JP2011240707A - 液体収容容器、液体噴射システム、及び、液体供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】液体を液体収容室に注入するための液体注入部を備える液体収容容器において、液体注入の際に液体が大気開放流路を塞ぐことで生じ得る不具合の発生を低減する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】液体収容容器は、液体収容室と、一端である一端開口が液体収容室で開口し、液体収容室に液体を注入するための液体注入部と、一端である空気導入口が液体収容室で開口し、他端である大気開放口が大気と連通する大気開放流路であって、液体が収容された液体収容室に空気を導入するための大気開放流路と、液体収容室の液体を導出させるための液体導出部と、を備える。液体収容容器は、注入状態において、液体を液体収容室に補充すべき第１の状態における液体によって形成される液体収容室の液面よりも、空気導入口は上側に位置する。
【選択図】図８

Description

本発明は、液体収容容器、液体噴射システム、及び、液体供給システムに関する。

液体噴射装置の一例であるプリンターは、記録ヘッドからインクを記録対象物（例えば、印刷用紙）に吐出し印刷を行う。記録ヘッドへのインク供給技術として、インクタンクのインク導出部からチューブを介してプリンターに取り付けられた記録ヘッドにインクを供給する技術が知られている（例えば、特許文献１，２）。特許文献１及び２の技術では、インクタンクは液体注入路（インク充填口）を備え、利用者は容易に液体注入路（「液体注入部」ともいう。）からインクを注入（補充）できる。

特表平１１−５０４８７４号公報 特開２００３−１２７４２７号公報

ここで、インクタンクが、インクの消費に伴って液体収容室に空気を導入するために、大気と連通する大気開放流路を有する場合がある。この大気開放流路は一端である空気導入口が液体収容室で開口する。液体注入路と大気開放流路とを備えるインクタンクは、インクを内部に注入する際の空気の逃げ道として、液体注入路と大気開放流路がある。

しかしながら、インクタンク内部にインクを注入する際に、大気と連通する大気開放流路がインクで塞がれ不具合が発生する場合がある。

例えば、大気開放流路がインクで塞がれると、インクを注入する際のインクタンク内部の空気の逃げ道が減少する。この場合において、利用者がインク注入部の開口を塞ぐようにしてインク補充用容器によってインクタンク内部にインクを注入（補充）すると、インクタンク内部が加圧されインク導出部を介してプリンター側へ過剰なインクが供給される場合がある。過剰なインクがプリンター側に供給されると、ヘッドからインクが漏れ出す場合がある。また例えば、インクを注入する際に空気の逃げ道が減少すると、インク注入がスムーズに行なわれず、注入時間が長時間になる場合がある。

上記のような問題は、インクタンクに限らず、液体を液体収容室に注入するための液体注入部と、液体収容室に空気を導入するための大気開放流路とを備える液体収容容器に共通する問題である。

従って、本発明は、液体注入部と大気開放流路とを備える液体収容容器において、液体注入の際に液体が大気開放流路を塞ぐことで生じ得る不具合の発生を低減する技術を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することができる。

［適用例１］対象物に液体を噴射するためのヘッドに前記液体を供給するための液体収容容器であって、
前記液体を収容するための液体収容室と、
一端である一端開口が前記液体収容室で開口し、前記液体収容室に前記液体を注入するための液体注入部と、
一端である空気導入口が前記液体収容室で開口し、他端である大気開放口が大気と連通する大気開放流路であって、前記液体が収容された前記液体収容室に空気を導入するための大気開放流路と、
前記液体収容室の前記液体を導出させるための液体導出部と、を備え、
前記液体注入部から前記液体収容室に前記液体を注入する際の注入状態において、
前記液体を前記液体収容室に補充すべき第１の状態における前記液体によって形成される前記液体収容室の液面よりも、前記空気導入口は上側に位置する、液体収容容器。
適用例１に記載の液体収容容器によれば、注入状態において、第１の状態における液体によって形成される液面に対して空気導入口が下側に位置する場合よりも、液体注入の際に空気導入口を含む大気開放流路が液体で塞がれるタイミングを遅らせることができる。これにより、液体注入の際に液体が大気開放流路を塞ぐことで生じ得る不具合の発生を低減できる。

［適用例２］適用例１記載の液体収容容器であって、さらに、
前記ヘッドに前記液体を供給する際の使用状態において、前記第１の状態であることを識別するための第１の状態識別部を有する、液体収容容器。
適用例２に記載の液体収容容器によれば、第１の状態識別部によって、利用者は容易に液体収容容器が第１の状態であることを知ることができる。

［適用例３］適用例１又は適用例２に記載の液体収容容器であって、
前記注入状態において、
前記空気導入口は、前記注入状態における前記液体収容室の容積を二等分する水平面の高さ以上の高さに位置する、液体収容容器。
適用例３に記載の液体収容容器によれば、注入状態における液体収容室の容積を二等分する水平面（「二等分水平面」ともいう。）に対して空気導入口が下側に位置する場合よりも、液体注入の際に空気導入口を含む大気開放流路が液体で塞がれるタイミングをより遅らせることができる。これにより、液体注入の際に液体が大気開放流路を塞ぐことで生じ得る不具合の発生をより低減できる。

［適用例４］適用例１乃至適用例３のいずれか一つに記載の液体収容容器であって、
前記注入状態において、
前記空気導入口の少なくとも一部分は、前記液体収容室への前記液体の補充が完了した第２の状態における液体によって形成される前記液体収容室の液面よりも上側に位置する、液体収容容器。
適用例４に記載の液体収容容器によれば、注入状態において、液体収容室への液体の注入（補充）を開始してから適正な量の液体が液体収容室に収容されるまでの期間（「全注入期間」ともいう。）に亘って空気導入口を含む大気開放流路が液体で塞がれる可能性を低減できる。

［適用例５］適用例４に記載の液体収容容器であって、さらに、
前記注入状態において前記第２の状態であることを識別するための第２の状態識別部を有する、液体収容容器。
適用例５に記載の液体収容容器によれば、第２の状態識別部によって利用者は容易に液体収容容器が第２の状態であることを知ることができる。これにより、利用者によって液体収容室に過剰な量の液体が注入される可能性を低減できる。特に、適正な量の液体が収容された場合の液面よりも空気導入口が上側に位置する液体収容容器において、大気開放流路が液体で塞がれる可能性をより一層低減できる。

［適用例６］適用例１乃至適用例５のいずれか一つに記載の液体収容容器であって、
前記液体収容室は、液体収容室区画壁により区画形成され、
前記空気導入口は、前記液体収容室区画壁のうち、前記注入状態において前記液体収容室を挟んで上側に位置する上面壁に形成されている、液体収容容器。
適用例６に記載の液体収容容器によれば、全注入期間に亘って空気導入口を含む大気開放流路が液体で塞がれる可能性が低減できる空気導入口を容易に形成できる。

［適用例７］液体噴射システムであって、
適用例１乃至適用例６のいずれか一つに記載の液体収容容器と、
対象物に前記液体を噴射するためのヘッドを有する液体噴射装置と、
前記液体収容容器と前記液体噴射装置とを接続し、前記液体収容室の前記液体を前記液体噴射装置に流通させる流通管と、を備える、液体噴射システム。
適用例７に記載の液体噴射システムによれば、液体注入の際に液体が大気開放流路を塞ぐことで生じ得る不具合の発生を低減した液体収容容器を備える液体噴射システムを提供できる。

［適用例８］液体供給システムであって、
適用例１乃至適用例６のいずれか一つに記載の液体収容容器と、
対象物に前記液体を噴射するためのヘッドに流通する前記液体が流れる液体流動路を有するサブタンクと、
前記液体収容容器と前記サブタンクとを接続し、前記液体収容容器の前記液体を前記サブタンクに流通させる流通管と、を備える、液体供給システム。
適用例８に記載の液体供給システムによれば、液体注入の際に液体が大気開放流路を塞ぐことで生じ得る不具合の発生を低減した液体収容容器を備える液体供給システムを提供できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、上述した液体収容容器、液体噴射システム、液体供給システムのほか、上述した液体収容容器の製造方法、上述した液体噴射システム又は液体供給システムを用いて液体が噴射された対象物等の態様で実現することができる。また、本発明は、液体収容容器は、ヘッドに直接に液体を供給する態様に限らず、途中にサブタンク等を介してヘッドに間接的に液体を供給する態様でも実施できる。

第１実施例の液体噴射システム１を説明するための図である。 液体噴射システム１を説明するための第２の図である。 大気開放口から液体導出部に至る経路を概念的に示す図である。 インク供給の原理について説明するための図である。 インクタンク３０の第１の外観斜視図である。 インクタンク３０の第２の外観斜視図である。 注入状態におけるインクタンク３０の内部の様子を示す図である。 インク注入の様子を示す図である。 比較例としてのインクタンク３０ｋを説明するための図である。 第２実施例のインクタンク３０ａを説明するための図である。 第３実施例のインクタンク３０ｂを説明するための図である。 第４実施例のインクタンク３０ｃを説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ〜Ｄ．各種実施例及び比較例：
Ｅ．変形例：

Ａ．第１実施例：
Ａ−１．液体噴射システムの構成：
図１は、第１実施例の液体噴射システム１を説明するための図である。図１（Ａ）は液体噴射システム１の第１の外観斜視図である。図１（Ｂ）は、液体噴射システム１の第２の外観斜視図であり、本発明の第１実施例の液体収容容器３０を示した図である。なお、図１には方向を特定するために互いに直交するＸＹＺ軸が図示されている。なお、これ以降の図に関しても必要に応じて互いに直交するＸＹＺ軸が図示されている。

図１（Ａ）に示すように、液体噴射システム１は、液体噴射装置としてのインクジェットプリンター１２（単に「プリンター１２」ともいう。）と、プリンター１２の外部に配置されたタンクユニット５０とを備える。プリンター１２は、用紙給紙部１３と、用紙排出部１４と、キャリッジ（サブタンク装着部）１６と、４つのサブタンク２０と、を備える。４つのサブタンク２０は色の異なるインクをそれぞれ収容している。具体的には、４つのサブタンク２０は、ブラックインクを収容するサブタンク２０Ｂｋと、シアンインクを収容するサブタンク２０Ｃｎと、マゼンダインクを収容するサブタンク２０Ｍａと、イエローインクを収容するサブタンク２０Ｙｗである。４つのサブタンク２０は、キャリッジ１６に搭載されている。

用紙給紙部１３にセットされた印刷用紙は、プリンター１２内部に搬送され、印刷後の印刷用紙が用紙排出部１４から排出される。

キャリッジ１６は、主走査方向（紙巾方向、Ｘ軸方向）に移動可能である。この移動は、ステッピングモーター（図示せず）の駆動によりタイミングベルト（図示さず）を介して行われる。キャリッジ１６の下面には、記録ヘッド（図示せず）が備え付けられている。この記録ヘッドの複数のノズルからインクが印刷用紙上に噴射され印刷が行われる。記録ヘッドは、圧電素子を用いてノズルからインクを噴射（吐出）する方式や、発熱体を用いて記録ヘッド内に気泡を生じさせてノズルからインクを噴射（吐出）する方式等を採用できる。なお、タイミングベルトやキャリッジ１６等のプリンター１２を構成する各種部品は、ケース１０内部に収容されていることで保護されている。

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、タンクユニット５０はケース５１と、ケース５１に収容された液体収容容器としてのインクタンク３０とを備える。図１（Ａ）に示すように、ケース５１は、上面ケース５４と、第１の側面ケース５６と、第２の側面ケース５８と、底面ケース５７を備える。ケース５１は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリスチレン（ＰＳ）等の合成樹脂により成形することができる。本実施例では、ケース５１はポリスチレンを用いて成形されると共に、所定の色（例えば、黒色）に着色され不透明である。ケース５１によって、タンクユニット５０がより安定して所定の場所（例えば、机や棚等のＸ軸とＹ軸とで規定される水平面）に設置される。

４つのインクタンク３０は、４つのサブタンク２０が収容する色に対応したインクを収容している。すなわち、４つのインクタンク３０は、ブラックインク、シアンインク、マゼンダインク、イエローインクをそれぞれ収容する。各インクタンク３０は、所定の部分からインクの液面を外部から確認することができる。なお、インクタンク３０は、サブタンク２０よりも多くの量のインクを収容できる。

各色のインクを収容したインクタンク３０は、対応した色のインクを収容するためのサブタンク２０にホース（チューブ）２４によって接続されている。ホース２４は合成ゴム等の可撓性を有する部材で形成されている。記録ヘッドからインクが噴射されサブタンク２０のインクが消費されると、ホース２４を介してインクタンク３０のインクがサブタンク２０に供給される。これにより、液体噴射システム１は、長時間に亘って中断動作なしに連続して印刷を続けることができる。なお、インクタンク３０、ホース２４、サブタンク２０で本願発明の液体供給システムが構成されている。

図２は、液体噴射システム１を説明するための第２の図である。図２（Ａ）は、インクタンク３０が使用状態である時の液体噴射システム１を示す図である。図２（Ｂ）は、インクタンク３０が注入状態である時の液体噴射システム１を示す図である。ここで、「使用状態」とは、プリンター１２にインクを供給する際の水平面に設置されたインクタンク３０の状態である。言い換えると、使用状態では、後述する液体注入路３０４が水平方向に向かって開口している。ただし、開口は栓部材３０２によって塞がれている。また、使用状態では、後述する液体収容室３４０と空気収容室３３０が水平方向に並んでいる状態である。さらに、使用状態では後述する空気導入口３５２は、液体収容室３４０に収容された液体の液面より下方に位置する。また、「注入状態」とは、インクタンク３０にインクが注入される際の水平面に設置されたインクタンク３０の状態である。なお「注入状態」において、後述する液体注入路３０４が上方に向かって開口している。また、注入状態では、後述する液体収容室３４０と空気収容室３３０が鉛直方向に並んでいる状態である。さらに、注入状態では、後述する空気導入口３５２は、使用状態において液体収容室３４０に収容された液体の液面が直線ＬＭ１（「第１の状態表示線ＬＭ１」）にあるときの液量が液体収容室３４０に収容されている場合に、液体収容室３４０に収容された液体の液面より上方に位置している。

図２（Ａ）に示すように、使用状態において、インクタンク３０は、一部の壁（第１の壁）３７０Ｃ１が外部から視認可能な状態で設置される。使用状態において、第１の壁３７０Ｃ１は、Ｘ軸とＹ軸で規定される水平な設置面に対して立設状態となる壁である。また図２（Ｂ）に示すように、第１の壁３７０Ｃ１は、インクタンク３０の注入状態において、インクタンク３０の底面を構成する。なお本実施例では、使用状態において第１の壁３７０Ｃ１は、設置面に対して略垂直な壁である。なお、本実施例において「壁」は「壁部」とも呼ぶことができる。

図２（Ａ）に示すように、第１の壁３７０Ｃ１には、第１の状態識別部ＬＢ１（「補充開始識別部ＬＢ１」ともいう。）が設けられている。第１の状態識別部ＬＢ１は、使用状態において、インクタンク３０が内部にインクを補充すべき第１の状態（「補充開始状態」ともいう。）であることを利用者に識別させるために用いられる。詳細には、第１の状態識別部ＬＢ１は、インクタンク３０の使用状態において、内部のインクが消費され、内部のインク液面が第１の高さになったことを識別するために設けられている。第１の状態識別部ＬＢ１は使用状態において水平となる直線ＬＭ１（「第１の状態表示線ＬＭ１」又は「補充開始表示線ＬＭ１」ともいう。）を含む。利用者は、インク液面が第１の状態表示線ＬＭ１の近傍に到達した場合に、インクをインクタンク３０内部に補充する。

図２（Ｂ）に示すように、インクタンク３０内部にインクを注入（補充）する場合、使用状態から液体注入路３０４が鉛直上方（Ｚ軸正方向）に向かって開口する注入状態に、利用者はインクタンク３０の状態を変化させる。そして、上面ケース５４を開ける。利用者は栓部材３０２を液体注入路３０４から取り外し、液体注入路３０４からインクを内部に注入する。ここで、液体注入路３０４が、「液体注入部」に相当する。

ここで、上面ケース５４を開けることにより第１の壁３７０Ｃ１とは異なる第２の壁３７０Ｃ２が外部から視認可能となる。第２の壁３７０Ｃ２は、注入状態において設置面に対して立設状態となる壁である。本実施例では、第２の壁３７０Ｃ２は、注入状態において設置面に対して略垂直な壁である。

第２の壁３７０Ｃ２には、第２の状態識別部ＬＢ２（「補充完了識別部ＬＢ２」ともいう。）が設けられている。第２の状態識別部ＬＢ２は、注入状態において、インクタンク３０内部へのインクの補充（注入）が完了した第２の状態（「補充完了状態」ともいう。）であることを利用者に識別させるために用いられる。詳細には、第２の状態識別部ＬＢ２は、インクタンク３０の注入状態において、内部にインクが補充され、内部のインク液面が第２の高さになったことを識別するために設けられている。第２の状態識別部ＬＢ２は注入状態において水平な直線ＬＭ２（「第２の状態表示線ＬＭ２」又は「補充完了表示線ＬＭ２」ともいう。）を含む。利用者は、インク液面が第２の状態表示線ＬＭ２の近傍に到達した場合に、インクの補充を停止する。

上記のように、使用状態と注入状態とは異なる状態であって、各状態において底面を構成する壁３７０Ｃ１，３７０Ｃ２が異なる。また、使用状態と注入状態とは、液体注入路３０４の開口面に垂直な方向であって、液体注入路３０４から外部に向かう開口方向が異なる。図２において、使用状態における液体注入路３０４の開口方向は水平方向（詳細には、Ｘ軸正方向）であり、注入状態における液体注入路３０４の開口方向は鉛直上方向（詳細には、Ｚ軸正方向）である。

Ａ−２．インクタンク３０の概略：
インクタンク３０の詳細構成を説明する前に、理解の容易のために、大気開放口３１７から液体導出部３０６に至る経路について図３を参照して概念的に説明する。図３は、大気開放口３１７から液体導出部３０６に至る経路を概念的に示す図である。

大気開放口３１７から液体導出部３０６に至る経路は、大気開放流路３００と、液体収容室３４０とに大きく分けられる。大気開放流路３００は、上流から順に第１の流路３１０と、空気収容室３３０と、第２の流路としての液体室連通路３５０とから構成される。大気開放流路３００は、一端である空気導入口３５２が液体収容室３４０で開口し、他端である大気開放口３１７が外部に向かって開口する。すなわち、大気開放口３１７は大気に連通している。使用状態において、液体室連通路３５０（詳細には、空気導入口３５２近傍）には、大気と直接に接する液面が形成され、空気導入口３５２から液体収容室３４０のインク中に空気を導入することで液体収容室３４０に空気を導入する。

第１の流路３１０は、一端である大気導入口３１８（「空気室開口３１８」ともいう。）が空気収容室３３０で開口し、他端である大気開放口３１７が外部に向かって開口することで、空気収容室３３０と外部とを連通させる。第１の流路３１０は、連通流路３２０、気液分離室３１２、連通流路３１４と、を有する。連通流路３２０は、一端が大気開放口３１７に接続され、他端が気液分離室３１２に接続されている。連通流路３２０の一部は細長い流路であり、液体収容室３４０に貯留されたインクの水分が拡散により大気開放流路３００から外部に蒸発することを抑制する。気液分離室３１２の上流から下流に向かう間には流路を塞ぐようにシート部材（フィルム部材）３１６が配置されている。このシート部材３１６は、気体を透過すると共に液体を透過しない性質を有する。シート部材３１６には、例えばゴアテックス（登録商標）などを用いることができる。このシート部材３１６を大気導入口３１８から大気開放口３１７に至る経路（流路）の途中を塞ぐように配置することで、液体収容室３４０から逆流してきたインクがシート部材３１６より上流側に流入することを抑制している。なお、このシート部材３１６はインクで一旦濡れると、気液分離膜としての本来の機能が損なわれ、空気を透過しなくなる場合がある。

連通流路３１４は、気液分離室３１２と空気収容室３３０とを連通させる。ここで、連通流路３１４の一端は大気導入口３１８である。

空気収容室３３０は、後述する液体室連通路３５０よりも流路断面積が大きく、所定の容積を有する。これにより、液体収容室３４０から逆流してきたインクを貯留し、空気収容室３３０よりも上流側にインクが流入することを抑制できる。

液体室連通路３５０は、一端である空気室側開口３５１が空気収容室３３０で開口し、他端である空気導入口３５２が液体収容室３４０で開口することで、空気収容室３３０と液体収容室３４０とを連通させる。また、液体室連通路３５０は、メニスカス（液面架橋）を形成可能な程度に流路断面積が小さいことが好ましい。

液体収容室３４０はインクを収容し、液体導出部３０６の液体出口３４９からホース２４を介してサブタンク２０（図１）にインクを流通させる。

さらに理解の容易のために、図４を用いてインクタンク３０がサブタンク２０にインクを供給する原理について説明する。図４は、インクタンク３０からサブタンク２０へのインク供給の原理について説明するための図である。図４には、インクタンク３０をＹ軸正方向側から見た場合のインクタンク３０が示されている。また、図４は、ホース２４及びプリンター１２の内部の様子を模式的に示している。

本実施例のインクタンク３０は、マリオットの瓶の原理を利用してインクをプリンター１２に供給する。

液体噴射システム１は、所定の水平面ｓｆ上に設置されている。インクタンク３０の液体導出部３０６と、サブタンク２０の液体受入部２０２は、ホース２４を介して接続されている。サブタンク２０は、ポリスチレンやポリエチレン等の合成樹脂により成形されている。サブタンク２０は、インク貯留室２０４と、インク流動路２０８と、フィルター２０６とを備える。インク流動路２０８には、キャリッジ１６のインク供給針１６ａが挿入されている。フィルター２０６は、インクに異物等の不純物が混入していた場合に、その不純物を捕捉することで記録ヘッド１７への不純物の流入を防止する。インク貯留室２０４のインクは、記録ヘッド１７からの吸引によって、インク流動路２０８、インク供給針１６ａを流れて、記録ヘッド１７に供給される。記録ヘッド１７に供給されたインクは、ノズルを介して外部（印刷用紙）へ向かって噴射される。

注入状態で液体注入路３０４からインクを液体収容室３４０に注入した後に、液体注入路３０４を栓部材３０２で密封し使用状態にした場合、液体収容室３４０内の空気が膨張し、液体収容室３４０は負圧になる。さらに、記録ヘッド１７から液体収容室３４０のインクが吸引されることで液体収容室３４０は負圧に維持されている。

使用状態において、空気導入口３５２は、第１の状態表示線ＬＭ１よりも下側に位置する。本実施例では、空気導入口３５２は、液体収容室３４０を区画形成する容器本体３２のうち、使用状態において液体収容室３４０を挟んで下側に位置する底面壁３７０Ｃ３に形成されている。こうすることで、液体収容室３４０のインクが消費され、液体収容室３４０の液面が低下しても、大気と直接に接触する液面（大気接触液面）ＬＡが長時間（インク液面が第１の状態表示線ＬＭ１に達する程度の時間）に亘り一定の高さに維持される。また、使用状態において、空気導入口３５２は、記録ヘッド１７よりも低い位置になるように配置される。これにより、水頭差ｄ１が発生する。なお、使用状態において、液体室連通路３５０の空気導入口３５２近傍にメニスカスである大気接触液面ＬＡが形成された状態での水頭差ｄ１を「定常時水頭差ｄ１」とも呼ぶ。

インク貯留室２０４のインクが記録ヘッド１７によって吸引されることで、インク貯留室２０４は所定の負圧以上となる。インク貯留室２０４が所定の負圧以上になると、液体収容室３４０のインクがホース２４を介してインク貯留室２０４に供給される。すなわち、インク貯留室２０４には、記録ヘッド１７に流出した量のインクが液体収容室３４０から自動的に補充されることになる。言い換えれば、インクタンク３０内の空気収容室３３０（すなわち、大気）と接するインク液面（大気接触液面）ＬＡと、記録ヘッド（詳細にはノズル）との鉛直方向の高さの差によって発生する水頭差ｄ１よりも、プリンター１２側からの吸引力（負圧）がある程度大きくなることでインクが液体収容室３４０からインク貯留室２０４へ供給される。

液体収容室３４０のインクが消費されると、空気収容室３３０の空気が液体室連通路３５０を介して液体収容室３４０のインク中に気泡Ｇとして導入される。これにより液体収容室３４０の液面は低下する。一方で、大気と直接に接する大気接触液面ＬＡの高さは一定に維持されていることから、水頭差ｄ１は一定に維持される。すなわち、記録ヘッド１７の所定の吸引力により、インクタンク３０から記録ヘッド１７に安定してインクを供給することができる。

Ａ−３．インクタンクの詳細構成：
図５は、インクタンク３０の第１の外観斜視図である。なお、図５では容器本体３２にフィルム３１６，３２２が取り付けられる前の状態を示している。インクタンク３０は、略柱体形状（詳細には略直角柱形状）である。インクタンク３０は、容器本体３２と、フィルム３４，３１６，３２２とを備える。容器本体３２は、ポリプロピレン等の合成樹脂により成形されている。また、容器本体３２は半透明である。これにより利用者は外部から内部のインクの状態（インクの水位）を確認できる。

使用状態において、インクタンク３０の側面を構成する側面壁には、第１の流路３１０が形成されている。気液分離室３１２の形状は凹状形状であり、凹状の底面には開口が形成されている。底面の開口を介して、気液分離室３１２と連通流路３１４とが連通する。連通流路３１４の末端は大気導入口３１８（図３）である。

気液分離室３１２の底面を囲む内壁の全周には土手３１３が形成されている。フィルム３１６は、土手３１３に粘着されている。また、フィルム３２２は、第１の流路３１０のうち容器本体３２の外面に形成された流路を覆うように容器本体３２に粘着されている。これにより、連通流路３２０を形成すると共に、インクタンク３０内部のインクが外部へ漏れ出すことを防止している。なお、連通流路３２０の一部分は、大気開放口３１７から気液分離室３１２までの距離を長くするために、気液分離室３１２の外周に沿って形成されている。これにより、容器本体３２内部のインク中の水分が大気導入口３１８から外部へ蒸発することを抑制できる。

第１の流路３１０を流れる空気は、その途中で土手３１３に粘着された気液分離膜としてのフィルム３１６を通過することになる。これにより、容器本体３２内部に収容されるインクが外部へ漏れ出すことをより抑制できる。

液体導出部３０６は筒状であり内部に流路を有する。この液体導出部３０６にホース２４が接続される。また、液体導出部３０６の他端３４８は外部に向かって開口している。

図６は、インクタンク３０の第２の外観斜視図である。図６に示すように、容器本体３２は一側面が開口した凹状形成であり、開口がフィルム３４で塞がれることで内部に複数の小部屋が形成される。具体的には、主に、空気収容室３３０と液体収容室３４０と液体室連通路３５０が形成される。すなわち、容器本体３２（外壁や内部のリブ等）とフィルム３４とは、各部屋を区画形成する区画壁として機能する。なお、図６において、容器本体３２のうち、フィルム３４が熱溶着等により取り付けられる部分にはハッチングを施している。

液体室連通路３５０は、液体収容室３３０や空気収容室３３０よりも流路断面積が小さい流路である。詳細には、使用状態において、液体室連通路３５０はメニスカスを形成し維持可能な程度に流路断面積が小さい。

液体収容室３４０は、使用状態において縦長の空間を形成している。液体収容室３４０には、液体を液体収容室３４０に注入するための液体注入路３０４が連通する。液体注入路３０４の一端である一端開口３０４ｍは液体収容室３４０で開口し、他端である他端開口３０４ｐは外部に向かって開口している。言い換えれば、液体収容室３４０は、液体を注入するための一端開口３０４ｍである液体注入口を有する。本実施例では、一端開口３０４ｍは、液体収容室３４０を区画形成する液体収容室区画壁３２，３４のうち、注入状態において液体収容室３４０を挟んで上側に位置する注入状態上面壁３７０Ｂ２に形成されている。

ここで、上述のごとくインクタンク３０は、使用状態と注入状態とで異なる状態となる。詳細には、使用状態と注入状態では、インクタンクの液体注入路３０４の外部に向かう開口方向３０４ＹＰの向きが異なる。本実施例では、開口方向３０４ＹＰは、使用状態では水平方向（Ｘ軸方向）であり、注入状態では鉛直方向（詳細にはＺ軸上方向である鉛直上方向）である。ここで、開口方向３０４ＹＰは、外部に向かって開口する他端開口３０４ｐの開口面に垂直な方向であって他端開口３０４ｐから外部に向かう方向である。なお、上記に限定されるものではなく、使用状態における開口方向３０４ＹＰは、水平方向成分を有していれば良く、注入状態における開口方向３０４ＹＰは鉛直上方向成分を有していれば良い。また、使用状態における開口方向３０４ＹＰは、水平方向と成す角度が４５°より小さいことが好ましく、水平方向であることがより好ましい。また注入状態における開口方向３０４ＹＰは、鉛直上方向成分を有し鉛直方向と成す角度が４５°よりも小さいことが好ましく、鉛直方向（詳細には、鉛直上方向）であることがより好ましい。なお、外部に向かって開口する他端開口３０４ｐとは、液体注入路３０４を塞ぐ栓部材３０２を液体注入路３０４から取り外した場合の状態を意味する。また、本実施例では、液体注入路３０４は、一端開口３０４ｍから他端開口３０４ｐに亘って真っ直ぐに延びる流路である。よって、インクタンク３０の注入状態と使用状態とを別の観点から考えれば、以下のように規定できる。すなわち、本実施例では、「注入状態」とは液体注入路３０４が鉛直方向に延びる状態であり、「使用状態」とは液体注入路３０４が水平方向に延びる状態である。なお、上記に限定されるものではなく、「注入状態」とは液体注入路３０４が鉛直方向成分を有する方向に延びる状態であれば良く、「使用状態」とは液体注入路３０４が水平方向成分を有する方向に延びる状態でれば良い。また、「注入状態」は、液体注入路３０４が鉛直方向と成す角度が４５°より小さい方向に延びる状態であることが好ましく、鉛直方向に延びる状態であることがより好ましい。また、「使用状態」は、液体注入路３０４が水平方向と成す角度が４５°より小さい方向に延びる状態であることが好ましく、水平方向に延びる状態であることがより好ましい。また、使用状態と注入状態では、インクタンク３０の底面を構成する壁部が異なる。

図７は、注入状態におけるインクタンク３０の内部の様子を示す図である。図７は図６に示すインクタンク３０をＹ軸正方向側から見た図である。注入状態ではＹ軸とＺ軸で規定される水平面ｓｆに第１の壁３７０Ｃ１が底面を構成するようにインクタンク３０は設置される。また、注入状態では液体注入路３０４の開口方向３０４ＤＲが鉛直上方向を向いている。ここで、「開口方向３０４ＤＲ」とは、他端開口３０４ｐの開口面に垂直な方向であって、液体注入路３０４から外部へ向かう方向をいう。なお、図７では、液体収容室３４０にはシングルハッチングを施している。

図７に示すように、注入状態において、液体収容室３４０の容積を二等分する水平面を、二等分水平面ＢＤとする。注入状態において、空気導入口３５２は二等分水平面ＢＤの高さ以上の高さに位置する。本実施例では、注入状態において、空気導入口３５２は二等分水平面ＢＤよりも上側に位置する。

また、液体注入路３０４の一端開口３０４ｍは、注入状態において第２の状態表示線ＬＭ２よりも上側に位置する。すなわち、一端開口３０４ｍは、液体収容室３４０へのインクの補充が完了した第２の状態における液体収容室３４０の液面よりも上側に位置する。

図８は、インク注入の様子を示す図である。図８（Ａ）は、第１の状態におけるインク量がインクタンク３０内部に収容されている場合の、注入状態におけるインクタンク３０の内部の様子を示す図である。すなわち、図８（Ａ）は、利用者がインクを液体収容室３４０に補充する直前の状態を示している。図８（Ｂ）は、インクが液体注入路３０４を介して注入される様子を示す図である。なお、液体導出部３０６がホース２４によってプリンター１２側に接続された状態で、利用者はインクを液体収容室３４０に注入する。また、インクはドットで示している。

図８（Ａ）に示すように、注入状態において、空気導入口３５２は、第１の状態におけるインクによって形成されるインク液面ＬＦｍｉｎ（「第１の液面ＬＦｍｉｎ」ともいう。）よりも上側に位置する。なお、第１の状態においてインクタンク３０内部に収容されているインク量を「第１の状態インク量」ともいう。

図８（Ｂ）に示すように、インクの注入は、内部にインクが収容された液体補充用容器９８０を用いて行なわれる。液体補充用容器９８０は、ポリエチレン等の合成樹脂により形成されている。また、液体補充用容器９８０は可撓性を有し、外力によって容易に容積を変化できる。液体補充用容器９８０は、インク注入の際に、先端が開口可能なように形成された先端部９８０ｔを有する。

液体注入路３０４を介して液体収容室３４０にインクが注入されると、液体収容室３４０の空気が外部に流通すると共に、インクが液体収容室３４０に収容される。図８（Ｂ）の状態では、空気は、矢印Ｐａ１，Ｐａ２に示すように、液体注入路３０４と大気開放流路３００とから外部に流通する。すなわち、液体収容室３４０から外部に流通する空気の逃げ道が２つ存在する。ここで、液体注入路３０４を介した空気の逃げ道を、注入部側逃げ道Ｐａ１とも呼び、大気開放流路３００を介して空気の逃げ道を、大気開放流路側逃げ道Ｐａ２とも呼ぶ。

ここで、逃げ道Ｐａ１，Ｐａ２がインクや液体補充用容器９８０で共に塞がれる状態を、「閉塞状態」ともいう。閉塞状態では、液体収容室３４０からの空気の逃げ道が無いために、インクの注入がスムーズに行なえずインク注入に長時間を要する。また、閉塞状態で、利用者が液体補充用容器９８０内を加圧して強制的にインクを液体収容室３４０に押し込むことで、液体導出部３０６を介してプリンター１２側に過剰なインクが供給される場合がある。過剰なインクがプリンター１２側に供給されると、ヘッド１７からインクが漏れ出す場合がある。

上記のように、第１実施例のインクタンク３０は、注入状態において、空気導入口３５２が第１の液面ＬＦｍｉｎよりも上側に位置する。これにより、注入状態において空気導入口３５２が第１の液面ＬＦｍｉｎよりも下側に位置する場合よりも、インク注入の際に大気開放流路３００がインクで塞がれる可能性を低減できる。すなわち、インク注入の際に大気開放流路３００がインクで塞がれるタイミングを遅らすことができる。これにより、例えば、利用者が液体補充用容器９８０によって液体注入路３０４を塞ぐようにしてインクを注入した場合でも、閉塞状態となる可能性を低減できる。よって、大気開放流路３００がインクで塞がれることで生じ得る不具合の発生を低減できる。

また、第１実施例のインクタンク３０は、注入状態において、空気導入口３５２は二等分水平面ＢＤよりも上側に位置する。これにより、注入状態において空気導入口３５２が二等分水平面ＢＤよりも下側に位置する場合よりも、インク注入の際に大気開放流路３００がインクで塞がれる可能性を低減できる。すなわち、インク注入の際に大気開放流路３００がインクで塞がれるタイミングをより遅らすことができる。よって、インク注入の際に、インクタンク３０が閉塞状態となる可能性をより低減できる。すなわち、大気開放流路３００が塞がれることで生じ得る不具合の発生をより低減できる。

また、液体注入路３０４の一端開口３０４ｍは、注入状態において第１の状態表示線ＬＭ１よりも上側に位置する（図７）。これにより、第１の状態から第２の状態に至る期間（全注入期間）において、液体注入路３０４がインクで塞がれる可能性を低減できる。これにより、全注入期間において、液体注入路３０４を介した空気の逃げ道Ｐａ１を高い確率で確保できる。

また、上記実施例では、液体収容室３４０の一端開口３０４ｍが液体収容室３４０で開口している（図６）。すなわち、注入状態において、液体注入路３０４からインクを注入すると、インクは空気収容室３３０を経由することなく直接に液体収容室３４０に注入される。よって、インクタンク３０内にインクが過多に注入され、空気収容室３３０に導入される可能性を低減できる。これにより、大気接触液面ＬＡをより一定高さに維持できることから、定常時水頭差ｄ１（図４）をより安定に維持できる。

Ａ−４．比較例：
図９は、比較例としてのインクタンク３０ｋを説明するための図である。図９は、図８（Ｂ）に相当する図であり、インクタンク３０ｋを模式的に示している。第１実施例のインクタンク３０との違いは、注入状態における空気導入口３５２ｋの高さである。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。なお、図９において、第２の状態表示線ＬＭ２まで液体収容室３４０にインクが収容された場合におけるインクにより形成されるインク液面を第２の液面ＬＦｍａｘとして示している。

インクタンク３０ｋの空気導入口３５２ｋは、第１の液面ＬＦｍｉｎよりも下側に位置する。これにより、インク注入を開始する時点で、大気開放流路３００はインクで塞がれている。図９では、空気導入口３５２ｋにメニスカスが形成されている状態を示している。図９の状態では、液体収容室３４０の空気の逃げ道は液体注入路３０４のみとなる。

このように、インクタンク３０ｋは、インク注入を開始する時点で既に大気開放流路３００がインクで塞がれている。よって、大気開放流路３００が塞がれることで生じ得る不具合がより高い確率で発生する。

Ｂ．第２実施例：
図１０は、第２実施例のインクタンク３０ａを説明するための図である。図１０は、図８（Ｂ）に相当する図であり、インクタンク３０ａを模式的に示している。第１実施例のインクタンク３０との違いは、空気導入口３５２ａの形成位置である。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については第１実施例と同一の符号を付すと共に説明を省略する。

インクタンク３０ａの空気導入口３５２ａは、液体収容室３４０を区画形成する液体収容室区画壁３２のうち、注入状態上面壁３７０Ｂ２に形成されている。また、空気導入口３５２ａは、注入状態において、第２の液面ＬＦｍａｘよりも上側に位置する。

上記のように、第２実施例のインクタンク３０ａは、全注入期間に亘って空気導入口３５２ａを含む大気開放流路３００がインクで塞がれる可能性を低減できる。すなわち、全注入期間に亘って大気開放流路３００を介した液体収容室３４０の空気の逃げ道を確保でき、インクが大気開放流路３００を塞ぐことで生じ得る不具合の発生をより一層低減できる。また、注入状態上面壁３７０Ｂ２に貫通孔を形成することで、容易に空気導入口３５２ａを形成でき、不具合の発生をより一層低減できるインクタンク３０ａを容易に作製できる。

また、インクタンク３０ａは第２の状態表示線ＬＭ２を備えることで、液体収容室３４０に過剰な量のインクが注入される可能性を低減できる。これにより、空気導入口３５２ａを含む大気開放流路３００がインクで塞がれる可能性をより低減できる。

Ｃ．第３実施例：
図１１は、第３実施例のインクタンク３０ｂを説明するための図である。図１１は、図８（Ｂ）に相当する図であり、インクタンク３０ｂを模式的に示している。第１実施例のインクタンク３０との違いは、空気導入口３５２ｂの形成位置である。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については第１実施例と同一の符号を付すと共に説明を省略する。

インクタンク３０ｂの空気導入口３５２ｂは、注入状態において、少なくとも一部分が第２の液面ＬＦｍａｘよりも上側に位置する。言い換えれば、注入状態において、注入状態における空気導入口３５２の下端３５２ｂ１は、第２の液面ＬＦｍａｘより上側に位置する。

上記のように、第３実施例のインクタンク３０ｂは、全注入期間に亘って空気導入口３５２ａを含む大気開放流路３００がインクで塞がれる可能性を低減できる。よって第２実施例と同様の効果を奏する。

Ｄ．第４実施例：
図１２は、第４実施例のインクタンク３０ｃを説明するための図である。図１２は、図８（Ｂ）に相当する図であり、インクタンク３０ｃを模式的に示している。第２実施例のインクタンク３０ａ（図１０）との違いは、液体出口３４９ｃの形成位置である。その他の構成については第２実施例と同様の構成であるため、同様の構成については第２実施例と同一の符号を付すと共に説明を省略する。

第４実施例のインクタンク３０ｃは、液体出口３４９ａが空気導入口３５２ａ近傍に位置する。なお、他の実施例においても液体出口３４９と空気導入口３５２，３５２ａ，３５２ｂとの位置関係は特に限定されるものはなく、適宜設定可能である。このようにしても上記実施例同様に、インク注入の際に液体が大気開放流路３００を塞ぐことで生じ得る不具合の発生を低減できる。

Ｅ．変形例：
なお、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｅ−１．第１変形例：
上記実施例では、第１の状態識別部ＬＢ１や第２の状態識別部ＬＢ２はインクタンク３０に設けられていたが（図２）、これに限定されるものではなく、第１の状態時期や第２の状態時期を識別できる態様であれば良い。例えば、インクタンク３０とは別体の定規を第１の状態識別部ＬＢ１や第２の状態識別部ＬＢ２として用いても良い。また、例えばセンサーを第１と第２の状態識別部ＬＢ１，ＬＢ２として用いて第１の状態や第２の状態を識別しても良い。

Ｅ−２．第２変形例：
上記実施例では、液体収容容器としてプリンター１２に用いられるインクタンク３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃを例に説明を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば液晶ディスプレー等の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、捺染装置やマイクロディスペンサ等の液体噴射装置に対し、液体収容容器であって、液体注入路と大気開放流路とを備える液体収容容器に本発明は適用できる。特に、マリオットの瓶の原理を用いて液体噴射装置に液体を供給する液体収容容器に好適に用いることができる。上記の各種の液体噴射装置に液体収容容器を使用する際には、各種の液体噴射装置が噴射する液体の種類に応じた液体（色材，導電ペースト，生体有機物等）を、液体収容容器内部に収容すれば良い。また、各種液体噴射装置と各種液体噴射装置に用いる液体収容容器を備える液体噴射システムとしても本発明は適用可能である。

１…液体噴射システム
１０…ケース
１２…インクジェットプリンター（プリンター）
１３…用紙給紙部
１４…用紙排出部
１６…キャリッジ
１６ａ…インク供給針
１７…記録ヘッド
２０…サブタンク
２４…ホース
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｋ…液体収容容器（インクタンク）
３２…容器本体（液体収容室区画壁）
３４…フィルム（液体収容室区画壁）
５０…タンクユニット
５１…ケース
５４…上面ケース
５６…第１の側面ケース
５７…底面ケース
５８…第２の側面ケース
２０２…液体受入部
２０４…インク貯留室
２０６…フィルター
２０８…インク流動路
３００…大気開放流路
３０２…栓部材
３０４…液体注入路
３０４ｍ…一端開口
３０４ｐ…他端開口
３０４ＤＲ…開口方向
３０６…液体導出部
３１０…第１の流路
３１２…気液分離室
３１３…土手
３１４…連通流路
３１６…フィルム（シート部材）
３１７…大気開放口
３１８…大気導入口
３２０…連通流路
３２２…フィルム
３３０…空気収容室
３４０…液体収容室
３４８…他端
３４９，３４９ａ，３４９ｃ…液体出口
３５０…液体室連通路
３５１…空気室側開口
３５２，３５２ａ，３５２ｂ，３５２ｋ…空気導入口
３５２ｂ１…下端
３７０Ｂ２…注入状態上面壁
３７０Ｃ１…第１の壁
３７０Ｃ２…第２の壁
３７０Ｃ３…底面壁
９８０…液体補充用容器
９８０ｔ…先端部
Ｇ…気泡
ＬＦｍｉｎ…第１の液面
ＬＦｍａｘ…第２の液面
ｄ１…定常時水頭差
ＬＡ…大気接触液面
ＢＤ…二等分水平面
ＬＢ１…第１の状態識別部
ＬＢ２…第２の状態識別部
ＬＭ１…第１の状態表示線
ＬＭ２…第２の状態表示線

Claims (8)

1. 対象物に液体を噴射するためのヘッドに前記液体を供給するための液体収容容器であって、
   前記液体を収容するための液体収容室と、
   一端である一端開口が前記液体収容室で開口し、前記液体収容室に前記液体を注入するための液体注入部と、
   一端である空気導入口が前記液体収容室で開口し、他端である大気開放口が大気と連通する大気開放流路であって、前記液体が収容された前記液体収容室に空気を導入するための大気開放流路と、
   前記液体収容室の前記液体を導出させるための液体導出部と、を備え、
   前記液体注入部から前記液体収容室に前記液体を注入する際の注入状態において、
   前記液体を前記液体収容室に補充すべき第１の状態における前記液体によって形成される前記液体収容室の液面よりも、前記空気導入口は上側に位置する、液体収容容器。
2. 請求項１記載の液体収容容器であって、さらに、
   前記ヘッドに前記液体を供給する際の使用状態において、前記第１の状態であることを識別するための第１の状態識別部を有する、液体収容容器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液体収容容器であって、
   前記注入状態において、
   前記空気導入口は、前記注入状態における前記液体収容室の容積を二等分する水平面の高さ以上の高さに位置する、液体収容容器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体収容容器であって、
   前記注入状態において、
   前記空気導入口の少なくとも一部分は、前記液体収容室への前記液体の補充が完了した第２の状態における液体によって形成される前記液体収容室の液面よりも上側に位置する、液体収容容器。
5. 請求項４に記載の液体収容容器であって、さらに、
   前記注入状態において前記第２の状態であることを識別するための第２の状態識別部を有する、液体収容容器。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の液体収容容器であって、
   前記液体収容室は、液体収容室区画壁により区画形成され、
   前記空気導入口は、前記液体収容室区画壁のうち、前記注入状態において前記液体収容室を挟んで上側に位置する上面壁に形成されている、液体収容容器。
7. 液体噴射システムであって、
   請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体収容容器と、
   対象物に前記液体を噴射するためのヘッドを有する液体噴射装置と、
   前記液体収容容器と前記液体噴射装置とを接続し、前記液体収容室の前記液体を前記液体噴射装置に流通させる流通管と、を備える、液体噴射システム。
8. 液体供給システムであって、
   請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体収容容器と、
   対象物に前記液体を噴射するためのヘッドに流通する前記液体が流れる液体流動路を有するサブタンクと、
   前記液体収容容器と前記サブタンクとを接続し、前記液体収容容器の前記液体を前記サブタンクに流通させる流通管と、を備える、液体供給システム。

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