JP2008044197A - Liquid container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体消費装置に着脱可能に装着される容器本体内に貯留している液体を前記液体消費装置に供給する大気開放タイプの液体収容容器に関する。 The present invention relates to an atmosphere-opening type liquid container that supplies liquid stored in a container body that is detachably attached to the liquid consuming device to the liquid consuming device.
従来の液体収容容器及び液体消費装置の例として、例えば、インク液を貯留した大気開放タイプのインクカートリッジと、該インクカートリッジが交換可能に装着されるインクジェット式記録装置(インクジェットプリンタ)を挙げることができる。 Examples of conventional liquid storage containers and liquid consuming devices include, for example, an air release type ink cartridge storing ink liquid and an ink jet recording apparatus (ink jet printer) on which the ink cartridge is replaceably mounted. it can.
上記インクカートリッジは、通常、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される容器本体内に、インクが充填されるインク収容室と、前記インク収容室に貯留されている液体をインクジェット式記録装置に供給するためのインク供給部と、前記インク収容室とインク供給部とを連通するインク誘導路と、前記インク収容室内のインクの消費に伴って外部から大気を前記インク収容室内に導入する大気連通路とを備えた構成とされており、インクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に装着された際に前記カートリッジ装着部に装備されたインク供給針が前記インク供給部に挿入接続されることにより、貯留しているインクがインクジェット式記録装置の記録ヘッドに供給可能になる。 The ink cartridge is generally an ink storage chamber in which ink is filled in a container body that is detachably mounted on a cartridge mounting portion of an ink jet recording apparatus, and liquid stored in the ink storage chamber is an ink jet type. An ink supply unit for supplying to the recording apparatus, an ink guide path communicating with the ink storage chamber and the ink supply unit, and air from outside is introduced into the ink storage chamber as the ink in the ink storage chamber is consumed. And an atmosphere communication passage that is configured to include an ink supply needle mounted on the cartridge mounting portion when the cartridge is mounted on the cartridge mounting portion of the ink jet recording apparatus. Thus, the stored ink can be supplied to the recording head of the ink jet recording apparatus.
インクジェット式記録装置における記録ヘッドは、熱や振動を利用してインク滴の噴射を制御するもので、インクカートリッジがインク切れになり、インクが供給されない状態でインク吐出動作を行う空打ちが発生すると、故障してしまう。そこで、インクジェット式記録装置では、記録ヘッドが空打ちをしないように、インクカートリッジにおけるインク液の残量を監視する必要が生じる。 The recording head in the ink jet recording apparatus controls the ejection of ink droplets using heat and vibration, and when the ink cartridge runs out of ink and the ink ejection operation occurs without ink being supplied, It breaks down. Therefore, in the ink jet recording apparatus, it is necessary to monitor the remaining amount of ink in the ink cartridge so that the recording head does not run idle.
このような背景から、インクカートリッジに貯留されたインクを完全に最後まで使い切ってしまって、記録装置の記録ヘッドに空打ちを招くことがないように、容器本体内に貯留したインクの残量が予め設定した閾値まで消費された時に、所定の電気信号を出力する液体残量センサを備えるインクカートリッジが開発された(例えば、特許文献1)。 From such a background, the remaining amount of ink stored in the container main body is kept so that the ink stored in the ink cartridge is not completely used up and the recording head of the recording apparatus is not emptied. An ink cartridge including a liquid remaining amount sensor that outputs a predetermined electrical signal when consumed up to a preset threshold value has been developed (for example, Patent Document 1).
ところで、従来の大気開放タイプのインクカートリッジにおけるインク収容室は、大気連通路により常時大気に開放されているため、インク収容室に貯留されているインク中の水分が大気連通路から蒸発して、水分の蒸発によりインクの粘度が上昇することにより、インクジェット式記録装置の印刷性能等に影響が出る可能性があった。
また、大気連通路を介してインク収容室内の大気が自然換気され、インク収容室内に貯留されているインクと新鮮な空気との接触が増えるため、長期的には、空気との接触によってインクの品質が劣化する可能性もがあった。
By the way, since the ink storage chamber in the conventional air release type ink cartridge is always open to the atmosphere by the atmosphere communication path, the water in the ink stored in the ink storage chamber evaporates from the atmosphere communication path, If the viscosity of the ink increases due to evaporation of moisture, the printing performance of the ink jet recording apparatus may be affected.
In addition, since the atmosphere in the ink storage chamber is naturally ventilated through the air communication path, and the contact between the ink stored in the ink storage chamber and fresh air increases, the contact of the ink with the air in the long term There was also a possibility that the quality deteriorated.
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、大気連通路を介した液体中の水分の蒸発による液体の粘度上昇を防止し、且つ、液体収容室内の空気の換気を規制することで液体と新鮮な空気との接触による液体の品質劣化を抑えることができ、液体の品質をより長期に渡って、安定維持することができる大気開放タイプの液体収容容器を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to prevent an increase in the viscosity of the liquid due to the evaporation of moisture in the liquid through the atmosphere communication path, and to regulate the ventilation of air in the liquid storage chamber. It is an object to provide a liquid storage container that is open to the atmosphere that can suppress deterioration in liquid quality due to contact between the liquid and fresh air, and that can stably maintain the quality of the liquid over a longer period of time.
本発明の上記課題の目的は、液体消費装置に装着される容器本体内に、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給部と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容室の液体が消尽されたことを検出する液体残量センサと、を備える大気開放タイプの液体収容容器であって、
前記大気連通路の途中に、他の連通路部分よりも細く形成され、前記液体収容室に収容されている液体の一部をメニスカスにより保持可能な細い連通路部分が設けられ、
前記液体収容室に収容されている液体を大気と遮断可能な量の液体が、前記細い連通路部分に保持されていることを特徴とする液体収容容器により達成される。
The object of the present invention is to provide a container body mounted on the liquid consuming device.
A liquid storage chamber for storing a liquid;
A liquid supply unit connected to the liquid consumption device;
A liquid guide path for guiding the liquid stored in the liquid storage chamber to the liquid supply section;
An atmosphere communication path for introducing the atmosphere into the liquid storage chamber from the outside as the liquid in the liquid storage chamber is consumed;
An air open type provided with a liquid remaining amount sensor that is provided in the middle of the liquid guide path and detects that the liquid in the liquid storage chamber has been exhausted by detecting the inflow of gas into the liquid guide path. A liquid container,
In the middle of the atmosphere communication path, a narrow communication path part that is formed thinner than the other communication path part and can hold a part of the liquid stored in the liquid storage chamber by a meniscus is provided,
The liquid storage container is characterized in that an amount of liquid capable of blocking the liquid stored in the liquid storage chamber from the atmosphere is held in the narrow communication path portion.
上記構成の液体収容容器によれば、大気連通路は、その途中に設けられた細い連通部分に保持された液体により液封されているため、インク収納室内の大気が自然換気されないので、液体収容室に貯留されている液体中の水分が大気連通路から外部に蒸発することがなく、水分の蒸発による液体の粘度上昇を防止できる。 According to the liquid container having the above configuration, the atmosphere communication passage is sealed with the liquid held in the narrow communication portion provided in the middle thereof, so that the atmosphere in the ink storage chamber is not naturally ventilated. The moisture in the liquid stored in the chamber does not evaporate from the atmosphere communication path to the outside, and an increase in the viscosity of the liquid due to the evaporation of moisture can be prevented.
また、上記液封は、液体収容室内の液体の消費により液体収容室内の気圧が下がると、外部の大気を微少な気泡状態にして液封している液中を通過させて液体収容室内に導入し、液体収容室内の気圧を大気圧に戻すが、液体収容室内の気圧が下がらないときは外部の大気を導入することがない。即ち、大気連通路を介した液体収容室内のへの大気の流入が必要最小限に規制されるため、液体と新鮮な空気との接触による液体の品質劣化を抑えることができる。従って、液体収容室に貯留している液体の品質をより長期に渡って、安定維持することができる。 In addition, when the liquid pressure in the liquid storage chamber decreases due to the consumption of the liquid in the liquid storage chamber, the liquid seal is introduced into the liquid storage chamber by passing the liquid sealed in a liquid state with the external atmosphere in a minute bubble state. Then, the atmospheric pressure in the liquid storage chamber is returned to the atmospheric pressure, but when the atmospheric pressure in the liquid storage chamber does not drop, the external atmosphere is not introduced. That is, since the inflow of the atmosphere into the liquid storage chamber via the atmosphere communication path is restricted to the minimum necessary, the quality deterioration of the liquid due to the contact between the liquid and fresh air can be suppressed. Therefore, the quality of the liquid stored in the liquid storage chamber can be stably maintained over a longer period.
尚、上記構成の液体収容容器において、前記細い連通路部分における一端の大気流出口が、前記液体収容室の底壁近傍に設けられ、
他端の大気流入口が、前記液体収容室の底壁よりも下方に設けられていることが望ましい。
In the liquid storage container having the above-described configuration, an atmospheric outlet at one end of the narrow communication path portion is provided in the vicinity of the bottom wall of the liquid storage chamber,
It is desirable that the air inlet at the other end is provided below the bottom wall of the liquid storage chamber.
このような構成の液体収容容器によれば、例えば、製造時等に液体収容室に所定量の液体を充填した時に、大気流出口に作用する液体収容室内の液圧で、細い連通部分に必要量の液体を送給して保持させることができ、大気連通路の途中における液封部の形成が容易にできる。 According to the liquid storage container having such a configuration, for example, when a predetermined amount of liquid is filled in the liquid storage chamber at the time of manufacture, etc., the liquid pressure in the liquid storage chamber acting on the air outlet is necessary for the thin communication portion. An amount of liquid can be fed and held, and a liquid seal portion can be easily formed in the middle of the air communication path.
また、上記構成の液体収容容器において、前記細い連通路部分が、略L字形状に形成されていることが望ましい。
このような構成の液体収容容器によれば、細い連通路部分に保持された封止用の液体に対して、略L字形状の屈曲部で発生するメニスカス力が、液体の移動を規制する保持力を発揮し、細い連通路部分に液体を保持した液封状態を安定維持することができる。
Further, in the liquid container having the above-described configuration, it is desirable that the narrow communication path portion is formed in a substantially L shape.
According to the liquid container having such a configuration, the meniscus force generated in the substantially L-shaped bent portion controls the liquid movement with respect to the sealing liquid held in the narrow communication path portion. The liquid sealing state in which the liquid is held in the narrow communication path portion can be stably maintained.
以下、本発明に係る液体収容容器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態では、液体収容容器の一例として、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置(プリンタ)に装着されるインクカートリッジを挙げて説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a liquid container according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, as an example of the liquid container, an ink cartridge mounted on an ink jet recording apparatus (printer) that is an example of a liquid ejecting apparatus will be described.
図1は本発明に係る液体収容容器の一実施形態としてのインクカートリッジの外観斜視図であり、図2は本実施形態のインクカートリッジを図1とは逆の角度からみた外観斜視図である。図3は本実施形態のインクカートリッジの分解斜視図、図4は本実施形態のインクカートリッジを図3とは逆の角度からみた分解斜視図である。図5は本実施形態のインクカートリッジをキャリッジに取り付けた状態を示す図であり、図6はキャリッジへの取付直前の状態を示す断面図、図7はキャリッジへの取付直後の状態を示す断面図である。 FIG. 1 is an external perspective view of an ink cartridge as an embodiment of a liquid container according to the present invention, and FIG. 2 is an external perspective view of the ink cartridge of this embodiment as viewed from the opposite angle to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the ink cartridge of the present embodiment, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the ink cartridge of the present embodiment as viewed from the opposite angle to FIG. FIG. 5 is a view showing a state in which the ink cartridge of the present embodiment is attached to the carriage, FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state immediately before attachment to the carriage, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state immediately after attachment to the carriage. It is.
本実施形態のインクカートリッジ1は、図1及び図2に示すように、略直方体形状を有し、内部に設けられたインク収容室に(液体収容室)にインク(液体)Iを貯留・収納する液体収容容器である。インクカートリッジ1は、液体消費装置の一例としてのインクジェット式記録装置のキャリッジ200に装着され、当該インクジェット式記録装置にインクを供給する(図5参照)。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
インクカートリッジ1の外観的特徴について説明すると、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ1は、フラットな上面1aを有し、上面1aに対向する底面1bにインクジェット式記録装置に接続されてインクを供給するインク供給部(液体供給部)50が設けられている。また、底面1bには、インクカートリッジ1内部に大気を導入する大気開放孔100が開口している。すなわち、インクカートリッジ1は、大気開放孔100から空気を導入しつつインク供給部50からインクを供給する大気開放型のインクカートリッジである。
The appearance characteristics of the
本実施形態では、大気開放孔100は、図6に示すように、底面1bに底面側から上面側に向けて開口した略円筒形状の凹部101と、凹部101の内周面に開口した小孔102とを有している。小穴102は、後述の大気連通路に連通しており、この小穴102を介して大気が後述の最上流の上部インク収容室370に導入される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
大気開放孔100の凹部101は、キャリッジ200に形成された突起230を受け入れるような深さに構成されている。この突起230は、大気開放孔100を気密に閉塞する閉塞手段としての封止フィルム90の剥がし忘れを防止するための剥離忘れ防止突起である。すなわち、封止フィルム90が貼り付けられた状態では、大気開放孔100内に突起230が挿入されないため、インクカートリッジ1がキャリッジ200に取り付けられない。これによりユーザが、大気開放孔100上に封止フィルム90が貼り付けたままキャリッジ200にインクカートリッジ1を取り付けようとしても取り付けられないようにすることにより、インクカートリッジ1の装着時には確実に封止フィルム90を剥がすように促すことができる。
The
また、図1に示すように、インクカートリッジ1の上面1aの一つの短辺側に隣り合う狭側面1cには、インクカートリッジ1が誤った位置に装着されることを防ぐための誤挿入防止突起22が形成されている。受け手となるキャリッジ200側には、図5に示すように、誤挿入防止突起22と対応する凹凸220が形成されており、インクカートリッジ1は誤挿入防止突起22と凹凸220とが干渉しない場合のみキャリッジ200に装着される。誤挿入防止突起22は、インクの種類毎に異なる形状を有し、受け手となるキャリッジ200側の凹凸220も対応するインクの種類に応じた形状を有している。したがって、図5に示すように、キャリッジ200が複数のインクカートリッジを装着可能な場合でも、誤った位置にインクカートリッジを装着することがない。
Further, as shown in FIG. 1, an erroneous insertion prevention protrusion for preventing the
また、図2に示すように、インクカートリッジ1の狭側面1cと対向する狭側面1dには、係合レバー11が設けられている。この係合レバー11は、キャリッジ200への装着時にキャリッジ200に形成された凹部210と係合する突起11aが形成されており、係合レバー11が撓みつつ突起11aと凹部210が係合することによりキャリッジ200に対してインクカートリッジ1が位置固定される。
Further, as shown in FIG. 2, an
また、係合レバー11の下方には、回路基板34が設けられている。この回路基板34上には、複数の電極端子34aが形成されており、これら電極端子34aがキャリッジ200に設けられた電極部材(不図示)と接触することにより、インクカートリッジ1が電気的にインクジェット式記録装置と接続される。回路基板34には、データ書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクカートリッジ1に関する各種情報やインクジェット式記録装置のインク使用情報等が記憶される。また、回路基板34の裏側には、インクカートリッジ1内のインク残量を、残留振動を利用して検出する液体残量センサ(センサユニット)31(図3または図4参照のこと)が設けられている。以下の説明では、液体残量センサ31と回路基板34とを合わせてインクエンドセンサ30と呼称することとする。
A
また、インクカートリッジ1の上面1aには、図1に示すように、インクカートリッジの中身を示すラベル60aが貼り付けられている。このラベル60aは、広側面1fを覆う外表面フィルム60の端部が上面1aにまでまたがって貼り付けられることによって形成されている。
As shown in FIG. 1, a
また、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ1の上面1aの2つの長辺側に隣り合う広側面1e,1fは、フラットな面形状とされている。以下の説明では、便宜上、広側面1eの側を正面側、広側面1fの側を背面側、狭側面1cの側を右側面側、そして狭側面1dの側を左側面側として説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、図3及び図4を参照しながら、インクカートリッジ1を構成する各部について説明する。
インクカートリッジ1は、容器本体であるカートリッジ本体10と、カートリッジ本体10の正面側を覆う蓋部材20とを有している。
Next, each part constituting the
The
カートリッジ本体10は、その正面側には様々な形状を有するリブ10aが形成されており、これらのリブ10aが仕切を為して、インクIが充填される複数のインク収容室(液体収容室)、インクIは充填されない未充填室、後述の大気連通路150の途中に位置する空気室などを、内部に区画形成する。
The
カートリッジ本体10と蓋部材20との間には、カートリッジ本体10の正面側を覆うフィルム80が設けられており、このフィルム80によってリブ、凹部、溝の上面が塞がれて複数の流路やインク収容室、未充填室、空気室が形成される。
A
またカートリッジ本体10の背面側には、差圧弁40を収容する凹部としての差圧弁収容室40aと気液分離フィルタ70を構成する凹部としての気液分離室70aとが形成されている。
差圧弁収容室40aには、バルブ部材41とバネ42とバネ座43とが収納されて差圧弁40を構成している。差圧弁40は、下流側のインク供給部50と上流側のインク収容室との間に配置されており、上流側に対して下流側を減圧することで、インク供給部50に供給されるインクIが負圧となるように構成されている。
Further, on the back side of the
A
気液分離室70aの上面には、気液分離室70aの中央部近傍に設けられた外周を囲む土手70bに沿って気液分離膜71が貼着されている。この気液分離膜71は、気体を通過させるとともに液体を通過不可能に遮断する素材であり、全体で気液分離フィルタ70を構成している。気液分離フィルタ70は、大気開放孔100とインク収容室とを結ぶ大気連通路150内に設けられており、インク収容室のインクIが大気連通路150を経て大気開放孔100から流出しないようにするためのものである。
A gas-
カートリッジ本体10の背面側には、差圧弁収容室40aと気液分離室70a以外にも複数の溝10bが刻まれている。これらの溝10bは、差圧弁40と気液分離フィルタ70が構成された状態で外表面を外表面フィルム60が覆うことにより各溝10bの開口部が塞がれ、大気連通路150やインク誘導路が形成される。
In addition to the differential pressure
カートリッジ本体10の右側面側には、図4に示すように、インクエンドセンサ30を構成する各部材を収納する凹部としてセンサ室30aが形成されている。このセンサ室30aには、液体残量センサ31と、液体残量センサ31をセンサ室30aの内壁面に押しつけて固定する圧縮バネ32とが収納される。また、センサ室30aの開口部はカバー部材33によって覆われ、このカバー部材33の外表面33a上に回路基板34が固定される。液体残量センサ31のセンシング部材は回路基板34と接続されている。
As shown in FIG. 4, a
液体残量センサ31は、インク収容室からインク供給部50との間のインク誘導路の一部を形成するキャビティと、このキャビティの壁面の一部を形成する振動板と、この振動板上に振動を印加させる圧電素子(圧電アクチュエータ)とを備えて、前記振動板に振動を印加した際の残留振動から前記インク誘導路内におけるインクIの有無を検出する。この液体残量センサ31は、インクIと気体(インクに混入した気泡B)との間での残留振動の振幅、周波数等の違いを検出して、カートリッジ本体10内におけるインクIの有無を検出する。
具体的には、カートリッジ本体10内のインク収容室のインクIが消尽されて、インク収容室内に導入された大気がインク誘導路を伝って、液体残量センサ31のキャビティ内に進入すると、その時の残留振動の振幅や周波数の変化から、その旨を検知し、インクエンドを示す電気信号を出力する。
The liquid remaining
Specifically, when the ink I in the ink storage chamber in the cartridge
カートリッジ本体10の底面側には、先ほど説明したインク供給部50と大気開放孔100以外に、図4に示すように、インク注入時に真空引き手段を介してインクカートリッジ1内部から空気を吸い出して減圧に用いられる減圧孔110と、インク収容室からインク供給部50に至るインク誘導路を構成する凹部95aと、インクエンドセンサ30の下方に設けられたバッファ室30bとが形成されている。
On the bottom surface side of the
インク供給部50、大気開放孔100、減圧孔110、凹部95a、及びバッファ室30bは、インクカートリッジ製造直後には、全てそれぞれ封止フィルム54,90,98,95,35によってそれぞれの開口部が封止された状態となっている。このうち、大気開放孔100を封止する封止フィルム90は、インクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着して使用状態とする前にユーザによって剥離される。これにより、大気開放孔100が外部に露出し、インクカートリッジ1内部のインク収容室が大気連通路150を介して外気と連通する。
The
また、インク供給部50の外表面に貼り付けられた封止フィルム35は、図6及び図7に示すように、インクジェット式記録装置への装着時にインクジェット式記録装置側のインク供給針240によって破られるように構成されている。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the sealing
インク供給部50の内部には、図6及び図7に示すように、装着時にインク供給針の240の外表面に押しつけられる環状のシール部材51と、プリンタに装着されていない場合はシール部材51と当接してインク供給部50を閉塞するバネ座52と、バネ座52をシール部材51の当接方向に付勢する圧縮バネ53とを備えている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図6及び図7に示すように、インク供給針240がインク供給部50内に挿入されると、シール部材51の内周とインク供給針240の外周がシールされ、インク供給部50とインク供給針240との間の隙間が液密に封止される。また、インク供給針51の先端がバネ座52と当接し、バネ座52を上に押し上げ、バネ座52とシール部材51のシールが解除されることにより、インク供給部50からインク供給針240にインクが供給可能となる。
6 and 7, when the
次に、図8〜図12を参照しながら、本実施形態のインクカートリッジ1の内部構造について説明する。
図8は本実施形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を正面側から見た図であり、図9は本実施形態のインクカートリッジ1のカートリッジ本体10を背面側から見た図であり、図10の(a)は図8の簡略模式図であり、図10の(b)は図9の簡略模式図であり、図11は図8のA−A断面図である。また、図12は図8に示した流路の一部拡大斜視図である。
Next, the internal structure of the
8 is a view of the cartridge
本実施形態のインクカートリッジ11では、インクIが充填される主なインク収容室として、上下2つに分断された上部インク収容室370及び下部インク収容室390と、これらの上下のインク収容室に挟まれるように位置するバッファ室430とからなる3つのインク収容室が、カートリッジ本体10の正面側に形成されている(図10参照)。
また、カートリッジ本体10の背面側には、インクIの消費量に応じて、大気を最上流のインク収容室である上部インク収容室370に導入する大気連通路150が形成されている。
In the
Further, an
インク収容室370,390及びバッファ室430は、リブ10aにより区分されている。そして、本実施形態の場合、これらの各インク収容室は、水平方向に延在して収容室の底壁となるリブ10aの一部に、下方に窪ませた形状の窪み374,394,434が形成されている。
The
窪み374は、上部インク収容室370のリブ10aによる底壁375の一部を下方に窪ませたものである。窪み394は、下部インク収容室390のリブ10aによる底壁395と壁面の膨出部によりカートリッジ厚さ方向に窪ませたものである。窪み434は、バッファ室430のリブ10aによる底壁435の一部を下方に窪ませたものである。
The
そして、各窪み374,394,434の底部又はその付近には、インク誘導路380,上流側インクエンドセンサ連絡流路400及びインク誘導路440に連通するインク排出口371,311,432が設けられている。
インク排出口371,432は、各インク収容室の壁面をカートリッジ本体10の厚さ方向に貫通した貫通孔である。また、インク排出口311は、底壁395を下方に貫通した貫通穴である。
Ink drains 371, 311, and 432 communicating with the
The
インク誘導路380は、一端が上部インク収容室370のインク排出口371に連通すると共に、他端が下部インク収容室390に設けられたインク流入口391に連通しており、上部インク収容室370のインクIを下部インク収容室390に誘導する連絡流路となっている。このインク誘導路380は、上部インク収容室370のインク排出口371から鉛直下方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクIの流れ方向が上から下への降下流となる降下型接続で一対の液体収容室370,390相互を接続している。
One end of the
インク誘導路420は、一端が下部インク収容室390の下流に位置する液体残量センサ31内のキャビティのインク排出口312に連通すると共に、他端がバッファ室430に設けられたインク流入口431に連通しており、下部インク収容室390のインクIをバッファ室430に誘導する。このインク誘導路420は、液体残量センサ31内のキャビティのインク排出口312から斜め上方に延びた形態で設けられており、連絡流路内でのインクIの流れ方向が下から上への上昇流となる上昇型接続で一対のインク収容室390,430相互を接続している。
即ち、本実施形態のカートリッジ本体10では、3個のインク収容室370,390,430相互は、降下型接続と、上昇型接続とを交互に繰り返す直列状に接続されている。
One end of the
That is, in the cartridge
インク誘導路440は、バッファ室430のインク排出口432から差圧弁40にインクを誘導するインク流路である。
本実施形態の場合、各インク収容室のインク流入口391,431は、いずれも、各インク収容室において、それぞれの収容室に設けられたインク排出口371,311よりも上方で、且つ各インク収容室の底壁375,395,435の近傍に設けられている。
The
In the case of the present embodiment, the
以下、まず主たるインク収容室である上部インク収容室370からインク供給部50に至るまでのインク誘導路を、図8〜図12を参照しながら説明する。
上部インク収容室370は、カートリッジ本体10内の最上流(最上位)のインク収容室であり、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。この上部インク収容室370は、インク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から上の部分に形成されている。
Hereinafter, an ink guiding path from the upper
The upper
上部インク収容室370の底壁375の窪み374には、インク誘導路380と連通するインク排出口371が開口している。このインク排出口371は、上部インク収容室370の底壁375よりも下がった位置にあり、上部インク収容室370内のインク液面Fが底壁375まで下がっても、その時のインク液面Fよりも下方に位置して、安定したインクIの導出を継続する。
An
インク誘導路380は、図9に示すように、カートリッジ本体10の背面側に形成され上方からインクIを下方の下部インク収容室390に導く。
下部インク収容室390は、上部インク収容室370に貯留されているインクIが導入されるインク収容室で、図8に示すように、カートリッジ本体10の正面側に形成されるインク収容室の約半分を占めるインク収容領域であり、カートリッジ本体10の略半分から下の部分に形成されている。
As shown in FIG. 9, the
The lower
インク誘導路380と連通するインク流入口391は、下部インク収容室390の底壁395の下方に配置された連通流路に開口しており、該連通流路を介して上部インク収容室370からのインクIが流入する。
The
下部インク収容室390は、底壁395を貫通したインク排出口311により上流側インクエンドセンサ連絡流路400に連通している。上流側インクエンドセンサ連絡流路400には、三次元的に形成された迷路流路が形成されており、この迷路流路にてインクエンド前に流入した気泡B等を捕捉して下流側に流れないように構成されている。
The
上流側インクエンドセンサ連絡流路400は、図示せぬ貫通孔を介して下流側インクエンドセンサ連絡流路410に連通しており、下流側インクエンドセンサ連絡流路410を介してインクIが液体残量センサ31に導かれる。
The upstream ink end
液体残量センサ31に導かれたインクIは、液体残量センサ31内のキャビティ(流路)を通って、キャビティの出口であるインク排出口312からカートリッジ本体10の背面側に形成されたインク誘導路420に導かれる。
インク誘導路420は、液体残量センサ31から斜め上方にインクIを導くように形成されており、バッファ室430と連通するインク流入口431に接続されている。これにより、液体残量センサ31を出たインクIは、インク誘導路420を経てバッファ室430に導かれる。
The ink I guided to the liquid remaining
The
バッファ室430は、上部インク収容室370と下部インク収容室390との間にリブ10aにより区画形成された小部屋であり、差圧弁40の直前のインク貯留空間として形成されている。バッファ室430は、差圧弁40の裏側に対向するように形成されており、バッファ室430の窪み434に形成されたインク排出口432が連通したインク誘導路440を介して差圧弁40にインクIが流入する。
The
差圧弁40に流入したインクIは、差圧弁40によって下流側に導かれ、貫通孔451を介して出口流路450に導かれる。出口流路450は、インク供給部50に連通しており、インク供給部50に差し込まれたインク供給針240を介してインクIがインクジェット式記録装置側に供給される。
The ink I that has flowed into the
なお、本実施形態のインクカートリッジ1の場合、図8にも示したように、カートリッジ本体10の正面側には、前述のインク収容室(上部インク収容室370、下部インク収容室390、バッファ室430)や、空気室(インクトラップ室340、連絡バッファ室350)や、インク誘導路(上流側インクエンドセンサ連絡流路400、下流側インクエンドセンサ連絡流路410)の他に、インクIが充填されない未充填室501が画成されている。
In the case of the
未充填室501は、カートリッジ本体10の正面側で、ハッチングを施した左側面寄りの領域で、上部インク収容室370と下部インク収容室390とに挟まれるように区画形成されている。
そして、この未充填室501は、その内部領域の左上隅に、背面側に貫通した大気開放孔502が設けられ、該大気開放孔502により外気に連通している。
The
The
この未充填室501は、インクカートリッジ1を減圧パック包装した時に、脱気用負圧を蓄圧した脱気室となる。そこで、使用前にはカートリッジ本体10内部の気圧が未充填室501と減圧パックの負圧吸引力により規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクIを供給することができる。
The
次に、大気開放孔100から上部インク収容室370に至るまでの大気連通路150、図8〜図12を参照しながら説明する。
インクカートリッジ11内のインクが消費されてインクカートリッジ11内部の圧力が低下すると、貯留しているインクIの減少分だけ大気開放孔100から大気(空気)が上部インク収容室370に流入する。
Next, the
When the ink in the
大気開放孔100の内部に設けられた小穴102は、カートリッジ本体10の背面側に形成された蛇道310の一端に連通している。蛇道310は、大気開放孔100から上部インク収容室370までの距離を長くしインク中の水分の蒸発を抑制するように細長く形成された蛇行路である。蛇道310の他端は、気液分離フィルタ70に接続されている。
A
気液分離フィルタ70を構成する気液分離室70aの底面には、貫通孔322が形成されており、貫通孔322を介してカートリッジ本体10の正面側に形成された空間320に連通している。
気液分離フィルタ70においては、貫通孔322と蛇道310の他端との間に気液分離膜71が配置される。気液分離膜71は撥水性および撥油性の高い繊維材料をメッシュ状に編みこんだもので形成される。
A through-
In the gas-
空間320は、カートリッジ本体10の正面側からみて上部インク室370の右上方に形成されている。空間320には、貫通孔322の上部に貫通孔321が開口している。空間320は、この貫通孔321を介して背面側に形成された上部連結流路330に連通している。
The
上部連結流路330は、インクカートリッジ11の最も上面側、すなわちインクカートリッジ11が取り付けられた状態における重力方向で最も上となる部分を通過するように、背面側から見て貫通孔321から長辺に沿って右方向に延びる流路部分333と、短辺近傍の折り返し部335で折り返して流路部分333よりもインクカートリッジ11の上面側を通って貫通孔321の近傍に形成された貫通孔341まで延びる流路部分337とを有している。なお、貫通孔341は、正面側に形成されたインクトラップ室340に連通している。
The upper
ここで、背面側からこの上部連結流路330を見ると、折り返し部335から貫通孔341まで延びる流路部分337には、貫通孔341が形成された位置336と、位置336よりカートリッジ厚さ方向位置が深く掘り下げられた凹部332が設けられており、この凹部332を区切るようにリブ331が複数形成されている。また、貫通孔321から折り返し部335まで延びる流路部分333は、折り返し部335から貫通孔341まで延びる流路部分337よりも深さが浅く形成されている。
Here, when the upper connecting
本実施形態では、上部連結流路330を重力方向で最も上となる部分に形成しているので、基本的にはインクIが上部連結流路330を超えて大気開放孔100側に移動しないように構成されている。また、上部連結流路330は、毛細管現象等によりインクIの逆流が発生しない程度に幅広の太さを有するとともに、流路部分337には凹部332が形成されているので逆流してきたインクIを捕捉しやすく構成されている。
In the present embodiment, since the
インクトラップ室340は、正面側から見てカートリッジ本体10における右上方の隅の位置に形成された直方体形状の空間である。貫通孔341は、図12に示すように、正面側から見てインクトラップ室340の左上方奥側隅部近傍に開口している。また、インクトラップ室340の右下方手前側隅部には、仕切となるリブ10aの一部が切り欠かれた切り欠き部342が形成されており、この切り欠き部342を介して連絡バッファ室350に連通している。
The
ここで、インクトラップ室340および連絡バッファ室350は、大気連通路150の途中の容積を拡張した形態の空気室であり、何らかの理由により上部インク収容室370からインクIが逆流した場合でも,このインクトラップ室340および連絡バッファ室350にインクIを留め、これ以上大気開放孔100側へなるべく流れ込まないように構成されたものである。具体的なインクトラップ室340および連絡バッファ室350の役割については後述する。
Here, the
連絡バッファ室350は、インクトラップ室340の下方に形成された空間である。連結バッファ室350の底面352には,インク注入時に空気抜きを行うための減圧孔110が設けられている。また、底面352近傍であってインクジェット式記録装置への装着時最も重力方向下方の部位には、厚さ方向側に貫通孔351が開口しており、この貫通孔351を介して背面側に形成された細い連通路360に連通している。
The
細い連通路360は、上部インク収容室370を大気開放孔100に連通させる大気連通路150の一部を成すものであり、図10(b)に示すように、背面側から見て中央上方側に延びており、上部インク収容室370の底壁近傍に開口した貫通孔372を介して上部インク収容室370と連通している。
The
細い連通路360の一端の貫通孔372は、大気連通路150を介して外気を上部インク収容室370内に導入する大気流出口である。また、細い連通路360の他端の貫通孔351は、連絡バッファ室350に連通しており、連絡バッファ室350から細い連通路360に外気を導入させる大気流入口である。
The through
本実施形態の細い連通路360では、その一端の大気流出口である貫通孔372が、最上流の上部インク収容室370の底壁375(図10(a)参照)の近傍に設けられ、更に、他端の大気流入口である貫通孔351が、上部インク収容室370の底壁375よりも距離H1だけ下方に設けられている。
In the
細い連通路360は、図10(b)に示すように、大気流出口である貫通孔372から略垂直に距離H1だけ降下する第1連通路361と、この第1連通路361の下端から略水平に距離L1だけ延出して大気流入口である貫通孔351に連通する第2連通路362とによって、略L字形状に形成されている。
As shown in FIG. 10B, the
第1連通路361と第2連通路362とにより略L字形状に形成された細い連通路360は、大気連通路150を構成する他の連通路部分よりも流路断面が細く形成された連通路であり、上部インク収容室370に収容されているインクIの一部をメニスカスにより第1連通路361及び第2連通路362内に保持している。
連通路360は全ての部分においてメニスカスを形成できる程度に細いので、温度変化などで上部インク収納室370内部の空気が膨張ないし収縮し、連通路360内で形成されている液面が移動した場合においても、連通路360内のいずれかの場所でメニスカスを形成できる。
The
Since the
また、細い連通路360の内部に保持されるインク量が、上部インク収容室370等に収容されているインクIを外部の大気から遮断可能な適当量となるように、前述の第1連通路361の長さH1や第2連通路362の長さL1が設定されている。
Further, the first communication path described above is set so that the amount of ink retained in the
以上に説明したインクカートリッジ1によれば、大気連通路150は、その途中に設けられた細い連通路360の部分に保持されたインクIにより液封されているため、上部インク収容室370等に貯留されているインクI中の水分が大気連通路150から外部に蒸発することがなく、水分の蒸発によるインクIの粘度上昇を防止できる。
According to the
また、細い連通路360における液封は、上部インク収容室370内のインクIの消費により上部インク収容室370内の気圧が下がると、外部の大気を微少な気泡状態にして液封しているインク中を通過させて上部インク収容室370内に導入し、上部インク収容室370内の気圧を大気圧に戻すが、上部インク収容室370内の気圧が下がらないときは外部の大気を導入することがない。
In addition, the liquid sealing in the
即ち、大気連通路150を介したインク収容室370内のへの大気の流入が必要最小限に規制されるため、インクIと新鮮な空気との接触によるインクIの品質劣化を抑えることができる。従って、各インク収容室370,390,430に貯留しているインクIの品質をより長期に渡って、安定維持することができる。
That is, since the inflow of the atmosphere into the
また、本実施形態のインクカートリッジ1の場合、液封を行う細い連通路360は、一端の大気流出口である貫通孔372が、上部インク収容室370の底壁375の近傍に設けられ、他端の大気流入口である貫通孔351が、上部インク収容室370の底壁375よりも距離H1だけ下方に設けられている。
In addition, in the case of the
そのため、例えば、工場等でカートリッジ本体10内に所定量のインクIを充填した時に、大気流出口に作用する上部インク収容室370内のインクIの液圧で、細い連通路360の部分に必要量のインクIを送給して保持させることができ、大気連通路150の途中における液封部の形成が容易にできる。
Therefore, for example, when a predetermined amount of ink I is filled in the cartridge
また、本実施形態のインクカートリッジ1の場合、細い連通路360の部分が、略L字形状に形成されているため、細い連通路360の部分に貯留された封止用のインクIに対して、略L字形状の屈曲部で発生するメニスカス力が、インクIの移動(逆流)を規制する保持力を発揮し、細い連通路360の部分にインクIを保持した液封状態をより長期にわたって安定維持することができる。
In the case of the
なお、上記実施形態では、一つのカートリッジ本体内に3個のインク収容室を区画形成したが、カートリッジ本体内に装備するインク収容室の数量は、2個以上の任意数に設定でき、インク収容室の装備数が増えるほど、気泡トラップが多重化されて、気泡Bの下流への移動を阻止する性能が向上する。 In the above embodiment, three ink storage chambers are defined in one cartridge main body. However, the number of ink storage chambers provided in the cartridge main body can be set to an arbitrary number of two or more. As the number of chambers increases, the bubble traps are multiplexed, and the performance of preventing the bubbles B from moving downstream is improved.
また、本発明の液体収容容器の用途は、上記実施形態に示したインクカートリッジに限らない。また、本発明の液体収容容器が装着される容器装着部を備えた液体消費装置も、上記実施形態に示したインクジェット式記録装置に限らない。
液体消費装置としては、液体収容容器が着脱可能に装着される容器装着部を備え、前記液体収容容器に貯留されている液体が装置に供給される各種の装置が該当し、具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
The use of the liquid container of the present invention is not limited to the ink cartridge shown in the above embodiment. Further, the liquid consuming apparatus provided with the container mounting portion to which the liquid container of the present invention is mounted is not limited to the ink jet recording apparatus shown in the above embodiment.
The liquid consuming device includes a container mounting portion on which a liquid storage container is detachably mounted, and various devices in which the liquid stored in the liquid storage container is supplied to the device are applicable. For example, an apparatus having a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an apparatus having an electrode material (conductive paste) ejecting head used for forming an electrode such as an organic EL display and a surface emitting display (FED), Examples thereof include an apparatus equipped with a bio-organic substance ejecting head used for biochip production, an apparatus equipped with a sample ejecting head as a precision pipette, and the like.
1…インクカートリッジ(液体収容容器)、10…カートリッジ本体(容器本体)、20…蓋部材、30…インクエンドセンサ、31…液体残量センサ、40…差圧弁、50…インク供給部(液体供給部)、70…気液分離フィルタ、80…フィルム、100…大気開放孔、150…大気連通路、200…キャリッジ、330…上部連結流路、340…インクトラップ室(空気室)、350…連結バッファ室(空気室)、360…細い連通路、361…第1連通路、362…第2連通路、370…上部インク収容室(液体収容室)、371,311,432…インク排出口(液体排出口)、374,394,434…窪み、375,395,435…液体収容室の底壁、380…インク誘導路(液体誘導路)、390…下部インク収容室(液体収容室)、391,431…インク流入口(液体流入口)、400…上流側インクエンドセンサ連絡流路(液体誘導路)、410…下流側インクエンドセンサ連絡流路(液体誘導路)、420…インク誘導路(液体誘導路)、430…バッファ室(液体収容室)、501…未充填室(脱気室)、B…気泡、I…インク(液体)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
液体を収容する液体収容室と、
前記液体消費装置に接続される液体供給部と、
前記液体収容室に貯留されている液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容室内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容室内に導入する大気連通路と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容室の液体が消尽されたことを検出する液体残量センサと、を備える大気開放タイプの液体収容容器であって、
前記大気連通路の途中に、他の連通路部分よりも細く形成され、前記液体収容室に収容されている液体の一部をメニスカスにより保持可能な細い連通路部分が設けられ、
前記液体収容室に収容されている液体を大気と遮断可能な量の液体が、前記細い連通路部分に保持されていることを特徴とする液体収容容器。 In the container body attached to the liquid consumption device,
A liquid storage chamber for storing a liquid;
A liquid supply unit connected to the liquid consumption device;
A liquid guide path for guiding the liquid stored in the liquid storage chamber to the liquid supply section;
An atmosphere communication path for introducing the atmosphere into the liquid storage chamber from the outside as the liquid in the liquid storage chamber is consumed;
An air open type provided with a liquid remaining amount sensor that is provided in the middle of the liquid guide path and detects that the liquid in the liquid storage chamber has been exhausted by detecting the inflow of gas into the liquid guide path. A liquid container,
In the middle of the atmosphere communication path, a narrow communication path part that is formed thinner than the other communication path part and can hold a part of the liquid stored in the liquid storage chamber by a meniscus is provided,
An amount of liquid capable of blocking the liquid stored in the liquid storage chamber from the atmosphere is held in the narrow communication path portion.
他端の大気流入口が、前記液体収容室の底壁よりも下方に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体収容容器。 An air outlet at one end of the narrow communication passage portion is provided near the bottom wall of the liquid storage chamber,
The liquid storage container according to claim 1, wherein an air inlet at the other end is provided below the bottom wall of the liquid storage chamber.
Priority Applications (1)
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