JP2020121519A

JP2020121519A - タンク

Info

Publication number: JP2020121519A
Application number: JP2019015624A
Authority: JP
Inventors: 雄大矢森; Takehiro Yamori; 寛杉谷; Hiroshi Sugitani
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP7236280B2

Abstract

【課題】流入する液体の飛び跳ねにより、気泡が混入してインクジェットヘッドにおけるインクの吐出不良を招くことを、軽減できるタンクを提供する。【解決手段】タンク２１は、インクを収容するインク収容部５１と、インク収容部にインクを流入させる流入口５３ａと流出させる流出口５９ａとを備え、インク収容部５１は、インク収容部５１の底面５１ｂに形成され、流入口５３ａが開口した凹部５１ｃを有する。また、インク収容部５１の底面は、流入口側から流出口側へ向かって高くなる傾斜部５１ｅが形成されている。傾斜部の傾斜角度θは、インク収容部５１内の左上部の領域でもインクが十分に流れてインクの滞留が生じないような角度に設定される。【選択図】図４

Description

本発明は、液体を収容するタンクに関する。

インクジェット印刷装置において、顔料インクを使用することがある。顔料インクでは、放置されることにより、顔料粒子の沈降が生じることがある。特に、金属粒子等の比重の大きい顔料を含むインクでは、顔料粒子の沈降が生じやすい。

インクの顔料粒子の沈降は、インクの増粘によるインクジェットヘッドにおける吐出不良を招くことがある。また、インクの顔料粒子の沈降は、インクジェットヘッドから吐出されるインクの濃度のバラツキを発生させるおそれがある。このような顔料粒子の沈降による不具合を防ぐために、インクの撹拌が行われている（特許文献１参照）。

これに関し、インクを収容したタンクに対してインクを流入、流出させることでタンク内のインクを撹拌する技術が知られている。

特開２０１３−１６３３３１号公報

上述した技術では、インクがタンクに流入する際に液面に落下すること等により、インクが飛び跳ねることがある。インクが飛び跳ねると、例えば、インクに気泡が混入してインクジェットヘッドにおけるインクの吐出不良を招くといった不都合が生じることがある。このため、インクの飛び跳ねを軽減することが望ましい。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、流入する液体の飛び跳ねを軽減できるタンクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のタンクは、液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に液体を流入させる流入口とを備え、前記液体収容部は、前記液体収容部の底面に形成され、前記流入口が開口した凹部を有することを特徴とする。

本発明のタンクによれば、流入する液体の飛び跳ねを軽減できる。

実施の形態に係るタンクが設けられた印刷装置の概略構成図である。タンクの斜視図である。タンクの分解斜視図である。図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。タンク本体の平面図である。撹拌動作時におけるタンク内のインクの流れの説明図である。インク収容部の凹部にインクが溜まった状態の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。

以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るタンクが設けられた印刷装置の概略構成図である。図２は、タンクの斜視図である。図３は、タンクの分解斜視図である。図４は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図５は、タンク本体の平面図である。なお、以下の説明において、図１の紙面に直交する方向を前後方向とし、紙面表方向を前方とする。また、図１における紙面の上下左右を上下左右方向とする。ここで、図１に示す上下方向は鉛直方向である。

図１に示すように、本実施の形態に係る印刷装置１は、印刷部２と、インク供給部３と、制御部４とを備える。

印刷部２は、インクジェットヘッド（図示せず）を有し、インクジェットヘッドから用紙にインクを吐出して画像を印刷する。

インク供給部３は、インクを撹拌するとともに、印刷部２にインクを供給する。インク供給部３は、インクカートリッジ１１と、撹拌部１２とを備える。

ここで、印刷装置１で印刷に使用されるインクは顔料インクであり、放置されると顔料粒子の沈降が生じるおそれがあるものである。例えば、印刷装置１で印刷に使用されるインクは、磁性体である金属粒子を含むＭＩＣＲ（Magnetic Ink Character Reader）インクである。インクの顔料粒子の沈降は、インクジェットヘッドにおける吐出不良や、吐出されるインクの濃度のバラツキ等の不具合を招く。インクカートリッジ１１でインクの顔料粒子が沈降している可能性があるため、印刷装置１では、撹拌部１２においてインクの撹拌を行い、顔料粒子が沈降している場合にはそれが解消されるようにする。

インクカートリッジ１１は、印刷部２による印刷に用いるインクである顔料インクを収容している。インクカートリッジ１１は、印刷装置１に着脱可能に構成されている。

撹拌部１２は、インクカートリッジ１１からインクを取得し、取得したインクを撹拌する。また、撹拌部１２は、撹拌したインクを印刷部２に供給する。撹拌部１２は、タンク２１と、大気開放管２２と、エアフィルタ２３と、インク移送管２４と、インク流出管２５と、インク移送弁２６と、撹拌弁２７と、ポンプ２８と、インク供給管２９と、インク供給弁３０とを備える。

タンク２１は、インクカートリッジ１１から取得したインクを撹拌するために収容する。タンク２１の詳細は後述する。

大気開放管２２は、タンク２１を大気開放するための空気の流路を形成する。大気開放管２２は、一端がタンク２１に接続され、他端がエアフィルタ２３を介して大気に通じている。エアフィルタ２３は、大気開放管２２への空気中のゴミ等の進入を防止する。

インク移送管２４は、インクカートリッジ１１とタンク２１とを接続する。インク移送管２４は、インクカートリッジ１１からタンク２１へインクを移送する経路である移送経路Ｒｔを構成する。

インク流出管２５は、タンク２１とインク移送管２４とを接続する。

インク流出管２５と、インク移送管２４のインク流出管２５が接続された地点よりタンク２１側の部分とにより、撹拌経路Ｒｓが構成される。撹拌経路Ｒｓは、タンク２１内のインクを循環させて撹拌するための経路である。

インク移送弁２６は、インク移送管２４内のインクの流路を開閉する。インク移送弁２６は、インク移送管２４のインク流出管２５が接続された地点よりインクカートリッジ１１側の部分に配置されている。

撹拌弁２７は、インク流出管２５内のインクの流路を開閉する。

インク移送弁２６および撹拌弁２７は、移送経路Ｒｔおよび撹拌経路Ｒｓのうち、開通する経路の切り替えを行う。具体的には、インク移送弁２６が開放され、撹拌弁２７が閉鎖されることにより、移送経路Ｒｔが開通され、撹拌経路Ｒｓが閉鎖された状態となる。また、インク移送弁２６が閉鎖され、撹拌弁２７が開放されることにより、撹拌経路Ｒｓが開通され、移送経路Ｒｔが閉鎖された状態となる。

ポンプ２８は、撹拌経路Ｒｓを介してインクをタンク２１から流出させてタンク２１に戻すように送液することで、タンク２１内のインクを撹拌する。また、ポンプ２８は、インクカートリッジ１１からタンク２１へインクを移送するためにも使用される。ポンプ２８は、移送経路Ｒｔと撹拌経路Ｒｓとの共通部分に配置されている。具体的には、ポンプ２８は、インク移送管２４のインク流出管２５が接続された地点よりタンク２１側の部分に配置されている。

インク供給管２９は、タンク２１と印刷部２とを接続する。

インク供給弁３０は、インク供給管２９内のインクの流路を開閉する。インク供給弁３０が開放されると、タンク２１から印刷部２へインクが供給される。

制御部４は、印刷装置１の各部の動作を制御する。制御部４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

次に、タンク２１の詳細について説明する。

タンク２１は、タンク本体４１と、蓋４２とを備える。

タンク本体４１は、インクカートリッジ１１から移送されてくるインクを収容する。タンク本体４１は、略直方体形状に形成されている。

タンク本体４１は、インク収容部５１（液体収容部に相当）を有する。インク収容部５１は、インク（液体に相当）を収容する部分である。インク収容部５１は、タンク本体４１の上面４１ａから掘り下げて形成されており、周壁５１ａと、底面５１ｂとを有する。

インク収容部５１の周壁５１ａは、平面視にて、左右方向に細長い略長円形状に形成されている。すなわち、周壁５１ａは、インク収容部５１の左端部および右端部において湾曲した部分を有している。これにより、後述の流入口５３ａ側（右側）から後述の流出口５９ａ側（左側）へインクが流れやすくなり、インクの撹拌効率が向上する。

インク収容部５１の底面５１ｂは、左下がりに傾斜している。すなわち、底面５１ｂは、流入口５３ａ側（右側）から流出口５９ａ側（左側）へ向かって低くなるように傾斜している。これにより、流入口５３ａ側から流出口５９ａ側へインクが流れやすくなり、インクの撹拌効率が向上する。

底面５１ｂの右端部には、凹部５１ｃが形成されている。凹部５１ｃは、底面５１ｂを掘り下げて形成されている。これにより、インク収容部５１内のインクが少なくなっても、凹部５１ｃにはインクが溜まった状態となる。凹部５１ｃには、流入口５３ａが開口している。具体的には、凹部５１ｃの右側の壁５１ｄの下端部に、流入口５３ａが左向きに開口している。凹部５１ｃの右側の壁５１ｄは、周壁５１ａの一部により構成されている。

凹部５１ｃには、流入口５３ａ側（右側）から流出口５９ａ側（左側）へ向かって高くなる傾斜部５１ｅが形成されている。傾斜部５１ｅは、凹部５１ｃの右側の壁５１ｄの下端から、左側ほど高くなるように形成されている。これにより、流入口５３ａから流入したインクが左斜め上方向へ流れるように誘導される。

傾斜部５１ｅの傾斜角度θは、インク収容部５１内の左上部の領域でもインクが十分に流れてインクの滞留が生じないような角度に設定される。傾斜部５１ｅの傾斜角度θは、インクの粘度、流入口５３ａから流入するインクの流量等に応じて設定されるものであり、例えば、３０°〜６０°の範囲で設定される。

凹部５１ｃは、インクの粘度、流入口５３ａから流入するインクの流量等に応じて、インクの流入時にインクの飛び跳ねが生じないように、平面視における大きさ（前後方向の長さおよび左右方向の長さ）、および深さが設定されている。

タンク本体４１の右側部には、インク流入ポート５２が設けられている。インク流入ポート５２は、インク移送管２４をタンク本体４１に接続するためのものである。インク流入ポート５２には、インク流入穴５３が形成されている。

インク流入穴５３は、一端がインク流入ポート５２に開口しており、他端がインク収容部５１に開口している。これにより、インク流入穴５３は、インク収容部５１に連通されており、インク移送管２４からインク流入穴５３を介してインク収容部５１にインクが流入するようになっている。インク流入穴５３のインク収容部５１における開口部が、インク収容部５１へインクを流入させる流入口５３ａになっている。流入口５３ａは、凹部５１ｃの下端部に配置されている。具体的には、流入口５３ａは、インク収容部５１の凹部５１ｃの右側の壁５１ｄの下端部に、左向きに開口している。

タンク本体４１の左側部には、インク流出ポート５６と、インク供給ポート５７と、大気開放ポート５８とが設けられている。

インク流出ポート５６は、インク流出管２５をタンク本体４１に接続するためのものである。インク流出ポート５６には、インク流出穴５９が形成されている。

インク流出穴５９は、一端がインク流出ポート５６に開口しており、他端がインク収容部５１の周壁５１ａの下部に開口している。これにより、インク流出穴５９は、インク収容部５１に連通されており、インク収容部５１の下部からインク流出穴５９を介してインク流出管２５へインクが流出するようになっている。インク流出穴５９のインク収容部５１における開口部が、インク収容部５１からインク流出管２５へインクを流出させる流出口５９ａになっている。流出口５９ａは、インク収容部５１の左端部において、前後方向におけるインク収容部５１の中央より後側に配置されている。

インク供給ポート５７は、インク供給管２９をタンク本体４１に接続するためのものである。インク供給ポート５７には、インク供給穴６０が形成されている。

インク供給穴６０は、一端がインク供給ポート５７に開口しており、他端がインク収容部５１の周壁５１ａの下部に開口している。これにより、インク供給穴６０は、インク収容部５１に連通されており、インク収容部５１からインク供給穴６０を介してインク供給管２９へインクが流出するようになっている。インク供給穴６０のインク収容部５１における開口部が、インク収容部５１からインク供給管２９を介して印刷部２へインクを供給する供給口６０ａになっている。供給口６０ａは、インク収容部５１の左端部において、前後方向におけるインク収容部５１の中央より前側に配置されている。

大気開放ポート５８は、大気開放管２２をタンク本体４１に接続するためのものである。大気開放ポート５８には、大気連通穴６１が形成されている。大気連通穴６１は、蓋４２で覆われたタンク本体４１の内部空間（インク収容部５１）を大気に連通し、タンク２１を大気開放するためのものである。大気連通穴６１は、一端が大気開放ポート５８に開口しており、他端がタンク本体４１の上面４１ａに開口している。

タンク本体４１には、シール溝６６が形成されている。シール溝６６は、インク収容部５１を囲むように形成されている。シール溝６６は、シール部材６７を設置するための溝である。シール部材６７は、インク収容部５１内のインクがタンク２１から漏れるのを防ぐ部材である。

蓋４２は、タンク本体４１の上側を覆うものである。蓋４２は、タンク本体４１の上面４１ａに載置される。

次に、印刷装置１におけるインクカートリッジ１１からタンク２１へのインクの移送、および撹拌部１２でのインクの撹拌の動作について説明する。

タンク２１内のインクの液面高さが所定の下限高さ以下になったことがセンサ（図示せず）により検出されると、インクカートリッジ１１からタンク２１へのインクの移送が行われる。

この際、制御部４は、インク移送弁２６を開放し、撹拌弁２７を閉鎖した状態とする。これにより、移送経路Ｒｔが開通され、撹拌経路Ｒｓが閉鎖された状態となる。ここで、印刷装置１には新しいインクカートリッジ１１が装着されている。

次いで、制御部４は、ポンプ２８の駆動を開始させる。これにより、移送経路Ｒｔを介してインクカートリッジ１１からタンク２１へインクが移送される。

インクカートリッジ１１内のすべてのインクがタンク２１へ移送されると、制御部４は、インク移送弁２６を閉鎖し、撹拌弁２７を開放する。これにより、撹拌経路Ｒｓが開通され、移送経路Ｒｔが閉鎖された状態に切り替わる。そして、撹拌経路Ｒｓに沿ってインクが循環され、タンク２１内のインクが撹拌される。

タンク２１内のインクの撹拌が開始されてから規定時間が経過すると、制御部４は、ポンプ２８を停止させ、撹拌弁２７を閉鎖する。これにより、撹拌部１２によるインクの撹拌動作が終了となる。

上述のようにタンク２１へ移送されて撹拌されたインクは、印刷部２による印刷時に必要に応じて印刷部２に供給される。

撹拌部１２における撹拌動作は、上述したインクカートリッジ１１からタンク２１への移送直後以外にも、タンク２１内のインクの顔料粒子の沈降を防止するために、例えば、所定時間ごとに定期的に行われる。

上述した撹拌動作時において、流入口５３ａからインク収容部５１に流入したインクは、図６に示すように、凹部５１ｃの傾斜部５１ｅにより、左斜め上方向へ流れるように誘導される。そして、インクは、インク収容部５１内を左に向かって流れ、流出口５９ａから流出する。

ここで、本実施の形態とは異なり、流入口５３ａが上向きに開口し、傾斜部５１ｅがなく、インク収容部５１にインクが流入口５３ａから上方向に流入する構成の場合、流入による左方向への流れはほとんど発生しない。一方、流出口５９ａからインクが吸引されることによるインクの流れが生じるが、この流れはインク収容部５１の下部では強いが、上部では弱い。このため、インク収容部５１の左側（流出口５９ａ側）部分の上部の領域において、インクの滞留が生じやすい。この結果、インクの撹拌効率が低くなる。

これに対し、本実施の形態では、上述のように、流入口５３ａから流入したインクが傾斜部５１ｅにより左斜め上方向へ流れるように誘導されることで、インク収容部５１の左側部分の上部にもインクの流れが発生する。これにより、インクの滞留が抑えられ、効率よくインクが撹拌される。

撹拌動作は、前述のように、インクカートリッジ１１からタンク２１への移送直後以外にも行われることがある。したがって、インク収容部５１内のインクが少なくなった状態で、撹拌動作により流入口５３ａからインク収容部５１にインクが流入することがある。

これに対し、タンク２１では、インク収容部５１内のインクが少なくなっても、例えば、図７に示すように、凹部５１ｃにはインクが溜まった状態になっている。このような状態で撹拌動作が行われても、インクに浸かった流入口５３ａからインクが流入するので、インクの流入時のインクの飛び跳ねが抑えられる。

また、タンク２１内のインクの液面高さが下限高さ以下になってインクカートリッジ１１からタンク２１へのインクの移送が行われる際にも、図７のようにインクに浸かった流入口５３ａからインクが流入するので、インクの流入時のインクの飛び跳ねが抑えられる。

ここで、本実施の形態とは異なり、流入口５３ａがインクから露出した状態でインクの流入が行われるような構成の場合には、流入したインクが液面に落下すること等でインクの飛び跳ねが生じることがある。

インクが飛び跳ねると、インクに気泡が混入するおそれがある。インクに気泡が混入すると、印刷部２のインクジェットヘッドにおけるインクの吐出不良を招く。また、インクが飛び跳ねると、インクが蓋４２に付着するおそれがある。インクが蓋４２に付着すると、蓋４２から大気連通穴６１にインクが侵入し、タンク２１が大気開放状態ではなくなるおそれがある。

これに対し、本実施の形態では、上述のように、インク収容部５１内のインクが少なくなっても、凹部５１ｃにインクが溜まっていることで、インクの流入時のインクの飛び跳ねが抑えられている。

以上説明したように、印刷装置１では、タンク２１のインク収容部５１の底面５１ｂに凹部５１ｃが形成され、凹部５１ｃに流入口５３ａが開口している。これにより、インクに浸かった流入口５３ａからインク収容部５１にインクが流入するので、インクの流入時のインクの飛び跳ねを軽減できる。

また、凹部５１ｃが傾斜部５１ｅを有するので、流入口５３ａから流入したインクが左斜め上方向へ、すなわち流出口５９ａの上方へ向けて流れるように誘導される。これにより、撹拌動作時におけるインクの滞留を抑制できる。この結果、インクの撹拌効率を向上できる。

また、流入口５３ａが凹部５１ｃの下端部に配置されているので、凹部５１ｃに溜まったインクの液面が流入口５３ａから流入するインクで乱されてインクが飛び跳ねることが抑えられる。これにより、インク収容部５１に流入するインクの飛び跳ねをより軽減できる。

なお、上述した実施の形態では、流入口５３ａが左向きに、すなわち流出口５９ａ側に向けて開口している構成を示したが、流入口５３ａが上向きに開口していてもよい。この場合でも、傾斜部５１ｅにより、流入口５３ａから流入したインクの向きが左斜め上方向にも分散されることで、インクの滞留を抑制できる。

上述した実施の形態では、流入口５３ａが凹部５１ｃの下端部に配置されている構成を示したが、凹部５１ｃにおける流入口５３ａの位置はこれに限らない。例えば、流入口５３ａが凹部５１ｃの上端部に配置されていてもよい。

また、上述した実施の形態では、インク収容部５１の底面５１ｂが傾斜している構成を示したが、底面５１ｂが水平であってもよい。また、傾斜部５１ｅは平面状に限らず、少なくとも一部が曲面で形成されていてもよい。

また、上述した実施の形態では、顔料粒子の沈降が生じるインクを撹拌する場合について説明したが、撹拌対象のインクは、成分の沈降が生じるものに限らず、例えば、成分の分離が生じるものであってもよい。

また、インク以外の液体を収容するタンクにも本発明は適用可能である。

本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

［付記］
本出願は、以下の発明を開示する。

（付記１）
液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に液体を流入させる流入口とを備え、
前記液体収容部は、前記液体収容部の底面に形成され、前記流入口が開口した凹部を有することを特徴とするタンク。

（付記２）
前記液体収容部から液体を流出させる流出口をさらに備え、
前記凹部は、前記流入口側から前記流出口側へ向かって高くなる傾斜部を有することを特徴とする付記１に記載のタンク。

（付記３）
前記流入口は、前記凹部の下端部に配置されていることを特徴とする付記１または２に記載のタンク。

１印刷装置
２印刷部
３インク供給部
４制御部
１１インクカートリッジ
１２撹拌部
２１タンク
２２大気開放管
２３エアフィルタ
２４インク移送管
２５インク流出管
２６インク移送弁
２７撹拌弁
２８ポンプ
２９インク供給管
３０インク供給弁
４１タンク本体
４２蓋
５１インク収容部
５１ａ周壁
５１ｂ底面
５１ｃ凹部
５１ｅ傾斜部
５３インク流入穴
５３ａ流入口
５９インク流出穴
５９ａ流出口

Claims

液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に液体を流入させる流入口とを備え、
前記液体収容部は、前記液体収容部の底面に形成され、前記流入口が開口した凹部を有することを特徴とするタンク。
前記液体収容部から液体を流出させる流出口をさらに備え、
前記凹部は、前記流入口側から前記流出口側へ向かって高くなる傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載のタンク。
前記流入口は、前記凹部の下端部に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタンク。