JP2013151101A - 液体収容容器、および液体消費装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マリオットの瓶の原理を用いた液体収容容器でも液体を補充可能とする。
【解決手段】液体流出口と、空気取入口とが設けられた第１液体収容部と、液体の注入口が設けられた第２液体収容部とを連通させて構成した液体収容容器において、第１液体収容部と第２液体収容部とが連通する部分に、第１液体収容部と第２液体収容部とが連通した状態と、気密に分離された状態とに切り換え可能な仕切部材を設ける。第１液体収容部と第２液体収容部とが気密に分離された状態にしておけば、注入口を開放しても、第１液体収容部内に負圧を保持しておくことができる。その結果、マリオットの瓶の原理を用いた液体収容容器のように、内部を負圧に維持することが必要な液体収容容器であっても、液体を補充することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体消費装置に液体を供給する技術に関する。

噴射ヘッドから液体を噴射する液体消費装置（例えば、インクジェットプリンター）が知られている。噴射ヘッドから噴射される液体は液体収容容器に収容されており、この液体収容容器内の液体を、接続チューブなどを介して噴射ヘッドに供給する。

また、噴射された分だけの液体を液体収容容器から噴射ヘッドに供給する目的で、いわゆる「マリオットの瓶」の原理が用いられることがある。この原理を用いた液体収容容器には、液体収容容器の底部に液体供給口と空気取入口とが設けられており、液体供給口は接続チューブを介して噴射ヘッドに接続され、空気取入口は空気通路を介して外部と連通している。液体収容容器の内部は負圧となっており、液体供給口（あるいは空気取入口）から流出しようとする液体を、負圧によって液体収容容器内に保持しておく構造となっている。

また、外部から液体を注入可能な注入口を備えた液体収容容器が知られている（例えば、特許文献１）。この液体収容容器では、内部の液体が残り少なくなった場合に注入口を塞いでいるキャップを開けて、注入口から液体を補充することによって、液体消費装置に液体を連続的に供給することができる。

特開２００３−１２７４２７号公報

しかし、マリオットの瓶の原理を用いた液体収容容器では、注入口を設けて液体を補充することができないという問題があった。すなわち、液体を補充するために注入口を開けると、液体収容容器内の負圧が逃げてしまうので、マリオットの瓶の原理を用いて液体収容容器内に液体を保持しておくことができないという問題があった。

この発明は、従来の技術が有する上述した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、マリオットの瓶の原理を用いた液体収容容器でも液体を補充可能とする技術の提供を目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の液体収容容器は次の構成を採用した。すなわち、
液体消費装置に液体を供給する液体収容容器であって、
内部に液体を収容可能な第１液体収容部と、
前記第１液体収容部から前記液体消費装置に向けて液体が流出する液体流出口と、
前記第１液体収容部内の液体の液面よりも下方に開口して、該第１液体収容部内に空気を取り入れる空気通路に接続された空気取入口と、
内部に液体を収容可能で前記第１液体収容部と連通する第２液体収容部と、
前記第２液体収容部に設けられて、気密に閉鎖された状態と、液体を注入可能に開放した状態とを取り得る注入口と、
前記第１液体収容部と前記第２液体収容部とが連通する部分に設けられて、前記第１液体収容部と前記第２液体収容部とが連通した状態と、該第１液体収容部と該第２液体収容部とが気密に分離された状態とに切り換える仕切部材と
を備えることを要旨とする。

このような本発明の液体収容容器においては、注入口が気密に閉鎖された状態では、自重によって液体の液面が下がろうとすることで内部が負圧となっており、この負圧で液体収容容器内に液体が保持される。また、液体収容容器には、連通する２つの液体収容部（第１液体収容部および第２液体収容部）が設けられており、これらが連通する部分に設けられた仕切部材によって、第１液体収容部と第２液体収容部とが連通した状態と、第１液体収容部と第２液体収容部とが気密に分離された状態とに切り換え可能となっている。

第１液体収容部と第２液体収容部とが気密に分離された状態にしておけば、注入口を開放しても、第１液体収容部に負圧を保持しておくことができる。そこで、注入口から第２液体収容部に液体を注入し、その後に注入口を気密に閉鎖してから第１液体収容部と第２液体収容部とが連通した状態にしてやれば、負圧を保持したままで液体収容容器に液体を補充することが可能である。

また、本発明の液体収容容器においては、第１液体収容部内の液体の液面に対して位置が異なる複数箇所で第１液体収容部と第２液体収容部とを連通させ、これらの連通する部分毎に、仕切部材を設けることとしてもよい。

こうすれば、第２液体収容部内に液体を補充した後、仕切部材を開放状態として第１液体収容部と第２液体収容部と連通させた時に、第２液体収容部から第１液体収容部に流入する液体と、第１液体収容部から第２液体収容部に流出する液体とが別々の経路で移動する。このため、空気の移動によって液体の移動が妨げられることがないので速やかに液体が移動し、その結果、液体収容容器への液体の補充を速やかに完了することができる。加えて、空気の移動経路と液体の移動経路とが分かれているので、移動する液体に空気が混入し難くなる。その結果、液体中の気泡による弊害の発生を抑制することができる。

また、本発明は、上述した本発明の液体収容容器を備える液体消費装置の態様で把握することもできる。このような本発明の液体消費装置では、マリオットの瓶の原理を用いた液体収容容器に対しても、液体を補充することが可能となる。

いわゆるインクジェットプリンターを例に用いて本実施例の液体消費装置の大まかな構成を示した説明図である。 インクジェットプリンターの内部構造を示した説明図である。 本実施例のインクタンクの構成を示した断面図である。 本実施例のインクタンクにインクを補充する方法を示した説明図である。 第１変形例のインクタンクの構成を示した断面図である。 第２変形例のインクタンクの構成を示した断面図である。 第３変形例のインクタンクの構成を示した断面図である。 第２連通路に開閉弁を設ける代わりに逆止弁を設けたインクタンクを例示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．インクタンクにインクを補充する方法：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１変形例：
Ｃ−２．第２変形例：
Ｃ−３．第３変形例：

Ａ．装置構成 ：
図１は、いわゆるインクジェットプリンターを例に用いて本実施例の液体消費装置の大まかな構成を示した説明図である。インクジェットプリンター１０は、略箱形の外観形状をしており、前面のほぼ中央には前面カバー１１が設けられ、その左隣には複数の操作ボタン１２が設けられている。前面カバー１１は下端側で軸支されており、上端側を手前に倒すと、印刷用紙２が排出される細長い排紙口１３が現れる。また、インクジェットプリンター１０の背面側には、給紙トレイ１４が設けられており、給紙トレイ１４に印刷用紙２をセットして操作ボタン１２を操作すると、給紙トレイ１４から印刷用紙２が送り込まれ、内部で印刷用紙２に画像等が印刷された後に、排紙口１３から排出される。

また、インクジェットプリンター１０の側面には、箱型のタンクケース５０が設けられている。詳しくは後述するが、タンクケース５０の内部には複数のインクタンク（液体収容容器）が設けられており、インクジェットプリンター１０が印刷に用いるインクは、このインクタンクから供給される。

図２は、インクジェットプリンター１０の内部構造を示した説明図である。図示されているように、インクジェットプリンター１０の内部には、印刷用紙２上で往復動するキャリッジ２０が設けられている。キャリッジ２０の底面側（印刷用紙２を向いた側）には、複数の噴射ノズルが形成された噴射ヘッド２２が搭載されており、噴射ノズルから印刷用紙２に向かってインクが噴射される。本実施例のインクジェットプリンター１０では、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、黒色の４種類のインクを用いてカラー画像を印刷することが可能であり、このことと対応して、キャリッジ２０の噴射ヘッド２２には、インクの種類毎に噴射ノズルが設けられている。

キャリッジ２０は、図示しない駆動機構に駆動されて、ガイドレール２４によってガイドされながら印刷用紙２上で往復動を繰り返す。また、インクジェットプリンター１０には図示しない紙送り機構も設けられており、キャリッジ２０が往復動する動きに合わせて印刷用紙２が少しずつ紙送りされる。そして、キャリッジ２０が往復動する動きと、印刷用紙２が紙送りされる動きとに合わせて、噴射ヘッド２２の噴射ノズルからインクを噴射することによって、印刷用紙２に画像等が印刷される。

噴射ノズルから噴射されるインクは、タンクケース５０内のインクタンク１００に収容されている。本実施例のインクジェットプリンター１０では、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、黒色の４種類のインクを使用することから、インクタンク１００もインクの種類毎に設けられている。これらインクタンク１００内のインクは、インクの種類毎に設けられたインクチューブ２６を介して噴射ヘッド２２に供給される。

図３は、本実施例のインクタンク１００の構成を示した断面図である。図示されているように、インクタンク１００は、隔壁によって内部が上下に分割されており、下側には第１インク収容部１１０が形成され、上側には第２インク収容部１２０が形成されている。また、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０とは、連通路１３０によって連結されている。尚、本実施例の第１インク収容部１１０は本願発明の第１液体収容部に対応し、本実施例の第２インク収容部１２０は本願発明の第２液体収容部に対応する。

第１インク収容部１１０には、底部右側の位置にインク供給口１１２（液体流出口）が設けられており、インク供給口１１２はインクチューブ２６に接続されている。また、第１インク収容部１１０の底部左側の位置には、空気取入口１１４が設けられており、空気取入口１１４は、空気通路１１６を介してインクタンク１００の外部（大気）と連通している。

第２インク収容部１２０には、インクを補充するための注入口１２２が上部に設けられており、注入口１２２はキャップ１２４で蓋をされている。また、連通路１３０の途中には、連通路１３０を遮断することによって第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０とを気密に分離可能な開閉弁１３２（仕切部材）が設けられている。尚、図示したインクタンク１００では、第２インク収容部１２０の容積が第１インク収容部１１０の容積よりも小さく設定されているが、第２インク収容部１２０の容積を第１インク収容部１１０の容積よりも大きく設定することとしてもよい。

このような構成のインクタンク１００では、次のようにして噴射ヘッド２２にインクを供給する。まず、注入口１２２がキャップ１２４で蓋をされた状態では、インクタンク１００の内部は密閉されており、この状態で、自重によってインクの液面が下がろうとするので、インクタンク１００内は負圧となっている。このため、この負圧で第１インク収容部１１０内にインクが保持されている。そして、噴射ヘッド２２によってインク供給口１１２からインクが吸い出されると、インクタンク１００内の負圧が大きくなるので、噴射ヘッド２２に吸い出されただけの空気が空気取入口１１４からインクタンク１００内に供給される。このように、一度インクジェットプリンター１０に装着されると、インクタンク１００内は常に負圧状態となっている。

Ｂ．インクタンクにインクを補充する方法 ：
図４は、本実施例のインクタンク１００にインクを補充する方法を示した説明図である。インクタンク１００にインクを補充する際には、先ず、図４（ａ）に示されているように連通路１３０の開閉弁１３２を閉じ、その後に、図４（ｂ）に示されているようにキャップ１２４を開けて、インクボトル５００のインクを注入口１２２から第２インク収容部１２０に注入する。このとき、第２インク収容部１２０では密閉状態が保てなくなって内部の負圧が逃げてしまう。しかし、連通路１３０が遮断されているので、第１インク収容部１１０では密閉状態が保たれ、内部の負圧が維持される。

こうして第２インク収容部１２０内にインクを満たしたら、図４（ｃ）に示されているように、キャップ１２４で蓋をしてインクタンク１００を密閉し、それから開閉弁１３２を開く。すると、図４（ｄ）に示されるように、第２インク収容部１２０内のインクが連通路１３０を介して第１インク収容部１１０に流入するとともに、第１インク収容部１１０内の空気が連通路１３０を介して第２インク収容部１２０に移動する。その結果、図４（ｅ）に示されるように、第２インク収容部１２０に注入した全てのインクが第１インク収容部１１０に移動する。こうしてインクが移動する間も、インクタンク１００内の密閉状態が保たれて第１インク収容部１１０および第２インク収容部１２０内の負圧が維持される。

このように本実施例のインクタンク１００では、キャップ１２４を開けてもインクタンク１００内の負圧が逃げることがない。このため、インクを保持するために内部を負圧に維持することが必要なインクタンク１００でありながら、インクを補充することが可能である。

Ｃ．変形例 ：
以上に説明した本実施例のインクタンク１００には、種々の変形例が存在する。以下では、これらの変形例について簡単に説明する。尚、以下の変形例では、上述した本実施例のインクタンク１００と異なる部分に焦点を当てて説明し、本実施例のインクタンク１００と同様な構成については、同じ番号を付すこととして説明を省略する。

Ｃ−１．第１変形例 ：
上述した本実施例のインクタンク１００では、１本の連通路１３０を用いて、第２インク収容部１２０から第１インク収容部１１０にインクを移動させるとともに、第１インク収容部１１０から第２インク収容部１２０に空気を移動させるものと説明した。しかし、第２インク収容部１２０と第１インク収容部１１０とを連通する連通路を２本設けることとしてもよい。

図５は、第１変形例のインクタンク２００の構成を示した断面図である。図５（ａ）に示されているように、インクタンク２００には、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０の下部とを連結する第１連通路２３０が設けられるとともに、第１インク収容部１１０の上部と第２インク収容部１２０の上部とを連結する第２連通路２４０が設けられている。また、第１連通路２３０および第２連通路２４０の途中には、それぞれ開閉弁２３２，２３４が設けられており、開閉弁２３２，２３４を閉じることで、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０とを気密に分離可能となっている。

このような第１変形例のインクタンク２００では、第２インク収容部１２０にインクを満たした状態（図５（ｂ）を参照）で開閉弁２３２，２３４を開けると、図５（ｃ）に示されているように、第２インク収容部１２０内のインクが第１連通路２３０を介して第１インク収容部１１０に流入し、第１インク収容部１１０内の空気が第２連通路２４０を介して第２インク収容部１２０に移動する。このように、インクが移動する通路（第１連通路２３０）と空気が移動する通路（第２連通路２４０）とを分けることによって、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０との間でのインクと空気の交換を迅速に行うことができるので、第１インク収容部１１０に迅速にインクを移動させることが可能となる。

また、空気の移動する通路とインクが移動する通路とが分かれているので、移動するインクに空気が混入し難くなる。その結果、インク中の気泡が混入することによって、噴射不良などの弊害の発生を抑制することが可能となる。

Ｃ−２．第２変形例 ：
上述した本実施例および第１変形例のインクタンク１００，２００では、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０とは、連通路を介して連通しているものと説明した。しかし、第１インク収容部と第２インク収容部とを、次のような態様によって連通させてもよい。

図６は、第２変形例のインクタンク３００の構成を示した断面図である。図６（ａ）に示されているように、インクタンク３００は、隔壁によって内部が左右に分割されており、右側が第１インク収容部３１０となっており、左側が第２インク収容部３２０となっている。第１インク収容部３１０と第２インク収容部３２０とは、隔壁の上下の２か所に形成された貫通部を介して連通しており、上側の貫通部を通じて空気を移動させ、下側の貫通部を通じてインクを移動させることが可能となっている。また、上下の貫通部には開閉弁３４２，３３２が設けられており、開閉弁３４２，３３２を閉じることによって、第１インク収容部３１０と第２インク収容部３２０とを気密に分離可能となっている（図６（ｂ）を参照）。

このようにしても、第１インク収容部３１０と第２インク収容部３２０との連通を遮断することによって、キャップ１２４を開けた状態で第１インク収容部３１０内の負圧を維持することができる。従って、第１インク収容部内にインクを保持しておくことができるので、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０とが連通路を介して連結されている場合と同様に、インクタンク１００にインクを補充することが可能である。

Ｃ−３．第３変形例 ：
上述した本実施例、および変形例のインクタンク１００，２００，３００では、第１インク収容部と第２インク収容部とが隔壁で仕切られているものと説明した。ここで、隔壁を、以下のように回動可能な仕切板にすれば、仕切板を回転させることによって、第１インク収容部と第２インク収容部とが連通した状態と、第１インク収容部が密閉された状態とを切り替えることができる。

図７は、第３変形例のインクタンク４００の構成を示した断面図である。図７の上方にはインクタンク４００の縦断面図が示されており、縦断面図の下方には、縦断面図中のＡＡ断面を上方から見たときのインクタンク４００の横断面図が示されている。

図７（ａ）に示されているように、第３変形例のインクタンク４００は、右側の第１インク収容部４１０と左側の第２インク収容部４２０とが、仕切板４３２で仕切られている。仕切板４３２は、上端部に設けられた回転軸がインクタンク４００の外側に貫通しており、回転軸には把手４３４が取り付けられている。このような構成のインクタンク４００では、仕切板４３２の把手４３４を回転させることによって、第１インク収容部４１０と第２インク収容部４２０とが気密に分離された状態（図７（ａ）の状態）と、第１インク収容部４１０と第２インク収容部４２０とが連通した状態（図７（ｂ）の状態）とを切り替えることができる。従って、上述した本実施例や変形例のインクタンク１００，２００，３００と同様にして、インクタンク４００にインクを補充することが可能である。

以上、各種の実施形態を説明したが、本発明は上記すべての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態様で実施することが可能である。例えば、上述した第１変形例のインクタンク２００では、第１インク収容部１１０と第２インク収容部１２０との間で空気を移動させる第２連通路２４０に、開閉弁２４２を設けるものと説明した（図５を参照）。しかし、図８に示されているように、第２連通路２４０に開閉弁２４２を設ける代わりに逆止弁２４４を設けることとしてもよい。こうすれば、第１インク収容部１１０から第２インク収容部１２０に空気が移動するときだけ自動的に逆止弁２４４が開き、それ以外のときは逆止弁２４４を閉じておくことができるので、第２連通路２４０の開閉弁を開け閉めする手間を省くことが可能となる。

１０…インクジェットプリンター、 ２２…噴射ヘッド、
２６…インクチューブ、 ５０…タンクケース、 １００…インクタンク、
１１０…第１インク収容部、 １１２…インク供給口、 １１４…空気取入口、
１１６…空気通路、 １２０…第２インク収容部、 １２２…注入口、
１２４…キャップ、 １３０…連通路、 １３２…開閉弁、
２００…インクタンク、 ２３０…第１連通路、 ２３２…開閉弁、
２４０…第２連通路、 ２４２…開閉弁、 ２４４…逆止弁、
３００…インクタンク、 ３１０…第１インク収容部、
３２０…第２インク収容部、 ３３２…開閉弁、 ３４２…開閉弁、
４００…インクタンク、 ４１０…第１インク収容部、
４２０…第２インク収容部、 ４３２…仕切板、 ４３４…把手、
５００…インクボトル

Claims (3)

1. 液体消費装置に液体を供給する液体収容容器であって、
   内部に液体を収容可能な第１液体収容部と、
   前記第１液体収容部から前記液体消費装置に向けて液体が流出する液体流出口と、
   前記第１液体収容部内の液体の液面よりも下方に開口して、該第１液体収容部内に空気を取り入れる空気通路に接続された空気取入口と、
   内部に液体を収容可能で前記第１液体収容部と連通する第２液体収容部と、
   前記第２液体収容部に設けられて、気密に閉鎖された状態と、液体を注入可能に開放した状態とを取り得る注入口と、
   前記第１液体収容部と前記第２液体収容部とが連通する部分に設けられて、前記第１液体収容部と前記だい２液体収容部とが連通した状態と、該第１液体収容部と該第２液体収容部とが気密に分離された状態とに切り換える仕切部材と
   を備える液体収容容器。
2. 請求項１に記載の液体収容容器であって、
   前記第１液体収容部は、該第１液体収容部内の液体の液面に対して位置が異なる複数箇所で、前記第２液体収容部に連通しており、
   前記仕切部材は、前記第１液体収容部と前記第２液体収容部とが連通する部分毎に設けられている液体収容容器。
3. 請求項１または請求項２の何れかに記載の液体収容容器を備える液体消費装置。

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