JP2013248780A - 液体容器 - Google Patents

Abstract

【課題】収容する液体量を減少させることなく、内部に発生した気泡が流出することを防止可能とする。
【解決手段】液体容器内に、空気流入口が開口する第１液体室と、隔壁によって第１液体室と仕切られ、液体流出口が開口する第２液体室とを設けておく。隔壁は、略水平の第１隔壁部と、第１隔壁部よりも上方に向いた第２隔壁部とを有しており、第１隔壁部には第１連通口を設け、第２隔壁部、または第２隔壁部と第１液体室の天井との境目に、第２連通口を設ける。こうすれば、第２連通口から新たに気泡が発生することを抑制することができ、且つ、第１連通口から気泡が引き込まれることを抑制できるので、第２液体室から気泡が流出することを防ぐことができる。また、このように気泡の流出を防止すれば、液体容器内に負圧発生部材を収容する必要が無いので、液体容器の液体の収容量が少なくなってしまうこともない。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射装置に装着されて、内部に液体を収容する液体容器に関する。

印刷装置などの液体噴射装置に装着されて、内部に収容した液体を液体噴射装置に供給する液体容器が知られている。この液体容器には、液体が流出する液体流出口と、空気が流入する空気流入口とが設けられており、液体流出口から液体噴射装置に向けて液体が流出すると、流出した液体に相当する体積の空気が空気流入口から流入する。

このような構成の液体容器では、空気流入口から流入した空気によって、液体容器内に気泡が発生することがあり、その気泡が液体流出口から液体噴射装置に流出する結果、液体噴射装置内で目詰まりが発生することがある。そこで、液体容器内を、液体を収容した液体収容室と、負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室とに区切り、液体収容室から負圧発生部材収容室を経由して液体を供給することで、液体容器内に発生した気泡が液体流出口から流出することを防ぐ技術が提案されている（特許文献１）。

特開２００６−２０５５６５号公報

しかし、上述した従来技術では、負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室を液体容器内に設ける必要があるので、収容可能な液体量が少なくなるという問題があった。

この発明は、従来技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、収容する液体量を減少させることなく、発生した気泡が液体容器から流出することを防止可能な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、本発明の液体容器は次の構成を採用した。すなわち、
液体噴射装置に装着されて、内部に収容した液体を前記液体噴射装置に供給する液体容器であって、
前記液体噴射装置に向けて液体が流出する液体流出口と、
前記液体容器内に外部から空気が流入する空気流入口と、
前記空気流入口と直接または間接的に連通する第１液体室と、
隔壁によって前記第１液体室と仕切られ、直接または間接的に前記液体流出口と連通する第２液体室と、
を備え、
前記隔壁は、略水平に形成された第１隔壁部と、前記第１隔壁部よりも上方に向けて形成された第２隔壁部とを有しており、
前記第１隔壁部には、前記第１液体室と前記２液体室とを連通させる第１連通口が形成され、
前記第２隔壁部、または前記第２隔壁部の上端と前記第１液体室の天井との境目には、前記第１液体室と前記２液体室とを連通させる第２連通口が形成されていることを要旨とする。

このような本発明の液体容器においては、第１液体室内に液体が残っている間は、液体流出口から液体が流出するに従って、空気流入口から第１液体室に気泡が流入する。第１液体室内に液体が残っている間は、第１液体室内の液面が揺れる度に、気泡の液体膜に液体が供給されて気泡が補強されるので、気泡はなかなか消えることがない。そして、第１液体室の液体を全て使い切る頃には、第１液体室内が気泡でほぼ満たされた状態となる。この状態から、更に液体流出口から液体を流出させると、今度は第１液体室内から第２液体室内に気泡が流入する。

ここで、本発明の液体容器では、第１液体室と第２液体室とを仕切る隔壁に、上方に向いた第２隔壁部が形成されており、この第２隔壁部、または第２隔壁部の上端と第１液体室の天井との境目に、第２連通口が形成されている。このため、第２連通口にあった気泡がはじけた時に、気泡の膜を形成していた液体が第２隔壁部を下るので、液体が第２連通口の位置に留まることがない。その結果、第２連通口から空気が流入する際に新たな気泡が発生することを抑制することができる。また、第２連通口から空気が流入することによって、第１液体室内の気泡が第１連通口から第２液体室内に引き込まれることも抑制できる。これにより、第２液体室内に気泡が混入して液体流出口から流出することを抑制することができるので、液体噴射装置内で目詰まりが発生することを抑制可能となる。また、こうすれば、液体容器内に負圧発生部材を収容する必要が無いので、液体容器に収容可能な液体量が少なくなることもない。

尚、本発明の液体容器では、隔壁の第１隔壁部を略水平に形成することとしているが、「略水平に形成する」とは、完全な水平に形成することに限られず、第２隔壁部の傾斜角度を超えない範囲で緩やかに傾斜させて形成することが含まれる。そして、第１隔壁部を緩やかに傾斜させて形成することとすれば、第１隔壁部に形成された第１連通口においても、第１連通口の位置に液体が留まることを抑制できるので、第１連通口から第２液体室に気泡が引き込まれることを確実に抑制することが可能となる。

また、上述した本発明の液体容器においては、第２液体室の内壁面に、隔壁の第２隔壁部と向かい合う対向部を形成することとしてもよい。

こうすれば、気泡が第２連通口を通過して第２液体室に混入した場合に、第２隔壁部と対向部とによって仕切られた領域に気泡が集められて、気泡が積み重なった状態となる。この状態では、積み重なった気泡のうち、上層の気泡の液体膜に液体が供給されて気泡が補強されることを防ぐことができる。その結果、第２液体室に気泡が混入した場合であっても、その気泡を消泡させることができるので、気泡が液体流出口から流出することを回避することが可能となる。

尚、上述したように対向部と第２隔壁部とに仕切られた領域に気泡を積み重ねることによって消泡させる場合には、気泡が縦長に積み重なっていた方が、液体膜に液体が供給されて補強される気泡が少なくなるので、気泡を消泡させ易い。このため、対向部と第２隔壁部とに仕切られた領域の高さは、対向部と第２隔壁部とに仕切られた領域の平均の幅よりも大きく設定されていることが望ましい。

また、上述した本発明の液体容器においては、第２隔壁部と向かい合う対向部に、袋小路状に形成された第３液体室に接続された第３連通口を設けることとしてもよい。ここで「袋小路状」とは、一箇所にのみ出入り口（本発明では、第３連通口）が形成され、その出入口以外が閉鎖されている形状をいう。こうすれば、第２連通口から第２液体室内に混入した気泡を第３液体室内に導いて、気泡を第３液体室内に留めておくことができる。その結果、第２液体室に混入した気泡が液体流出口から流出することを確実に回避可能となる。

また、上述した本発明の液体容器においては、第２隔壁部と向かい合う対向部と第２隔壁部とを、下方に向かって末広がりに設けることとしてもよい。

こうすれば、気泡が第２連通口から第２液体室に気泡が混入した場合に、対向部および第２隔壁部に沿わせて気泡を引き伸ばし、気泡の液体の膜を薄くすることができる。その結果、やがて気泡を消泡させることができるので、第２液体室に混入した気泡が液体流出口から流出することを回避することが可能となる。

また、上述した本発明の液体容器においては、第１連通口の大きさに対して、第２連通口の大きさを大きく設定することとしてもよい。こうすれば、第１連通口から空気（気泡）が流入するよりも、第２連通口から空気が流入する方が流入し易くなるので、第１連通口から気泡が引き込まれることを確実に抑制して、液体流出口からの気泡の流出を回避することが可能となる。

また、上述した本発明の液体容器においては、第２連通口を第２隔壁部と第１液体室の天井との境目に設けることとし、第１液体室の天井を、第２連通口に向かって上方に傾斜させて設けることとしてもよい。こうすれば、第１液体室内に発生した気泡を、第１液体室の天井に沿わせて第２連通口に導くことができるので、第１液体室内の気泡を、空気として第２液体室内に確実に流入させることができる。その結果、第１液体室内に気泡が残り、その気泡が第１連通口から第２液体室内に引き込まれて、液体流出口から流出してしまうことを抑制することが可能となる。

本実施例の液体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。 本実施例のインクカートリッジの構造を示した説明図である。 本実施例のインクカートリッジの内部構造によって、インクカートリッジからの気泡の流出が回避される理由を示した説明図である。 第２インク室の内壁面に対向部を形成することによって、第２連通口から第２インク室に混入した気泡を消泡可能な理由を示した説明図である。 第２隔壁部の途中に第２連通口を設けたインクカートリッジを例示した説明図である。 、第２インク室の内壁面に対向部を形成することによって、第２連通口から第２インク室に混入した気泡を消泡可能な別の理由を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．インクカートリッジの構造：
Ｃ．インクカートリッジからの気泡の流出が防止される理由：

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噴射装置の大まかな構成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は、主走査方向に往復動しながら印刷用紙２上にインクドットを形成するキャリッジ２０と、キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０などから構成されている。キャリッジ２０には、インクを収容したインクカートリッジ１００や、インクカートリッジ１００が装着されるキャリッジケース２２や、インクを噴射する噴射ヘッド２４などが設けられている。噴射ヘッド２４の底面側（印刷用紙２に向いた側）には複数のノズルが設けられており、インクカートリッジ１００内のインクを噴射ヘッド２４に導いて、ノズルから印刷用紙２にインクを噴射することが可能となっている。

尚、図示した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、これに対応して噴射ヘッド２４にはインクの種類毎にノズルが設けられている。そして、それぞれのノズルには、対応するインクカートリッジ１００から通路（図示せず）を介してインクが供給される。

キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０は、内側に複数の歯形が形成されたタイミングベルト３２や、タイミングベルト３２を駆動するための駆動モーター３４などから構成されている。タイミングベルト３２の一部はキャリッジケース２２に固定されており、タイミングベルト３２を駆動すると、主走査方向に延設されたガイドレールによってガイドしながら、キャリッジ２０を主走査方向に往復動させることが可能となる。

図２は、本実施例のインクカートリッジ１００の構造を示した斜視図である。図２（ａ）に示されているように、インクカートリッジ１００は、硬質の樹脂材料で形成された本体ケース１０２や、本体ケース１０２の片側の側面を覆うフィルム１０３などから構成されている。本体ケース１０２の底面には、噴射ヘッド２４にインクを供給するためのインク流出口１０４が設けられており、本体ケース１０２の上面には、インクカートリッジ１００内のインクの消費に伴い、インクカートリッジ１００内に空気を取り入れるための空気流入口１０５が設けられている。尚、本実施例のインク流出口１０４は、本発明の液体流出口に対応する。

図２（ｂ）には、フィルム１０３を破ることによって、本実施例のインクカートリッジ１００の内部構造の一部が示されている。図示されているように、インクカートリッジ１００の内部は、大まかには隔壁１１２によって２つの部屋に仕切られており、隔壁１１２の上側の部屋が第１インク室１１０となっており、隔壁１１２の下側の部屋が第２インク室１２０となっている。尚、本実施例の第１インク室１１０は本発明の第１液体室に対応し、本実施例の第２インク室は、本発明の第２液体室に対応する。

第１インク室１１０と第２インク室１２０とを仕切る隔壁１１２は、右下方に向かって緩やかに傾斜する第１隔壁部１１３と、第１隔壁部１１３よりも急角度で左上方に向かって傾斜する第２隔壁部１１４とを有している。また、第２インク室１２０の内壁面には、隔壁１１２の第２隔壁部１１４と向かい合う対向部１１７が形成されており、対向部１１７と第２隔壁部１１４とは、下方に向かって末広がりに設けられている。さらに、対向部１１７の左側（第２隔壁部１１４とは反対側）には第３インク室１３０が形成されており、第３インク室１３０は、対向部１１７の下端に設けられた第３連通口１１８を介して第２インク室１２０と連通している。

第１インク室１１０と第２インク室１２０とは、第１隔壁部１１３の２か所に設けられた第１連通口１１５と、第２隔壁部１１４と第１インク室１１０の天井との境目に設けられた第２連通口１１６とによって、互いに連通している。また、第１インク室１１０は、図面右側の連絡通路１０６や、連絡通路１０６の上流に設けられたインク室および空気通路（図示せず）などを介して、本体ケース１０２上面の空気流入口１０５に接続されており、第２インク室１２０は、図示しない連絡通路を介してインク流出口１０４に接続されている。このような構造のインクカートリッジ１００では、インク流出口１０４から噴射ヘッド２４にインクが流出すると、先ず上流側の図示しないインク室内のインクが無くなり、次に第１インク室１１０内のインクが無くなり、最後に第２インク室１２０内のインクが無くなってインクカートリッジ１００が空になる。

ここで、インク流出口１０４からインクが流出する際には、流出したインクに相当する体積の空気が空気流入口１０５から流入するので、流入した空気によってインクカートリッジ１００内に気泡が発生することがある。この気泡がインクとともにインクジェットプリンター１０に流出してしまうと、インクジェットプリンター１０内で目詰まりを発生させることが起こり得る。そこで、本実施例のインクカートリッジ１００では、上述した内部構造を採用することによって、インクカートリッジ１００内に生じた気泡がインクジェットプリンター１０に流出することを回避している。

Ｃ．インクカートリッジからの気泡の流出が回避される理由 ：
図３は、本実施例のインクカートリッジ１００の内部構造によって、インクカートリッジからの気泡の流出が回避される理由を示した説明図である。図３には、第１インク室１１０内のインクの消費が開始されてからの、インクカートリッジ１００の内部の様子が示されている。

図３（ａ）に示されているように、第１インク室１１０内のインクの消費が開始されると、連絡通路１０６を介して上流側から第１インク室１１０に空気が流入することによって第１インク室１１０内に気泡が発生する。そして、このように気泡が発生し続けることによって、第１インク室１１０内のインクが無くなる頃には、図３（ｂ）に示されているように第１インク室１１０内が気泡で満たされた状態となる。

ここで、本実施例のインクカートリッジ１００では、第１インク室１１０と第２インク室１２０との隔壁１１２の第２隔壁部１１４が上方に傾斜しており、この第２隔壁部１１４と第１インク室１１０の天井との境目に第２連通口１１６が設けられている。このため、第２連通口１１６の位置の気泡がはじけた時に、気泡の膜を形成していたインクが第２隔壁部１１４を下るので、第２連通口１１６にインクの膜が形成されることが抑制される。その結果、第２インク室１２０内のインクが消費されると、図３（ｃ）に破線の矢印で示されているように、第２連通口１１６を介して第１インク室１１０から第２インク室１２０に空気が流入するので、第１インク室１１０内の気泡が第１隔壁部１１３の第１連通口１１５から第２インク室１２０内に引き込まれることが抑制される。これにより、第１連通口１１５から第２インク室１２０内に気泡が混入し、その気泡がインクジェットプリンター１０に流出することを抑制することができるので、インクジェットプリンター１０内で目詰まりが発生することを抑制することができる。

また、図２（ｂ）に示したインクカートリッジ１００の内部構造から明らかなように、本実施例のインクカートリッジ１００の第２隔壁部１１４の第２連通口１１６は、第１隔壁部１１３の第１連通口１１５よりも大きく形成されている。こうすることで、第１連通口１１５から空気（気泡）が流入するよりも、第２連通口１１６から空気が流入する方が流入し易くなるので、第１連通口１１５から気泡が引き込まれることを確実に抑制することができる。

さらに、本実施例のインクカートリッジ１００では、第１連通口１１５が設けられた第１隔壁部１１３も下方に向かって緩やかに傾斜している（図２（ｂ）を参照）。このため、第１連通口１１５にインクの膜が形成されることを抑制することもできるので、第１連通口１１５からの気泡の引き込みをより確実に抑制可能となる。

尚、図３に示されているように、本実施例のインクカートリッジ１００では、第１インク室１１０の天井が、第２連通口１１６に向かって緩やかに上方に傾斜させて形成されている。このため、第１インク室１１０に発生した気泡を、第１インク室１１０の天井に沿わせて第２連通口１１６に導くことができ、第１インク室１１０内の気泡を、空気として第２インク室１２０内に確実に流入させることができる。その結果、第１インク室１１０内に気泡が残り、その気泡が第１連通口１１５から第２インク室１２０内に引き込まれて、インク流出口１０４から流出することを抑制可能となる。

ここで、上述したインクカートリッジ１００の構造を用いても、インクの膜が維持されたまま気泡が第２連通口１１６を通過して、第２インク室１２０内に気泡が混入することが起こり得る。そこで、本実施例のインクカートリッジ１００では、第２インク室１２０の内壁面に第２隔壁部１１４と向かい合う対向部１１７を形成しておくことによって、第２連通口１１６から第２インク室１２０に混入した気泡を消泡させている。

図４は、第２インク室１２０の内壁面に対向部１１７を形成することによって、第２連通口１１６から第２インク室１２０に混入した気泡を消泡可能な理由を示した説明図である。図４（ａ）に示されているように、第２隔壁部１１４と向かい合う位置に対向部１１７を形成しておくと、第２連通口１１６から混入した気泡が第２隔壁部１１４と対向部１１７とに仕切られた領域内に集められて、気泡が積み重なった状態となる。この状態では、積み重なった気泡のうち、上層の気泡をインク面から遠ざけておくことができるので、気泡にインクが振りかかってインクの膜が補強される（膜の厚みが維持される）ことを防ぐことができる。その結果、時間の経過とともに上層の気泡のインクの膜が薄くなり、やがて図４（ｂ）に示されているように、気泡を消泡させることができる。このため、第２連通口１１６から第２インク室１２０に混入しても、その気泡がインクジェットプリンター１０に流出し、インクジェットプリンター１０内で目詰まりが発生することを回避することが可能である。

尚、上述したように対向部１１７と第２隔壁部１１４とに仕切られた領域に気泡を積み重ねて消泡させる場合には、気泡が縦長に積み重なっていた方が、インクが振りかかってインクの膜が補強される気泡が少なくなるので、気泡を消泡させ易い。このため、対向部１１７と第２隔壁部とに仕切られた領域の高さは、対向部１１７と第２隔壁部１１４に仕切られた領域の平均の幅よりも大きく設定されていることが望ましい。

また、図４（ｂ）に示されているように、対向部１１７の下端には第３連通口１１８が設けられており、第３連通口１１８は、袋小路状の第３インク室１３０と連通している。このため、第２隔壁部１１４と対向部１１７とに仕切られた領域の外に気泡が出てきてしまった場合でも、その気泡を第３インク室１３０内に留めておくことができるので、気泡がインクジェットプリンター１０に流出することをより確実に回避可能となる。

また、本実施例のインクカートリッジ１００では、第２隔壁部１１４と第１インク室１１０の天井との境目に第２連通口１１６が設けられているが、図５に示したインクカートリッジ２００のように、第２隔壁部１１４の途中に第２連通口１１６を設けることとしても、第２隔壁部１１４と対向部１１７とに仕切られた領域に気泡を集めて（積み重ねて）気泡を消泡することが可能である。

図６は、第２インク室１２０の内壁面に対向部１１７を形成することによって、第２連通口１１６から第２インク室１２０に混入した気泡を消泡可能な別の理由を示した説明図である。前述したように、本実施例のインクカートリッジ１００では、第２隔壁部１１４と第２隔壁部１１４に向かい合う対向部とが、下方に向かって末広がりに形成されている（図２（ｂ）を参照）。このため、図６（ａ）に示されているように、第２連通口１１６から第２インク室１２０内に気泡が混入した場合に、混入した気泡のインクの膜を、対向部１１７と第２隔壁部１１４とに沿わせて引き伸ばすことができる。その結果、気泡のインクの膜が薄くなり、やがて図６（ｂ）に示されているように、気泡を消泡させることができるので、この気泡が第２インク室１２０から流出してインクジェットプリンター１０を目詰まりさせることを回避可能となる。

以上に説明したように、本実施例のインクカートリッジ１００では、図２（ｂ）に示した内部構造を採用することによって、気泡がインク流出口１０４から流出することを回避している。従って、気泡がインク流出口１０４から流出することを防止する目的で、インクカートリッジ１００内に多孔質材などの負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室をインクカートリッジ１００内に設ける必要が無い。その結果、インクカートリッジ１００に収容可能なインクの量を減少させることなく、気泡がインク流出口１０４から流出することを防止することが可能となる。

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、本実施例のインクカートリッジの第２インク室内に、インクの残量を検出するためのセンサーを設けることとしてもよい。上述したように、本実施例のインクカートリッジでは、第２インク室への気泡の混入が抑制され、且つ、気泡が混入したとしても、気泡の消泡が促される。このため、第２インク室内にセンサーを設けてインク残量を検出することとすれば、センサーに気泡が付着するなどしてインク残量を誤検出することなく、インク残量を正確に検出することが可能となる。

１０…インクジェットプリンター、 １００…インクカートリッジ、
１０２…本体ケース、 １０３…フィルム、 １０４…インク流出口、
１０５…空気流入口、 １０６…連絡通路、 １１０…第１インク室、
１１２…隔壁、 １１３…第１隔壁部、 １１４…第２隔壁部、
１１５…第１連通口、 １１６…第２連通口、 １１７…対向部、
１１８…第３連通口、 １２０…第２インク室、 １３０…第３インク室、

Claims (6)

1. 液体噴射装置に装着されて、内部に収容した液体を前記液体噴射装置に供給する液体容器であって、
   前記液体噴射装置に向けて液体が流出する液体流出口と、
   前記液体容器内に外部から空気が流入する空気流入口と、
   前記空気流入口と直接または間接的に連通する第１液体室と、
   隔壁によって前記第１液体室と仕切られ、直接または間接的に前記液体流出口と連通する第２液体室と、
   を備え、
   前記隔壁は、略水平に形成された第１隔壁部と、前記第１隔壁部よりも上方に向けて形成された第２隔壁部とを有しており、
   前記第１隔壁部には、前記第１液体室と前記２液体室とを連通させる第１連通口が形成され、
   前記第２隔壁部、または前記第２隔壁部の上端と前記第１液体室の天井との境目には、前記第１液体室と前記２液体室とを連通させる第２連通口が形成されている
   液体容器。
2. 請求項１に記載の液体容器であって、
   前記第２液体室の内壁面には、前記隔壁の前記第２隔壁部と向かい合う対向部が形成されている液体容器。
3. 請求項２に記載の液体容器であって
   前記対向部には、袋小路状の第３液体室に接続された第３連通口が形成されている液体容器。
4. 請求項２または請求項３に記載の液体容器であって、
   前記対向部と前記第２隔壁部とは、下方に向かって末広がりに設けられている液体容器。
5. 前記第２連通口の大きさは、前記第１連通口の大きさよりも大きく設定されている請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の液体容器。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の液体容器であって、
   前記第２連通口は、前記第２隔壁部と前記第１液体室の天井との境目に設けられており、
   前記第１液体室の天井は、前記第２連通口に向かって上方に傾斜させて設けられている液体容器。

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