JP7164454B2 - タンク - Google Patents

Description

本発明は、液体を収容するタンクに関する。

液体を収容し、液体の流入、流出が行われるタンクにおいて、液体の量の変化に関わらず内圧を一定（大気圧）に保つために、タンク内を大気と連通するための大気連通穴を設けたものがある（特許文献１参照）。

このようなタンクにおいて、大気連通穴に液体が浸入すると、液体が大気連通穴を塞ぎ、タンク内が大気から遮断されて内圧を一定に保てなくなるおそれがある。そこで、大気連通穴の開口部は、タンク内に収容している液体が浸入しないような位置に配置される。

特開平１０－９５１２８号公報

しかしながら、上述のようにタンク内に収容している液体が浸入しないような位置に大気連通穴の開口部を配置しても、タンクの蓋に付着した液体が大気連通穴に浸入するおそれがある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、大気連通穴への液体の浸入を抑制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、液体を収容するタンク本体と、前記タンク本体の上側を覆う蓋とを備え、前記タンク本体は、前記タンク本体の上面に開口した大気連通穴と、前記大気連通穴の開口部の周囲を掘り下げて形成された段落ち部とを有し、前記蓋は、前記大気連通穴の前記開口部に対向して前記蓋の下面に形成され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、大気連通穴への液体の浸入を抑制できる。

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。 図２のＡ－Ａ線に沿った部分拡大断面図である。 タンク本体の要部拡大平面図である。 タンクの蓋の要部拡大平面図である。 凹部の平面視形状の変形例を示す図である。 凹部の断面形状の変形例を示す図である。 凹部の断面形状の他の変形例を示す図である。

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、図２のＡ－Ａ線に沿った部分拡大断面図である。図６は、タンク本体の要部拡大平面図である。図７は、タンクの蓋の要部拡大平面図である。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。タンク２１を大気開放するのは、タンク２１内のインクの量の変化に関わらず内圧を一定（大気圧）に保つためである。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、インクをタンク２１から流出させてタンク２１に戻す経路である。

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。

図２～図５に示すように、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、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。

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、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、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。

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。

大気連通穴６１のタンク本体４１の上面４１ａにおける開口部６１ａの周囲には、タンク本体４１の上面４１ａから掘り下げて形成された段落ち部６２が設けられている。段落ち部６２は、蓋４２の下面４２ａとの間隔が所定間隔になるように形成されている。段落ち部６２は、インク収容部５１の左側に隣接して形成されている。

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。

蓋４２の下面４２ａには、大気連通穴６１の開口部６１ａに対向して上に凹に形成された凹部４２ｂが設けられている。

凹部４２ｂは、図６、図７に示すように、平面視にて、大気連通穴６１の開口部６１ａより大きく、開口部６１ａが凹部４２ｂの領域内に収まるように形成されている。また、図４～図６に示すように、凹部４２ｂは、一部がインク収容部５１の上方にあり、インク収容部５１に連通されている。これにより、凹部４２ｂ、大気連通穴６１、および大気開放管２２を介してインク収容部５１が大気に連通されている。

また、凹部４２ｂは、毛細管現象によるインクの侵入が不能な形状に形成されている。本実施の形態では、図７に示すように、凹部４２ｂは、平面視にて、角がＲ形状の矩形状である。そして、このＲ形状の半径は、インクの表面張力、および蓋４２の濡れやすさに応じて、毛細管現象によるインクの凹部４２ｂへの浸入を防止可能な大きさに決定されている。

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におけるインクの撹拌動作は、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。

ここで、インクカートリッジ１１からタンク２１へのインクの移送時、および撹拌部１２による撹拌動作時におけるタンク２１内へのインクの流入時において、インクが飛び散ることで、図５に示すように、蓋４２にインクが付着することがある。また、蓋４２に付着したインクは、蓋４２に沿って移動することがある。

蓋４２に沿って大気連通穴６１の開口部６１ａ付近に移動してきたインクの多くは、段落ち部６２に接触して段落ち部６２へ流れ落ちる。開口部６１ａは段落ち部６２より高い位置にあるため、段落ち部６２から大気連通穴６１にインクが侵入することは抑えられる。すなわち、蓋４２からタンク本体４１へ移動したインクがタンク本体４１における開口部６１ａの周囲から大気連通穴６１へ侵入することが抑えられる。

また、開口部６１ａに対向して上に凹の凹部４２ｂが蓋４２に設けられているため、開口部６１ａの直上にインクが移動してくることが抑えられるので、蓋４２から直接、大気連通穴６１にインクが侵入することが抑えられる。ここで、毛細管現象による凹部４２ｂへのインクの浸入が防止されているため、開口部６１ａの直上にインクが移動してくることがより確実に抑えられている。

また、凹部４２ｂの一部が、段落ち部６２外の段落ち部６２より低い領域であるインク収容部５１の上方にあるため、凹部４２ｂにより段落ち部６２への空気の流路が広く確保され、段落ち部６２からインク収容部５１へインクが流れやすくなっている。これにより、段落ち部６２にインクが溜まって大気連通穴６１にインクが侵入することが抑えられる。

上述のように、蓋４２に付着したインクが大気連通穴６１に浸入することでタンク２１内が大気から遮断されて内圧を一定（大気圧）に保てなくなることが抑えられている。

以上説明したように、印刷装置１では、タンク本体４１は、大気連通穴６１の開口部６１ａの周囲を掘り下げて形成された段落ち部６２を有する。また、蓋４２は、開口部６１ａに対向して蓋４２の下面４２ａに形成された凹部４２ｂを有する。これにより、蓋４２に沿って開口部６１ａ付近にインクが移動してきても、そのインクが大気連通穴６１に侵入することが抑えられる。この結果、印刷装置１によれば、大気連通穴６１へのインクの浸入を抑制できる。

また、凹部４２ｂが、毛細管現象によるインクの侵入が不能な形状であるので、開口部６１ａの直上にインクが移動してくることがより確実に抑えられる。このため、大気連通穴６１へのインクの浸入をより抑制できる。

また、凹部４２ｂの一部がインク収容部５１の上方にあるため、段落ち部６２からインク収容部５１へインクが流れやすくなっている。このため、段落ち部６２にインクが溜まって大気連通穴６１にインクが侵入することが抑えられる。これにより、大気連通穴６１へのインクの浸入をより抑制できる。

なお、上述した実施の形態では、凹部４２ｂが、平面視にて角がＲ形状の矩形状である場合を示したが、凹部４２ｂの形状はこれに限らない。例えば、凹部４２ｂは、図８に示すように、平面視にて楕円形状でもよい。

また、上述した実施の形態では、図５のように、凹部４２ｂの断面形状が矩形状である場合を示したが、凹部４２ｂの断面形状はこれに限らない。例えば、凹部４２ｂは、図９に示すように断面三角形状でもよいし、図１０に示すように断面半楕円形状でもよい。

また、凹部４２ｂが、毛細管現象によりインクを引き込む部分を含む形状であってもよい。この場合でも、凹部４２ｂが、毛細管現象によりに侵入するインクが十分に少ない形状であれば、蓋４２から直接、大気連通穴６１にインクが侵入することを抑えることが可能である。

また、段落ち部６２が、インク収容部５１側（右側）ほど低くなるように傾斜していてもよい。この場合、インクが段落ち部６２からインク収容部５１へ流れやすくなる。

また、上述した実施の形態では、凹部４２ｂの一部がインク収容部５１の上方にある構成を示したが、凹部４２ｂの一部がインク収容部５１以外の、段落ち部６２外の段落ち部６２より低い領域の上方にある構成でもよい。

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）
液体を収容するタンク本体と、
前記タンク本体の上側を覆う蓋とを備え、
前記タンク本体は、
前記タンク本体の上面に開口した大気連通穴と、
前記大気連通穴の開口部の周囲を掘り下げて形成された段落ち部とを有し、
前記蓋は、前記大気連通穴の前記開口部に対向して前記蓋の下面に形成された凹部を有することを特徴とするタンク。

（付記２）
前記凹部は、毛細管現象による液体の侵入が不能な形状であることを特徴とする付記１に記載のタンク。

（付記３）
前記凹部の一部が、前記段落ち部外の前記段落ち部より低い領域の上方にあ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
４１ａ 上面
４２ 蓋
４２ａ 下面
４２ｂ 凹部
５１ インク収容部
６１ 大気連通穴
６１ａ 開口部
６２ 段落ち部

Claims (3)

1. 液体を収容するタンク本体と、
   前記タンク本体の上側を覆う蓋とを備え、
   前記タンク本体は、
   前記タンク本体の上面に開口した大気連通穴と、
   前記大気連通穴の開口部の周囲を掘り下げて形成された段落ち部とを有し、
   前記蓋は、前記大気連通穴の前記開口部に対向して前記蓋の下面に形成された凹部を有することを特徴とするタンク。
2. 前記凹部は、毛細管現象による液体の侵入が不能な形状であることを特徴とする請求項１に記載のタンク。
3. 前記凹部の一部が、前記段落ち部外の前記段落ち部より低い領域の上方にあることを特徴とする請求項１または２に記載のタンク。

Images