JP2009034890A - Liquid container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体消費装置に液体を供給するための液体収容体に関する。 The present invention relates to a liquid container for supplying a liquid to a liquid consuming device.
装着されたインクカートリッジから供給されたインクを消費して、印刷媒体上に印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。インクカートリッジに収容されるインクとして、比重の異なる複数種類の成分が混合されたもの、例えば、顔料系インクが用いられることがある。この種のインクは、時間の経過に応じて比重の大きい成分が沈降し、インクの均一性が低下するおそれがある。 2. Related Art Inkjet printers that perform printing on a print medium by consuming ink supplied from a mounted ink cartridge are known. As the ink stored in the ink cartridge, a mixture of a plurality of types of components having different specific gravity, for example, pigment-based ink may be used. In this type of ink, a component having a large specific gravity may settle as time passes, and the uniformity of the ink may be reduced.
ここで、インクカートリッジのインク収容室に、球体などの撹拌体を配置して、インクの均一性を向上する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 Here, a technique for improving the uniformity of ink by arranging a stirring body such as a sphere in an ink storage chamber of an ink cartridge is known (for example, Patent Document 1).
この技術では、撹拌体を動かすために利用されるエネルギは、インクカートリッジ本体に加えられる運動エネルギである。例えば、印刷動作時に往復動作をするキャリッジに搭載されるインクカートリッジでは、キャリッジの往復動作による運動エネルギを利用して撹拌体を動かしている。 In this technique, the energy used to move the stirrer is kinetic energy applied to the ink cartridge body. For example, in an ink cartridge mounted on a carriage that reciprocates during a printing operation, the agitator is moved using kinetic energy generated by the reciprocation of the carriage.
しかしながら、インクカートリッジ本体に加えられる運動エネルギのみでは撹拌が不十分な場合があり、撹拌力を向上してインクの均一性をさらに向上することが求められていた。かかる課題は、インクジェットプリンタ用のインクカートリッジに限らず、例えば、金属を含む液体材料を噴射して半導体上に電極層を形成する噴射装置に液体材料を供給する液体収容体など、液体消費装置に液体を供給するための液体収容体に共通する課題であった。 However, there are cases where stirring is insufficient with only the kinetic energy applied to the ink cartridge body, and it has been desired to further improve the uniformity of the ink by improving the stirring force. Such a problem is not limited to an ink cartridge for an ink jet printer, but is applied to a liquid consuming device such as a liquid container that supplies a liquid material to an ejecting device that ejects a liquid material containing metal to form an electrode layer on a semiconductor. This was a problem common to liquid containers for supplying liquid.
本発明は、液体収容体において、収容されている液体の均一性を向上することを目的とする。 An object of the present invention is to improve the uniformity of the liquid contained in the liquid container.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the above-described problems.
[適用例1]液体消費装置に供給される液体を収容する液体収容体であって、重力方向の成分を有する流動方向に前記液体が流動する重力方向流動部と、前記重力方向流動部に配置され、前記液体の比重より小さい比重を有する撹拌体と、を備える、液体収容体。 Application Example 1 A liquid container that contains a liquid to be supplied to a liquid consuming device, and is arranged in a gravity direction flow part in which the liquid flows in a flow direction having a gravity direction component, and in the gravity direction flow part And a stirring body having a specific gravity smaller than the specific gravity of the liquid.
適用例1に係る液体収容体によれば、液体の流動による重力方向の力と、浮力により、撹拌体を重力方向に沿って揺動させ、液体を撹拌することができる。この結果、液体の均一性を向上させることができる。 According to the liquid container according to the application example 1, the liquid can be agitated by swinging the agitator along the gravity direction by the force in the gravity direction due to the flow of the liquid and the buoyancy. As a result, the uniformity of the liquid can be improved.
適用例1に係る液体収容体は、さらに、前記液体消費装置に前記液体を供給するための液体供給部と、前記液体供給部より上流側に設けられ、前記液体を減圧する差圧弁が収容された差圧弁収容室と、を備え、前記重力方向流動部は、前記液体供給部と、前記差圧弁収容室との間に設けられていても良い。こうすれば、液体供給部により近いところで、液体を撹拌でき、液体を使い切る間際まで、インクの均一性を向上できる。 The liquid container according to Application Example 1 further includes a liquid supply unit that supplies the liquid to the liquid consuming device, and a differential pressure valve that is provided upstream of the liquid supply unit and depressurizes the liquid. And the gravity direction flow part may be provided between the liquid supply part and the differential pressure valve accommodation chamber. In this way, the liquid can be stirred closer to the liquid supply unit, and the uniformity of the ink can be improved until just before the liquid is used up.
適用例1に係る液体収容体において、前記重力方向流動部における前記液体の流動速度は、前記液体収容体内部における前記液体の平均流動速度より速くても良い。こうすれば、液体の速い流動を用いて、撹拌体をより効果的に揺動させることができる。 In the liquid container according to Application Example 1, the flow speed of the liquid in the gravity direction flow portion may be faster than the average flow speed of the liquid inside the liquid container. If it carries out like this, a stirring body can be rock | fluctuated more effectively using the quick flow of a liquid.
適用例1に係る液体収容体において、前記重力方向流動部は、前記重力方向に垂直な方向の寸法が前記重力方向の寸法より短くても良い。こうすれば、重力方向流動部における液体の流動速度を向上し、撹拌体をより効果的に揺動させることができる。 In the liquid container according to Application Example 1, the gravity direction flow portion may have a dimension in a direction perpendicular to the gravity direction shorter than the dimension in the gravity direction. If it carries out like this, the flow speed of the liquid in a gravity direction flow part can be improved, and a stirring body can be rock | fluctuated more effectively.
適用例1に係る液体収容体において、前記液体収容体は、前記液体消費装置に備えられた所定の移動方向に往復移動する装着部に装着されて用いられ、前記重力方向流動部は、前記重力方向に垂直かつ前記移動方向に垂直な方向の寸法が前記重力方向の寸法および前記移動方向の寸法より短くても良い。こうすれば、撹拌体を重力方向に揺動させると共に、撹拌体を装着部の移動方向にも揺動させることができ、より液体の均一性を向上することができる。 In the liquid container according to Application Example 1, the liquid container is used by being mounted on a mounting unit that is reciprocated in a predetermined movement direction provided in the liquid consuming device, and the gravity direction flow unit is the gravity unit. The dimension in the direction perpendicular to the direction and perpendicular to the movement direction may be shorter than the dimension in the gravity direction and the dimension in the movement direction. In this way, the stirring body can be swung in the direction of gravity, and the stirring body can be swung in the moving direction of the mounting portion, so that the uniformity of the liquid can be further improved.
[適用例2]液体消費装置に供給される液体を収容する液体収容体であって、重力の反対方向の成分を有する流動方向に前記液体が流動する反重力方向流動部と、前記反重力方向流動部に配置され、前記液体の比重より大きい比重を有する撹拌体と、を備える、液体収容体。 Application Example 2 A liquid container that contains a liquid to be supplied to a liquid consuming device, wherein the liquid flows in a flow direction having a component in the opposite direction of gravity, and the antigravity direction. A liquid container comprising: a stirring body that is disposed in the fluidizing portion and has a specific gravity greater than that of the liquid.
適用例2に係る液体収容体によれば、液体の流動による重力方向と反対の力と、重力により、撹拌体を重力方向に沿って揺動させ、液体を撹拌することができる。この結果、液体の均一性を向上させることができる。 According to the liquid container according to the application example 2, the liquid can be stirred by swinging the stirring body along the direction of gravity by the force opposite to the direction of gravity due to the flow of the liquid and the gravity. As a result, the uniformity of the liquid can be improved.
次に、本発明の実施態様について図面を参照して実施例に基づいて説明する。
A.第1実施例:
図1は、本発明の液体収容体の第1実施例としてのインクカートリッジの外観斜視図である。図2は、第1実施例としてのインクカートリッジを図1とは反対方向からみた外観斜視図である。図3は、第1実施例としてのインクカートリッジの分解斜視図である。図4は、第1実施例としてのインクカートリッジを図3とは反対方向からみた分解斜視図である。図5は、インクカートリッジがキャリッジに取り付けられた状態を示す図である。なお、図1〜図5には、方向を特定するため、XYZ軸が図示されている。
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A. First embodiment:
FIG. 1 is an external perspective view of an ink cartridge as a first embodiment of a liquid container according to the present invention. FIG. 2 is an external perspective view of the ink cartridge as the first embodiment viewed from the opposite direction to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the ink cartridge as the first embodiment. FIG. 4 is an exploded perspective view of the ink cartridge as the first embodiment viewed from the opposite direction to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the ink cartridge is attached to the carriage. 1 to 5 show the XYZ axes in order to specify the direction.
インクカートリッジ1は、内部に液体のインクを収容する。図5に示すように、インクカートリッジ1は、インクジェットプリンタのキャリッジ200に装着され、当該インクジェットプリンタにインクを供給する。
The
図1および図2に示すように、インクカートリッジ1は、略直方体形状を有し、Z軸正方向側の面1aと、Z軸負方向側の面1bと、X軸正方向側の面1cと、X軸負方向側の面1dと、Y軸正方向側の面1eと、Y軸負方向側の面1fとを有している。以下では、説明の便宜上、面1aを上面、面1bを底面、面1cを右側面、面1dを左側面、面1eを正面、面1fを背面とも呼ぶ。また、これらの面1a〜1fのある側を、それぞれ上面側、底面側、右側面側、左側面側、正面側、背面側とも呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
底面1bには、インクジェットプリンタにインクを供給するための供給孔を有する液体供給部50が設けられている。底面1bには、さらに、インクカートリッジ1の内部に大気を導入するための大気解放孔100が開口している(図4)。
The
大気解放孔100は、インクジェットプリンタのキャリッジ200に形成された突起230(図5)が所定の隙間を有するように余裕を持って嵌るような深さと径を有している。ユーザは、大気解放孔100を気密に封止する封止フィルム90を剥がしてから、インクカートリッジ1をキャリッジ200に装着する。突起230は、封止フィルム90の剥がし忘れを防止するために設けられている。
The
図1および図2に示すように、左側面1dには、係合レバー11が設けられている。係合レバー11には、突起11aが形成されている。突起11aが、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が固定される(図5)。以上から解るように、キャリッジ200はインクカートリッジ1が装着される装着部である。インクジェットプリンタの印刷時には、キャリッジ200は、印刷ヘッド(図示省略)と一体になって、印刷媒体の紙巾方向(主走査方向)に往復移動する。主走査方向は、図5において矢印AR1で示すとおりである。すなわち、インクカートリッジ1は、インクジェットプリンタが印刷を行っているとき、各図におけるY軸方向に沿って往復移動させられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
左側面1dの係合レバー11の下方には、回路基板34が設けられている(図2)。回路基板34上には、複数の電極端子34aが形成されており、これらの電極端子34aは、キャリッジ200に設けられた電極端子(図示省略)を介して、インクジェットプリンタと電気的に接続される。
A
インクカートリッジ1の上面1aと背面1fには、外表面フィルム60が貼り付けられている。
An
さらに、図3、図4を参照しながら、インクカートリッジ1の内部構成、部品構成について説明していく。インクカートリッジ1は、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。
Further, the internal configuration and component configuration of the
カートリッジ本体10の正面側には、様々な形状を有するリブ10aが形成されている(図3)。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が設けられている。フィルム80は、カートリッジ本体10のリブ10aの正面側の端面に隙間が生じないように緻密に貼り付けられている。これらのリブ10aとフィルム80により、複数の小部屋、例えば、後述するインク収容室、バッファ室がインクカートリッジ1の内部に区画形成される。これらの各部屋については、さらに詳細を後述する。
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とが形成されている(図4)。差圧弁収容室40aは、バルブ部材41とバネ42とバネ座43とからなる差圧弁40を収容する。気液分離室70aの底面を囲む内壁には土手70bが形成され、気液分離膜71が、当該土手70bに貼着されており、全体で気液分離フィルタ70を構成している。
A differential pressure
カートリッジ本体10の背面側には、さらに、複数の溝10bが形成されている(図4)。これらの溝10bは、カートリッジ本体10の背面側の略全体を覆うように外表面フィルム60が貼り付けられたときに、カートリッジ本体10と外表面フィルム60との間に後述する各種の流路、例えば、インクや大気が流動するための流路を形成する。
A plurality of
次に、上述した回路基板34周辺の構造を説明する。カートリッジ本体10の右側面の下面側には、センサ収容室30aが形成されている(図4)。センサ収容室30aには、液体残量センサ31と、固定バネ32とが収容されている。固定バネ32は、液体残量センサ31をセンサ収容室30aの下面側の内壁に押し当てて固定する。センサ収容室30aの右側面側の開口は、カバー部材33によって覆われ、カバー部材33の外表面33aに、上述した回路基板34が固定される。センサ収容室30a、液体残量センサ31、固定バネ32、カバー部材33、回路基板34と、後述するセンサ流路形成室30bとを全体で、センサ部30とも呼ぶ。
Next, the structure around the
詳細の図示は省略するが、液体残量センサ31は、後述するインク流動部の一部を形成するキャビティと、キャビティの壁面の一部を形成する振動板と、振動板上に配置された圧電素子とを備えている。圧電素子の端子は、電気的に回路基板34の電極端子の一部に接続されており、インクジェットプリンタにインクカートリッジ1が装着されたとき、圧電素子の端子は、回路基板34の電極端子を介してインクジェットプリンタと電気的に接続される。インクジェットプリンタは、圧電素子に電気エネルギを与えることにより、圧電素子を介して振動板を振動させることができる。その後、振動板の残留振動の特性(周波数等)を、圧電素子を介して検出することにより、インクジェットプリンタはキャビティにおけるインクの有無を検出することができる。具体的には、カートリッジ本体10に収容されていたインクが消尽されることにより、インクが満たされた状態から大気が満たされた状態に、キャビティの内部の状態が変化すると、振動板の残留振動の特性が変化する。かかる振動特性の変化を、液体残量センサ31を介して検出することにより、インクジェットプリンタは、キャビティにおけるインクの有無を検出することができる。
Although not shown in detail, the liquid remaining
また、回路基板34には、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクジェットプリンタのインク消費量などが記録される。
The
カートリッジ本体10の底面側には、上述した液体供給部50と大気解放孔100と共に、減圧孔110と、センサ流路形成室30bと、迷路流路形成室95aが設けられている(図4)。減圧孔110は、インクカートリッジ1の製造工程においてインクを注入する際に、空気を吸い出してインクカートリッジ1内部を減圧するために用いられる。センサ流路形成室30bおよび迷路流路形成室95aは、後述するインク流動部の一部を形成する。
On the bottom surface side of the
液体供給部50、大気解放孔100、減圧孔110、迷路流路形成室95a、センサ流路形成室30bは、インクカートリッジ1が製造された直後には、それぞれ封止フィルム54、90、98、95、35によって開口部が封止されている。このうち、封止フィルム90は、上述したようにインクカートリッジ1がインクジェットプリンタのキャリッジ200に装着される前にユーザによって剥離される。これにより、大気解放孔100は外部と連通し、インクカートリッジ1の内部に大気が導入される。また、封止フィルム54は、インクカートリッジ1がインクジェットプリンタのキャリッジ200に装着された際に、キャリッジ200に備えられたインク供給針240によって破られるように構成されている。
The
液体供給部50の内部には、下面側から順に、シール部材51と、バネ座52と、閉塞バネ53とが収容されている。シール部材51は、液体供給部50にインク供給針240が挿入されているときに、液体供給部50の内壁とインク供給針240の外壁との間に隙間が生じないようにシールする。バネ座52は、インクカートリッジ1がキャリッジ200に装着されていないときに、シール部材51の内壁に当接して液体供給部50を閉塞する。閉塞バネ53は、バネ座52をシール部材51の内壁に当接させる方向に付勢する。インク供給針240が液体供給部50に挿入されると、インク供給針240の上端がバネ座52を押し上げ、バネ座52とシール部材51との間に隙間が生じ、当該隙間からインク供給針240にインクが供給される。
Inside the
次に、さらに詳しくインクカートリッジ1の内部構造について説明する前に、理解の容易のため、大気解放孔100から液体供給部50に至る経路を、図6を参照して概念的に説明する。図6は、第1実施例における大気解放孔から液体供給部に至る経路を概念的に示す図である。
Next, before describing the internal structure of the
大気解放孔100から液体供給部50に至るまでの経路は、インク収容部の上流側の大気導入部と、インク収容部の下流側のインク流動部とに大きく分けられる。
The path from the
大気導入部は、上流側から順に、蛇行路310と、上述した気液分離膜71を収納する気液分離室70aと、気液分離室70aとインク収容部とを連結する連結部320〜360とから構成される。蛇行路310は、上流端が大気解放孔100と連通し、下流端が気液分離室70aと連通している。蛇行路310は、大気解放孔100から第1のインク収容部までの距離を長くするために細長く蛇行して形成されている。これにより、インク収容部内のインク中の水分の蒸発を抑制することができる。気液分離膜71は、気体の透過を許容すると共に、液体の透過を許容しない素材で構成されている。気液分離膜71を、気液分離室70aの上流側と下流側との間に配置することにより、インク収容部から逆流してきたインクが、気液分離室70aより上流に進入することを抑制することができる。連結部320〜360の具体的構成は、後述する。
The air introduction section is, in order from the upstream side, the meandering
インク流動部の上流側には、第1のインク収容室370と、収容室接続路380と、第2のインク収容室390とが。収容室接続路380の上流側は第1のインク収容室370と連通し、収容室接続路380の下流側は第2のインク収容室390と連通している。
A first
インク流動部は、さらに、第2のインク収容室390の下流側に、迷路流路400と、第1流動路410と、上述したセンサ部30と、第2流動路420と、バッファ室430と、上述した差圧弁40を収容する差圧弁収容室40aと、第3流動路450とを、この順番に備えている。迷路流路400は、上述した迷路流路形成室95aによって形成される空間を含み、3次元の迷路状の形状に形成されている。迷路流路400によって、インク内に混入した気泡を補足して迷路流路400より下流のインクに気泡が混入することを抑制することができる。第1流動路410は、上流端に連通し、下流端がセンサ部30のセンサ流路形成室30bに連通している。第2流動路420は、上流端がセンサ部30のセンサ流路形成室30bに連通し、下流端がバッファ室430に連通している。バッファ室430は、センサ部30にインクがなくなり、インク切れが検出された後においても、所定量の印刷が実行できるように所定量のインクが貯留される部屋である。バッファ室430は、途中に流動路を挟むことなく、直接に差圧弁収容室40aに連通している。差圧弁収容室40aにおいて、差圧弁40により、差圧弁収容室40aより下流側のインクの圧力は、上流側のインクの圧力より低く調整され、下流側のインクが負圧となるようにされる。第3流動路450は、上流端が差圧弁収容室40aに連通し、下流端が液体供給部50に連通している。第3流動路450には、撹拌球1000が配置されている。
The ink flow part further includes a
インクは、インクカートリッジ1の製造時には、図6において破線ML1で液面を概念的に示すように、インク流動部の最も上流側に位置する第1のインク収容室370まで充填されている。インクカートリッジ1の内部のインクがインクジェットプリンタによって消費されていくと、液体は下流に向かって流動し、これにしたがって液面は下流側に移動し、その代わりに大気導入部を通って上流から大気がインク流動部に流入する。そして、インクの消費が進むと、図6において破線ML2で液面を概念的に示すように、液面がセンサ部30にまで到達する。そうすると、センサ部30に大気が導入され、液体残量センサ31により、インク切れが検出される。インク切れが検出されると、インクカートリッジ1は、センサ部30より下流側(バッファ室430等)に存在するインクが完全に消費されるより前の段階で、印刷を停止し、ユーザにインク切れを通知する。完全にインクが切れて、さらに印刷を行うと印刷ヘッドに空気が混入し、不具合が発生するおそれがあるためである。
At the time of manufacturing the
以上の説明を踏まえて、大気解放孔100から液体供給部50に至るまでの経路の各構成要素のインクカートリッジ1内における具体的構成を、図7〜9を参照して説明する。図7は、カートリッジ本体10を正面側から見た図である。図8は、カートリッジ本体10を背面側から見た図である。図9(a)は、図7を簡略化した模式図である。図9(b)は、図8を簡略化した模式図である。
Based on the above description, a specific configuration in the
第1のインク収容室370および第2のインク収容室390は、カートリッジ本体10の正面側に形成されている。第1のインク収容室370および第2のインク収容室390は、図7および図9(a)において、それぞれ、シングルハッチングおよびクロスハッチングで示されている。収容室接続路380は、カートリッジ本体10の背面側に、図8および図9(b)に示す位置に形成されている。連通孔371は収容室接続路380の上流端と第1のインク収容室370とを連通させる孔であり、連通孔391は収容室接続路380の下流端と第2のインク収容室390とを連通させる孔である。
The first
大気導入部のうち、蛇行路310および気液分離室70aは、カートリッジ本体10の背面側に図8および図9(b)に示す位置にそれぞれ形成されている。連通孔102は、蛇行路310の上流端と大気解放孔100とを連通する孔である。蛇行路310の下流端は、気液分離室70aの側壁を貫通して気液分離室70aに連通している。
Of the air introduction part, the meandering
図6に示す大気導入部の連結部320〜360は、詳述すると、カートリッジ本体10の正面側に配置された第1の空間320、第3の空間340、第4の空間350(図7および図9(a)参照)と、カートリッジ本体10の背面側に配置された第2の空間330、第5の空間360(図8および図9(b)参照)とから構成され、各空間は上流から符合の順に直列に一本の流路を形成している。連通孔322は、気液分離室70aと第1の空間320とを連通する孔である。連通孔321、341は、第1の空間320と第2の空間330との間、第2の空間330と第3の空間340との間を、それぞれ連通する孔である。第3の空間340と第4の空間350との間は、第3の空間340と第4の空間350を隔てるリブに形成された切欠342により連通している。連通孔351、372は、第4の空間350と第5の空間360との間、第5の空間360と第1のインク収容室370との間を、それぞれ連通する孔である。
More specifically, the connecting
インク流動部のうち、迷路流路400、第1流動路410は、カートリッジ本体10の正面側に、図7および図9(a)に示す位置に形成されている。連通孔311は、第2のインク収容室390と迷路流路400とを隔てるリブに設けられ、第2のインク収容室390と迷路流路400とを連通している。センサ部30は、カートリッジ本体10の右側面の下面側に配置されている(図7〜図9)。第2流動路420と、上述した気液分離室70aは、カートリッジ本体10の背面側に図8および図9(b)に示す位置にそれぞれ形成されている。バッファ室430および第3流動路450は、カートリッジ本体10の正面側に、図7および図9(a)に示す位置に形成されている。連通孔312は、センサ部30の迷路流路形成室95a(図4)と第2流動路420の上流端とを連通する孔であり、連通孔431は、第2流動路420の下流端とバッファ室430とを連通する孔である。連通孔432は、バッファ室430と差圧弁収容室40aとを直接に連通する孔である。連通孔451および連通孔452は、差圧弁収容室40aと第3流動路450との間と、第3流動路450と液体供給部50内部のインク供給孔との間とを、それぞれ連通する孔である。
Among the ink flow portions, the
なお、ここで図7および図9(a)に示す空間501は、インクが充填されない未充填室である。未充填室501は、大気解放孔100から液体供給部50に至る経路上にはなく、独立している。未充填室501の背面側には、大気と連通する大気連通孔502が設けられている。未充填室501は、インクカートリッジ1を減圧パックにより包装した時に、負圧を蓄圧した脱気室となる。これにより、インクカートリッジ1は包装された状態で、カートリッジ本体10内部の気圧が規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクを供給することができる。
Here, the
・第3流動路450の構成:
次に、図10を参照して、第3流動路450と、その内部に配置された撹拌球1000について、さらに説明する。図10は、第1実施例の第3流動路450の拡大斜視図である。
-Configuration of the third flow path 450:
Next, with reference to FIG. 10, the
第3流動路450は、略四角柱形状を有している。第3流動路450は、完全な四角柱形状ではなく、Z軸正方向の内面が半円アーチ状の曲面に、Z軸負方向の内面が逆半円アーチ状の曲面になっている。第3流動路450のY軸負方向の内面には、Z軸正方向の端部に連通孔451が、Z軸負方向の端部に連通孔452がそれぞれ設けられている。連通孔451を通って、インクは差圧弁収容室40aから第3流動路450に流入する。第3流動路450内のインクは、連通孔452を通って液体供給部50へと流出する。
The
以上から解るように第3流動路450におけるインクの流動方向は、図10において白抜きの矢印で示すように、Z軸負方向である。さらに、インクカートリッジ1がキャリッジ200に搭載されて使用されているときのインクカートリッジ1の姿勢は、図5に示す通りであるから、インクカートリッジ1の使用時における重力方向は、第3流動路450におけるインクの流動方向と同じ方向である。
As can be seen from the above, the direction of ink flow in the
ここで、インクの液面が第3流動路450より上流側にある場合、すなわち、インクがある程度、インクカートリッジ1内に残存している場合には、第3流動路450の内部は、インクで満たされている。
Here, when the ink level is upstream of the
撹拌球1000の比重は、インクの比重より小さくされている。撹拌球1000は、例えば、樹脂などの有機材料などインクより比重の小さな材料で形成されても良い。また、撹拌球1000は、金属などインクより比重の大きな材料で形成されていても、中空構造に形成されるなどにより撹拌球1000全体の比重がインクより小さくされていれば良い。
この結果、図10において黒塗りの矢印で示すように、第3流動路450の内部において、撹拌球1000は、重力方向の反対方向(図10:Z軸正方向)に浮力を受ける。
The specific gravity of the stirring
As a result, as indicated by the black arrows in FIG. 10, the stirring
インクジェットプリンタの印刷動作時には、インクの消費に伴って、インクカートリッジ1の内部で、上述した流動方向へのインクの流動が起こる。この結果、撹拌球1000に対して、流動方向の力が加えられる。インクの流速は、インクの消費速度に依存する。インクの消費速度は、印刷の内容、すなわち、印刷される模様、文字の形状、色彩などにより、変動する。この結果、通常、印刷動作時のインクの流速は連続的に変動する。したがって、インクの流動によって撹拌球1000にかかる流動方向の力は、一定ではなく、連続的に変化する。例えば、インクの消費量が大きくなったときには、インクの流動による力は、浮力より大きくなり、撹拌球1000に加えられる力は、全体としてZ軸負方向になる。一方、インクの消費量が小さくなったとき、あるいは、インクの消費が止まったときには、インクの流動による力は浮力より小さくなり、撹拌球1000に加えられる力は、全体としてZ軸正方向になる。このように、インクの消費に応じて、撹拌球1000に係る力の方向が入れ替わることにより、撹拌球1000は、第3流動路450の内部において、Z軸方向に揺動する。この結果、撹拌球1000は、第3流動路450の内部において、インクを撹拌することができる。このような、Z軸方向の撹拌球1000の揺動は、印刷動作時に限られず、インクの消費が行われる場合に起こりえる。例えば、インクジェットプリンタは、印刷動作の前などに、インクを消費するクリーニング処理を行うことがある。本実施例では、このようなクリーニング処理時にもインクの流動によって、撹拌球1000の揺動が促される。クリーニング処理は、印刷ヘッドの各ノズルからインクを吐出してノズルの目詰まりを解消するフラッシングや、フラッシングのみではノズルの目詰まりが解消しない場合に行なう吸引クリーニングを実行する処理を含む。
During the printing operation of the inkjet printer, the ink flows in the flow direction described above inside the
さらに、印刷動作時には、図10においてハッチングされた矢印で示すようにキャリッジのY軸方向に沿った往復移動によって、撹拌球1000に対して、Y軸正方向の力、Y軸負方向の力が交互に働く。この結果、第3流動路450の内部において、撹拌球1000はY軸方向に揺動する。この結果、印刷動作時において、撹拌球1000は、上述したZ軸方向の揺動とY軸方向の揺動とが組み合わされた動きを、第3流動路450内部で行う。この結果、第3流動路450内部のインクが、さらに、効率良く撹拌される。
Further, during the printing operation, as indicated by the hatched arrows in FIG. 10, the reciprocating movement of the carriage along the Y-axis direction causes a force in the Y-axis positive direction and a Y-axis negative direction force to the
ここで、撹拌球1000をZ軸方向に揺動させるインクの流動速度を確保するために、第3流動路450における流動方向に垂直な断面の面積が小さくされている。すなわち、インク流動部のうちの大部分を占める第1のインク収容室370、第2のインク収容室390、バッファ室430と比較して、第3流動路450は、流動方向に垂直な断面の面積が小さい。これにより、第3流動路450内部におけるインクの流動速度は、インクカートリッジ1内部におけるインクの平均流動速度より速くなる。具体的には、第3流動路450のX軸方向の巾aを、撹拌球1000のX軸方向の巾の2倍程度、あるいは、2倍より小さくし、第3流動路450のY軸方向の巾bを、X軸方向の巾aの2倍程度にしている。なお、本実施例では、撹拌球1000は球であるので、撹拌球1000のX軸方向の巾は、撹拌球1000の直径rである。第3流動路450のX軸方向の巾aおよびY軸方向の巾bは、いずれも、第3流動路450のZ軸方向の巾cより小さく、半分以下である。本実施例では、撹拌球1000の直径rは、1.2〜1.7mm(ミリメートル)である。また、第3流動路450のX軸方向の巾a、Y軸方向の巾b、Z軸方向の巾cは、それぞれ、約2mm、約4mm、約11mmである。
Here, the area of the cross section perpendicular to the flow direction in the
ここで、撹拌球1000がX軸方向に運動することはあまり期待できない。上述したようにY軸方向の移動およびZ軸方向には力がかかるが、X軸方向には、あまり力がかからないためである。このため、上述したように、第3流動路450のX軸方向の巾aを、撹拌球1000の巾(本実施例では直径r)の2倍程度、あるいは、2倍より小さくすることにより、第3流動路450の内部に撹拌が行われにくい領域ができることを抑制するとともに、なるべく流動方向に垂直な断面を小さくして、第3流動路450におけるインクの流動速度を確保している。また、第3流動路450のY軸方向の巾b、および、Z軸方向の巾cを、第3流動路450のX軸方向の巾aより大きくしているのは、上述したように、撹拌球1000はY軸方向およびZ軸方向に揺動するため、撹拌球1000がこれらの方向に移動するためのストロークを確保するためである。このような寸法に第3流動路450の形状を設定することにより、撹拌球1000のZ軸方向およびY軸方向の運動を促進し、第3流動路450内部においてインクを効率良く撹拌することができる。
Here, it cannot be expected that the stirring
以上の説明から解るように、第1実施例における第3流動路450は、請求項における重力方向流動部に対応する。
As can be understood from the above description, the
以上説明した第1実施例によれば、撹拌球1000にかかる力のうち、浮力と、インクの流動による力が逆方向になるので、これらの力を用いて撹拌球1000を揺動させることができる。この結果、第3流動路450の内部における撹拌球1000によるインクの撹拌能力を向上し、インクの均一性を向上することができる。
According to the first embodiment described above, among the forces applied to the stirring
さらに、撹拌球1000は、差圧弁収容室40aと液体供給部50との間に形成された第3流動路450に配置される。このように、なるべく液体供給部50に近い位置に撹拌球1000を配置することにより、インク切れの直前までインクの均一性を保つことができる。また、撹拌球1000で撹拌された後に、下流でインクが滞留して沈降状態になる可能性を低減することができる。
Further, the stirring
さらに、第1実施例では、撹拌球1000の大きさ、第3流動路450の形状および大きさを、上述したように好適化している。この結果、撹拌球1000をY軸方向およびZ軸方向に効率良く揺動させることができる。したがって、第3流動路450における撹拌球1000によるインクの撹拌能力を向上し、インクの均一性を向上することができる。
Furthermore, in the first embodiment, the size of the stirring
さらに、Z軸方向の撹拌球1000の揺動は、印刷動作時に限られず、インクの消費が行われる場合に起こるので、印刷動作時、すなわち、キャリッジ200がY軸方向に往復動作していない場合であっても、インクが消費される処理、例えば、上述したクリーニング処理が行われていれば、インクの撹拌を行うことができる。
Further, the swinging motion of the stirring
B.第2実施例:
図11〜図13を参照して、第2実施例について説明する。図11は、第2実施例における大気解放孔から液体供給部に至る経路を概念的に示す図である。図12は、第1流動路410周辺の拡大図である。図13は、図12におけるA−A断面図である。
B. Second embodiment:
A second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram conceptually showing a path from the air release hole to the liquid supply part in the second embodiment. FIG. 12 is an enlarged view around the
第2実施例におけるインクカートリッジ2が、第1実施例におけるインクカートリッジ1と異なる点は、撹拌球1000bが配置されている位置である。第2実施例におけるインクカートリッジ2のそれ以外の構成は、図6に示す第1実施例におけるインクカートリッジ1の構成と同一であるので、図11において、図6と同一の構成要素については図6と同一の符号を付しその説明を省略する。
The
第2実施例におけるインクカートリッジ2では、撹拌球1000bは、第1流動路410に配置されている。第1流動路410におけるインクの流動方向は、図12において黒い矢印で示すように、図12における右上から左下に向かう方向である。つまり第1流動路410におけるインクの流動方向は、重力方向(Z軸負方向)の成分と、図12における左方向(X軸負方向)の成分を含む。インクの流動方向の重力方向の成分によって、インクの流動時には、撹拌球1000bに対して、重力方向の力が加えられる。第1流動路410の流動方向に垂直な断面の面積は、比較的小さくされており、第1流動路410におけるインクの流動速度は、インク流動部におけるインクの平均流動速度より速い。
In the
一方、第1流動路410の内部は、第3流動路450と同様に、インクがある程度、インクカートリッジ1内に残存している場合には、インクで満たされている。撹拌球1000bの比重は、第1実施例と同様に、インクの比重より小さくされている。したがって、撹拌球1000bは、第1流動路410の内部において、重力方向と反対方向に浮力を受ける。この結果、撹拌球1000bは、第1実施例と同様に、インクの消費に応じて、第1流動路410の内部において、Z軸方向に揺動する。
On the other hand, the inside of the
図13に示すように、第1流動路410の上流側のY軸方向の巾h1は、撹拌球1000bの直径rより2倍以上大きい。一方、第1流動路410の下流側のY軸方向の巾h2は、撹拌球1000bの直径rより小さい。したがって、撹拌球1000bは、第1流動路410の上流側のY軸方向の巾が大きい部分に位置し、下流側のY軸方向の巾が小さい部分には移動しない。
As shown in FIG. 13, the width h1 in the Y-axis direction on the upstream side of the
実施例1と同様に、キャリッジのY軸方向に沿った往復移動によって、撹拌球1000bに対して、Y軸正方向の力、Y軸負方向の力が交互に働く。この結果、第1流動路410の内部において、撹拌球1000bはY軸方向にも揺動する。
Similar to the first embodiment, the reciprocating movement of the carriage along the Y-axis direction causes a force in the Y-axis positive direction and a force in the Y-axis negative direction to act alternately on the stirring
以上の説明から解るように、第2実施例における第1流動路410は、請求項における重力方向流動部に対応する。
As understood from the above description, the
以上のように、第2実施例におけるインクカートリッジ2によれば、第1実施例と同様に、印刷動作時において、撹拌球1000bは、上述したZ軸方向の揺動とY軸方向の揺動とが組み合わされた動きを、第1流動路410の上流側で行う。この結果、インクが、効率良く撹拌され、インクの均一性を向上することができる。
As described above, according to the
また、第1実施例と同様に、Z軸方向の撹拌球1000bの揺動は、印刷動作時に限られず、インクの消費が行われる場合に起こるので、印刷動作時、すなわち、キャリッジ200がY軸方向に往復動作していない場合であっても、インクが消費される処理、例えば、上述したクリーニング処理が行われていれば、インクの撹拌を行うことができる。
Similarly to the first embodiment, the swinging motion of the stirring
C.変形例:
・第1変形例:
上記第1実施例および第2実施例では、重力方向の成分を有する流動方向にインクが流動する流動部に、インクより比重が小さい撹拌球を配置している。これにより重力方向に沿って撹拌球を揺動させている。これに代えて、重力方向と反対方向の成分を有する流動方向にインクが流動する流動部に、インクより比重が大きい撹拌球を配置しても良い。かかる場合には、インクの流動による重力方向と反対方向の力と、重力により撹拌球が重力方向に沈む力が、撹拌球に加えられる。この結果、互いに反対向きのインクカートリッジ2つの力のバランスがインクの流動速度によって変化することにより、第1実施例および第2実施例と同様に、撹拌球1000を重力方向に沿って揺動させることができる。したがって、第1実施例および第2実施例と同様に、インクの均一性を向上することができる。
C. Variations:
・ First modification:
In the first embodiment and the second embodiment, the stirring sphere having a specific gravity smaller than that of the ink is disposed in the flow portion where the ink flows in the flow direction having a gravity direction component. Thereby, the stirring ball is swung along the direction of gravity. Alternatively, a stirring sphere having a specific gravity greater than that of the ink may be disposed in a flow portion where the ink flows in a flow direction having a component opposite to the direction of gravity. In such a case, a force in the direction opposite to the gravity direction due to the flow of ink and a force that causes the stirring sphere to sink in the gravity direction due to gravity are applied to the stirring sphere. As a result, the balance between the forces of the two ink cartridges opposite to each other changes according to the flow speed of the ink, so that the stirring
・第2変形例:
上述のとおり、上記実施例において、Z軸方向の撹拌球の揺動は、インクの消費が行われる場合に起こる。したがって、キャリッジと共に往復動作をしないタイプのインクカートリッジにも本発明は採用可能である。例えば、印刷装置の本体にインクカートリッジを搭載し、チューブによりインクカートリッジとキャリッジを接続し、チューブを介してキャリッジの印刷ヘッドにインクを供給するタイプの印刷装置用のインクカートリッジに本発明を適用しても良い。かかる場合にもZ軸方向の撹拌球の揺動により、インクを撹拌し、インクの均一性を向上することができる。
・ Second modification:
As described above, in the above-described embodiment, the swing of the stirring sphere in the Z-axis direction occurs when ink is consumed. Therefore, the present invention can also be applied to an ink cartridge that does not reciprocate with the carriage. For example, the present invention is applied to an ink cartridge for a printing apparatus in which an ink cartridge is mounted on a main body of a printing apparatus, an ink cartridge and a carriage are connected by a tube, and ink is supplied to the print head of the carriage through the tube. May be. Even in such a case, the ink can be agitated by the swinging of the agitating sphere in the Z-axis direction to improve the uniformity of the ink.
・第3変形例:
上記の実施例では、撹拌体として球形の撹拌球を用いているが、撹拌球の形状は、さまざまは変形が可能である。例えば、楕円径の撹拌体を用いて、撹拌体の移動に不規則性を持たせても良い。また、撹拌球1000の表面に凹凸や小さなフィンを設けて、撹拌動作をより積極的に行っても良い。
・ Third modification:
In the above embodiment, a spherical stirring ball is used as the stirring body, but the shape of the stirring ball can be variously modified. For example, an elliptical stirring body may be used to make the movement of the stirring body irregular. Further, the surface of the stirring
・第4変形例:
上記実施例では、顔料などのインクを撹拌するために本発明を適用しているが、様々な液体を収容する収容体に本発明を適用できる。例えば、溶媒に電極材料の微粒子を混合した液体材料を半導体に噴射して、半導体上に電極を形成する装置にたいして、当該液体材料を供給する液体収容体などに適用されても良い。
-Fourth modification:
In the above embodiment, the present invention is applied to stir inks such as pigments, but the present invention can be applied to containers that contain various liquids. For example, the present invention may be applied to a liquid container that supplies a liquid material to an apparatus for forming an electrode on a semiconductor by injecting a liquid material in which fine particles of an electrode material are mixed into a solvent to the semiconductor.
上記実施例では、第1流動路410、第3流動路450を始めとするインクカートリッジ1の形状、大きさ、撹拌球の形状、大きさを具体的に特定しているが、これらは一例であり、当業者に自明な範囲で変形、改良され得る。
In the above embodiment, the shape and size of the
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example and the modification, Embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.
1、2...インクカートリッジ
10...カートリッジ本体
10a...リブ
10b...溝
11...係合レバー
20...蓋部材
30...センサ部
30a...センサ収容室
30b...センサ流路形成室
31...液体残量センサ
32...固定バネ
33...カバー部材
33a...外表面
34...回路基板
34a...電極端子
40...差圧弁
40a...差圧弁収容室
41...バルブ部材
42...バネ
43...バネ座
50...液体供給部
51...シール部材
52...バネ座
53...閉塞バネ
54...封止フィルム
60...外表面フィルム
70...気液分離フィルタ
70a...気液分離室
70b...土手
71...気液分離膜
80...フィルム
90...封止フィルム
95a...迷路流路形成室
100...大気解放孔
102...連通孔
110...減圧孔
200...キャリッジ
210...凹部
230...突起
240...インク供給針
310...蛇行路
311、312、321、322、351、371、391、411、431、432、451、452...連通孔
320〜360...連結部
370、390...インク収容室
380...収容室接続路
400...迷路流路
410、420、450...流動路
430...バッファ室
430a...上流部
430b...下流部
435...仕切リブ
501...未充填室
502...大気連通孔
1000、1000b...撹拌球
DESCRIPTION OF
Claims (6)
重力方向の成分を有する流動方向に前記液体が流動する重力方向流動部と、
前記重力方向流動部に配置され、前記液体の比重より小さい比重を有する撹拌体と、
を備える、液体収容体。 A liquid container for containing a liquid to be supplied to a liquid consuming device,
A gravity direction flow part in which the liquid flows in a flow direction having a gravity direction component;
A stirrer disposed in the gravity direction flow section and having a specific gravity smaller than the specific gravity of the liquid;
A liquid container.
前記液体消費装置に前記液体を供給するための液体供給部と、
前記液体供給部より上流側に設けられ、前記液体を減圧する差圧弁が収容された差圧弁収容室と、
を備え、
前記重力方向流動部は、前記液体供給部と、前記差圧弁収容室との間に設けられている、液体収容体。 The liquid container according to claim 1, further comprising:
A liquid supply unit for supplying the liquid to the liquid consuming device;
A differential pressure valve housing chamber that is provided upstream from the liquid supply unit and that houses a differential pressure valve for depressurizing the liquid;
With
The gravity direction flow part is a liquid container provided between the liquid supply part and the differential pressure valve storage chamber.
前記重力方向流動部における前記液体の流動速度は、前記液体収容体内部における前記液体の平均流動速度より速い、液体収容体。 The liquid container according to claim 1 or 2,
The liquid container in which the flow rate of the liquid in the gravity direction flow part is faster than the average flow rate of the liquid in the liquid container.
前記重力方向流動部は、前記重力方向に垂直な方向の寸法が前記重力方向の寸法より短い、液体収容体。 The liquid container according to any one of claims 1 to 3,
The gravity direction flow part is a liquid container in which a dimension in a direction perpendicular to the gravity direction is shorter than a dimension in the gravity direction.
前記液体収容体は、前記液体消費装置に備えられた所定の移動方向に往復移動する装着部に装着されて用いられ、
前記重力方向流動部は、前記重力方向に垂直かつ前記移動方向に垂直な方向の寸法が前記重力方向の寸法および前記移動方向の寸法より短い、液体収容体。 The liquid container according to any one of claims 1 to 4,
The liquid container is used by being mounted on a mounting portion that reciprocates in a predetermined moving direction provided in the liquid consuming device,
The gravity direction flow part is a liquid container in which a dimension in a direction perpendicular to the gravity direction and a direction perpendicular to the movement direction is shorter than a dimension in the gravity direction and a dimension in the movement direction.
重力の反対方向の成分を有する流動方向に前記液体が流動する反重力方向流動部と、
前記反重力方向流動部に配置され、前記液体の比重より大きい比重を有する撹拌体と、
を備える、液体収容体。 A liquid container for containing a liquid to be supplied to a liquid consuming device,
An antigravity direction flow part in which the liquid flows in the flow direction having a component in the opposite direction of gravity;
A stirrer disposed in the antigravity direction flow portion and having a specific gravity greater than the specific gravity of the liquid;
A liquid container.
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Cited By (2)
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JP2010214776A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Seiko Epson Corp | Liquid container |
JP2013099965A (en) * | 2013-02-25 | 2013-05-23 | Seiko Epson Corp | Liquid storage container |
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2007
- 2007-08-01 JP JP2007200715A patent/JP2009034890A/en active Pending
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