JP7056184B2 - 液体タンク、液体噴射装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、液体噴射装置が一方向に加え、他方向に傾斜した状態で使用されても、内部の液体残量を少なくできる液体タンク、液体噴射装置を提供することにある。
また、電極部材は、視認部を有する第1側壁部に対向する第2側壁部側に配置される。従って、視認部から電極部材を見えにくくできるため、デザイン性を高めるとともに液体量を視認しやすくできる。
また、電極部材は、視認部を有する第1側壁部に対向する第2側壁部側に配置される。従って、視認部から電極部材を見えにくくできるため、デザイン性を高めるとともに液体量を視認しやすくできる。
図1は、液体噴射装置の構成を示す斜視図であり、図2は、液体噴射装置の構成を示す正面図である。
図1及び図2に示すように、プリンター10は、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンターとして構成されている。図1には、相互に直交する座標軸であるX軸、Y軸およびZ軸が表わされている。X-Y平面は、水平面と平行な面である。+Z方向は鉛直上方を示し、-Z方向は鉛直下方を示す。本実施形態において、+Z方向および-Z方向を合わせてZ軸方向とも呼ぶ。同様に+X方向および-X方向を合わせてX方向とも呼び、+Y方向および-Y方向を合わせてY方向とも呼ぶ。なお、図2以降の各図面に表わされるX方向、Y方向およびZ軸方向は、いずれも図1のX方向、Y方向およびZ軸方向とそれぞれ同じ方向を示す。
なお、本実施形態にかかるプリンター10の使用状態とは、水平面に設置されたプリンターの状態であり、本実施形態では、X軸およびY軸に平行なX-Y面が水平面となる。
図3A、図4及び図5は液体噴射装置の構成を示す斜視図であり、プリンター10におけるタンク100へのインクの補給形態を示す図である。なお、図3Bは液体噴射装置の一部構成を示す平面図である。
図1に示すように、タンク100の上方には、タンク100の上方部を覆う板状のカバー部31が設けられている。図1ではカバー部31の閉状態を示している。
カバー部31の+Y方向に端部には摘み部32が設けられ、当該摘み部32を手指で摘まんで上方に引き上げることにより、軸部(図示せず)を介して開状態に移行することができる。図3Aでは、カバー部31の開状態を示している。また、カバー部31が開状態から摘み部32を手指で摘まんで下方に移動させることでカバー部31を閉状態に移行することができる。なお、カバー部31は、スライド方式により開閉可能に構成してもよい。
図3Bは、栓部材40を示す平面図である。栓部材40は、図3Bに示すように、液体注入口150を覆う弾性変形可能な栓本体42と、栓本体42を保持する保持部材41とを有している。保持部材41は一方向(Y方向)に長い長尺な形状を有している。
なお、保持部材41には栓本体42を差し込んで保持するための開口41aが形成されており、当該開口41aから栓本体42の一部(頂部42a)が視認可能となる。
そして、保持部材41の-Y方向端部に設けられた軸部(図示せず)によって、保持部材41が開閉可能に構成されている。
なお、上記構成に限定されず、例えば、カバー部31は平坦面を有し、栓部材40の保持部材41側に突起部が形成され、カバー部31を閉状態とした際に、カバー部と突起部とが当接する構成であってもよい。
なお、本実施形態のプリンター10では、図5に示すように、容器IBの導出口Idと液体注入口150とを接続してインク補給している状態において、容器IBの上方には、容器IBと干渉する部分がないように構成されている。すなわち、プリンター10に対して容器IBの取り付け及び取り外しする際に、容器IBは何ら干渉されない。具体的には、操作部20が、スキャナー本体16から+Y方向に突出しているが、容器IBの上方(タンク100の上方)には操作部20は存在しない。これにより、ユーザーは容易に容器IBを取り扱うことができ、利便性を高めることができる。
以上により、プリンター10におけるタンク100へのインクの補給が終了する。
図6は液体噴射装置(プリンター)の内部構成を示す模式図である。
図6に示すように、プリンター10は、液体タンクとしてのタンク100と、キャリッジ51と、中継ユニット50と、印刷ヘッド52(液体噴射部)と、チューブ53等を備えている。
図7は、タンクの構成を示す第1斜視図であり、図8はタンクの構成を示す第2斜視図である。また、図9はタンクの構成を示す第1側面図であり、図10はタンクの構成を示す第2側面図である。また、図11はタンクの構成を示す背面図であり、図12はタンクの構成を示す正面図である。また、図13はタンクの構成を示す上面図であり、図14はタンクの構成を示す底面図である。
なお、本実施形態にかかるタンク100の使用状態とは、図1に示すように、プリンター10がX-Y平面(水平面)に設置された状態において、プリンター10内にタンク100が収容された状態をいう。そして、+Y方向側に位置する面は、タンク100の正面に該当する。また、この状態において、-Y方向側に位置する面は、タンク100の背面に該当する。
具体的には、電極部材200は、一対の電極ピン240a,240bを備えている。そして、本実施形態のタンク100では、図7及び図9に示すように、一対の電極ピン240a,240bが液体収容室110に収容されている。本実施形態では、各電極ピン240a,240bは、棒状に延伸している金属ピンなどの導電性部材によって構成されている。各電極ピン240a,240bは、インクの付着によって表面に酸化被膜が生じてしまうことが抑制される部材によって構成されることが望ましい。各電極ピン240a,240bは、例えば、ステンレス鋼によって構成されてもよいし、カーボンによって構成されてもよい。
電極部材200の各電極ピン240a,240bは、少なくとも一部が底壁部114(底部)よりも上方に位置するように、タンク100の液体収容室110に向かって延伸している。すなわち、一対の電極ピン240a,240bは、重力方向に沿って延伸している。
なお、本実施形態では、各電極ピン240a,240bが上壁部113から底壁部114に向けて延伸した形態としたが、これに限定されず、例えば、電極ピン240a,240bを第2側壁部112或いは第3側壁部115から底壁部114に向けて延伸させてもよい。この場合、電極ピン240a,240bを屈曲させて底壁部114に向けて延伸させればよい。
そして、制御部60は、印刷処理の実行中や印刷処理の休止中に、インクに交番電流が流れるように、第2電極ピン240bに対して、周期的に電圧を印加させ、第1電極ピン240aと第2電極ピン240bとの間の抵抗を検出する。なお、インクに流される交番電流は、第1電極ピン240aをキャパシターに接続しておき、2つの電極ピン240a,240bを介して、当該キャパシターに電気的エネルギーの蓄積と放出とを繰り返させることによって生じさせてもよい。液体収容室110内のインクが消費され、その液面が第2電極ピン240bの先端部243bより低い位置まで低下し、インクと第2電極ピン240bとの間の電気的導通が遮断されると、2つの電極ピン240a,240bの間の抵抗が増大する。制御部60は、検出される抵抗が所定の閾値以上に増大したときに、液体収容室110におけるインク量が規定の量より少なくなっているインク量の過少状態を検出する。なお、制御部60は、各電極ピン240a,240bにおけるインクとの接触面積の変化に応じた抵抗の変化を、液体収容室110におけるインク量の変化として検出してもよい。
具体的には、図8または図12に示すように、タンク100の第1側壁部111は、タンク100内のインクのインク量を視認可能な視認部111aを有している。詳細には、第1側壁部111は透明性を有する材料で形成されており、タンク100内のインクのインク量を視認することができる。そして、第1側壁部111の外部面には、インクの残量の目印として凸状の目盛300がZ軸方向に複数形成されている。但し、複数の目盛300のうち、最下方の目盛300は、タンク100内のインクの残量の最下限を示す目盛ではなく、タンク100内のインクの残量の途中経過を示すものである。なお、最下限を示す目盛を別途設けてもよい。
このように、プリンター10が水平面に対して傾斜した状態で使用した場合、同様にタンク100も傾斜する。そうすると、タンク100内のインクが傾斜した下方側に溜まるため、タンク100内に比較的多くのインクが残ってしまう。
そこで、本実施形態にかかるタンク100では、傾斜した状態で使用されても、タンク100内部のインク残量を低減するように構成されている。
以下、具体的な構成について説明する。
第1突出部181及び第2突出部182は、ケース101と同様の合成樹脂により一体形成されたものである。
そして、水平方向に沿った方向を第1方向(-Y方向)とし、第1方向と反対の方向を第2方向(+Y方向)とすると、第1突出部181は、上方かつ第1方向(-Y方向)に向かって傾斜する第1傾斜部181aを上部に有している。第2突出部182は、上方かつ第2方向に(+Y方向)向かって傾斜する第2傾斜部182aを上部に有する。すなわち、図9に示すように、側面視において第1突出部181の第1傾斜部181aと第2突出部182の第2傾斜部182aとが互い違いに傾斜した形態となっている。
第1突出部181の第1傾斜部181aの上部は、液体流出口120から第2側壁部112に向けて(-Y方向に向けて)徐々に上方に向かって傾斜する傾斜面を有している。また、当該傾斜面は平坦面である。第1傾斜部181aの傾斜面の傾斜角度は、特に規定されないが、例えば、水平面(X-Y面)に対して約3°に設定してもよい。これは、タンク100(プリンター10)が+Y方向に向けて上方に3°程度傾いた場合を想定して設定した傾斜角度である。すなわち、タンク100が水平面(X-Y面)に対して約3°傾斜した場合、第1傾斜部181aの平坦面(傾斜面)と水平面とがほぼ平行状態となる。
また、第1突出部181と第1側壁部111との間には隙間が設けられている。
第2突出部182の第2傾斜部182aの上部は、+Y方向に向けて徐々に上方に向かって傾斜する傾斜面を有している。また、当該傾斜面は平坦面である。第2傾斜部182aの傾斜面の傾斜角度は、特に規定されないが、例えば、水平面(X-Y面)に対して約3°に設定してもよい。これは、タンク100(プリンター10)が-Y方向に向けて上方に3°程度傾いた場合を想定して設定した傾斜角度である。すなわち、タンク100が水平面(X-Y面)に対して約3°傾斜した場合、第2傾斜部182aの平坦面(傾斜面)と水平面とがほぼ平行状態となる。
また、図7に示すように、第1突出部181及び第2突出部182は、第3側壁部115から-X方向(第3方向)に向けて突出している。そして、第2突出部182の-X方向(第3方向)における寸法(長さ)は、第1突出部181の-X方向(第3方向)における寸法(長さ)よりも短い。なお、第2突出部182の+Y方向端部の-X方向(第3方向)には液体流出口120が配置されている。
なお、第1側壁部111(視認部111a)は、平坦面に限らず、曲面を有する形態であってもよい。
すなわち、第1突出部181の第3方向(-X方向)の端部181bと第1シート部材102とは接触しない。より詳細には、第1突出部181の端部181bと第1シート部材102との間には隙間が形成される。当該隙間はインクが流動可能な流路として機能する。従って、第1突出部181と第2側壁部112との間の隙間191と液体流出口120とは、分断されることなく、第1突出部181の端部181bと第1シート部材102との間の隙間によって連通する。
さらに詳細には、各電極ピン240a,240bと第1突出部181とは、およそ各電極ピン240a,240bの直径以上の寸法距離で離れている。これにより、各電極ピン240a,240bと第1突出部181との間に一定の距離が確保されるので、各電極ピン240a,240bと第1突出部181との間でのインクによるメニスカスの発生を防ぐことができる。従って、検出精度の低下を抑制することができる。
また、各電極ピン240a,240bと第2側壁部112とは、およそ各電極ピン240a,240bの直径以上の寸法距離で離れている。これにより、各電極ピン240a,240bと第2側壁部112との間に一定の距離が確保されるので、各電極ピン240a,240bと第2側壁部112との間でのインクによるメニスカスの発生を防ぐことができる。従って、検出精度の低下を抑制することができる。
さらに、電極部材200(一対の電極ピン240a,240b)は、視認部111aを有する第1側壁部111に対向する第2側壁部112側に配置される。従って、ユーザーが視認部111aを見た際、電極部材200の一対の電極ピン240a,240bを見えにくくすることができるため、デザイン性を高めるとともにインクの残量を視認しやすくできる。
図17及び図18はタンクの作用を示す説明図である。
まず、図17は、タンク100(プリンター10)の底壁部114が+Y方向に向けて上方に3°程度傾いた場合を示している(例えば、タンク100(プリンター10)が第1方向側に傾いている)。
また、第1突出部181の形成により、タンク100の液体収容室110内に第1突出部181が無い場合に比べて液体収容室110の容積が第1突出部181の容積分だけ小さくなる。従って、よりタンク100内のインクを液体流出口120側に誘導させることができる。
この際、第1突出部181の端部181bと第1シート部材102との間の隙間を流路としてインクを第2側壁部112側から液体流出口120側に流動させることができる。この結果、タンク100に残留するインクの量を低減することができる。
さらに、第1突出部181の端部181bと第1シート部材102との間の隙間は連通路として機能するため、例えば、タンク100(プリンター10)姿勢がX-Y面(水平面)に載置された状態(使用状態)となっても、タンク100内のインクが隙間191と液体流出口120との間で分断せず、インクを流動させることができる。
ここで、タンク100の液体収容室110には、第1突出部181よりもZ軸方向に高い位置まで突出した第2突出部182が形成されている。このため、タンク100の液体収容室110内に第2突出部182が無い場合に比べて液体収容室110の容積が第2突出部182の容積分だけ小さくなる。従って、よりタンク100内のインクを液体流出口120側に誘導させることができる。
また、図18に示すようにタンク100が傾斜した場合、第1側壁部111側ではインクの嵩が増え、電極部材200周辺のインクの嵩が減るため、電極部材200によるインク残量の検出が早まり、タンク100内のインクの残量が多くなってしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態では、第1突出部181よりもZ軸方向に高い位置まで突出した第2突出部182が形成されているため、インクの嵩が増加(第1側壁部111側におけるインク面の高さが高くなる)しても、第2突出部182の容積分のインクを減らせることができる。
なお、第1突出部181と第2突出部182との高さを同様にしてもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
また、第2突出部182の-X方向(第3方向)における寸法(長さ)は、第1突出部181の-X方向(第3方向)における寸法(長さ)よりも短くなっている。このため、液体収容室110内においてある一定の容積は確保される。すなわち、例えば、図5に示すように、液体収容室110において容器IBの1本分に収容されたインクの容量分相当を確保することが可能となる。これにより、ユーザーの利便性を向上させることができる。
(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ー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吐出する液体噴射装置
(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。
Claims (2)
- 液体噴射装置の液体噴射部に液体を供給可能な液体タンクにおいて、
前記液体を収容する液体収容室を構成する外壁部であって、使用状態において鉛直方向の上方に位置する上壁部と、前記上壁部に対向する底壁部と、前記上壁部および前記底壁部にそれぞれ交差し、前記液体の液体量を視認可能な視認部を有する第1側壁部と、前記第1側壁部に対向する第2側壁部と、前記上壁部、前記底壁部、前記第1側壁部および前記第2側壁部にそれぞれ交差する第3側壁部と、を含む外壁部と、
前記液体タンクの外部に前記液体を排出するための液体排出口と、
前記液体タンクの内部に設けられ、前記第3側壁部からそれぞれ突出する第1突出部と第2突出部と、を備え、
前記第1側壁部から前記第2側壁部に向かう方向を第1方向とし、前記第1方向と反対に向かう方向を第2方向とすると、
使用状態における前記第2突出部の前記底壁部からの高さは、前記第1突出部の前記底壁部からの高さよりも高く、
前記第1突出部は、前記上方かつ前記第1方向に傾斜する第1傾斜部を上部に有し、
前記第2突出部は、前記上方かつ前記第2方向に傾斜する第2傾斜部を上部に有し、
少なくとも一端が前記液体タンクの前記内部に位置し、前記液体を検出可能に構成される電極部材を備え、
前記第1突出部と前記第2側壁部との間には第1の隙間が設けられ、
前記第3側壁部に向かって平面視した時に、前記電極部材は、前記一端が前記底壁部よりも上方に位置するように前記第1の隙間に配置されることを特徴とする液体タンク。 - 請求項1に記載の液体タンクにおいて、
前記第2突出部と前記第2側壁部との間には第2の隙間が設けられ、
前記第3側壁部に向かって平面視した時に、前記電極部材は、前記一端が前記底壁部よりも上方かつ前記第2の隙間に配置されることを特徴とする液体タンク。
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