JP2007090872A - 液体収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 インク収納室内部に空気を取り込まない構成のインクタンクは、キャリッジが往復運動を行った場合でも、インク収納室内にインクが移動するための空間が存在しない。よってタンク内のインクが攪拌されず、内部全体の濃度分布が改善されにくいと言う課題があった。
また、タンク内のインクを攪拌する場合、複雑な構成となっていた。
【解決手段】 液体収納室内に、液体を攪拌する攪拌部材Ｔ２０１５と、該攪拌部材を支持し、前記筐体に設けられた支持部材Ｔ２０２３を備え、
前記攪拌部材は、前記支持部材に沿って直線的に移動可能な支持部と、該支持部材を中心として回動可能である自由端部を備えた構成であることを特徴とする液体収納容器。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体収納容器に関し、より詳しくはインクジェット方式の記録装置において、インクジェットヘッドにインクを供給する液体収納容器に関するものである。

従来インクジェットプリンタとして顔料インクを使用するものが知られている。

顔料インクを使用した場合、インクに含まれる顔料成分が液体収納容器の底部に沈降し、その結果液体収納容器内で、インク濃度が濃い部分と、薄い部分が発生していた。

容器内顔料インクの濃度分布を改善するために、図１７に示すインクタンクでは、インクタンクの内部に、軸Ｔ２００７，２００９、おもりＴ２０１０を備えた攪拌用フィンＴ２００８を備えた構成をとっている。

インクジェットプリンタのキャリッジが移動すると、これら複数の構成部品がインクタンク内の顔料インクを攪拌し、インクタンク内部のインク濃度分布を改善していた。

また、図１８に示すインクタンクは、インク収納室Ｔ２００１底面に攪拌用の球Ｔ２０１３と、球が移動するための溝Ｔ２０１２を備えた構成となっている。

図１９に示すインクタンクは、インク収納室Ｔ２００１に、インク収納室上部へ向かう顔料インクの流路を構成する壁Ｔ２０１４を備えている。さらに、インクが収納されている室内に外部から空気を取り込む構成となっている。

インク収容室内に空気が存在するために、この空気の部分がインクが移動できる空間となる。キャリッジのＸ方向への往復運動に伴って、キャリッジ上のインクタンクも往復運動を行う。

顔料インクは、インク収納室内の空間に向かって、インク収容室内の壁に沿って移動し、タンク内の顔料インク濃度分布を改善していた。
特開２００４−２１６７６１号公報

しかしながら、図１７に示すようなインクタンクでは、タンク内の顔料を攪拌するための部品点数が多くなり、構成が複雑になると言う課題があった。

また、インク収納室内部に空気を取り込まない構成のインクタンクにおいては、キャリッジが往復運動を行なった場合でも、インク収納室内にインクが移動するための空間が存在しない。従って、図１８に示すような構成のタンクでは、タンク底面に設けられた溝に沿って攪拌用の球が移動するだけで、タンク上部のインクは攪拌されず、タンク内部全体の濃度分布が改善されにくいと言う課題があった。

また、図１９のインクタンクのように、インク収納室上部へ向かう顔料インクの経路溝を設けた構成をとっても、顔料インクの移動が起こらないため、攪拌作用が発生しないと言う課題があった。

上述の従来技術における各課題を解決するために、本発明の目的は、簡単な構成で液体収納室内の液体を攪拌させ、容器内の液体の濃度を少なくする液体収納容器を提供することである。

また本発明の他の目的は、液体収納容器内における、記録ヘッドへの液体供給部近傍のみならず、液体供給部から離れた部分も攪拌可能とした液体収納容器を提供することである。

さらに本発明の他の目的は、液体収納室内部に空気を取り込まない構成の液体収納容器においても容器内の液体成分を攪拌可能とした液体収納容器を提供することである。

上記目的を解決するために、本発明は、筐体と、可撓性部材とが組み合わされ、内部に液体を直接貯留可能に空間を具えた容器体と、
負圧を発生させるための負圧源と、
該液体を外部に供給する供給部と、を具えた液体収納容器において、
前記筐体に配され前記空間内部に突出した突出部と、前記突出部に沿った移動が可能に前記突出部に一端側が支持され、かつ他端側が自由端とされた動作部材と、を具えた構成であることを特徴とするものである。

本発明によれば、簡単な構成で液体収納室内の液体を攪拌させ、液体供給部近傍のみならず、液体供給部から離れた部分の液体も攪拌可能とし、容器内の液体濃度分布を少なくした液体収納容器を得ることができる。

また、本発明によれば、液体収納室内部に空気を取り込まない構成の液体収納容器において、容器内の液体成分を攪拌可能とした液体収納容器を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、本発明の液体収納容器が搭載されるインクジェット記録装置について説明する。

高速な記録やさまざまな記録メディアに対する記録が可能であるとともに、記録時における騒音がほとんど生じない特徴を有するノンインパクト記録方式の記録装置である。

プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。

インクジェット記録装置の基本的な構成は、図１５に示すように、装置本体Ｍ１０００、用紙など記録媒体の給送部Ｍ３０２２、排出トレイＭ１００４から構成される。

装置本体の内部は、図１６に示すように、シャーシＭ３０１９と各記録動作機構から構成されており、記録位置に搬送された記録シートに所望の記録を行う記録ヘッドカートリッジ（不図示）が、キャリッジＭ４００１上に着脱自在に搭載される。

記録ヘッドカートリッジは、液体を吐出する記録ヘッドと、ヘッドに着脱自在のインクタンクから構成される。記録ヘッドは、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出口より吐出させるものである。

次に、このようなインクジェット記録装置に搭載される、本発明の液体収納容器の構造について、図１から図４を用いて説明する。

図１は、本発明の液体収納容器の内部構成を示す斜視図。図２は、外観構成を示す斜視図。図３は液体収納容器を分解した斜視図。図４は、攪拌部材の説明図である。

（全体構成）
インクタンクＴ２０００は、インクを収納する容器であり、図２に示すように、その外観は容器本体Ｔ２０１７と蓋部材Ｔ２０１８から構成され、内部にインク収納室を具備している。

インクタンクＴ２０００は、容器本体Ｔ２０１７、ばね部材Ｔ２００５、板部材Ｔ２０２２、可撓性フィルムＴ２００４、蓋部材Ｔ２０１８、メニスカス形成部材Ｔ２０２０、押え板Ｔ２０２１、攪拌部材Ｔ２０１５から構成される。

攪拌部材とは、インクより比重が大きく、慣性力でインク中を移動できる重量や剛性を備えている剛体のことを言う。容器本体Ｔ２０１７は、材料が例えばポリプロピレンで形成されており、図３、図５に示すように、容器本体の底部にメニスカス形成部材を備え、外側に押え部材が取り付けられている。

メニスカス形成部材は、ポリプロピレン等の繊維材料から形成され、毛細管力を有する毛管部材単体や、あるいは毛管部材とフィルター部材を組み合わせたものである。フィルターは孔径１５〜３０μｍ程度であり、材質はステンレス材料やポリプロピレン等である。

このメニスカス形成部材と、容器本体の内部とは、インク流路Ｔ２０１９によって連通しており、インク収納室内部に外部から気泡が侵入しないように、インクでメニスカスを形成している。

容器本体Ｔ２０１７は、開口周縁部Ｔ２０１６に可撓性フィルムを溶着することにより、インク収納室Ｔ２００１を形成し、インクを収納している。

可撓性フィルムは、ポリプロピレンの薄膜を含むフィルム部材（厚み２０〜１００μｍ程度）である。

インク収納室は、図３（ｂ）に示すように、ばね部材により板部材Ｔ２０２２を介して可撓性フィルムを、タンク外方向に付勢することで、容器内に負圧を発生させている。ばね部材は、図３（ａ）に示すように、容器内で撹拌部材Ｔ２０１５と干渉しない位置に配置されている。

このばね部材と板部材は、ステンレス材料により構成されている。

容器本体の開口部には、蓋部材Ｔ２０１８が取り付けられ、容器外側方向に凸形状となる可撓性フィルムを保護している。

これらの構成において、インク収納室内のインクが記録ヘッドへのインク供給によって消費されると、ばね部材が縮み、可撓性フィルムが撓み、インク収納室の容積が徐々に減少していく。

板部材Ｔ２０２２には、後述の支持部材を避けるための開口Ｔ２０２７が設けられているため、板部材が、容器本体の内壁に接触するまで、インク収納室内のインクを消費することが可能な構成になっている。

（攪拌機構の構成）
次にインク収納室Ｔ２００１内のインク攪拌機構の構成を説明する。

本実施形態においては、ばね部材Ｔ２００５を挟んで２つの攪拌機構を備えている。

この攪拌機構は、容器本体の内壁に設けられた支持部材Ｔ２０２３と、攪拌部材Ｔ２０１５から構成され、支持部材が攪拌部材の一端側を支持した構成となっている。

支持部材は、装置本体のキャリッジの移動方向に平行な方向に設けられた軸部Ｔ２０２３と、抜け止め部Ｔ２０２４から構成されている。本実施例では、容器本体に形成されたボスに相当し、先端部を熱加工で広げ、リベット状に形成した部材である。

支持部材は、図７に示すように、ヘッド部とフラットな軸部を有するねじ部材であっても良い。先端のねじ部は、液体収納容器本体に埋め込み、抜け止め部となるヘッド部と、フラットな軸部Ｔ２０３１により支持部材として機能することが可能である。

図４は、攪拌部材Ｔ２０１５を説明する図である。図４（ａ）の攪拌部材は、その一端側に前述の支持部材と係合する凹部Ｔ２０２５を有する板部材である。図４（ｂ）の攪拌部材は、その一端側に前述の支持部材と係合する穴Ｔ２０２６を設けた構成となっている。本実施例では、これらの攪拌部材をステンレス材料により形成しているが、材料はステンレスに限られるものではなく、インクと比重が異なる材料（樹脂など）でも構わない。

支持部材は、キャリッジの移動に伴って、攪拌部材が移動可能な領域を確保した状態で、インク容器本体に取り付けられている。支持部材の軸部分は、攪拌部材の凹部Ｔ２０２５に対して隙間を有するように取り付けられる。攪拌部材にある二箇所の凹部を、二本の支持部材で挟むことにより攪拌部材を支持した構成となっている。

本実施例では、支持部材Ｔ２０２３は、キャリッジの移動方向に２本平行に設けてられている。攪拌部材と支持部材が隙間をもった構成となっているため、キャリッジの移動に伴って、攪拌部材は支持部材との接触部分を回転軸として回動する。この、回転軸に基づいた攪拌部材の回動動作によって、インク容器内のインク攪拌が効果的に行われる。仮に支持部材が１本の棒状のものであった場合、攪拌部材を回動させるための回転軸がなく、点で攪拌部材を支持することになる。このために、キャリッジの移動に伴って、攪拌部材は、容器内のインクの抵抗を受け難い角度に動くことになる。攪拌部材はインク収納室内で不安定に動き回り、インク容器内でのインクの攪拌が効果的に行われなくなってしまう。

攪拌部材は、一端側を支持部材によって容器本体に支持されるとともに、キャリッジの移動に伴って、支持部材の軸部に沿って直線的に移動自在で、かつ、支持部材を中心に回動自在な構成となっている。

（攪拌機構の動作）
図５（ａ）と図６（ａ）は、攪拌部材Ｔ２０１５の第一の状態を示している。

装置本体のキャリッジの移動に伴い、インクタンクＴ２０００が矢印Ｃ１の方向に移動した場合、インク収納室Ｔ２００１内にある攪拌部材Ｔ２０１５は、慣性力により容器本体Ｔ２０１７の内壁側に押し付けられる。

図５（ｂ）と図６（ｂ）は、攪拌部材Ｔ２０１５の第二の状態を示している。

キャリッジは、印刷幅の範囲内で運動を行うため、あるポイントで反転し、反対方向に動き出し、インクタンクは矢印Ｃ２方向に移動を始める。

その際、慣性力により攪拌部材の自由端側が、支持部材Ｔ２０２３を中心に矢印Ｄ１の方向に回動を始める。

回動の角度は、攪拌部材の凹部Ｔ２０２５と支持部材Ｔ２０２３の軸の隙間の範囲で行われる。攪拌部材自由端側が容器本体から離れると、インクが矢印Ｆ１のように、その間に流れ込む。

図５（ｃ）と図６（ｃ）は、攪拌部材Ｔ２０１５の第三の状態を示している。

インクタンクが矢印Ｃ２の方向にさらに進むと、慣性力により、攪拌部材の支持部材側の端部も移動を始め、攪拌部材全体が、支持部材Ｔ２０２３の軸に沿って矢印Ｅ１の方向に移動する。

支持部材側の端部が、容器本体の内壁から離れ、抜け止め部Ｔ２０２４に突き当たると、攪拌部材の自由端側は、さらに矢印Ｄ２のように回動する。

その結果、インクは攪拌部材の支持部材側が矢印Ｅ１に移動して生じた隙間へ矢印Ｆ２のように流れ込んでくる。

図５（ｄ）と図６（ｄ）は、攪拌部材の第四の状態を示している。

キャリッジが、その往復運動によりさらに反対方向に動き出し、インクタンクが矢印Ｃ１の方向に移動を始めた場合、慣性力により攪拌部材の自由端側が最初に動き出し、支持部材を中心に矢印Ｄ３のように回動し、容器本体Ｔ２０１７の内壁に接触する。

続けて、攪拌部材の支持部材側が支持部材の軸に沿って矢印Ｅ２の方向に移動する。攪拌部材Ｔが、容器本体の内壁に近づくと、その間に介在したインクは、矢印Ｆ３のように移動する。

第四の状態の後は、図５（ａ）に示す第一の状態に戻る。

攪拌部材の一面と、容器本体の内壁が接触もしくは近接し、インクは矢印Ｆ４のように移動する。この後、キャリッジの往復運動に伴って、前述の四つの状態を繰り返す。

（攪拌作用）
攪拌機構の動作で示したように、攪拌部材は、装置本体に備わっているキャリッジの移動により発生する慣性力を利用して、攪拌部材全体の回動による攪拌動作を発生させる。
攪拌動作は、攪拌部材と支持部材の間で摩擦抵抗が発生するため、攪拌部材の自由端側が常に先行して動き、続いて、摩擦抵抗によって動作が遅れた支持部材側が動く動作が発生する。

この動作が、攪拌部材の自由端側から支持部材側へインク流を発生させる効果を生み出し、インク収納室内のインクを循環させることが可能となる。

さらに、大きく動く自由端側を記録ヘッドへのインク供給口が設けられている、容器の鉛直方向の下側に構成することで、インク収納室の下側に沈降した顔料成分を攪拌しやすくなる。

前述の効果とあわせて、インク供給部近傍のみならず、インク供給部から離れた部分の液体も攪拌可能となる。液体収納容器全体のインクを混ぜることが可能となり容器内の液体濃度分布を少なくした液体収納容器を得ることができる。

上述のように、本実施例の構成をとることによって、簡単な構成で液体収納室内の液体を攪拌させ、液体供給部近傍のみならず、液体供給部から離れた部分の液体も攪拌可能とし、容器内の液体濃度分布を少なくした液体収納容器を得ることができる。

また、本実施例の構成をとることで、液体収納容器内の、インクを直接保持する液体収納室内部に空気を取り込まない構成の液体収納容器においても、容器内の液体成分を攪拌可能とすることができる効果がある。

（実施例２）
図８は、本発明の第２の実施例のインクタンクを説明する斜視図、図９は図８に示す攪拌部材を説明する斜視図であり、本発明の液体収納容器の変形例の一例である。

図８に示すインクタンクは、支持部材Ｔ２０２３の軸部が平板形状であり、端部に抜け止め部Ｔ２０２４を有している。図９に示すように、攪拌部材Ｔ２０１５は、角形の穴Ｔ２０２６を有している。この構成では、平板状の支持部材の片面（上面）に、攪拌部材の角形の穴の一辺が接触する構成となっている。

攪拌部材の回動に際して、この接触部が回動中心の軸となり、第一の実施例と同様な攪拌効果をえることが可能となる。

（実施例３）
図１０は、本発明の第三実施例のインクタンクを説明する斜視図、図１１は、図１０に示す攪拌部材を説明する斜視図である。

図１０に示すように、本実施例のインクタンクは、支持部材（Ｔ２０２３）が、平行する二本のレール状に形成されたレール部材Ｔ２０２８であり、端部に抜け止め部Ｔ２０２４を有した構成となっている。

図１１に示すように、攪拌部材Ｔ２０１５は、軸上の細い首部Ｔ２０３０と、掛り部Ｔ２０２９を有して構成されている。

レール部材Ｔ２０２８がスリットＴ２０３２を形成し、そのスリットに攪拌部材Ｔ２０１５の首部を通し、掛り部で吊り下げ、実施例１の構成と同じようにキャリッジの移動方向に２本の平行な支持部材（レール部材に相当）が設けられた構成となっている。

また、図１３に示すように支持部材Ｔ２０２３は、スリットＴ２０３２が複数設けられた一体型のものであっても良く、同様な攪拌効果が得られる。

図１０、図１３に示す支持部材は、容器本体と同一の樹脂材料で形成され、スリットＴ２０３２に攪拌部材の首部Ｔ２０３０を通した状態で、超音波溶着などで固定することができる。

支持部材は、その軸に沿って直線的に移動し、かつ、支持部材を中心にして回動自在に支持しているため、簡単な構成で液体収納室内のインクを攪拌することができる。また、記録ヘッドへのインク供給口を攪拌部材の自由端側（例えば容器鉛直方向下側）に設け、支持部材を供給口から離れた方向（例えば容器鉛直方向上側）に設けた構成としても良い。

このような構成にすることによって、液体供給部近傍のみならず、液体供給部から離れた部分の液体も攪拌可能とし、容器内の液体濃度分布を少なくした液体収納容器を得ることができる。

さらに、支持部材は軸状、板状のものに限られることなく、また、攪拌部材を支持部材に係合させる部分の形状は、凹形や穴だけに限られるものではない。

キャリッジの往復運動時に発生する摺動抵抗で、本発明の特徴である攪拌部材の移動、回動を妨げない構成であれば良い。

（実施例４）
図１２は、本発明の第四の実施例のインクタンクを説明する斜視図であり、図１４は、図１２の攪拌部材を説明する斜視図である。

図１２に示すように、本実施例のインクタンクは、実施例１と同様の支持部材を筐体の液体収納室内壁に、鉛直方向に二本配置した構成となっている。また、図１４に示すように、攪拌部材Ｔ２０１５には、この支持部材と対応した位置に、支持部材が通される穴Ｔ２０２６を設けている。

このように、攪拌部材は、必ずしもインク収納部の上部側に配置された支持部材に吊り下げる必要はなく、支持部材が攪拌部材の一端側を直線的に移動自在、かつ支持部材を中心に回動自在に支持する構成であれば良い。

また、本発明の全ての実施例によれば、液体収納容器内の、インクを直接保持する液体収納室内部に空気を取り込まない構成の液体収納容器においても、容器内の液体成分を攪拌可能とすることができる効果がある。

本発明の液体収納容器の内部構成を示す斜視図 本発明の液体収納容器の外観構成を示す斜視図 本発明の液体収納容器を分解した斜視図 （ａ）攪拌部材説明図、（ｂ）他の構成の攪拌部材説明図 本発明の液体収納容器内部における攪拌部材の動作説明断面図であり、図２に示すＡ−Ａ断面図 本発明の液体収納容器内部における攪拌部材の動作説明斜視図 本発明の支持部材説明図 本発明の第２実施例である液体収納容器の説明図 第２実施例である液体収納容器の攪拌部材説明図 本発明の第３実施例である液体収納容器の斜視図 第３実施例である液体収納容器の攪拌部材説明図 本発明の第４実施例である液体収納容器の説明図 本発明の実施例３である液体収納容器の変形例 第４実施例である液体収納容器の攪拌部材説明図 インクジェット記録装置斜視図 インクジェット記録装置内部構成斜視図 特許文献１に記載のインクタンク従来例 特許文献１に記載のインクタンク従来例 特許文献１に記載のインクタンク従来例

符号の説明

Ｔ２０００ インクタンク
Ｔ２００１ インク収納室
Ｔ２００２ インク供給口
Ｔ２０１５ 攪拌部材
Ｔ２０１７ 容器本体（筐体）
Ｔ２０２３ 支持部材

Claims (10)

1. 筐体と、可撓性部材とが組み合わされ、内部に液体を直接貯留可能に空間を具えた容器体と、
   負圧を発生させるための負圧源と、
   該液体を外部に供給する供給部と、を具えた液体収納容器において、
   前記筐体に配され前記空間内部に突出した突出部と、前記突出部に沿った移動が可能に前記突出部に一端側を支持され、かつ他端側が自由端とされた動作部材と、を具えたことを特徴とする液体収納容器。
2. 前記負圧源が弾性部材と板部材から構成され、前記弾性部材が前記可撓性部材を前記空間内部から前記筐体方向に付勢することによって、前記容器内に負圧を発生することが可能であり、
   前記容器内に液体が収納されていることを特徴とした請求項１に記載された液体収納容器。
3. 前記動作部材が、前記筐体の移動動作に伴って、前記容器内の液体を攪拌可能な攪拌部材であって、前記筐体の内壁から離れる方向に移動することを特徴とした請求項１に記載された液体収納容器。
4. 前記筐体の移動動作に伴って、前記動作部材の前記自由端部が先行して移動し、その後前記動作部材の他端が、前記突出部に沿って移動することを特徴とした請求項１または３に記載された液体収納容器。
5. 前記突出部は、前記筐体の移動と同一方向に前記動作部材が移動可能となるように、前記動作部材を前記突出部において支持していることを特徴とした請求項１または３に記載された液体収納容器。
6. 前記突出部は、前記筐体の前記空間内壁に、前記液体収納容器の使用状態における水平方向に設けられ、前記攪拌部材の鉛直方向上方を支持していることを特徴とした請求項１または３に記載された液体収納容器。
7. 前記突出部は、前記液体収納容器の使用状態において前記筐体の前記空間内壁上部側に設けられ、前記攪拌部材を吊り下げていることを特徴とした請求項１または３に記載された液体収納容器。
8. 前記突出部は、前記筐体の前記空間内壁に、前記液体収納容器の使用状態における鉛直方向に設けられ、前記攪拌部材の水平方向一端側を支持していることを特徴とした請求項１または３に記載された液体収納容器。
9. 前記突出部が、前記筐体の前記空間内において、前記液体供給部近傍から離れた部分に設けられていることを特徴とした請求項１または請求項６または請求項７に記載された液体収納容器。
10. 前記動作部材の比重と前記空間内に収納される液体の比重が異なっていることを特徴とした請求項１から請求項９に記載された液体収納容器。

Images