JP7414915B2 - 液体の収容容器及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体の収容容器及び液体吐出装置に関する。

従来、インクを吐出する記録ヘッドで消費されるインクを収容可能な液体収容容器（本明細書ではインクタンクとも言う）が知られている。インクタンクは一般に、インクを収容するためのインク収容室と、該収容室内から記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口とを備える。このような構成を有するインクタンクとして、例えば、特許文献１に記載のものが存在する。

特開２０１４－５８０８４号公報

記録装置で使用されるインクには、例えば顔料インクのように凝集などによって色材が沈降し易いものが存在する。このようなインクを、特許文献１に記載のインクタンクに収容して用いる場合、インク収容室内において高濃度成分が沈降することで濃度に偏りが生じ、それによって、記録する画像に濃度むらが発生する恐れがある。

本発明の一実施形態は、第１側壁および前記第１側壁と対向する第２側壁により構成され液体を収容する収容室と、取り外し可能なキャップによりキャップされ、前記収容室へ液体を注入するための注入部と、前記収容室に収容される液体を吐出ヘッドへ供給するための供給口と、前記第１側壁側に切り欠きを有し前記収容室を仕切る第１仕切り板と、前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給可能な状態において前記注入部より下方且つ前記収容室の底面より上方に位置し、前記第１側壁側に切り欠きを有さず前記収容室を仕切る第２仕切り板と、を備え、前記第１仕切り板および前記第２仕切り板は、前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給される状態において水平方向に配置されている収容容器である。

本発明により、供給する記録用液体（インク）の濃度をより均一にすることが可能となり、良好な画質の画像を印刷できる。

実施例１における記録装置の要部の内部構成を示す斜視図 実施例１におけるインクタンクの内部構造を示す斜視図 実施例１におけるインクタンクの正面図 実施例１におけるインクタンクの内部構造を説明する図 実施例１におけるインク供給口の配置位置と、空気供給口の配置位置とを説明する図 実施例２におけるインクタンクの内部構造を示す斜視図

［実施例１］
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面を通して、同一の要素には同一の符号を付与する。

＜記録装置の構成＞
本実施例では、記録装置（プリンタ）として、シリアル型のインクジェット記録装置（以下「記録装置」と略記する）を例に挙げて説明する。

図１は、実施例１における記録装置の要部の内部構成を示す斜視図である。なお、説明のために、図１に示すように、主走査方向がｘ軸方向、副走査方向がｙ軸方向、ｘ軸およびｙ軸に直行する方向がｚ軸方向となるように座標軸を設定する。

図１に示すように、記録装置１１は、記録部であるキャリッジ１２に保持された記録ヘッド１３と、インクタンク１５から記録ヘッド１３へ記録用液体（即ちインク）を供給するインク供給経路１４とを備える。また、記録装置１１は、シート（記録媒体）を給紙・搬送する構成要素として、給紙ローラと、搬送ローラ１６と、排紙ローラと、メインシャーシと、タイミングベルトと、キャリッジモータ２０４とを備える。

キャリッジ１２はメインシャーシに支持されながら、タイミングベルトを介してキャリッジモータ２０４から駆動力を受け、記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に沿って移動する。これにより、記録ヘッド１３がキャリッジ１２と共に主走査方向に沿って往復移動することができる。

キャリッジ１２の位置を検出するためのコードストリップがタイミングベルトと平行に張設されている。コードストリップには、例えば１インチ当たり１５０～２８０本のピッチでマーキングが形成されている。一方、キャリッジ１２には、コードストリップを読み取るためのエンコードセンサが搭載されている。

記録ヘッド１３は、画像データに基づいて記録媒体へインクを吐出して画像を記録する。なお、記録媒体としては、インク滴を着弾させて画像を形成できるものであれば任意のものを使用してよい。例えば、紙、布、光ディスクラベル面、プラスチックシート、ＯＨＰシート、封筒など、種々の材質および形態のものを記録媒体として使用することができる。

また、記録装置１１は、キャリッジ１２の主走査方向における移動範囲内に設けられるメンテナンス部を備える。メンテナンス部は、記録ヘッド１３に対して回復処理を行う回復ユニットを備え、記録ヘッド吐出部と対面可能なように配置されている。

回復ユニットは、記録ヘッド吐出部をキャッピングするキャップ部と、記録ヘッド吐出部をキャッピングした状態で強制的にインクを吸引して記録ヘッド吐出部内の残留気泡や増粘したインクを除去する吸引機構とを備える。回復ユニットによる回復処理が行われると、記録ヘッド１３の機能が回復する。これにより、記録ヘッド１３の吐出特性が維持される。

＜液体収容容器の構成＞
図２は、実施例１における液体収容容器（即ち図１のインクタンク１５）の内部構造を示す斜視図である。なお、図２に示すように、図１と同様に座標軸を設定する。

図２に示すように、インクタンク１５の上部にインク注入口２１が設けられ、インク注入口２１には、取り外し可能なタンクキャップ２２が取り付けられている。また、インク注入口２１の下部には、インクを収容可能な液体収容室（即ちインク収容室）３３が設けられ、さらにインク収容室３３の下部には、通常は空気を収容するための空間であるバッファ室３４が設けられている。

インク収容室３３の底壁がバッファ室３４の天井壁の一部となるように、バッファ室３４は、インクタンク１５内部を区画して形成されている。

インク収容室３３の底壁面の端部には液体供給口（即ちインク供給口）２４が設けられており、インク収容室３３は、インク供給口２４およびインク流通路２６を通じて不図示のチューブに接続され、インク供給経路１４と連結している。

インク供給口２４とは離れた位置の底壁面の端部にはインクタンク１５の外部と連通させるための空気供給口２３が設けられており、空気供給口２３はバッファ室３４と連通し、インク収容室３３はバッファ室３４を介してインクタンク１５の外部と連通している。かかる構成により、インクで満たされたインク収容室３３にタンクキャップ２２を取り付けることで実現される密閉された状態において、インク収容室３３内のインクが消費された場合、外部の空気をインク収容室３３内に導入することができる。また、かかる構成により、インク収容室３３のインク液面上部の空間の空気が気圧変動や温度変化が原因で膨張した場合に、バッファ室３４に押し出されたインクを貯留することができるので、インクタンク１５の外部にインクが漏れ出ることを防ぐことができる。

図３は、実施例１における液体収容容器（インクタンク１５）の正面図である。なお、図３に示すように、図１と同様に座標軸を設定する。

図３に示すように、インクタンク１５の前面部となる正面にはインク収容室３３内に残存するインク量を指し示す指標３１が形成されている。インクの液面は外から見えるので、ユーザは、インクの液面および指標３１を見て、インク収容室３３内に収容されているインク残量を確認することができる。

図４（ａ）は、実施例１における液体収容容器（インクタンク１５）を側面から見たときの内部構造を示す断面図である。なお、図４（ａ）に示すように、図１と同様に座標軸を設定する。

図４（ａ）に示すように、インクタンク１５は、インク収容室３３を構成する第１側壁２７および第２側壁２８を備える。第１側壁２７は、ｚｘ平面に平行に形成され、第２側壁２８は、第１側壁２７と対向するように形成される。つまり、第１側壁２７および第２側壁２８は、平行に形成される。従ってこのとき、第１側壁２７と第２側壁２８とのｙ軸方向における位置は異なる。

また、インクタンク１５は、第１側壁２７からｘｙ平面に沿って第２側壁２８の方に向かって延在する仕切り板（リブ）２５を備える。仕切り板２５により、インク収容室３３は上部と下部とに区分けされており、また、区分けされたインク収容室間で連通路が形成されている。

ここで、インク供給口２４は、ｙ軸方向において第１側壁２７近傍の位置に形成される。また、空気供給口２３は、ｙ軸方向において第２側壁２８近傍の位置に形成される。

本実施例では記録装置１１で使用されるインクは顔料インクであると仮定して説明する。顔料インクは、時間とともに重力方向に顔料成分が沈降する性質を持っている。この性質により、本実施例におけるインク収容室３３内で沈降した顔料成分は仕切り板２５上面に沈降し、その後、空気供給口２３付近に沈降するので、インク収容室３３の底壁面上において空気供給口２３付近の顔料濃度が最も高くなることとなる。従って、インク供給口２４付近の顔料濃度が高くなることを防止できる。

また、インク収容室３３のインク液面上部の空間の空気が気圧変動や温度変化が原因で膨張、或いは、収縮することや、印刷によりインクが消費されること等により、バッファ室３４にインクが流出し、或いは、バッファ室３４からインクが流入する。このようなインクの流出入により、空気供給口２３付近の濃度が高いインクが撹拌されることとなる。

さらに、バッファ室３４内にインクが無い場合は、印刷等でインクを消費するとバッファ室３４から、空気が空気供給口２３を介して、気泡としてインク収容室３３に流入する（図４（ｂ）参照）。これにより、インク収容室３３内のインクが流動し、空気供給口２３付近に沈降した濃度の高いインクが攪拌されることとなる。

なお、本実施例は顔料インクを使用するものに限定されない。つまり、時間の経過に伴ってインクタンク内のインクの濃度に偏りが生じる任意のインクを使用するものに対して、本実施例を適用することができる。

＜空気供給口、および、インク供給口の位置関係＞
図５を用いて空気供給口２３およびインク供給口２４を設ける位置について説明する。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）では、図１と同様に座標軸を設定する。

図５（ａ）に、インク供給口２４の一配置例を示す。図５（ａ）はインク収容室３３を上面から見たときの内部構成を示す模式図であり、理解を容易にするために仕切り板２５を省略してその先端２５１のみ表示し、インク供給口２４の形成位置を模式的に図示している。実際には、インク供給口２４は、仕切り板２５で区分けされるインク収容室３３の下部に設けられるため、インク収容室３３を上から見たときには視認できない。

図５（ａ）に示すように、仕切り板２５の先端２５１は、ｙ軸方向において第１側壁２７と第２側壁２８との間に位置している。このとき、インク供給口２４は、ｙ軸方向に関して仕切り板２５の先端２５１よりも第１側壁２７側の任意の位置（即ち、図中にシングルハッチングで示す範囲内の任意の位置）に形成可能である。

また図５（ｂ）に、インク供給口２４および空気供給口２３の一配置例を示す。図５（ｂ）はインク収容室３３を上面から見たときの内部構成を示す模式図であり、理解を容易にするために、仕切り板２５を省略してインク供給口２４と空気供給口２３との位置関係を模式的に図示している。

図５（ｂ）に示すように、空気供給口２３は、ｙ軸方向においてインク供給口２４よりも第２側壁側に位置している。このように、空気供給口２３は、ｙ軸方向に関してインク供給口２４よりも第２側壁２８側の任意の位置（クロスハッチングで示す範囲内の任意の位置）に形成可能である。

以上説明したように、本実施例により、インク収容室３３内に収容されたインクの濃度の偏りを容易に解消でき、印刷時により均一な濃度のインクを供給することができる。

［実施例２］
実施例１では、液体収容容器（インクタンク）が１つの仕切り板（リブ）を備える場合について説明した。本実施例では、液体収容容器が複数の仕切り板を備える場合について説明する。ただし以下の説明において、実施例１と共通する内容については、説明を簡略化または割愛する。

＜液体収容容器の内部構成＞
図６（ａ）は、実施例２における液体収容容器（インクタンク）の内部構造を示す斜視図である。なお、図６（ａ）に示すように、図１と同様に座標軸を設定する。

図６（ａ）に示すように、本実施例におけるインクタンク１５は、第１仕切り板（第１リブ）６１と、第２仕切り板（第２リブ）６２と、第３仕切り板（第３リブ）６３とを備える。

第１仕切り板６１は、第１側壁２７からｘｙ平面に沿って第２側壁２８の方に向かって延在する。第２仕切り板６２は、第１仕切り板６１の上方に形成され、第２側壁２８からｘｙ平面に沿って第１側壁２７の方に向かって延在する。第３仕切り板６３は、第２仕切り板６２の上方に形成され、第１側壁２７からｘｙ平面に沿って第２側壁２８の方に向かって延在する。

上記の通り本実施例では、インク収容室内で、第１仕切り板６１、第２仕切り板６２、第３仕切り板６３が鉛直方向（ｚ軸方向）に重なるように配置される。このように複数の仕切り板を重なるように配置することで、仕切り板が１つのときよりも、インク収容室内におけるインク流路は長くなる。インク流路を長くすることで、高濃度のインクがインク収容室の底壁面に沈降することを抑制し、インク収容室の底壁面に高濃度のインクが集中することを防ぐことが可能となる。

また、複数の仕切り板を鉛直方向（ｚ軸方向）に重なるように配置することで、インク注入口２１と、最上位に存在する仕切り板（図６（ａ）の例では第３仕切り板６３）との間の距離が短くなる。これにより、インク注入時におけるインクの落下距離が短くなり、インク注入時における気泡の発生を抑制することが可能となる。

図６（ｂ）に示すように、第１仕切り板６１、第２仕切り板６２、第３仕切り板６３は夫々、切り欠きを備えていてもよい。第１仕切り板６１の切り欠き６４および第３仕切り板６３の切り欠き６６は、第１側壁２７近傍に形成され、第２仕切り板６２の切り欠き６５は、第２側壁２８近傍に形成される。このとき図６（ｂ）に示すように、それぞれのｘｙ座標における位置が異なるように、切り欠き６４、切り欠き６５、切り欠き６６を形成することで、高濃度のインクがインク供給口２４付近に沈降することを防いでいる。

切り欠き６４によって第１側壁２７近傍に発生する気泡を第１仕切り板６１下面に滞留させずに上方に逃がすことができ、切り欠き６５によって第２側壁２８近傍に発生する気泡を第２仕切り板６２下面に滞留させずに上方に逃がすことができる。このように、インク注入時やインク消費時などに生じる気泡を仕切り板下面に滞留させずに上部に逃がすことができる。従って、ユーザは、インクの液面および指標３１を見て、正確なインク残量を確認することができる。

なお上述の例では、仕切り板が３つの場合について説明しているが、本実施例におけるインクタンク１５は、複数の仕切り板を有していればよい。即ち、インク収容室の底壁面から上方（ｚ軸正方向）に向かって、第１側壁２７から第２側壁２８の方に向かって延在する仕切り板と、第２側壁２８から第１側壁２７の方に向かって延在する仕切り板とが交互に出現するように形成されたインクタンクであればよい。

１５ インクタンク
２４ インク供給口
２５ 仕切り板（リブ）
２５１ 仕切り板（リブ）先端
２７ 第１側壁
２８ 第２側壁
３３ インク収容室

Claims (15)

1. 第１側壁および前記第１側壁と対向する第２側壁により構成され液体を収容する収容室と、
   取り外し可能なキャップによりキャップされ、前記収容室へ液体を注入するための注入部と、
   前記収容室に収容される液体を吐出ヘッドへ供給するための供給口と、
   前記第１側壁側に切り欠きを有し前記収容室を仕切る第１仕切り板と、
   前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給可能な状態において前記注入部より下方且つ前記収容室の底面より上方に位置し、前記第１側壁側に切り欠きを有さず前記収容室を仕切る第２仕切り板と、を備え、
   前記第１仕切り板および前記第２仕切り板は、前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給される状態において水平方向に配置されている収容容器。
2. 前記注入部と前記供給口は、前記第１側壁および前記第２側壁が延在する方向において離れて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の収容容器。
3. 前記第１仕切り板と前記第２仕切り板は、前記第１側壁および前記第２側壁と接触するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の収容容器。
4. 前記収容室は、前記第１側壁および前記第２側壁と交差する第３側壁と、前記第３側壁と対向する第４側壁と、により構成され、
   前記第１仕切り板と前記第２仕切り板の少なくとも一方は、前記第３側壁と離れて配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の収容容器。
5. 前記第３側壁には、前記収容室内に収容されている液量の指標が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の収容容器。
6. 前記第１仕切り板と前記第２仕切り板は、重力方向において異なる位置に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の収容容器。
7. 前記第１仕切り板の切り欠きは、前記供給口よりも前記注入部側に設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の収容容器。
8. 前記供給口は、前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給可能な状態において前記第２仕切り板の下方に位置することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の収容容器。
9. 前記第１仕切り板は、前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給可能な状態において前記注入部より下方且つ前記収容室の底面より上方に位置することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の収容容器。
10. 前記供給口は、前記収容室から前記吐出ヘッドへ液体が供給可能な状態において前記第１仕切り板の下方に位置することを特徴とする請求項９に記載の収容容器。
11. 前記吐出ヘッドと、請求項１から１０のいずれか１項に記載の収容容器と、を備えることを特徴とする液体吐出装置。
12. 前記キャップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記供給口から前記吐出ヘッドへ液体を供給する供給路を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の液体吐出装置。
14. 前記吐出ヘッドを搭載して主走査方向に移動するキャリッジを備えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
15. 液体を収容する第２収容容器を備え、
    前記第２収容容器は前記主走査方向において前記収容容器と並んで配置されることを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。

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