液体収納容器９と液体収納容器装着部１０の間のクリアランスも小さくすることができ、操作性が向上するため好ましい。この点から、第一の面２５及び第二の面２６の少なくとも一方の面積は、第三の面２７の面積よりも小さくすることが好ましい。また、第一の面２５及び第二の面２６の面積は、第三の面２７の面積よりも小さくすることが好ましい。第一の面及び第二の面の面積が大きすぎると、上述のように、面の精度が低下するが、一方で第一の面及び第二の面の面積があまりに小さいと、支持部材１２との当接性が低下する。これらも考慮すると、第一の面２５及び第二の面２６の面積は、それぞれ、第三の面２７の面積に対して、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。また、第一の面２５及び第二の面２６の面積は、それぞれ、第三の面２７の面積に対して、５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。

上述の通り、２つの支持部材１２の上面に液体収納容器９の第一の面２５及び第二の面２６が当接することで、Ｚ方向及びＸ方向の軸周りの回転は規制される。また、図６に示すように、２つの支持部材１２の間に第三の面２７が挟まれることで、Ｙ方向及びＺ方向の軸周りに回転が規制される。

次に、Ｙ方向の軸周りの回転に対する規制を説明する。製造による寸法のばらつきや保存による寸法変化にも対応するため、液体収納容器９と液体収納容器装着部１０の間にはクリアランスを設ける必要がある。上述の通り、液体収納部の底面は、第一の面２５、第二の面２６、及び第三の面２７で構成されているため、稜線や角部の効果で底面の寸法は比較的安定する。一方で、液体収納部２０の両側面や上面は寸法変化が大きい。また、ブロー成形によって製造された液体収納部２０を有する液体収納容器９であれば、成形寸法のばらつきが大きくなるため、そのクリアランスはさらに大きくする必要がある。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、液体収納容器９の装着面と反対側の面である背面を押し込んで装着する際、位置決め部材１１と位置決め部分２２、供給管４と供給口２３が係合する直前でも、液体収納容器９の上面と天井部材１３の間のクリアランスの影響がある。即ち、第一の面２５と第二の面２６との液体収納容器９の装着面側の稜線を軸（点Ａ）に回転し、位置決め部分２２と供給口２３がＺ方向に揺動する場合がある。この結果、位置決め部材１１と位置決め部分２２、さらには供給管４と供給口２３の、Ｚ方向（重力方向、上下方向）の位置関係がずれる。このずれは、回転中心から離れるほど大きくなる。よって、図５に示すように、第一の面２５及び第二の面２６は、装着面２８における位置決め部分２２の中心を通る水平面である第一の水平面２９と、装着面２８における供給口２３の中心を通る水平面である第二の水平面３０との間に位置させる。これにより、図６（ｂ）に示す点Ａ回りの回転による、位置決め部分２２と供給口２３のＺ方向の移動を抑制することができる。一方、例えば第一の面２５及び第二の面２６が、第一の水平面２９及び第二の水平面３０よりも上方にあると、点Ａから特に遠い位置決め部分２２のＺ方向のずれが大きくなる。他方、第一の面２５及び第二の面２６が、第一の水平面２９及び第二の水平面３０よりも下方にあると、点Ａから特に遠い供給口２３のＺ方向のずれが大きくなる。また、点Ａを回転中心としているときに、位置決め部分２２と供給口２３のＺ方向の移動を低減する効果が得られるため、点Ａ以外の箇所が回転中心とならないよう、天井部材１３で液体収納容器９の姿勢を規制している。

第一の面２５及び第二の面２６と、第一の水平面２９及び第二の水平面３０との関係を、さらに詳述する。上述の通り、第一の面２５及び第二の面２６は、第一の水平面２９と第二の水平面３０との間に位置する。第一の面２５及び第二の面２６は、第一の水平面２９と第二の水平面３０との間の中でも、重力方向において第一の水平面２９に近い位置に位置していることが好ましい。第一の水平面２９は位置決め部分２２の中心を通る水平面であり、支持部材と当接する第一の面２５及び第二の面２６がこの面に近い位置にあることで、より位置決め精度が向上する。特に、液体収納容器を記録装置に装着する際に、両者が位置決め部分で最初に当接する場合、位置決め部分に近い位置に第一の水平面２９及び第二の水平面３０を配置することで、位置決め精度を高くすることができる。重力方向に関して、第一の水平面２９から第一の面２５までの長さを「ａ」、第二の水平面３０から第一の面２５までの長さを「ｂ」とする。このとき、第一の面２５が、第一の水平面２９と第二の水平面３０との間の中でも、重力方向において第一の水平面２９に近い位置に位置しているとは、「ａ＜ｂ」を満たすことを意味する。より好ましくは、「ａ＜ｂ＊４／５」であり、さらに好ましくは「ａ＜ｂ＊３／５」である。但し、第一の面２５は、第二の水平面３０に対して遠すぎない位置にあることが好ましい。この点から、「ｂ＊１／４＜ａ」であることが好ましく、「ｂ＊１／２＜ａ」であることがさらに好ましい。

尚、第二の水平面３０の位置についても、上述の第一の水平面２９の位置と同様に考えることができる。

上述の通り、点Ａ回りの回転によるＺ方向のずれは、点Ａから離れるほど大きくなる。ここに示す例では、位置決め部分２２や供給口２３等の機能部分を保護するためにカバー部材２４を備えている。しかし、機能部分の保護が必要ない場合、即ちカバー部材２４が必要ない場合は、第一の面２５と第二の面２６を液体収納容器９の装着面２８まで延長し、点Ａを位置決め部分２２や供給口２３に近づけることが好ましい。

また、位置決め部分２２は、装着面において、液体収納容器の支持部材の上面との当接部分よりも、内側（液体収納容器の中心側）にあることが、装着精度をより向上させる上で好ましい。但し、あまりに内側によりすぎると、位置決め部材１１と位置決め部分２２との嵌合による位置決めの精度が低下する。この為、装着面における位置決め部分２２の位置は、水平方向において、液体収納容器の中心から液体収納容器の端部までの距離を「ｃ」としたときに、液体収納容器の中心から「ｃ／４」以上の位置であることが好ましい。

Claims (19)

1. 液体を収納する液体収納容器であって、
   記録装置に装着される際に前方を向く装着面と、前記液体収納容器を前記記録装置に装着する際に重力方向下方に位置する面である底面と、を有し、
   前記装着面は、前記記録装置の位置決め部材が当接して前記液体収納容器の位置を決めるための位置決め部分と、前記液体を前記記録装置に供給するための供給口とを有し、
   前記底面は、第一の面と、第二の面と、前記第一の面と前記第二の面との間に位置する第三の面とを含み、
   前記液体収納容器を前記記録装置に装着する際に、前記第一の面及び前記第二の面は、前記記録装置の支持部材に当接して該支持部材に支持される面であり、前記第三の面は、前記第一の面及び前記第二の面より前記重力方向下方に位置する面であり、前記第一の面及び前記第二の面は、前記装着面における前記位置決め部分の中心を通る水平面である第一の水平面と、前記装着面における前記供給口の中心を通る水平面である第二の水平面との間に位置することを特徴とする液体収納容器。
2. 前記第三の面は、前記装着面に向かって前記重力方向下方に傾斜している請求項１に記載の液体収納容器。
3. 前記位置決め部分は、複数設けられている請求項１または２に記載の液体収納容器。
4. 前記供給口は、前記液体収納容器を前記記録装置に装着する際における水平方向において複数の前記位置決め部分の間に位置している請求項３に記載の液体収納容器。
5. 前記第一の面及び前記第二の面の少なくとも一方の面積は、前記第三の面の面積よりも小さい請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体収納容器。
6. 前記第一の面及び前記第二の面の面積は、前記第三の面の面積よりも小さい請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体収納容器。
7. 前記第一の面及び前記第二の面の面積は、それぞれ、前記第三の面の面積に対して、５％以上である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体収納容器。
8. 前記第一の面及び前記第二の面の面積は、それぞれ、前記第三の面の面積に対して、１０％以上である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体収納容器。
9. 前記第一の面及び前記第二の面の面積は、それぞれ、前記第三の面の面積に対して、５０％以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体収納容器。
10. 前記第一の面及び前記第二の面の面積は、それぞれ、前記第三の面の面積に対して、３０％以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体収納容器。
11. 重力方向に関して、前記第一の水平面から前記第一の面までの長さを「ａ」、前記第二の水平面から前記第一の面までの長さを「ｂ」としたときに、「ａ＜ｂ」である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液体収納容器。
12. 前記「ａ」及び前記「ｂ」が「ａ＜ｂ＊４／５」を満たす請求項１１に記載の液体収納容器。
13. 前記「ａ」及び前記「ｂ」が「ｂ＊１／４＜ａ」を満たす請求項１１または１２に記載の液体収納容器。
14. 前記「ａ」及び前記「ｂ」が「ｂ＊１／２＜ａ」を満たす請求項１１または１２に記載の液体収納容器。
15. 前記装着面における位置決め部分の位置は、前記液体収納容器を前記記録装置に装着する際における水平方向において、前記液体収納容器の中心から前記液体収納容器の端部までの距離を「ｃ」としたときに、前記液体収納容器の中心から「ｃ／４」以上離れた位置である請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の液体収納容器。
16. 前記装着面の一部を覆うカバー部材を有する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の液体収納容器。
17. 前記第一の面及び前記第二の面は、重力方向の高さが同じ面である請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の液体収納容器。
18. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の液体収納容器を装着する液体収納容器装着部と、前記支持部材と、を有し、前記液体収納容器装着部に、前記位置決め部分に対応する位置決め部材と、前記供給口に対応する供給管と、を有することを特徴とする記録装置。
19. 前記液体収納容器装着部は、前記液体収納容器の重力方向上方に位置する天井部材を有する請求項１８に記載の記録装置。

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