JP4029264B2

JP4029264B2 - インクタンク

Info

Publication number: JP4029264B2
Application number: JP2001349106A
Authority: JP
Inventors: 高司山田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: JP2003145796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク取出し孔に作用するインク吸引力によってインク室内から取出されるインクについて、残インク量を少なくするインクタンク構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのインクタンクとしては、インク室に連通している大気連通孔と、インク室からインクを取出すためのインク取出し孔と、インク室とインク取出し孔を連通しているインク通路は、インク室内に突出した突出部分を備え、突出部分の先端にインク取り出し孔側連通口が形成された構造であって、インク液面がインク取出し孔側連通口より上方にある場合は、インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、インクタンク内のインクは取出される。しかしながら、インク取出し孔側連通口より下方のインクは、構造的に、インクタンク内に残ってしまっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクタンクの構造として、インク室内へインクを取出すためのインク取出し孔を突出せずに構成した場合には次のような問題点がある。突出部分の内部には、インク取り出し孔を封鎖可能な弁体と、この弁体をインク取り出し口に押し付けているばね部材が配置されているため、インク取出し孔部はインク室の底面より部分的に突出した形状となる。その場合、インクタンク装着部材との間に無駄な空間できてしまい、インクタンクに詰め込むインク量をロスしてしまう。
【０００４】
一方、インクタンク装着部材との間に無駄な空間を少なくしようとすると、インク室とインク取出し孔を連通しているインク通路を、インク室内に突出しなければならず、すると、インクタンク内には取り出せないインクが残ってしまい、インクの無駄が生じていた。
【０００５】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、インクタンクをコンパクトにかつ、外径容積に対して、よりインク多くの詰め込む為に、インク取り出し孔部の底面からの突出を抑え、かつインク室内の残インクを少なくするインクタンクを提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、液状のインクが吸収保持されたフォームが収納されているフォーム収納部と、前記フォーム収納部の下部で当該フォーム収納部とは分離して形成され、前記フォームに吸収保持されたインクが供給されるインク室と、前記フォーム収納部で大気に連通している大気連通孔と、前記インク室からインクを取出すためのインク取出し孔と、前記インク室と前記インク取出し孔を連通しているインク通路を有しているインクタンクにおいて、
前記インク室の底面より前記インク室内に突出する突出部分を設け、当該突出部分の内部を前記インク通路とすると共に、その先端に前記インク通路への連通口を設け、前記突出部分の外面と当該突出部分を覆うキャップ部材の内面とでインク吸い上げ用の隙間を形成して、前記インク室底面部分から前記隙間により吸い上げたインクを前記キャップ部材内部の上部から前記連通口を介して前記インク通路に導くことを特徴としている。
【０００７】
上記構成により、前記突出部分とキャップ部材の間に、前記突出部分の先端に形成された前記連通口と前記インク室の底部分との間にインク吸い上げ用の隙間の幅寸法などを適切に設定しておくことにより、底部分のインクを吸い上げることができる。この場合、前記突出部分の外面および／または前記キャップ部材の内面に、前記インク吸い上げ用の隙間を形成するための突起を形成しておけば、キャップ部材を装着するだけで適切な幅の隙間を形成できる。
【０００８】
また、この突起を、前記突出部分に対する前記キャップ部材の位置決め用突起として機能させることが望ましい。
【０００９】
さらに、前記キャップ部材はコップ状キャップとすることができ、この場合には、このコップ状キャップの開口端面と、当該開口端面が対峙している前記インク室の底面との間に、前記インク吸い上げ用の隙間に連通する連通部を形成すればよい。前記コップ状キャップの開口端面に、前記連通部を形成するための複数の突起を形成しておけば、コップ状キャップを突出部分に装着すると自動的に前記連通部を形成できるので好ましい。
【００１０】
また、インクの吸い上げ動作が適切に行われるようにするためには、前記コップ状キャップの外周面が、前記インク室の内面から離間していることが望ましい。
【００１１】
次に、インク室内に突出している突出部分の内部に、前記インク取出し孔を封鎖可能な弁体と、この弁体を前記インク取出し口に押し付けているばね部材を配置すれば、これらの部分を、コンパクトに組み込むことができる。
【００１２】
また、本発明のインクタンクは、前記大気連通孔と連通し、前記インクが吸収保持されたフォームが収納され、前記インクを前記インク室へ移動可能に前記インク室に隣接されているフォーム収納室を有していることを特徴とする。
【００１３】
この場合、前記フォーム収納室および前記インク室を連通しているフォーム側連通口を仕切っている第１のフィルタと、前記インク室および前記インク取出し孔を連通している取り出し孔側連通口を仕切っている第２のフィルタとを有し、前記第１のフィルタは、前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって気泡が通過可能な多孔質材料から形成されており、前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタより孔径が小さい多孔質材料から形成すればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明のインクジェトプリンタ用のインクタンクの各実施例をフォーム式のインクタンクを用いて説明する。なお、以下の実施例はインクジェットプリンタのインクタンク装着部に対して着脱可能に装着されるインクタンクに対して本発明を適用した例である。さらに、本発明は、インクジェットプリンタに予め配置されたインクタンクに対しても同様に適用可能である。
【００１６】
図１（ａ）および（ｂ）は本発明を適用したフォーム式のインクタンクを示す平面図および正面図であり、図２は当該インクタンクを底面側から見た場合の斜視図であり、図３は当該インクタンクの分解斜視図である。
【００１７】
本例のインクタンク１は、インクジェットプリンタ（図示せず）に形成されているタンク装着部（図示せず）に対して着脱可能に装着して使用される。このインクタンク１は、上側が開口した升形の容器本体２と、この上側開口３を封鎖している容器蓋４とを有し、これらの内部にフォーム収納部５が区画形成され、ここに、インクが吸収保持された全体として直方体形状のフォーム６が収納されている。
【００１８】
容器本体２の底面にはインク取出し孔７が形成されており、このインク取出し孔７には円盤状のゴムパッキン８が装着されており、その中心に開けた貫通孔８ａがインク取出し口とされている。インク取出し孔７におけるゴムパッキン８よりも奥の部分には、インク取出し口８ａを封鎖可能な弁９が配置されており、この弁９は常にコイルばね１０によってゴムパッキン８に押し付けられ、インク取出し口８ａを封鎖している。
【００１９】
フォーム収納部５は、詳細を後述するように、第１のフィルタ１１および第２のフィルタ１２を介してインク取出し孔７に連通している。また、フォーム収納部５は、容器蓋４に形成された大気連通孔１３を介して大気開放されている。フォーム収納部５に装着したフォーム６に吸収保持されているインクが、インク取出し孔７を介して吸引されると、吸引されたインクに対応する分の空気が、大気連通口１３からフォーム収納部６に入り込む。
【００２０】
なお、容器蓋４の大気連通孔１３は、容器蓋表面に刻まれた屈曲状の溝１３ａに繋がっており、この溝１３ａの端１３ｂは容器蓋４の縁端近傍まで延びている。インクタンク１の出荷時には、容器蓋４の大気連通孔１３および溝１３ａが形成されている部分はシール１４が貼り付けられており、使用時には、当該シール１４の切り取り線１４ａに沿って当該シール１４の一部１４ｂを切り取ることにより、溝１３ａの端１３ｂが露出し、大気連通孔１３が大気開放状態になる。
【００２１】
また、インクジェットプリンタのタンク装着部に取り付けられているインク供給針が当該インク取出し口８ａに差し込まれた状態となるように、当該インクタンク１が装着される（図４（ｂ）参照）。この時、容器底面のインク取出し口８ａの部分に貼り付けられたシール１５はインク供給針の先端で破られ、開口される。
【００２２】
図４（ａ）および（ｂ）は図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した場合におけるインクタンク１の断面図および部分断面図であり、図５は図１のＶ−Ｖ線で切断した場合におけるインクタンク１の断面図であり、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線で切断した場合におけるインクタンク１の断面図である。
【００２３】
これらの図を参照して、インク取出し孔７とフォーム収納部６の間に形成されているインク通路部分の構造を説明する。容器本体２の底板部分２１には、矩形断面の筒状枠２２が当該底板部分２１を貫通して上下に垂直に延びている。この筒状枠２２におけるフォーム収納部６内に垂直に起立している上側筒状枠部分２３の上端には長方形の連通口２５が形成されている。この連通口２５は長方形の第１のフィルタ１１によって封鎖されている。
【００２４】
この筒状枠２２の容器底板部分２１から下方に垂直に突出している下側筒状枠部分２４の下端開口は、これに一体形成されている枠底板部分２４ａによって封鎖されており、当該枠底板部分２４ａの略中央からは、全体として円筒状の突出部分２６が上方に垂直に延びる状態で一体形成されている。この突出部分２６の中心孔はインク取出し孔７に連通したインク通路２７とされており、ここにゴムパッキン８、弁９およびコイルばね１０が装着されており、当該コイルばね１０のばね受け２８が突出部分２６の内周面に一体形成されている。
【００２５】
この突出部分２６は、上記の第１のフィルタ１１よりも所定距離だけ下の位置までに延びており、その上端に形成されている円形の連通口２９は第２のフィルタ１２によって封鎖されている。
【００２６】
このように、本例のインクタンク１では、フォーム収納部５とインク取出し孔７の間に、容器本体底板部分２１に一体形成された矩形断面の筒状枠２２およびその内側に一体形成された円筒状の突出部分２６によって、インク室３０が区画形成されている。このインク室３０は、第１のフィルタ１１が取り付けられている連通口２５を介してフォーム収納部５に連通している。また、インク室３０は、第２のフィルタ１２が取り付けられている連通口２９を介してインク通路２７に連通しており、このインク通路２７の下端側はインク取出し孔７に繋がっている。
【００２７】
このように、本例のインクタンク１では、フォーム収納部５とインク取出し孔７の間に、容器本体底板部分２１に一体形成された矩形断面の筒状枠２２およびその内側に一体形成された円筒状の突出部分２６によって、インク室３０が区画形成されている。このインク室３０は、第１のフィルタ１１が取り付けられている連通口２５を介してフォーム収納部５に連通している。また、インク室３０は、第２のフィルタ１２が取り付けられている連通口２９を介してインク通路２７に連通しており、このインク通路２７の下端側はインク取出し孔７に繋がっている。本例の第１のフィルタ１１は、インクを通すと共に、インク取出し孔７に作用するインク吸引力によって、気泡が通過可能な多孔質材料から形成されている。すなわち、インク吸引力によってメニスカスが破壊する毛管引力となる孔サイズの多孔質材料から形成されている。この第１のフィルタ１１は、例えば、不織布やメッシュフィルタから形成されている。
【００２８】
これに対して、第２のフィルタ１２は、第１のフィルタ１１より孔径の小さい多孔質材料から形成されている。この第２のフィルタ１２は、インクに混入している異物を捕捉可能な孔サイズのものである。この第２のフィルタ１２も不織布やメッシュフィルタから形成することができる。
【００２９】
ここで、インク吸引力とは、インク供給対象のインクジェットヘッド（図示せず）でのインク吐出圧力によりインク取出し孔７に作用するインク吸引力もしくはインクポンプの吸引力によるものである。
【００３０】
次に、本例のインク室３０には、インク吸い上げ用のコップ状キャップ３１が配置されている。このコップ状キャップ３１によって、インク室３０の底に溜まっているインクを上方に位置している第２のフィルタ１２が取り付けられている連通口２９まで吸い上げるようにしている。
【００３１】
図７（ａ）および（ｂ）は、このコップ状キャップ３１を示す斜視図および断面図である。図４ないし図７を参照して説明すると、このコップ状キャップ３１は、円筒状胴部３２と、この上端開口を封鎖している天板部分３３とを備えており、その下端開口３４の円形端面３５には、所定角度間隔で形成された複数の突起が垂直に突出している。本例では９０度間隔で同一高さの４個の突起３６が形成されている。円筒状胴部３２の内周面は、その下端側内周面部分３７と、この上側に連続して僅かに内側にせり出したテーパ付き内周面部分３８と、この上側に連続している小径の上端側内周面部分３９を備えている。
【００３２】
この形状のコップ状キャップ３１は、インク室３０の中に形成されている円筒状の突出部分２６に対して上側からキャッピングした状態で取り付けられている。突出部分２６の外周面は、下端側部分が僅かに大きな大径外周面部分４１とされ、この上端側部分が小径外周面部分４２とされ、これらの間には環状段面４３が形成されている。図６に示すように、小径外周面部分４２には、所定の角度間隔で外方に突出したリブ４４が形成されている。本例では９０度間隔で４本のリブ４４が形成されており、これらのリブ４４の突出量は同一であり、上下方向に所定の長さとされている。また、これらのリブ４４の突出量は、これらがコップ状キャップ３１の上端側外周面部分３９にちょうど嵌り込むように設定されている。
【００３３】
コップ状キャップ３１を突出部分２６にキャッピングすると、４本のリブ４４によってコップ状キャップ３１が位置決めされ、コップ状キャップ３１の内周面と突出部分２６の外周面の間には４本のインク吸い上げ用の円弧状断面の隙間４５が形成される。また、コップ状キャップ３１における下端の円形端面３５に形成した突起３６の下面から天板部分３３の裏面までの高さ寸法は、突出部分２６の高さ寸法よりも所定量だけ大きく設定されている。従って、キャッピング状態では、突出部分２６の上端に取り付けた第２のフィルタ１２とコップ状キャップ３１の天板部分３３の裏面の間には、所定間隔のインク通路用の隙間４６が形成され、この隙間４６が隙間４５に連通している。さらには、キャッピング状態においては、コップ状キャップ３１の下端に形成された４個の突起３６の間には、一定幅の４本の円弧状断面の隙間４７が形成される。この円弧状断面の隙間４７は上記の円弧状断面の隙間４５に連通している。
【００３４】
ここで、隙間４５、４６、４７を適切な幅に設定しておくことにより、隙間４７から隙間４５を通ってインクが吸い上げられて、隙間４６を通って第２のフィルタ１２を経由して突出部分上端の連通口２９に到るインク吸い上げ用通路を形成することができる。このようにすると、インク室３０に溜まっているインク量が減って、その液面が第２のフィルタ１２よりも低くなった場合においても、インク室内のインクを第２のフィルタ１２の位置まで吸い上げて、インク通路２７からインク取出し孔７に供給することができる。
【００３５】
また、本例では、コップ状キャップ３１の外周面３２ａがインク室３０を形成している筒状枠２２の内側側面２２ａから所定幅だけ離間した状態となるようにしてある。コップ状キャップ３１の外周面３２ａが筒状枠２２の内側側面２２ａに接触すると、インク室内部が接触位置を境として左右に分断されてしまい、インク室内に溜まっているインクを効率良く吸い上げることができなくなるおそれがある。本例では、コップ状キャップ３１によってインク室に溜まっているインクを効率良く吸い上げることができる。
【００３６】
次に、インクカートリジ１１をインクジェットプリンタのタンク装着部に装着すると、図４（ｂ）に示すように、インクジェットプリンタの側に配置されているインク供給針６１の先端部分が、インクタンク１のインク取出し孔７に装着したゴムパッキン８の貫通孔８ａを貫通して、インク通路２７内に位置している弁９を押し上げた状態になる。
【００３７】
この結果、インク取出し孔７が開いた状態になるので、インクタンク１のフォーム収納部５内のフォーム６に吸収保持されているインクが、第１のフィルタ１１、インク室３０を介してインク通路２７に流れ込み、インク供給針６１を通って、インクジェットプリンタ側のインクジェットヘッドに供給可能となる。このようなインク供給機構は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
次に、インクジェットヘッドが駆動されてインク吐出が行われると、インク吐出圧力によってインク取出し孔７にはインク吸引力が作用して、インクジェットヘッドに向けてインクが供給される。インクが供給されてフォーム６に保持されているインクが減少すると、それに伴って、大気連通口１３を介して空気がフォーム収納部５内に入り込む。図４（ａ）において一点鎖線で示すように、インクの消費に伴ってフォーム６に含浸されているインクが徐々に減少し、それに代って気泡がフォーム６内に入り込む。フォーム６内のインク残量が少なくなると、第１のフィルタ１１を通って気泡がインク室３０内に入り込む。ここで、このインク室３０とインク取出し孔７の側の間を仕切っている第２のフィルタ１２は気泡を通さない。よって、インク室３０の内部に気泡が徐々に溜まっていく。
【００３８】
さらにインク残量が少なくなると、フォーム収納部５およびインク室３０に溜まっているインクの液面が徐々に下がる。本発明では、コップ状キャップ３１を用いて、インク室３０の底部分に溜まっているインクを第２のフィルタ１２の位置まで吸い上げるためのインク吸い上げ機構が形成されている。インク室３０に溜まっているインクが実質的に全て吸い上げられてインク取出し孔７からインクジェットヘッドに供給されるので、インク室３０にインクが実質的に無くなるまでインクを取出すことができる。
【００３９】
以上説明したように、本例のインクタンク１では、インク室３０の底面部分から上方に位置している第２のフィルタ１２にインクを吸い上げるための隙間を、コップ状キャップ３１を用いて区画形成している。かかるインク吸い上げ用の隙間を形成してあるので、インク室３０の残量インク量を低減でき、インクの利用効率を改善できる。
【００４０】
上記実施例では、インク吸収体の毛細管力を利用していないことから、多量にインクの吸い上げが可能であり、インク吸引が行われた場合などにインク切れが発生することを回避できる。また、インクジェットヘッド側へのインク供給量（流速）やインクタンク内の負圧条件の変動に起因したインク吸い上げ量のばらつきも抑制できる。さらに、本例では、インク室３０の内部にインク取出し孔７に通ずるインク通路２７を突出させることにより、これらが形成されているインクエンド検出のための構成部分をコンパクトにしてあるので、インクタンクの設置スペースの増加を抑制できるという利点がある。また、このインク通路２７にインク取出し孔７を封鎖している弁９およびコイルばね１０などを配置してあるので、当該インク取出し部分もコンパクトに構成できる。
【００４１】
またさらに、本例インクタンク構造は、インクジェットプリンタに装着されるインクタンクを例としたが、ヘッドと一体になったヘッドユニットであっても、また、インクジェットプリンタに一体に設けられたものにも適用できるものである。
【００４２】
また、本例では、第２のフィルタ１２を具備した構成になっているが、インクタンクがインクジェットヘッドの位置より低い位置に配置される場合や、気泡がインク室１２７内に入り込んでも第１のフィルタ１１のメニスカスがフォームのわずかなインクにより復活する場合は、第２のフィルタ１２を省くこともできる。
【００４３】
またさらに、コップ状キャップ３１の下端周囲のみ枠底板部分２４ａよりさらに一段と掘り下げて底部分を形成すればインク室の底部分に取り残される残留インクを更に低減することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インク室の内部に突出部分を形成し、この内部にインク取出し孔に通ずるインク通路を形成することにより、インクタンク外形寸法を増加させることなく形成できるという利点がある。
【００４５】
さらに、本発明では、インク室の底部分に溜まったインクを上方に位置している第２のフィルタの位置まで吸い上げるインク吸い上げ用の隙間を形成してある。よって、インク室内の残留インクを低減でき、インクの利用効率を高めことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明を適用したインクタンクを示す平面図および正面図である。
【図２】図１のインクタンクを底面側から見た場合の斜視図である。
【図３】図１のインクタンクの分解斜視図である。
【図４】（ａ）は図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した場合におけるインクタンクの断面図であり、（ｂ）はインク供給針が差し込まれた状態を示す部分断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線で切断した場合におけるインクタンクの断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線で切断した場合におけるインクタンクの断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、図１のインクタンクのインク室に配置されているコップ状キャップを示す斜視図および断面図である。
【符号の説明】
１インクタンク
２容器本体
３容器本体の上側開口
４容器蓋
５フォーム収納部
６フォーム
７インク取出し孔
８ゴムパッキン
９弁
１０コイルばね
１１第１のフィルタ
１２第２のフィルタ
１３大気連通孔
２１容器本体の底板部分
２７インク通路
３０インク室
３１コップ状キャップ
３２胴部
３３天板部分
３６突起
４４リブ
４５インク吸い上げ用の隙間
４６連通部
４７隙間
６１インク供給針

Claims

液状のインクが吸収保持されたフォームが収納されているフォーム収納部と、
前記フォーム収納部の下部で当該フォーム収納部とは分離して形成され、前記フォームに吸収保持されたインクが供給されるインク室と、前記フォーム収納部で大気に連通している大気連通孔と、前記インク室からインクを取出すためのインク取出し孔と、前記インク室と前記インク取出し孔を連通しているインク通路を有しているインクタンクにおいて、
前記インク室の底面より前記インク室内に突出する突出部分を設け、当該突出部分の内部を前記インク通路とすると共に、その先端に前記インク通路への連通口を設け、
前記突出部分の外面と当該突出部分を覆うキャップ部材の内面とでインク吸い上げ用の隙間を形成して、
前記インク室底面部分から前記隙間により吸い上げたインクを前記キャップ部材内部の上部から前記連通口を介して前記インク通路に導くことを特徴とするインクタンク。
請求項１において、
前記突出部分の外面および／または前記キャップ部材の内面には、前記インク吸い上げ用の隙間を複数に分割するための突起が形成されていることを特徴とするインクタンク。
請求項２において、
前記突起は、前記キャップ部材の位置決め用突起であることを特徴とするインクタンク。
請求項１において、
前記キャップ部材はコップ状キャップであり、
このコップ状キャップの開口端面と、当該開口端面が対峙している前記インク室の底面との間には、前記インク吸い上げ用の隙間に連通する連通部が形成されていることを特徴とするインクタンク。
請求項４において、
前記コップ状キャップの開口端面は、前記連通部を形成するための複数の突起を備えていることを特徴とするインクタンク。
請求項４または５において、
前記コップ状キャップの外周面は、前記インク室の内面から離間していることを特徴とするインクタンク。
請求項１において、
前記突出部分の内部には、前記インク取出し孔を封鎖可能な弁体と、この弁体を前記インク取出し孔に押し付けているばね部材が配置されていることを特徴とするインクタンク。