JP2010115911A - 液体収容容器 - Google Patents

Abstract

【課題】分解作業や吸収材の交換等のコストアップを招くことなく、回収した液体を容易に抜き取って再使用することが可能な液体収容容器を提供する。
【解決手段】廃インクを貯留するインク貯留部４５を有するインクカートリッジ１７は、インク貯留部４５を形成する周壁である枠部５２の内面に形成された凹部５７と、枠部５２に設けられたインク入出口５５と、一端５３ａがインク入出口５５に連通され、他端５３ｂがインク貯留部４５内における凹部５７内に配置されて開口されたインク流路５３と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、貯留されている液体を取り出し可能な液体収容容器に関する。

液体を扱う装置として、例えば、液体のインクを用いて印刷を行う印刷装置がある。印刷装置としては、着脱可能なインクカートリッジからインクを記録ヘッドに供給し、この記録ヘッドによって用紙にインク滴を吐出して印刷するものがある。
このような印刷装置に装着されるインクカートリッジとしては、海綿体等の排出インク吸収部材を収納した排出インク回収カートリッジを有し、インク回収路を通して排出インクを排出インク回収カートリッジに回収させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、廃インクを吸収する廃インク吸収材を交換可能としたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭５９−２０４５６９号公報 特開平１１−７０６７２号公報

上記のようなインクカートリッジは、印刷用のインクを使い切った使用済みの状態では吸収材がインクを吸収して汚れている。そのため、新たなインクを充填しても、回収した廃液（廃インク）がカートリッジ内に残った状態では再使用できない。
したがって、上記インクカートリッジでは、使用済みとなると、廃棄処分とするか、あるいはカートリッジを分解し吸収材を新たなものに交換して、新たなインクを詰め替えて再生使用する、いわゆるリサイクルを行う必要がある。リサイクルを行う場合、そのまま再使用する場合と比較してコストが嵩み、環境にも影響を与えることになる。

そこで、本発明の目的は、分解作業や吸収材の交換等のコストアップを招くことなく、貯留した液体を容易に抜き取って再使用することが可能な液体収容容器を提供することにある。

前記課題を解決することのできる本発明に係る液体収容容器は、液体を貯留する液体貯留部を有する液体収容容器であって、
前記液体貯留部を形成する周壁の内面に形成された凹部と、
前記周壁に設けられた液体入出口と、
一端が前記液体入出口に連通され、他端が前記液体貯留部内における前記凹部内に配置されて開口された液体流路と、を有することを特徴とする。

この構成の液体収容容器では、液体入出口から液体（廃液）を注入することにより、液体流路を介して液体貯留部内へ液体を導き入れて貯留させることができる。そして、この液体貯留部内の液体を取り出す場合には、液体流路の他端が下方側となるように配置させた状態で、液体入出口から吸引する。このようにすると、液体貯留部内の液体が、液体流路の他端から液体流路内へ引き込まれて抜き取られる。液体貯留部内の液体残量が少なくなり、液面が下方側の周壁の内面に近付いたとしても、液体流路の他端が凹部内で開口されているので、残量の少なくなった液体が凹部から確実に液体流路を介して吸い出される。
このように、回収した液体を保持する吸収材を用いることなく廃液を貯留させ、液体収容容器を分解しなくても貯留させた廃液を確実に取り出して容易に再使用可能である。

本発明の液体収容容器において、前記液体貯留部は、前記液体流路によって第１室と第２室とに区分けされており、
前記第１室には、前記液体貯留部の内圧が所定圧となると開く排気口が設けられ、
前記第２室は、前記第１室より広いことが好ましい。

この構成の液体収容容器によれば、液体貯留部内に液体が導入されて貯留されると液体貯留部の内圧が上昇する。そして、液体貯留部の内圧が所定圧となると第１室の排気口が開き、内部の空気が放出されて圧力が下がる。これにより、液体貯留部内へ送り込まれる液体が、内圧によって逆流することなく、液体貯留部内へ円滑に導かれる。また、液体流路から液体貯留部内に導入された液体は、第１室とは別空間に区分けされ、なおかつ第１室より広い第２室内に貯留しておくことができるため、第１室に液体を貯留させる必要がなく、排出口からの液体の流出が防止される。

本発明の液体収容容器において、前記第１室は、区分けされて前記排気口と連通する排気路が形成され、
前記排気路の開口部が前記第２室から離れた位置に配置されていることが好ましい。

この構成の液体収容容器によれば、液体流路から導入されて第２室に貯留される液体が仮に第１室に流れ込んでも、排気路には流入しにくいため、排気口への流れ込みが防止され、排出口からの液体の流出がより効果的に防止できる。

以下、本発明に係る液体収容容器の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係る液体収容容器であるインクカートリッジが装着されるインクジェットプリンタの外観斜視図、図２はインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図、図３はインクカートリッジの斜視図、図４はインクカートリッジの分解斜視図、図５はインクカートリッジの内部構造を示す断面図、図６は図５における一部の拡大断面図、図７はバルブの動きを示すインクカートリッジの一部の拡大断面図、図８は液体の抜き取り作業時の姿勢を示すインクカートリッジの断面図である。

まず、本実施形態のインクカートリッジが装着されるインクジェットプリンタについて説明する。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、複数種のカラーインクを使用してロール紙の繰り出された一部にカラー印刷するものであり、プリンタ本体を覆うプリンタケース２の前面には、ロール紙カバー５及びインクカートリッジカバー７が開閉自在に設けられている。更に、プリンタケース２の前面には、電源スイッチ３と共にフィードスイッチやインジケータ等も配置されている。

図２に示すように、ロール紙カバー５を開くと、印刷される媒体であるロール紙（媒体）１１を収容した用紙収容部１３が開放されるようになっており、ロール紙１１の交換が可能になる。
また、インクカートリッジカバー７を開くと、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、カートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ（液体収容容器）１７の着脱が可能になる。

この場合、インクカートリッジカバー７を開く動作に連動して、カートリッジ装着部１５の前方にインクカートリッジ１７が所定距離だけ引き出される構成になっている。

プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、インクジェットヘッド２１を搭載したキャリッジ２３が設けられている。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａと無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、プラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。インクジェットヘッド２１は、ロール紙１１の繰り出された一部に対してインクを吐出して印刷処理を行う。

図示のように、ロール紙１１を介してカートリッジ装着部１５の反対側は、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（ホームポジション）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出するインクジェットヘッド２１の各インクノズル内のインクを吸引するインク吸引機構２９が設けられている。

インクカートリッジ１７は、カートリッジケース１８内に複数個の図示略のカラーインクパックを収容したものである。インクカートリッジ１７内の各インクパックは、可撓性材料からなり内部にインクを貯留した状態で密封されるもので、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着した際に、カートリッジ装着部１５側に設けられた図示略のインク供給針がインクパックの後述するインク供給口４３に差込接続される。カートリッジ装着部１５のインク供給針には、プリンタケース２内に固定されたインク流路３１が接続され、このインク流路３１には、各色に分けられた可撓性のインク供給チューブ３３の一端が接続されている。

インク供給チューブ３３の他端は、キャリッジ２３上に設けられた各色のインクポンプ部３４に接続されている。各インクポンプ部３４は、インクジェットヘッド２１の上方に設けられており、インクジェットヘッド２１に接続された自己封止ユニット３６にそれぞれ接続されている。

キャリッジ２３には、インクジェットヘッド２１の他に、インクポンプ部３４及び自己封止ユニット３６が一体的に搭載された構成になっている。
これにより、インクカートリッジ１７内の各インクパックのインクは、カートリッジ装着部１５のインク供給針から、インク流路３１、インク供給チューブ３３、各色のインクポンプ部３４及び各色の自己封止ユニット３６を経て、インクジェットヘッド２１の各インクノズルにそれぞれ供給されるようになっている。

インクポンプ部３４は、キャリッジ２３の移動によりインクカートリッジ１７からインクを引き込むものであり、キャリッジ２３の移動によりインクポンプ部３４を動作させる規制板３７が、キャリッジ２３の待機位置への移動方向前方に配置されている。
そして、このインクポンプ部３４では、キャリッジ２３の待機位置への移動により、揺動アーム３５が規制板３７に当接すると、この揺動アーム３５が揺動し、内部のポンプが駆動する。これにより、インクカートリッジ１７からインクを引き込むようになっている。

なお、インクジェットヘッド２１のクリーニング時にインク吸引機構２９によってインクジェットヘッド２１から吸引したインクは、廃インクとしてインクカートリッジ１７に戻される。

次に、上記インクジェットプリンタ１のカートリッジ装着部１５に装着される本実施形態に係るインクカートリッジ１７について説明する。
図３及び図４に示すように、インクカートリッジ１７は、箱型形状に形成されたカートリッジケース１８を有する。カートリッジケース１８は、ケース本体４１と蓋体４２とから構成されている。本体ケース４１には、その内部にインクパックが設けられており、それぞれのインクパックのインク供給口４３が、本体ケース４１の一側面である装着面４４に配列されている。

インクカートリッジ１７には、蓋体４２側に、廃インク（廃液）を貯留しておくインク貯留部（液体貯留部）４５が形成されている。このインク貯留部４５は、蓋体４２と、この蓋体４２に貼り付けられるフィルム４６とから形成されている。

図５に示すように、蓋体４２は、平板状に形成された平板部５１を有しており、この平板部５１には、その縁部に沿って枠部（周壁）５２が立設されている。そして、この枠部５２を覆うようにフィルム４６が貼り付けられ、これにより、蓋体４２にインク貯留部４５が形成される。

また、インク貯留部４５には、上下方向の中央よりも上方側に、略水平に延在するインク流路（液体流路）５３が形成されている。なお、図５に示すインクカートリッジ１７の姿勢は、インクカートリッジ１７がカートリッジ装着部１５に装着された状態であり、この姿勢で廃インクがインク貯留部４５に導入されてくる。
インク流路５３は、平板部５１、平板部５１に立設された一対の壁部５４及びフィルム４６によって形成されている。そして、このインク流路５３は、その一端５３ａが、装着面４４で開口され、他端５３ｂが、装着面４４との対向側における枠部５２近傍で開口されている。そして、装着面４４で開口されたインク流路５３の一端５３ａは、装着面４４に形成されたインク入出口（液体入出口）５５に連通されている。なお、このインク入出口５５には、インク排出針（図示省略）が挿入されることにより開口するバルブ５６が設けられている。また、インク流路５３の他端５３ｂ位置には、枠部５２に、外側へ凹む凹部５７が形成されており、インク流路５３の他端５３ｂは、凹部５７内に配置されて開口されている。

上記のインク流路５３が形成されたインク貯留部４５は、インク流路５３を境として、上方側が空気室（第１室）６１と下方側が貯留室（第２室）６２とに区分けされている。インク流路５３はインク貯留部４５における上下方向の中央よりも上方側に形成されているため、空気室６１より貯留室６２の方が広くなっている。

空気室６１側には、装着面４４側に、枠部５２の角部を内側へ凹ませることにより、バルブ室７１が形成されている。このバルブ室７１を形成する壁面７１ａには、排気口７２が形成されており、この排気口７２を介して空気室６１の内部と外部とが連通される。

また、空気室６１には、その上部に、略水平（インク流路５３と平行）に延在する隔壁７３が形成されている。この隔壁７３は、平板部５１に立設されており、装着面４４側の一端がバルブ室７１を形成する壁面７１ａと連結されており、装着面４４と対向側の他端が枠部５２の近傍に到達している。そして、この隔壁７３によって、空気室６１には、排気路７４が形成されている。この排気路７４は、隔壁７３の他端と枠部５２との隙間からなる開口部７５を介して空気室６１の下方側と連通されている。そして、この開口部７５は、貯留室６２から離れた位置に配置されている。

図６に示すように、バルブ室７１には、バルブ機構８１が設けられている。このバルブ機構８１は、支持軸８２を中心として揺動可能に支持されたレバー８３を備えている。このレバー８３は、巻きバネ８５によって排気口７２へ向かって付勢されている。レバー８３には、支持穴８３ａが形成されており、この支持穴８３ａには、バルブ８６が揺動可能に収納されている。排気口７２には、中心に孔部を有するシール部材８７が取り付けられており、このシール部材８７にバルブ８６が圧接されることにより、シール部材８７の孔部が閉ざされ、排気口７２がシールされている。
また、バルブ室７１における蓋体４２には、シール部材８７にバルブ８６が圧接された状態でレバー８３の斜面部８４が部分的にオーバーラップする位置に、孔４２ａが形成されている。

貯留室６２には、略水平（インク流路５３と平行）かつ互いに平行に配置されたリブ９１が平板部５１に立設するように形成されており、リブ９１によって平板部５１とフィルム４６との間隔が確保されている。
なお、蓋体４２の平板部５１には、その外縁に、ケース本体４１側に形成された係合部（図示省略）と係合可能な複数の係合片９２が形成されている。これにより、蓋体４２をケース本体４１に組み付けることにより、係合片９２が係合部と係合し、ケース本体４１に対して蓋体４２が取り付けられる。

上記構成のインクカートリッジ１７では、インクジェットプリンタ１のカートリッジ装着部１５に装着することにより、カートリッジ装着部１５側に設けられたインク供給針がインク供給口４３に差込接続され、各色のインクがインクジェットプリンタ１側へ供給可能とされる。

また、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着すると、カートリッジ装着部１５側に設けられたインク排出針がインク入出口５５に挿入される。これにより、インクジェットヘッド２１のクリーニングによって排出される廃インクが、インク排出針を介してインク入出口５５に送り込まれる。そして、このインク入出口５５に送り込まれる廃インクは、インク流路５３を通り、このインク流路５３の他端５３ｂからインク貯留部４５内に送り込まれ、貯留部６２に貯留される。

このとき、廃インクが送り込まれることによりインク貯留部４５内の圧力が高まり、その圧力が所定圧となると、巻きバネ８５の付勢力によってレバー８３でシール部材８７に押し付けられていたバルブ８６が、インク貯留部４５の内圧によってシール部材８７から離れる。これにより、このバルブ８６が設けられた排気口７２からインク貯留部４５内の空気が外部へ放出され、インク貯留部４５内が略大気圧に戻される。したがって、インク排出針を介して送り込まれる廃インクが、内圧によって逆流することなく、インク貯留部４５へ円滑に導かれる。
つまり、廃インクが送り込まれてインク貯留部４５の内圧が巻きバネ８５の付勢力に対抗可能な所定圧となったときのみ、排気口７２が開いて内部の空気が放出される。そして、インク貯留部４５の内圧が所定圧に達していない状態では、排気口７２が閉じた状態に維持され、これにより、インク貯留部４５内の廃インクが増粘して流動性が低下したり、さらには乾燥して固化して堆積したりすることにより、除去が困難となるような不具合が防がれる。

インクパック内のインクが消費された使用済みのインクカートリッジ１７を、インクジェットプリンタ１のカートリッジ装着部１５から取り外す。これにより、カートリッジ装着部１５側のインク供給針がインクパックのインク供給口４３から引き抜かれるとともに、カートリッジ装着部１５側のインク排出針がインク入出口５５から引き抜かれる。

次に、上記のインクカートリッジ１７から廃インクを抜き取り、再使用可能とする場合について説明する。
図８に示すように、このカートリッジ装着部１５から取り外したインクカートリッジ１７を、インク流路５３の他端５３ｂが下方側となるように配置させる。これにより、インク流路５３が上下方向に配置され、インク貯留部４５内の廃インクがインク流路５３の他端５３ｂ側に貯留した状態となる。

この状態で、蓋体４２に設けた孔４２ａに楊枝などの棒状の部材を差し込み、その棒状の部材をレバー８３の斜面部８４に当てて斜面部８４を上方に移動させ、レバー８３を回動させてバルブ８６をシール部材８７から離して排気口７２を開き、空気室６１を大気開放する。その後、インクカートリッジ１７のインク入出口５５に、吸引用インク針を差し込んで吸引する。これにより、インクカートリッジ１７のインク貯留部４５内の廃インクが、インク流路５３の他端５３ｂからインク流路５３内へ引き込まれ、吸引用インク針を介して抜き取られる。

そして、インク貯留部４５内の廃インク残量が少なくなり、廃インクの液面が下方側に配置された枠部５２の内面に近付いたとしても、インク流路５３の他端５３ｂが凹部５７内に配置されて開口されているので、残量の少なくなった廃インクが凹部５７内からインク流路５３を介して確実に吸い出される。
このようにインク貯留部４５から廃インクを抜き取った後は、蓋体４２に差し込んだ棒状の部材を取り外してバルブ８６をシール部材８７に圧接させる。そして、インクパックにインクを充填することにより、インクカートリッジ１７が再使用可能なる。

以上説明した実施形態の液体収容容器であるインクカートリッジ１７によれば、インク入出口４５から廃インクを注入することにより、インク流路５３を介してインク貯留部４５内へ容易に廃インクを導き入れて貯留させることができる。また、このインク貯留部４５内の廃インクを取り出す場合には、インク流路５３の他端５３ｂが下方側となるように配置させた状態で、インク入出口５５から吸引する。このとき、前述したように、インク貯留部４５内の廃インク残量が僅かとなっても、凹部５７内に配置されたインク流路５３の他端５３ｂから、確実にインク流路５３を介して廃インクが吸い出される。すなわち、このインクカートリッジ１７は、廃インクを保持する吸収材を用いることなく廃インクを貯留し、インクカートリッジ１７を分解することなく貯留させた廃インクを確実に取り出して容易に再使用可能とすることができる。

さらに、インク貯留部４５内に廃インクが導入されてインク貯留部４５の内圧が所定圧となると、空気室６１の排気口７２が開き、内部の空気が放出されて圧力が下がるので、廃インクを内圧によってプリンタ本体側に逆流させることなく、インク貯留部４５内へ円滑に導くことができる。

また、インク貯留部４５の内圧が所定圧に達していない状態では、排気口７２が閉じた状態に維持され、これにより、インク貯留部４５内の廃インクが乾燥して固化して堆積することにより、廃インクの除去が困難となり機能不良が生じるような不具合を防止することができる。しかも、カートリッジ装着部１５からインクカートリッジ１７を取り外した状態においても、排気口７２が閉鎖されていることより、インクカートリッジ１７が傾けられるようなときでも排気口７２からの廃インクの漏出を防止することができる。

また、インク貯留部４５はインク流路５３により上下に区分けされ、インク貯留部４５の圧力を逃がすための空気室６１を上部に比較的小さく設けることで、下部の貯留室６２の容量を大きく確保している。したがって、インク流路５３から導入した廃インクを下部の貯留室６２のみに貯留させておき、排気口７２が設けられた空気室６１から廃インクが流出することが防がれる。

また、空気室６１には排気口７２と連通する排気路７４が設けられており、排気路７４の開口部７５が空気室６１内の貯留室６２から離れた位置に配置されているので、空気室６１内に廃インクが流れ込んでも排気路７４内には流れ込みにくい。したがって、インク流路５３から導入されて貯留室６２に貯留される廃インクが排気口７２へ流れ込むことを防止し、排出口７２からの廃インクの流出を効果的に防止することができる。

なお、本発明に係る液体収容容器は、上記実施形態で例示したインクジェットプリンタに使用されるインクカートリッジをはじめとして、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置や、精密ピペットとしての試料吐出装置等に使用される液体収容容器にも適用できる。
また、液体の概念にはジェル状のもの、粘性の高いもの、固形物を溶媒に混合させたものも含み、さらにインクの概念には水性インクも油性インクも含む。

本発明に係る液体収容容器であるインクカートリッジが装着されるインクジェットプリンタの外観斜視図である。 図１のインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。 図２のインクカートリッジの斜視図である。 図２のインクカートリッジの分解斜視図である。 図２のインクカートリッジの内部構造を示す断面図である。 図５における一部の拡大断面図である。 図６のバルブの動きを示すインクカートリッジの一部の拡大断面図である。 液体の抜き取り作業時の姿勢を示すインクカートリッジの断面図である。

符号の説明

１７…インクカートリッジ（液体収容容器）、４５…インク貯留部（液体貯留部）、５２…枠部（周壁）、５３…インク流路（液体流路）、５３ａ…一端、５３ｂ…他端、５５…インク入出口（液体入出口）、５７…凹部、６１…空気室（第１室）、６２…貯留室（第２室）、７２…排気口、７４…排気路、７５…開口部

Claims (3)

1. 液体を貯留する液体貯留部を有する液体収容容器であって、
   前記液体貯留部を形成する周壁の内面に形成された凹部と、
   前記周壁に設けられた液体入出口と、
   一端が前記液体入出口に連通され、他端が前記液体貯留部内における前記凹部内に配置されて開口された液体流路と、を有することを特徴とする液体収容容器。
2. 請求項１に記載の液体収容容器であって、
   前記液体貯留部は、前記液体流路によって第１室と第２室とに区分けされており、
   前記第１室には、前記液体貯留部の内圧が所定圧となると開く排気口が設けられ、
   前記第２室は、前記第１室より広いことを特徴とする液体収容容器。
3. 請求項２に記載の液体収容容器であって、
   前記第１室は、区分けされて前記排気口と連通する排気路が形成され、
   前記排気路の開口部が前記第２室から離れた位置に配置されていることを特徴とする液体収容容器。

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