JP2017154261A - 液体供給装置、および、液体噴射システム - Google Patents
液体供給装置、および、液体噴射システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017154261A JP2017154261A JP2016036743A JP2016036743A JP2017154261A JP 2017154261 A JP2017154261 A JP 2017154261A JP 2016036743 A JP2016036743 A JP 2016036743A JP 2016036743 A JP2016036743 A JP 2016036743A JP 2017154261 A JP2017154261 A JP 2017154261A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- storage chamber
- buffer chamber
- buffer
- liquid supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
【課題】バッファ室に液体が滞留する可能性を低減できる技術を提供する。
【解決手段】液体噴射ヘッドに液体を供給するための液体供給装置50は、液体を収容可能な液体収容室52と、液体収容室52に接続された一端としての第1接続部568と、大気に開放された他端としての大気開放口59と、を有する大気連通路56と、大気連通路56の途中に設けられたバッファ室54と、を備え、大気連通路56は、大気開放口59から液体収容室52に向かう流体の流れ方向において、大気連通路56のうちバッファ室54よりも下流側に位置する接続路であって、バッファ室54に接続された上流端としての第2接続部566を有する接続路を含み、第1接続部568が液体収容室52の液体と接しているときに、第2接続部566は、バッファ室54のうち鉛直方向下側の領域に位置する。
【選択図】図5
【解決手段】液体噴射ヘッドに液体を供給するための液体供給装置50は、液体を収容可能な液体収容室52と、液体収容室52に接続された一端としての第1接続部568と、大気に開放された他端としての大気開放口59と、を有する大気連通路56と、大気連通路56の途中に設けられたバッファ室54と、を備え、大気連通路56は、大気開放口59から液体収容室52に向かう流体の流れ方向において、大気連通路56のうちバッファ室54よりも下流側に位置する接続路であって、バッファ室54に接続された上流端としての第2接続部566を有する接続路を含み、第1接続部568が液体収容室52の液体と接しているときに、第2接続部566は、バッファ室54のうち鉛直方向下側の領域に位置する。
【選択図】図5
Description
本発明は、液体供給装置についての技術に関する。
従来、液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給装置が知られている(例えば、特許文献1,2)。従来の液体供給装置は、液体を収容する液体収容室と、液体収容室を大気に連通させる大気連通路と、大気連通路の途中に設けられたバッファ室(空気収容室)とを有する。
従来の液体供給装置は、気圧や温度の変化によって、液体収容室の液体が押し出されて大気連通路の途中に配置されたバッファ室に流入し、流入した液体が液体収容室に戻らずにバッファ質に滞留する場合があった。バッファ室に液体が滞留した場合、大気連通路を通って液体が外部に漏れ出したりする恐れや、液体噴射ヘッドに供給できる液体の量が減るという不具合が生じ得る。よって、従来の技術において、バッファ室に液体が滞留する可能性を低減できる技術が望まれている。また従来の液体供給装置において、液体収容室に収容する液体の量や液体供給装置が使用される使用環境下などの使用条件に柔軟に対応できる技術が望まれている。また、従来の技術において、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれている。
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なされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、液体供給装置が提供される。この液体供給装置は、前記液体を収容可能な液体収容室と、前記液体収容室に接続された一端としての第1接続部と、大気に開放された他端としての大気開放口と、を有する大気連通路と、前記大気連通路の途中に設けられたバッファ室と、を備え、前記大気連通路は、前記大気開放口から前記液体収容室に向かう流体の流れ方向において、前記大気連通路のうち前記バッファ室よりも下流側に位置する接続路であって、前記バッファ室に接続された上流端としての第2接続部を有する接続路を含み、前記第1接続部が前記液体収容室の前記液体と接しているときに、第2接続部は、前記バッファ室のうち鉛直方向下側の領域に位置する。
この形態によれば、第1接続部が液体収容室の液体と接しているときに、第2接続部がバッファ室のうち鉛直方向下側の領域に位置するので、バッファ室に液体が流入した場合でも流入した液体を、第2接続部を介してバッファ室よりも下流側(すなわち液体収容室)へと流入させやすくできるので、バッファ室に液体が滞留する可能性を低減できる。
この形態によれば、第1接続部が液体収容室の液体と接しているときに、第2接続部がバッファ室のうち鉛直方向下側の領域に位置するので、バッファ室に液体が流入した場合でも流入した液体を、第2接続部を介してバッファ室よりも下流側(すなわち液体収容室)へと流入させやすくできるので、バッファ室に液体が滞留する可能性を低減できる。
(2)上記形態であって、前記バッファ室は、前記液体収容室に収容されている前記液体の量と、前記液体供給装置が配置される環境下において想定される温度変化量と気圧変化量との少なくとも一方と、に基づいて算出される、前記液体収容室内に存在する気体の想定体積増加量以上の容積を有してもよい。
この形態によれば、液体収容室内に存在する気体が増加し液体収容室内の液体が大気連通路に流入した場合でも、流入した液体をバッファ室に収容できる。これにより、バッファ室よりも上流側に液体が流入する可能性を低減できる。
この形態によれば、液体収容室内に存在する気体が増加し液体収容室内の液体が大気連通路に流入した場合でも、流入した液体をバッファ室に収容できる。これにより、バッファ室よりも上流側に液体が流入する可能性を低減できる。
(3)上記形態であって、前記バッファ室は前記大気連通路の途中に直列に複数設けられ、前記接続路は前記各バッファ室に対応して複数設けられ、前記各接続路が有する各前記第2接続部は、水平方向および鉛直方向において前記各バッファ室における同じ側に位置してもよい。
この形態によれば、液体収容室から液体が大気連通路に流入した場合でも、流入した液体を複数のバッファ室によって収容できるので、液体が大気連通路を通って外部に流出する可能性を低減できる。また、各第2接続部は、各バッファ室における同じ側に位置するので、バッファ室に液体が流入した場合でも流入した液体を、第2接続部を介してバッファ室よりも下流側(すなわち液体収容室側)へと流入させやすくできる。
この形態によれば、液体収容室から液体が大気連通路に流入した場合でも、流入した液体を複数のバッファ室によって収容できるので、液体が大気連通路を通って外部に流出する可能性を低減できる。また、各第2接続部は、各バッファ室における同じ側に位置するので、バッファ室に液体が流入した場合でも流入した液体を、第2接続部を介してバッファ室よりも下流側(すなわち液体収容室側)へと流入させやすくできる。
(4)上記形態であって、前記各バッファ室は、略直方体形状を有し、前記複数の接続路は、前記流れ方向において隣り合う前記バッファ室を接続する中間接続路であって、隣り合う上流側の前記バッファ室に接続された前記上流端としての前記第2接続部と、隣り合う下流側の前記バッファ室に接続された下流端としての第3接続部とを有する中間接続路を含み、前記大気連通路は、前記大気開放口と、前記複数のバッファ室のうち前記流れ方向において最上流に位置する最上流側バッファ室に接続された大気側接続部と、を有する最上流側連通路を含み、前記最上流側バッファ室において、前記大気側接続部と、前記最上流側バッファ室に接続された前記第2接続部としての最上流側第2接続部とは対角に位置し、前記複数のバッファ室のうち、前記流れ方向において前記最上流側バッファ室よりも下流側に位置する下流側バッファ室において、前記第3接続部と前記第2接続部とは対角に位置してもよい。
この形態によれば、第1接続部から大気開放口までの流路長を長くできるので、液体収容室の液体が大気連通路を通って最上流側バッファ室よりも上流側へ到達する可能性を低減できる。
この形態によれば、第1接続部から大気開放口までの流路長を長くできるので、液体収容室の液体が大気連通路を通って最上流側バッファ室よりも上流側へ到達する可能性を低減できる。
(5)上記形態であって、前記液体収容室と前記バッファ室とは別部材として構成されてもよい。
この形態によれば、バッファ室の個数や、バッファ室の容積を容易に変更できるので、液体供給装置の設計の自由度を向上できる。
この形態によれば、バッファ室の個数や、バッファ室の容積を容易に変更できるので、液体供給装置の設計の自由度を向上できる。
(6)上記形態であって、前記液体収容室と前記バッファ室とは一体として構成されている、液体供給装置。
この形態によれば、液体供給装置を容易に製造できる。
この形態によれば、液体供給装置を容易に製造できる。
(7)本発明の他の一形態によれば、液体噴射システムが提供される。この液体噴射システムは、上記形態の液体供給装置と、前記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと前記液体供給装置とを連通させる液体供給流路と、を備える。
この形態によれば、第1接続部が液体収容室の液体と接しているときに、第2接続部がバッファ室のうち鉛直方向下側の領域に位置するので、バッファ室に液体が流入した場合でも流入した液体を、第2接続部を介してバッファ室よりも下流側(すなわち液体収容室)へと流入させやすくできる。
この形態によれば、第1接続部が液体収容室の液体と接しているときに、第2接続部がバッファ室のうち鉛直方向下側の領域に位置するので、バッファ室に液体が流入した場合でも流入した液体を、第2接続部を介してバッファ室よりも下流側(すなわち液体収容室)へと流入させやすくできる。
例えば、本発明の一形態において、液体収容室と、大気連通路と、バッファ室との複数の要素の内の1つ以上の要素を備えた装置としても実現可能である。すなわち、この装置は、液体収容室を有していてもよく、有していなくてもよい。また、この装置は、大気連通路を有していてもよく、有していなくてもよい。また、この装置は、バッファ室を有していてもよく、有していなくてもよい。このような各種形態によれば、装置の小型化、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等の種々の課題の少なくとも1つを解決できる。また前述した液体供給装置の各形態の技術的特徴の一部又は全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、液体供給装置、液体噴射システムの他に、これら装置の製造方法、これら装置の製造装置、これら装置によって液体が噴射された対象物等の態様で実現できる。また、本発明の液体供給装置は、サブタンク等を介して記録ヘッドに液体を供給する態様でも実施できる。
A.第1実施形態:
A−1:液体噴射システムの構成:
図1および図2は、本発明の第1実施形態としての液体噴射システム1の概略図である。図1は、液体噴射システム1の使用状態における外観を表す。図2は、液体噴射システム1の注入状態における外観および内部構造(破線)の一部を表す。図1および図2には、互いに直交するXYZ軸が描かれている。X軸は、プリンター10の「幅方向」に対応する。同様に、Y軸はプリンター10の「奥行き方向」に対応し、Z軸はプリンター10の「高さ方向」に対応する。すなわち、プリンター10は、X軸方向とY軸方向とによって規定される水平な設置面に設置されている。また、図1および図2において+Z軸方向(すなわち紙面上側)を鉛直上方向とも呼び、−Z軸方向(すなわち紙面下側)を鉛直下方向とも呼ぶ。なお、図3以降の図においても、必要に応じて図1,2と対応する方向のXYZ軸が描かれている。
A−1:液体噴射システムの構成:
図1および図2は、本発明の第1実施形態としての液体噴射システム1の概略図である。図1は、液体噴射システム1の使用状態における外観を表す。図2は、液体噴射システム1の注入状態における外観および内部構造(破線)の一部を表す。図1および図2には、互いに直交するXYZ軸が描かれている。X軸は、プリンター10の「幅方向」に対応する。同様に、Y軸はプリンター10の「奥行き方向」に対応し、Z軸はプリンター10の「高さ方向」に対応する。すなわち、プリンター10は、X軸方向とY軸方向とによって規定される水平な設置面に設置されている。また、図1および図2において+Z軸方向(すなわち紙面上側)を鉛直上方向とも呼び、−Z軸方向(すなわち紙面下側)を鉛直下方向とも呼ぶ。なお、図3以降の図においても、必要に応じて図1,2と対応する方向のXYZ軸が描かれている。
液体噴射システム1(図2)は、液体噴射装置としてのプリンター10と、4つの液体供給装置50とを備える。プリンター10は、いわゆるインクジェットプリンターである。プリンター10は、用紙等の記録媒体上に液体(液滴)としてのインクを吐出することで、記録媒体に対して印刷を行う。
液体噴射システム1の使用状態では、液体供給装置50は、図1に示すようにプリンター10の内部に収納される。また、液体噴射システム1の使用状態では、プリンター10は印刷動作が可能な状態となっている。液体噴射システム1の注入状態では、液体供給装置50は、図2に示すようにプリンター10の外部に露出され、液体供給装置50にインクを注入可能な状態となっている。以降、使用状態の際に液体供給装置50がとる姿勢を「使用姿勢」とも呼ぶ。一方、注入状態の際に液体供給装置50がとる姿勢を「注入姿勢」とも呼ぶ。使用姿勢と注入姿勢とでは、液体供給装置50が有する液体注入口58の向きが異なる。使用姿勢では液体注入口58は水平方向を向いて開口し、注入姿勢では液体注入口58は鉛直上方向を向けて開口する。なお、他の実施形態によれば、使用姿勢では液体注入口58は水平方向成分を有する方向を向いて開口し、注入姿勢では液体注入口58は鉛直上方向成分を有する方向に開口してもよい。
プリンター10(図2)は、操作パネル11と、筐体12と、排出部16と、制御部19と、キャリッジユニット25と、収容機構30と、を備える。キャリッジユニット25は、キャリッジ18および4つのサブタンク20を含む。4つのサブタンク20は色の異なるインクを収容している。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20Kと、シアンインクを収容するサブタンク20Cと、マゼンタインクを収容するサブタンク20Mと、イエローインクを収容するサブタンク20Yである。インクは顔料インクや染料インクなどの各種インクを用いることができる。4つのサブタンク20は、キャリッジ18に搭載されている。本実施形態では、4つのサブタンク20K〜20Yを区別することなく用いる場合には、符号「20」を用いている。
筐体12は、略直方体形状である。筐体12は、前面(第1面、第1壁)101と、背面(第2面、第2壁)102と、左側面(第1側面、第1側壁)103と、右側面(第2側面、第2側壁)104と、上面(第3面、第3壁)105と、底面(第4面、第4壁)106と、を備えている。6つの各面101〜106によって、プリンター10の外殻である筐体12が構成されている。前面101と背面102とは対向する。同様に、左側面103と右側面104とは対向する。前面101、背面102、左側面103、右側面104は、プリンター10の設置面に対して略垂直な面である。左側面103と右側面104とは、それぞれ、前面101と背面102と交差している。一方、上面105と底面106とは対向する。上面105、底面106は、プリンター10の設置面に対して略水平な面である。なお、本実施形態において「略垂直」や「略水平」とは、完全に「垂直」又は「水平」である意味に加え、概ね「垂直」又は「水平」である意味を含む。つまり、各面101〜106は、完全な平面ではなく凹凸等を許容し、外観において概ね「垂直」又は概ね「水平」であればよい。
上述したX軸方向は、左側面103と右側面104とが対向する方向である。同様に、Y軸方向は、前面101と背面102とが対向する方向である。Z軸方向は、上面105と底面106とが対向する方向である。
操作パネル11と、排出部16とは、筐体12の前面101に設けられている。操作パネル11は、プリンター10の各部を操作するための複数のボタンと、プリンター10の状態を表す表示部(LED等)と、を含んでいる。操作パネル11の操作により、例えば、プリンター10の電源ON/OFF等が切り替えられる。排出部16は、印刷済みの記録媒体を排出する。
キャリッジ18は、筐体12の内部に設けられている。キャリッジ18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18の下面には、液体噴射ヘッド14が備え付けられている。この液体噴射ヘッド14が有する複数のノズルからインクが用紙などの記録媒体上に噴射されて印刷が行われる。なお、タイミングベルトやキャリッジ18等のプリンター10を構成する各種部品は、ケース12内部に収容されることで保護される。本実施形態では、液体噴射ヘッド14は主走査方向に移動される構成としたが、他の態様を採用することもできる。例えば、液体噴射ヘッド14は、主走査方向(X軸方向)の全体に亘って伸び、位置が固定されたラインヘッドであってもよい。
収容機構30は、使用状態において液体供給装置50を筐体12の内部に収容する。収容機構30は、筐体12の前面101の右側部分に設けられている。収容機構30は、図2に示すように、前面101の一部を構成する板状のケース40を有する。ケース40は矩形形状であり(図1)、下部にはケース40を筐体12に固定すると共に下部を支点として矢印YR方向に回転可能とするためのヒンジ41が設けられている。ケース40には、液体供給装置50が着脱可能に取り付けられている。ケース40は、図1に示す使用状態(使用姿勢)において設置面に対して略垂直であり、図2に示す注入状態(注入姿勢)において設置面と略平行となる。利用者は、液体供給装置50にインクを注入するときには、ケース40の上部を図1に示す矢印YR方向に回転させることで、液体供給装置50を使用姿勢から注入姿勢へと変化させる。利用者は、注入姿勢において、後述する液体注入口58からインクを液体供給装置50内に注入する。
4つの液体供給装置50(図2)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、液体供給装置50Kはブラックインクを収容し、液体供給装置50Cはシアンインクを収容し、液体供給装置50Mはマゼンタインクを収容し、液体供給装置50Yはイエローインクを収容する。インクは顔料インクや染料インクなどの各種インクを用いることができる。液体供給装置50は、サブタンク20よりも多くの量のインクを収容できる。本実施形態では、4つの液体供給装置50K〜50Yを区別することなく用いる場合には、符号「50」を用いている。
4つの液体供給装置50(図2)は、X軸方向に沿って並んで配置されている。液体供給装置50は、インクを内部(後述する液体収容室)に注入するための液体注入口58と、インクの消費に伴って内部に空気を導入する大気開放口59と、後述するチューブ99に接続されキャリッジユニット25に向けてインクを導出するための液体導出部53と、を備える。
各色のインクを収容した液体供給装置50は、対応した色のインクを収容するためのサブタンク20に液体供給流路としてのチューブ99によって接続されている。チューブ99は合成ゴム等の可撓性を有する部材で形成されている。液体噴射ヘッド14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、チューブ99を介して液体供給装置50のインクがサブタンク20に供給される。サブタンク20は液体噴射ヘッド14と連通している。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。以上のように、チューブ99は、液体噴射ヘッド14と液体供給装置50とを連通させる。なお、サブタンク20を設けずにチューブ99を介して液体供給装置50から液体噴射ヘッド14に直接にインクを供給してもよい。
A−2.液体供給装置の概略:
液体供給装置50の詳細な構成を説明する前に、理解の容易のために、液体供給装置50からプリンター10へとインクが供給される仕組みについて説明する。図3は、大気開放口59から液体導出部53に至る経路を概念的に示す図である。以下の説明における「上流」、「下流」は、大気開放口59から液体導出部53へと向かう流体の流れ方向を基準とする。
液体供給装置50の詳細な構成を説明する前に、理解の容易のために、液体供給装置50からプリンター10へとインクが供給される仕組みについて説明する。図3は、大気開放口59から液体導出部53に至る経路を概念的に示す図である。以下の説明における「上流」、「下流」は、大気開放口59から液体導出部53へと向かう流体の流れ方向を基準とする。
大気開放口59から液体導出部53に至る経路(流路)は、大気連通路56と、液体収容室52と、バッファ室54に大きく分けられる。大気連通路56は、液体収容室52に接続された一端としての第1接続部568と、大気に開放された他端である大気開放口59とを有する。バッファ室54は、大気連通路56の途中に設けられている。バッファ室54は、大気連通路56よりも流路断面積が大きい。バッファ室54は、液体収容室52から大気連通路56に流入したインクを収容して、大気開放口59側へとインクが流入することを抑制する。
大気連通路56は、上流側から順に、大気開放部57と、接続路562とを有する。上流側から下流側への流体の流れ方向において、大気開放部57と接続路562との間にはバッファ室54が配置されている。
大気開放部57は、外部の大気(空気)をバッファ室54に導入する。大気開放部57は、一端に形成された大気側接続部564と、他端に形成された大気開放口59とを有する。大気側接続部564は、バッファ室54に接続されている。大気側接続部564は、流体が流通可能な開口である。つまり、大気側接続部564はバッファ室54で開口している。
接続路562は、バッファ室54と液体収容室52とを接続し、液体収容室52のインクの消費に伴ってバッファ室54の空気を液体収容室52に導入する。接続路562は、大気連通路56のうちバッファ室54よりも下流側に位置する部分である。接続路562は、液体収容室52に接続された一端(下流端)としての第1接続部568と、バッファ室54に接続された他端(上流端)としての第2接続部566を有する。第1接続部568および第2接続部566は流体が流通可能な開口である。つまり、第1接続部568は液体収容室52で開口し、第2接続部566はバッファ室54で開口している。使用姿勢において、第1接続部568には、大気と直接に接する液面が形成され、第1接続部568から液体収容室52のインク中に空気(気泡)を導入することで、液体収容室52に空気が導入される。接続路562および第1接続部568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52は、液体噴射ヘッド14に供給するためのインクを収容可能である。液体収容室52には、液体導出部53が接続されている。液体導出部53は、チューブ99が接続される部分である。液体導出部53の一端533は外部に向かって開口し、他端569は液体収容室52で開口している。液体収容室52のインクは液体導出部53およびチューブ99を介して液体噴射ヘッド14に供給される。液体供給装置50がチューブ99(図2)に接続される前の未使用状態では、一端533は剥離可能なフィルムなどによって封止されている。
なお、以上説明した経路はあくまで一例であり、種々の変形が可能である。例えば、大気連通路56の途中には、流路と流路とを接続する接続部材や、上流への液体の流入を抑制するための透湿防水部材(例えば、気液分離膜)等を設けてもよい。また、大気開放口59から液体導出部53に至る経路において、さらに上述しない他の経路を設けてもよい。
さらに理解の容易のために、図4を用いて液体供給装置50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、液体供給装置50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、使用姿勢における液体供給装置50を+X軸方向側から見た場合の液体供給装置50の模式図が示されている。また、図4は、チューブ99及びキャリッジユニット25の内部の様子を模式的に示している。
本実施形態の液体供給装置50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10に供給する。
液体供給装置50の液体導出部53と、サブタンク20の液体受入部202は、チューブ99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、液体貯留室204と、液体流動路208と、フィルター206とを備える。液体流動路208には、キャリッジ18の液体供給針18a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液体噴射ヘッド14への不純物の流入を防止する。液体貯留室204のインクは、液体噴射ヘッド14からの吸引によって、液体流動路208、液体供給針18aを流れて、液体噴射ヘッド14に供給される。液体噴射ヘッド14に供給されたインクは、ノズルを介して外部(記録媒体)へ向かって噴射される。
注入姿勢で液体注入口58からインクを液体収容室52に注入した後に、液体注入口58を栓部材581で密封し使用姿勢にした場合、液体収容室52内の空気が増加し、液体収容室52は負圧になる。さらに、液体噴射ヘッド14から液体収容室52のインクが吸引されることで液体収容室52は負圧に維持されている。
使用姿勢において、第1接続部568は、液体収容室52のうち鉛直方向下側に位置する。つまり、使用姿勢において、第1接続部568は、液体収容室52のZ軸方向における高さの半分以下の位置に設けられている。本実施形態では、第1接続部568は、液体収容室52の底面を構成する壁525と接するように形成されている。こうすることで、液体収容室52のインクが消費され、液体収容室52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が長時間に亘り一定の高さに維持される。また、使用姿勢において、第1接続部568は、液体噴射ヘッド14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。
液体貯留室204のインクが液体噴射ヘッド14によって吸引されることで、液体貯留室204は所定の負圧以上となる。液体貯留室204が所定の負圧以上になると、液体収容室52のインクがチューブ99を介して液体貯留室204に供給される。すなわち、液体貯留室204には、液体噴射ヘッド14に流出した量のインクが液体収容室52から自動的に補充されることになる。言い換えれば、インク液面(大気接触液面)LAと、液体噴射ヘッド14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10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52から液体貯留室204へ供給される。
液体収容室52のインクが消費されると、バッファ室54の空気が接続路562を介して液体収容室52に気泡Gとして導入される。これにより液体収容室52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、液体噴射ヘッド14の所定の吸引力により、液体供給装置50から液体噴射ヘッド14に安定してインクを供給することができる。
A−3.液体供給装置の構成:
図5は、液体供給装置50の分解斜視図である。図6は、液体供給装置50の斜視図である。図5および図6には、使用状態におけるXYZ軸が描かれている。なお、図6には図5に示すフィルム55の図示は省略している。
図5は、液体供給装置50の分解斜視図である。図6は、液体供給装置50の斜視図である。図5および図6には、使用状態におけるXYZ軸が描かれている。なお、図6には図5に示すフィルム55の図示は省略している。
液体供給装置50(図5)は、容器本体51と、フィルム55とを有する。容器本体51は、一側面が開口した凹状形状である。凹状形状の端面にフィルム55が熱溶着等によって取り付けられることで各部屋(例えば、液体収容室52やバッファ室54)が区画形成される。ここで、図5には、容器本体51のうちフィルム55が取り付けられる部分にはシングルハッチングを付している。なお、他の実施形態では、液体供給装置50は、フィルムを用いることなく容器本体51によって各部屋を区画形成してもよいし、2方向以上が開口した容器本体と、開口を覆う2枚以上のフィルムとによって各部屋を区画形成してもよい。
容器本体51は、ポリプロピレン等の合成樹脂により一体成形されている。また、容器本体51は半透明または透明である。これにより利用者は外部から内部(詳細に液体収容室52)のインクの状態(インクの水位)を確認できる。なお、他の実施形態では、容器本体51は、使用姿勢および注入姿勢において液体収容室52のインクの状態を外部から確認可能なように液体収容室52を区画形成する壁部の一部が半透明または透明であってもよい。また、他の実施形態では、容器本体51は半透明または透明でなくてもよい。この場合は、液体収容室52に液体残量を検出するためのセンサー機構を配置することが好ましい。センサー機構としては、インクに浸っている状態とインクに浸っていない状態とで出力する信号が異なる、一対の電極やプリズムや圧電振動素子などの機構が挙げられる。
液体供給装置50は、外形が略直方体形状である。液体供給装置50の外殻は、第1容器壁(第1容器面)511と、第2容器壁(第2容器面)513と、第3容器壁(第3容器面)514と、第4容器壁(第4容器面)515と、第5容器壁(第5容器面)516と、第6容器壁(第6容器面)518とによって形成されている。第1〜第5容器壁516は、容器本体51によって形成されている。第6容器壁518は、フィルム55によって形成されている。第1容器壁511は、凹状形状の容器本体51の底面を構成する。第2〜第5容器壁513〜516は、容器本体51から立ち上がる側面を構成する。
第1容器壁511と第6容器壁518とは対向する。第2容器壁513と第4容器壁515とは対向する。第3容器壁514と第5容器壁516とは対向する。本明細書では、「対向する」とは間に他の部材が配置されておらず直接に向かい合う態様と、間に他の部材が配置されている態様と、を含む概念である。第1容器壁511,第3容器壁514,第5容器壁516,第6容器壁518は、第2容器壁513および第4容器壁515と交差する。
本明細書では、2つの要素(例えば、壁や面)が「交差する」とは、2つの要素が相互に実際に交差する状態と、一方の要素を延長した場合に他方の要素に交差する状態と、相互に延長した場合に延長した部分が交差する状態と、のいずれかの状態であることを意味する。
使用姿勢において、第4容器壁515は液体供給装置50の底面を構成し、第2容器壁513は液体供給装置50の上面を構成する。また、使用姿勢において、第1容器壁511,第3容器壁514,第5容器壁516,第6容器壁518は、液体供給装置50の側面を構成する。
注入姿勢において、第5容器壁516は液体供給装置50の底面を構成し、第3容器壁514は液体供給装置50の上面を構成する。また、注入姿勢において、第1容器壁511,第2容器壁513,第4容器壁515,第6容器壁518は、液体供給装置50の側面を構成する。
液体供給装置50は、液体収容室52と、大気連通路56と、バッファ室54と、液体注入口58と、栓部材581と、液体導出部53と、を備える。
液体収容室52は、略直方体形状の外形を有する。なお、液体収容室52の内部空間も同様に略直方体形状である。液体収容室52にインクが注入された直後のインクの上限量では、点線で示す上限ラインLLAまでインクが収容される。液体収容室52のインクが消費されたときの液体収容室52のインクの下限量では、点線で示す下限ラインLLBにインク面が到達する。インクの上限量とは、注入姿勢において、利用者が液体注入口58からインクを注入する際に液体収容室52に形成された目印などによって定められた時点までインクを注入したときの量である。本実施形態では、インクの上限量は、注入姿勢から使用姿勢に変化させたときに、インクの液面が液体注入口58のやや下側に位置する程度に設定されている。また、インクの下限量とは、使用姿勢において、液体収容室52に形成された目印などによって定められたインク注入が必要になったときの量である。本実施形態では、インクの下限量は、使用姿勢において液体導出部53よりもやや上側にインクの液面が位置する程度の量に設定されている。
液体収容室52は、第1収容室壁(第1収容室面)521と、第2収容室壁(第2収容室面)523と、第3収容室壁(第3収容室面)524と、第4収容室壁(第4収容室面)525と、第5収容室壁(第5収容室面)526と、第6収容室壁(第6収容室面)528とによって形成されている。第1収容室壁521は、第1容器壁511の一部によって形成されている。第2収容室壁523は、容器本体51によって形成されている。第3収容室壁524は、第3容器壁514の一部によって形成されている。第4収容室壁525は、第4容器壁515によって形成されている。第5収容室壁526は、第5容器壁516の一部によって形成されている。第6収容室壁528は、第6容器壁518の一部によって形成されている。
第1収容室壁521と第6収容室壁528とは対向する。第2収容室壁523と第4収容室壁525とは対向する。第3収容室壁524と第5収容室壁526とは対向する。第1収容室壁521,第3収容室壁524,第5収容室壁526,第6収容室壁528は、第2収容室壁523および第4収容室壁525と交差する。
使用姿勢において、第4収容室壁525は液体収容室52の底面を構成し、第2収容室壁523は液体収容室52の上面を構成する。また、使用姿勢において、第1収容室壁521,第3収容室壁524,第5収容室壁526,第6収容室壁528は、液体収容室52の側面を構成する。
注入姿勢において、第5収容室壁526は液体収容室52の底面を構成し、第3収容室壁524は液体収容室52の上面を構成する。また、注入姿勢において、第1収容室壁521,第2収容室壁523,第4収容室壁525,第6収容室壁528は、液体収容室52の側面を構成する。
液体注入口58の一端は液体収容室52に接続され、他端は外部に向かって開口する。使用姿勢では、液体注入口58は水平方向に向かって開口する。液体注入口58は、第3収容室壁524から突出する筒状部材である。本実施形態では、液体注入口58は、第3収容室壁524のうち第4収容室壁525よりも第2収容室壁523に近い側に設けられている。
栓部材581は、液体注入口58に着脱可能に取り付けられている。栓部材581は、例えば、ゴムなどの合成樹脂によって形成されている。注入姿勢において液体収容室52にインクを注入する際には、栓部材581は液体注入口58から取り外される。
液体導出部53は、第3収容室壁524から突出する筒状部材である。液体導出部53は、第3収容室壁524のうち第2収容室壁523よりも第4収容室壁525に近い側に設けられている。本実施形態では、液体導出部53は、第3収容室壁524のうち使用姿勢において底面を構成する第4収容室壁525近傍に設けられている。
バッファ室54は、略直方体形状の外形を有する。なお、バッファ室54の内部空間も同様に略直方体形状である。バッファ室54は、液体収容室52とは異なる部屋であり、液体収容室52のインクが大気連通路56側に流入した場合に、流入したインクを一時的に溜める機能を有する。バッファ室54は、液体収容室52とは取り外しができず一体として構成されている。なお、他の実施形態では、液体収容室52とバッファ室54とは取り外しが可能な別部材によって構成されていてもよい。この場合、接続路562には液体収容室52とバッファ室54とに着脱可能に装着されるチューブなどの流路部材を用いてもよい。
バッファ室54は、第1バッファ室壁(第1バッファ室面)541と、第2バッファ室壁(第2バッファ室面)543と、第3バッファ室壁(第3バッファ室面)544と、第4バッファ室壁(第4バッファ室面)545と、第5バッファ室壁(第5バッファ室面)546と、第6バッファ室壁(第6バッファ室面)548とによって形成されている。第1バッファ室壁541は、第1容器壁511の一部によって形成されている。第2バッファ室壁543は、第2容器壁513によって形成されている。第3バッファ室壁544は、第3容器壁514の一部によって形成されている。第4バッファ室壁545は、容器本体51の一部によって形成されている。第5バッファ室壁546は、第5容器壁516の一部によって形成されている。第6バッファ室壁548は、第6容器壁518の一部によって形成されている。
第1バッファ室壁541と第6バッファ室壁548とは対向する。第2バッファ室壁543と第4バッファ室壁545とは対向する。第3バッファ室壁544と第5バッファ室壁546とは対向する。第1バッファ室壁541,第2バッファ室壁543,第4バッファ室壁545,第6バッファ室壁548は、第3バッファ室壁544および第5バッファ室壁546と交差する。
使用姿勢において、第4バッファ室壁545はバッファ室54の底面を構成し、第2バッファ室壁543はバッファ室54の上面を構成する。また、使用姿勢において、第1バッファ室壁541,第3バッファ室壁544,第5バッファ室壁546,第6バッファ室壁548は、バッファ室54の側面を構成する。
注入姿勢において、第5バッファ室壁546はバッファ室54の底面を構成し、第3バッファ室壁544はバッファ室54の上面を構成する。また、第1バッファ室壁541,第2バッファ室壁543,第4バッファ室壁545,第6バッファ室壁548は、液体収容室52の側面を構成する。
バッファ室54は、接続路562よりも大きい流路断面積を有する。また、バッファ室54は、液体収容室52に収容されているインクの量と、液体供給装置50が配置される環境下において想定される温度変化量と気圧変化量との少なくとも一方に基づいて算出される、液体収容室52内に存在する気体(空気)の想定体積増加量以上の容積を有することが好ましい。例えば、以下の算出方法(1)〜(4)のいずれかを用いて想定体積増加量は算出できる。算出方法(1)〜(4)は、例えば、液体供給装置50の使用姿勢において実行される。
<算出方法(1)>
液体収容室52の容積の50%分だけ液体収容室52にインクが収容されている場合を想定し、液体供給装置50において、外気温が常温(例えば25℃)であり気圧が標準大気圧(101.3kPa)という通常使用環境下から、液体収容室52の空気量の増加が想定され得る増加使用環境下へと使用環境を遷移させる。例えば、増加使用環境下は、外気温が40℃であり気圧が標準大気圧よりも20kPaだけ低い値(81.3kPa)である。外気温が変化することで、外気温の変化に応じて液体収容室52の温度も変動する。また、気圧が変動することで、液体収容室52の内圧は大気と接するバッファ室54と平衡状態を保つように変動する。通常使用環境下から増加使用環境下に使用環境を変化させたときの液体収容室52の空気の体積増加量を想定体積増加量として算出する。なお、通常使用環境下から増加使用環境下に変化させたときの液体収容室52から大気連通路56およびバッファ室54へと流入したインクの容積(流入インク量)を空気の想定体積増加量として算出してもよい。
液体収容室52の容積の50%分だけ液体収容室52にインクが収容されている場合を想定し、液体供給装置50において、外気温が常温(例えば25℃)であり気圧が標準大気圧(101.3kPa)という通常使用環境下から、液体収容室52の空気量の増加が想定され得る増加使用環境下へと使用環境を遷移させる。例えば、増加使用環境下は、外気温が40℃であり気圧が標準大気圧よりも20kPaだけ低い値(81.3kPa)である。外気温が変化することで、外気温の変化に応じて液体収容室52の温度も変動する。また、気圧が変動することで、液体収容室52の内圧は大気と接するバッファ室54と平衡状態を保つように変動する。通常使用環境下から増加使用環境下に使用環境を変化させたときの液体収容室52の空気の体積増加量を想定体積増加量として算出する。なお、通常使用環境下から増加使用環境下に変化させたときの液体収容室52から大気連通路56およびバッファ室54へと流入したインクの容積(流入インク量)を空気の想定体積増加量として算出してもよい。
また、上記算出方法(1)のうち、温度変化量をゼロ(すなわち、温度は一定)とし、気圧を変化させたとき(例えば、標準大気圧から標準大気圧から20kPaだけ低い値へと変化させたとき)の空気の体積増加量を想定体積増加量として算出してもよい(算出方法(2))。また、上記算出方法(1)のうち、気圧の変化量をゼロとし、外気温を変化させたとき(例えば、常温から40℃へと変化させたとき)の空気の体積増加量を想定体積増加量として算出してもよい。また、上記算出方法(2)と上記算出方法(3)とによって算出した値のうち、大きい方の値を想定体積増加量としてもよい(算出方法(4))。
本実施形態において、上記算出方法(4)を用いて算出した想定体積増加量は、液体収容室52の容積の25%〜50%の範囲内となる。本実施形態では、バッファ室54の容積は想定体積増加量と同じに設定されている。
なお、上記算出方法(1)〜(4)において、想定体積増加量を算出する基準となる液体収容室52のインク容積(基準インク量)は、液体収容室52の容積の50%に限定されるものではない。例えば基準インク量は、液体収容室52の容積の25%〜80%の範囲のいずれかに設定してよい。また、上記算出方法(1)〜(4)において、気体の増加量が基準インク量よりも大きい場合は、基準インク量を想定体積増加量として設定してもよい。基準インク量分だけのインクがバッファ室54へ流入した後は、バッファ室54へはこれ以上のインクが流入しないためである。
大気開放部57の一端としての大気側接続部564は、バッファ室54に接続され、他端としての大気開放口59は外部に向かって開口する。大気開放部57は、第2バッファ室壁543から突出する筒状部材である。
大気連通路56の一部である接続路562(図6)は、接続路562は、第3容器壁514よりも外方に突出した流路である。接続路562の流路断面積は、液体収容室52やバッファ室54の流路断面積よりも小さい。凹状形状の容器本体51によって形成された接続路562の深さは、容器本体51によって形成された液体収容室52やバッファ室54の深さよりも浅い。
接続路562の第1接続部568(図5)は、液体収容室52の第3収容室壁524に開口として形成されている。第1接続部568は、第3収容室壁524のうち上面を構成する第2収容室壁523よりも底面を構成する第4収容室壁525に近い側に設けられている。本実施形態では、第1接続部568は、第4収容室壁525と接するように第3収容室壁524で開口している。
接続路562の第2接続部566は、バッファ室54の第3バッファ室壁544に開口として形成されている。第2接続部566は、第3バッファ室壁544のうち上面を構成する第2バッファ室壁543よりも底面を構成する第4バッファ室壁545に近い側に設けられている。つまり、使用姿勢において、第2接続部566は、鉛直方向下側に位置する部分に設けられている。本実施形態では、第2接続部566は、第4バッファ室壁545と接するように第3バッファ室壁544で開口している。
A−4.流路の位置について:
図5および図6に加え、図7と図8を用いて流路の位置について以下に説明する。図7は、液体供給装置50が第1液中姿勢の場合における斜視図である。図8は、液体供給装置50が第2液中姿勢の場合における斜視図である。図7および図8には、図5に示すフィルム55の図示は省略している。
図5および図6に加え、図7と図8を用いて流路の位置について以下に説明する。図7は、液体供給装置50が第1液中姿勢の場合における斜視図である。図8は、液体供給装置50が第2液中姿勢の場合における斜視図である。図7および図8には、図5に示すフィルム55の図示は省略している。
第1液体中姿勢および第2液体中姿勢は、液体収容室52にインクが収容されている場合(例えば、液体収容室52の容積の半分程度のインク量が収容されている場合)において、第1接続部568が液中(すなわち、液体収容室52の液面より下側)に位置する姿勢である。言い換えれば、第1液体中姿勢および第2液体中姿勢は、第1接続部568が液体収容室52のインクと接している姿勢であるともいえる。図7に示す第1液中姿勢は、第6容器壁518が液体供給装置50の底面を構成する姿勢である。第1液中姿勢において、液体収容室52の液面は、例えば液面LL1である。図8に示す第2液中姿勢は、第3容器壁514が液体供給装置50の底面を構成する姿勢である。第2液体中姿勢において、液体収容室52の液面は、例えば液面LL2である。図7および図8において、鉛直方向はZ軸方向であり、+Z軸方向が鉛直上方向であり、−Z軸方向が鉛直下方向である。
図5に示す使用姿勢、図7に示す第1液中姿勢、および、図8に示す第2液中姿勢は、略直方体形状を有する液体供給装置50の各壁511,513,514,515,516,518がそれぞれ底面を構成する6姿勢のうち、第1接続部568が液体収容室52の上面よりも底面に近い位置(本実施形態では、底面近傍)となる姿勢である。
図5に示す使用姿勢において、第1接続部568は液中にある。言い換えれば、図5に示す使用姿勢において、第1接続部568は液体収容室52のインクと接している。なお、液体収容室52のインクの一部が第1接続部568を含む接続路562側に流れこんでいる状態も、第1接続部568は液体収容室52のインクと接しているといえる。この場合において、大気連通路56のうちバッファ室54よりも下流側に位置する部分である接続路562とバッファ室54とを接続する第2接続部566は、バッファ室54のうち鉛直方向下側の領域RP0に位置する。領域RP0は、使用姿勢において、バッファ室54の高さH0の中央CP0からバッファ室54の底面(第4バッファ室壁545)までの領域である。
図7に示す第1液中姿勢において、第1接続部568は液中にある。言い換えれば、図7に示す第1液中姿勢において、第1接続部568は液体収容室52のインクと接している。この場合において、第2接続部566は、バッファ室54のうち鉛直下方向側の領域RP1に位置する。領域RP1は、第1液中姿勢において、バッファ室54の高さH1の中央CP1からバッファ室54の底面(第6バッファ室壁548)までの領域である。本実施形態では、第1液中姿勢において、第2接続部566は底面(第6バッファ室壁548)と接している。
図8に示す第2液中姿勢において、第1接続部568は液中にある。言い換えれば、図8に示す第2液中姿勢において、第1接続部568は液体収容室52のインクと接している。この場合において、第2接続部566は、バッファ室54のうち鉛直下方向側の領域RP2に位置する。領域RP2は、第2液中姿勢において、バッファ室54の高さH2の中央CP2からバッファ室54の底面(第3バッファ室壁544)までの領域である。本実施形態では、第2液中姿勢において、第2接続部566は底面(第3バッファ室壁544)と接している。
上記のように、液体供給装置50において、第1接続部568が液中にあるとき、すなわち、第1接続部568が液体収容室52のインクと接しているときに、第2接続部566はバッファ室54のうち鉛直方向下側の領域RP0,RP1,RP2に位置する。
また、最上流連通路としての大気開放部57と最上流側バッファ室としてのバッファ室54とを接続する大気側接続部としての大気側接続部564と、最上流側第2接続部としての第2接続部566とは、バッファ室54において対角に位置する。これにより、第1接続部568から大気開放口59までの流路長を長くできるので、液体収容室52のインクが大気開放口59を介して漏れ出す可能性を低減できる。
A−5.効果:
液体供給装置50は、運搬などによって様々な姿勢をとり得る。また、液体供給装置50は、温度や気圧が異なる様々な環境下で使用され得る。ここで、第1接続部568が液中にある使用姿勢、第1液中姿勢、第2液中姿勢において、液体収容室52の空気の容積が増加するように使用環境が変化する場合がある。この場合、液体収容室52のインクが接続路562を介してバッファ室54側に押し出されるように液体収容室52の空気の容積が増加する。つまり、液体収容室52内の圧力が大気と連通するバッファ室54の圧力と平衡状態を保つように変化する。例えば、外気の気温が上昇することで液体収容室52の空気の温度が上昇し、これに伴い液体収容室52の内圧が上昇した場合を想定する。この場合、大気と連通するバッファ室54の内圧(標準大気圧)と平衡状態を保つように、バッファ室54から接続路562を介して液体収容室52に空気が導入されて、液体収容室52の内圧が低下する。一方で、液体収容室52に空気が導入された分だけ液体収容室52のインクがバッファ室54側へと流入する。また例えば、液体供給装置50が配置される気圧が標準大気圧から標準大気圧よりも低い値に変化した場合を想定する。この場合、バッファ室54の内圧と平衡状態を保つために、液体収容室52の空気が膨張することで液体収容室52の内圧が低下する。液体収容室52の空気が膨張することでバッファ室54側へ液体収容室52のインクが流入する。
液体供給装置50は、運搬などによって様々な姿勢をとり得る。また、液体供給装置50は、温度や気圧が異なる様々な環境下で使用され得る。ここで、第1接続部568が液中にある使用姿勢、第1液中姿勢、第2液中姿勢において、液体収容室52の空気の容積が増加するように使用環境が変化する場合がある。この場合、液体収容室52のインクが接続路562を介してバッファ室54側に押し出されるように液体収容室52の空気の容積が増加する。つまり、液体収容室52内の圧力が大気と連通するバッファ室54の圧力と平衡状態を保つように変化する。例えば、外気の気温が上昇することで液体収容室52の空気の温度が上昇し、これに伴い液体収容室52の内圧が上昇した場合を想定する。この場合、大気と連通するバッファ室54の内圧(標準大気圧)と平衡状態を保つように、バッファ室54から接続路562を介して液体収容室52に空気が導入されて、液体収容室52の内圧が低下する。一方で、液体収容室52に空気が導入された分だけ液体収容室52のインクがバッファ室54側へと流入する。また例えば、液体供給装置50が配置される気圧が標準大気圧から標準大気圧よりも低い値に変化した場合を想定する。この場合、バッファ室54の内圧と平衡状態を保つために、液体収容室52の空気が膨張することで液体収容室52の内圧が低下する。液体収容室52の空気が膨張することでバッファ室54側へ液体収容室52のインクが流入する。
上記実施形態によれば、第1接続部568が液体収容室52のインクと接しているときに、第2接続部566がバッファ室54のうち鉛直下方向側の領域RP0,RP1,RP2に位置する。これにより、液体供給装置50が配置される環境下において温度(気温)が上昇したり気圧が低下したりして液体収容室52のインクがバッファ室54に流入した後に、温度が低下したり気圧が上昇した場合に、バッファ室54に流入したインクを液体収容室52に戻すことができる。つまり、バッファ室54にインクが流入した場合でも、流入したインクを再び液体収容室52へと流入させやすくできるので、バッファ室54にインクが滞留する可能性を低減できる。
また、上記実施形態によれば、バッファ室54は、液体収容室52に収容されているインクの量と、液体供給装置50が配置される環境下において想定される温度変化量と気圧変化量との少なくとも一方に基づいて算出される想定体積増加量以上の容積を有する。これにより、液体収容室52内に存在する空気の体積が増加して液体収容室52内のインクが大気連通路56に流入した場合でも、流入したインクをバッファ室54に収容できる。よって、バッファ室54よりも上流側にインクが流入する可能性を低減できる。また、バッファ室54の容積を想定体積増加量と同等程度に設定した場合、バッファ室54が不必要に大きくなることを抑制できる。これにより、液体供給装置50の大型化を抑制できるので、液体噴射システム1全体の大きさも抑制できる。
また、上記実施形態によれば、液体収容室52とバッファ室54とは一体として構成されている。これにより、液体供給装置50を容易に製造できる。
B.第2実施形態:
図9は、本発明の第2実施形態における液体供給装置50aの大気開放口59から液体導出部53に至る流路を概念的に示す図である。第2実施形態の液体供給装置50aと第1実施形態の液体供給装置50との異なる点は、バッファ室54a1〜54a3の数と、大気連通路56aの構成である。その他の構成については液体供給装置50aと液体供給装置50とで同様であるため、同様の構成について同一の符号を付すと共に説明を省略する。
図9は、本発明の第2実施形態における液体供給装置50aの大気開放口59から液体導出部53に至る流路を概念的に示す図である。第2実施形態の液体供給装置50aと第1実施形態の液体供給装置50との異なる点は、バッファ室54a1〜54a3の数と、大気連通路56aの構成である。その他の構成については液体供給装置50aと液体供給装置50とで同様であるため、同様の構成について同一の符号を付すと共に説明を省略する。
液体供給装置50aは、大気連通路56aの途中に3つのバッファ室54a1、54a2,54a3が直列に設けられている。上流側から下流側へ向かって、バッファ室54a1、バッファ室54a2、バッファ室54a3の順に配置されている。ここで、バッファ室54a1を「最上流側バッファ室54a1」とも呼び、バッファ室54a2を「中間バッファ室54a2」とも呼び、バッファ室54a3を「最下流側バッファ室54a3」とも呼ぶ。なお、バッファ室54a1、54a2,54a3の数は3つに限定されるものではなく、他の実施形態では2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
大気連通路56は、上流側から順に、大気開放部57と、第1接続路562a1と、第2接続路562a2と、第3接続路562a3とを有する。
最上流側連通路としての大気開放部57は、外部の大気を最上流側バッファ室54a1に導入する。大気開放部57は、最上流側バッファ室54a1に接続された下流端としての大気側接続部564と、外部に向かって開口する上流端としての大気開放口59とを有する。
中間接続路としての第1接続路562a1は、流体の流れ方向において隣り合う最上流側バッファ室54a1と中間バッファ室54a2とを接続する。第1接続路562a1は、液体収容室52のインクの消費に伴って最上流側バッファ室54a1の空気を中間バッファ室54a2に導入する。第1接続路562a1は、大気連通路56aのうち最上流側バッファ室54a1よりも下流側に位置する部分である。第1接続路562a1は、上流側の最上流側バッファ室54a1に接続された上流端としての第2接続部566a1と、下流側の中間バッファ室54a2に接続された下流端としての第3接続部567a1とを有する。
中間接続路としての第2接続路562a2は、流体の流れ方向において隣り合う中間バッファ室54a2と最下流側バッファ室54a3とを接続する。第2接続路562a2は、液体収容室52のインクの消費に伴って中間バッファ室54a2の空気を最下流側バッファ室54a3に導入する。第2接続路562a2は、大気連通路56aのうち中間バッファ室54a2よりも下流側に位置する部分である。第2接続路562a2は、上流側の中間バッファ室54a2に接続された上流端としての第2接続部566a2と、下流側の最下流側バッファ室54a3に接続された下流端としての第3接続部567a2とを有する。
第3接続路562a3は、流体の流れ方向において最下流側バッファ室54a3と液体収容室52とを接続する。第3接続路562a3は、液体収容室52のインクの消費に伴って最下流側バッファ室54a3の空気を液体収容室52に導入する。第3接続路562a3は、最下流側バッファ室54a3に接続された上流端としての第2接続部566a3と、液体収容室52に接続された下流端としての第1接続部568とを有する。
図10は、液体供給装置50aの模式図である。また、図10にはZ軸が描かれている。鉛直方向はZ軸方向であり、+Z軸方向が鉛直上方向であり、−Z軸方向が鉛直下方向である。図10は、液体供給装置50aの使用姿勢である。
バッファ室54a1,54a2,54a3、および、液体収容室52は、略直方体形状の外形および内部空間を有する。各バッファ室54a1,54a2,54a3、および、液体収容室52は別部材として構成されている。これにより、バッファ室54a1,54a2,54a3の個数や、異なるバッファ室を用いることでバッファ室の容積を容易に変更できるので、液体供給装置50aの設計の自由度を向上できる。第1接続路562a1,第2接続路562a2,第3接続路562a3は、バッファ室54a1,54a2,54a3や液体収容室52に着脱可能に装着されるチューブなどの流路部材を用いてもよい。なお、他の実施形態では、バッファ室54a1,54a2,54a3、および、液体収容室52は取り外しができず一体として構成されていてもよい。
また、第2実施形態の液体供給装置50aは以下の関係1〜3を有する。
<関係1>
大気側接続部564と、最上流側第2接続部としての第2接続部566a1とは、最上流側バッファ室54a1において対角に位置する。本実施形態では、大気側接続部564は、最上流側バッファ室54a1の6つある角部のうちの一つの角部(特定角部)に位置し、第2接続部566a1は特定角部とは対角の関係にある角部に位置する。
大気側接続部564と、最上流側第2接続部としての第2接続部566a1とは、最上流側バッファ室54a1において対角に位置する。本実施形態では、大気側接続部564は、最上流側バッファ室54a1の6つある角部のうちの一つの角部(特定角部)に位置し、第2接続部566a1は特定角部とは対角の関係にある角部に位置する。
<関係2>
第2接続部566a2と、第3接続部567a1とは、最上流側バッファ室54a1よりも下流側に位置する下流側バッファ室としての中間バッファ室54a2において対角に位置する。本実施形態では、第3接続部567a1は、中間バッファ室54a2の6つある角部のうちの一つの角部(特定角部)に位置し、第2接続部566a2は特定角部とは対角の関係にある角部に位置する。
第2接続部566a2と、第3接続部567a1とは、最上流側バッファ室54a1よりも下流側に位置する下流側バッファ室としての中間バッファ室54a2において対角に位置する。本実施形態では、第3接続部567a1は、中間バッファ室54a2の6つある角部のうちの一つの角部(特定角部)に位置し、第2接続部566a2は特定角部とは対角の関係にある角部に位置する。
<関係3>
第2接続部566a3と、第3接続部567a2とは、最上流側バッファ室54a1および中間バッファ室54a2よりも下流側に位置する下流側バッファ室としての最下流側バッファ室54a3において対角に位置する。本実施形態では、第3接続部567a2は、最下流側バッファ室54a3の6つある角部のうちの一つの角部(特定角部)に位置し、第2接続部566a2は特定角部とは対角の関係にある角部に位置する。
第2接続部566a3と、第3接続部567a2とは、最上流側バッファ室54a1および中間バッファ室54a2よりも下流側に位置する下流側バッファ室としての最下流側バッファ室54a3において対角に位置する。本実施形態では、第3接続部567a2は、最下流側バッファ室54a3の6つある角部のうちの一つの角部(特定角部)に位置し、第2接続部566a2は特定角部とは対角の関係にある角部に位置する。
上記関係1〜3を有することで、第1接続部568から大気開放口59までの流路長を長くできるので、液体収容室52のインクが最上流側バッファ室54a1よりも上流側へ到達する可能性を低減できる。
また、各接続路562a1,562a2,562a3が有する各第2接続部566a1、566a2,566a3は、水平方向および鉛直方向において各バッファ室54a1,54a2,54a3における同じ側に位置する。つまり、第2接続部566a1は、最上流側バッファ室54a1において、水平方向において紙面手前側および紙面右側に位置し、鉛直方向において紙面下側に位置する場合、他の第2接続部566a2,566a3も同様に、各バッファ室54a2,54a3において水平方向において紙面手前側および紙面右側に位置し、鉛直方向において紙面下側に位置する。
また、第1実施形態と同様に、第1接続部568が液中にあるときに、第2接続部566a1,566a2,566a3は、バッファ室54a1,54a2,54a3のうち鉛直方向下側の領域に位置する。これにより、上記第1実施形態と同様に、バッファ室54a1,54a2,54a3にインクが流入した場合でも、流入したインクを液体収容室52へと再び流入させやすくできる。
また、第1実施形態と同様に、各バッファ室54a1,54a2,54a3は、液体収容室52に収容されているインクの量と、液体供給装置50aが配置される環境下において想定される温度変化量と気圧変化量との少なくとも一方に基づいて算出される想定体積増加量以上の容積を有することが好ましい。これにより、各バッファ室54a1,54a2,54a3よりも上流側にインクが流入する可能性を低減できる。
上記第2実施形態によれば、バッファ室54a1,54a2,54a3は複数設けられ、各接続路562a1,562a2,562a3が有する各第2接続部566a1、566a2,566a3は、水平方向および鉛直方向において各バッファ室54a1,54a2,54a3における同じ側に位置する。これにより、液体収容室52からインクが大気連通路56aに流入した場合でも、流入したインクを複数のバッファ室54a1,54a2,54a3によって収容できるので、インクが大気連通路56aを通って外部に流出する可能性を低減できる。また、各第2接続部566a1、566a2,566a3は、各バッファ室54a1,54a2,54a3における同じ側に位置するので、バッファ室54a1,54a2,54a3にインクが流入した場合でも流入したインクを、第2接続部566a1、566a2,566a3を介してバッファ室54a1,54a2,54a3よりも下流側(すなわち液体収容室52側)へと流入させやすくできる。
C.変形例:
なお、この発明は上記の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態様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。
なお、この発明は上記の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態様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。
C−1.第1変形例:
上記各実施形態において、接続路562,562a1〜562a3の形状は上記に限定されるものではなく、直線形状や、流路の途中に屈曲部を有する蛇行形状などの種々の形状を採用できる。接続路562,562a1〜562a3として蛇行形状を採用した場合、第1接続部568から大気開放口59までの流路長を長くできる。これにより、液体供給装置50,50aが振動や姿勢の変化によってインクが大気連通路56,56aへ流入した場合でも大気開放口59から外部に漏れ出す可能性を更に低減できる。また第1接続部568から大気開放口59までの流路長を長くできるので、液体収容室52のインクの水分が蒸発する可能性を低減できるので、インクの濃度変動を抑制できる。
上記各実施形態において、接続路562,562a1〜562a3の形状は上記に限定されるものではなく、直線形状や、流路の途中に屈曲部を有する蛇行形状などの種々の形状を採用できる。接続路562,562a1〜562a3として蛇行形状を採用した場合、第1接続部568から大気開放口59までの流路長を長くできる。これにより、液体供給装置50,50aが振動や姿勢の変化によってインクが大気連通路56,56aへ流入した場合でも大気開放口59から外部に漏れ出す可能性を更に低減できる。また第1接続部568から大気開放口59までの流路長を長くできるので、液体収容室52のインクの水分が蒸発する可能性を低減できるので、インクの濃度変動を抑制できる。
C−2.第2変形例:
上記実施形態では、バッファ室54,54a1〜54a3は想定体積増加量以上の容積を有していたがこれに限定されるものではない。例えば、バッファ室54,54a1〜54a3は、想定体積増加量よりも小さい容積を有していても良い。また、第2実施形態において、複数のバッファ室54a1〜54a3の合計の容積が想定体積増加量以上であってもよい。
上記実施形態では、バッファ室54,54a1〜54a3は想定体積増加量以上の容積を有していたがこれに限定されるものではない。例えば、バッファ室54,54a1〜54a3は、想定体積増加量よりも小さい容積を有していても良い。また、第2実施形態において、複数のバッファ室54a1〜54a3の合計の容積が想定体積増加量以上であってもよい。
C−3.第3変形例:
本発明は、インクジェットプリンター、及び、インクジェットプリンターにインクを供給するための液体供給装置に限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の液体噴射装置及びその液体を収容するための液体供給装置にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体噴射装置及びその液体供給装置に適用可能である。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射装置
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ (Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置
(5)精密ピペットとしての試料噴射装置
(6)潤滑油の噴射装置
(7)樹脂液の噴射装置
(8)時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する液体噴射装置
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置。
本発明は、インクジェットプリンター、及び、インクジェットプリンターにインクを供給するための液体供給装置に限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の液体噴射装置及びその液体を収容するための液体供給装置にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体噴射装置及びその液体供給装置に適用可能である。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射装置
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ (Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置
(5)精密ピペットとしての試料噴射装置
(6)潤滑油の噴射装置
(7)樹脂液の噴射装置
(8)時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する液体噴射装置
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置。
なお、「液滴」とは、液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
1…液体噴射システム、10…プリンター、11…操作パネル、12…筐体、14…液体噴射ヘッド、16…排出部、18…キャリッジ、18a…液体供給針、19…制御部、20,20C,20K,20M,20Y…サブタンク、25…キャリッジユニット、30…収容機構、40…ケース、41…ヒンジ、50,50C,50K,50M,50Y,50a…液体供給装置、51…容器本体、52…液体収容室、53…液体導出部、54…バッファ室、54a1…最上流側バッファ室、54a2…中間バッファ室、54a3…最下流側バッファ室、55…フィルム、56,56a…大気連通路、57…大気開放部、58…液体注入口、59…大気開放口、99…チューブ、101…前面、102…背面、103…左側面、104…右側面、105…上面、106…底面、202…液体受入部、204…液体貯留室、206…フィルター、208…液体流動路、511…第1容器壁、513…第2容器壁、514…第3容器壁、515…第4容器壁、516…第5容器壁、518…第6容器壁、521…第1収容室壁、523…第2収容室壁、524…第3収容室壁、525…第4収容室壁、526…第5収容室壁、528…第6収容室壁、533…一端、541…第1バッファ室壁、543…第2バッファ室壁、544…第3バッファ室壁、545…第4バッファ室壁、546…第5バッファ室壁、548…第6バッファ室壁、562…接続路、562a1…第1接続路、562a2…第2接続路、562a3…第3接続路、564…大気側接続部、566,566a1,566a2,566a3…第2接続部、567a1,567a2…第3接続部、568…第1接続部、569…他端、581…栓部材、CP0,CP1,CP2…中央、LA…大気接触液面、LL1,LL2…液面、LLLA…上限ライン、LLB…下限ライン、RP0,RP1,RP2…領域、d1…水頭差
Claims (7)
- 液体噴射ヘッドに液体を供給するための液体供給装置であって、
前記液体を収容可能な液体収容室と、
前記液体収容室に接続された一端としての第1接続部と、大気に開放された他端としての大気開放口と、を有する大気連通路と、
前記大気連通路の途中に設けられたバッファ室と、を備え、
前記大気連通路は、前記大気開放口から前記液体収容室に向かう流体の流れ方向において、前記大気連通路のうち前記バッファ室よりも下流側に位置する接続路であって、前記バッファ室に接続された上流端としての第2接続部を有する接続路を含み、
前記第1接続部が前記液体収容室の前記液体と接しているときに、第2接続部は、前記バッファ室のうち鉛直方向下側の領域に位置する、液体供給装置。 - 請求項1に記載の液体供給装置であって、
前記バッファ室は、前記液体収容室に収容されている前記液体の量と、前記液体供給装置が配置される環境下において想定される温度変化量と気圧変化量との少なくとも一方とに基づいて算出される、前記液体収容室内に存在する気体の想定体積増加量以上の容積を有する、液体供給装置。 - 請求項1または請求項2に記載の液体供給装置であって、
前記バッファ室は前記大気連通路の途中に直列に複数設けられ、
前記接続路は前記各バッファ室に対応して複数設けられ、
前記各接続路が有する各前記第2接続部は、水平方向および鉛直方向において前記各バッファ室における同じ側に位置する、液体供給装置。 - 請求項3に記載の液体供給装置であって、
前記各バッファ室は、略直方体形状を有し、
前記複数の接続路は、前記流れ方向において隣り合う前記バッファ室を接続する中間接続路であって、隣り合う上流側の前記バッファ室に接続された前記上流端としての前記第2接続部と、隣り合う下流側の前記バッファ室に接続された下流端としての第3接続部とを有する中間接続路を含み、
前記大気連通路は、
前記大気開放口と、前記複数のバッファ室のうち前記流れ方向において最上流に位置する最上流側バッファ室に接続された大気側接続部と、を有する最上流側連通路を含み、
前記最上流側バッファ室において、
前記大気側接続部と、前記最上流側バッファ室に接続された前記第2接続部としての最上流側第2接続部とは対角に位置し、
前記複数のバッファ室のうち、前記流れ方向において前記最上流側バッファ室よりも下流側に位置する下流側バッファ室において、
前記第3接続部と前記第2接続部とは対角に位置する、液体供給装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の液体供給装置であって、
前記液体収容室と前記バッファ室とは別部材として構成されている、液体供給装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の液体供給装置であって、
前記液体収容室と前記バッファ室とは一体として構成されている、液体供給装置。 - 液体噴射システムであって、
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の液体供給装置と、
前記液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドと前記液体供給装置とを連通させる液体供給流路と、を備える、液体噴射システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016036743A JP2017154261A (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 液体供給装置、および、液体噴射システム |
US15/440,746 US10183495B2 (en) | 2016-02-29 | 2017-02-23 | Liquid supply device, printing apparatus and liquid ejection system |
CN201710101809.7A CN107128074B (zh) | 2016-02-29 | 2017-02-24 | 液体供给装置、印刷装置及液体喷射系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016036743A JP2017154261A (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 液体供給装置、および、液体噴射システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017154261A true JP2017154261A (ja) | 2017-09-07 |
Family
ID=59807777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016036743A Pending JP2017154261A (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 液体供給装置、および、液体噴射システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017154261A (ja) |
-
2016
- 2016-02-29 JP JP2016036743A patent/JP2017154261A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI597186B (zh) | Liquid storage container | |
US10183495B2 (en) | Liquid supply device, printing apparatus and liquid ejection system | |
JP5644279B2 (ja) | 液体収容容器、及び、液体噴射システム | |
JP5691307B2 (ja) | 液体収容容器、及び、液体噴射システム | |
EP2907666A2 (en) | Tank unit and liquid ejecting system having tank unit | |
JP6102149B2 (ja) | 液体収容容器の製造方法、液体収容容器 | |
JP5870528B2 (ja) | 液体収容容器、液体噴射システム、及び、液体供給システム | |
WO2011129123A2 (ja) | 液体収容容器、および、液体噴射システム | |
JPWO2014112344A1 (ja) | 液体噴射装置、タンク | |
JP6069964B2 (ja) | カートリッジの製造方法、注入キット、及び、注入装置 | |
US9718277B2 (en) | Tank, tank unit and liquid ejection system | |
US10336080B2 (en) | Liquid supply apparatus and printing apparatus | |
KR20090101107A (ko) | 액체 공급 시스템 및 그 제조 방법 | |
WO2017150342A1 (ja) | 液体供給装置、液体噴射システム、および、液体噴射装置 | |
JP5862812B2 (ja) | 液体収容容器、及び、液体噴射システム | |
JP2014019130A (ja) | カートリッジ | |
JP2010208265A (ja) | 液体収容容器 | |
JP6904066B2 (ja) | 液体タンク | |
JP2017154252A (ja) | 液体供給装置、および、液体噴射システム | |
JP5962292B2 (ja) | カートリッジ | |
JP2017154261A (ja) | 液体供給装置、および、液体噴射システム | |
JP5861732B2 (ja) | 注入キット、及び、注入方法 | |
JP2017154251A (ja) | 液体供給装置、および、液体噴射システム | |
JP2017154253A (ja) | 液体供給装置、液体噴射システム | |
JP2014019118A (ja) | カートリッジ |