JP7282571B2 - 液体収容ボトル - Google Patents

Description

本発明は、内部に液体を収容する液体収容ボトルに関する。

インクジェット記録装置などの液体吐出装置で使用される液体タンクには、液体を注入するための注入口を通じて、別途用意された液体収容ボトルから液体を補充できるものがある。このような液体補充用の液体収容ボトルでは、利用者の手や周囲が汚れることを抑制するために、多くの場合、液体を注入する注入口に、それを密閉可能なキャップとは別に、ボトルの内圧に応じて開閉するスリットバルブが設けられている。また、特許文献１には、長期保管時などの不使用時に液体が固化することでスリットバルブが開かなくなることを抑制するために、キャップにより注入口が密閉された状態でもスリットバルブを開いた状態に保持する方法が記載されている。この方法では、キャップがノズルに装着されたときに、キャップの底面に設けられた突起がスリットバルブのスリットに挿入されることで、スリットバルブを開いた状態に保持することができる。

特開２０１８－９５２７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、キャップの開栓時にキャップによる注入口の密閉が解除された時点で、突起がスリットに挿入されておらず、スリットバルブが閉じられているため、ボトル内部が密閉されてしまう。そのため、液体収容ボトルの内圧が外気圧よりも高くなっていると、液体を注入するためにボトル本体を傾けただけでも、ボトル内部の液体の水頭圧がスリットバルブに作用してスリットの開放に必要な圧力を超えてしまい、液体が漏れ出すことがある。
そこで、本発明の目的は、液体を注入するためにボトル本体を傾けても液漏れを抑制する液体収容ボトルを提供することである。

上述した目的を達成するために、本発明の液体収容ボトルは、ボトル本体と、ボトル本体に収容された液体を注入する注入口を有するノズルと、注入口を開閉するようにノズルに装着可能な円筒状のキャップと、注入口に設けられたスリットバルブであって、弁体と、弁体に形成され、互いに交差する複数のスリットとを有するスリットバルブと、キャップがノズルに装着されたときに注入口を密封する密封手段とを有し、キャップには、キャップがノズルに装着されたときに注入口に対向する面からスリットバルブに向かって突出する突起が設けられ、キャップがノズルに装着されて密封手段により注入口が密封された状態において、突起の先端部は、複数のスリットの交点からノズルの半径方向に離れた位置でスリットバルブの弁体に対向し、かつ、突起は、スリットバルブの弁体に接触していない。

本発明によれば、液体を注入するためにボトル本体を傾けても液漏れを抑制することができる。

本発明の液体収容ボトルが使用される液体吐出装置の斜視図である。 図１に示す液体吐出装置の要部の内部構成を示す斜視図である。 図１に示す液体吐出装置の液体タンクの斜視図である。 第１の実施形態に係る液体収容ボトルの側面図である。 図４に示す液体収容ボトルの分解側面図である。 第１の実施形態に係るノズルの断面図および平面図である。 第１の実施形態に係るノズルとキャップの断面図である。 キャップ開閉時のスリットバルブと突起との関係を示す断面図である。 第１の実施形態に係る突起の変形例を示す斜視図および平面図である。 第１の実施形態に係る突起の変形例を示す斜視図および平面図である。 第１の実施形態に係る突起の変形例を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る突起の変形例を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るスリットバルブの変形例を示す図である。 第２の実施形態に係るノズルとキャップの断面図である。 第２の実施形態に係る突起の変形例を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本明細書では、本発明の液体収容ボトルの用途として、液体吐出装置（インクジェット記録装置）に液体（インク）を補充する場合を例に挙げて説明するが、液体収容ボトルの用途はこれに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一の機能を有する構成には図面中に同一の符号を付与し、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の液体収容ボトルが使用される液体吐出装置の斜視図である。
液体吐出装置１は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、筐体１１と、筐体１１の内部に配置された大容量の液体タンク１２とを有している。液体タンク１２は、記録媒体（図示せず）に対して吐出される液体であるインクを収容するものである。

図２は、図１に示す液体吐出装置の要部の内部構成を示す斜視図である。
液体吐出装置１は、記録媒体（図示せず）を搬送する搬送ローラ１３と、液体を吐出する記録ヘッド１４が設けられたキャリッジ１５と、キャリッジ１５を駆動するキャリッジモータ１６とを有している。記録媒体としては、例えば紙などが挙げられるが、記録ヘッド１４から吐出された液体によって画像が形成されるものであれば、特に限定されない。記録媒体は、搬送ローラ１３が間欠的に回転駆動されることで、間欠的に搬送される。キャリッジモータ１６の回転駆動に伴い、キャリッジ１５が記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復運動し、この往復走査中に、記録ヘッド１４に設けられた吐出口から記録媒体に液体が吐出されることで、その記録媒体に画像などが記録される。
液体は、液体タンク１２に収容され、液体流通路１７を通じて記録ヘッド１４に供給される。液体として、４色のインク（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック）が使用され、液体タンク１２として、それぞれが各色のインクを収容する４つの液体タンク１２ａ～１２ｄが設けられている。４つの液体タンク１２ａ～１２ｄはそれぞれ、筐体１１の内部における液体吐出装置１の前面部に配置されている。

図３は、図１に示す液体吐出装置の液体タンクの斜視図である。
液体タンク１２は、液体を収容するタンク本体１２１と、タンク本体１２１内の液体収容室に連通する注入口１２２と、注入口１２２を覆うようにタンク本体１２１に装着可能なタンクカバー１２３とを有している。液体タンク１２への液体の補充は、タンク本体１２１からタンクカバー１２３を取り外し、それにより露出した注入口１２２を通じて行われる。液体の補充後、タンク本体１２１内の液体収容室からのインクの蒸発を抑制するために、タンクカバー１２３をタンク本体１２１に取り付け、タンク本体１２１内の液体収容室を密閉する。

（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態に係る液体収容ボトルの平面図である。図５は、図４に示す液体収容ボトルの分解平面図である。
液体収容ボトル２は、液体タンク１２に液体を補充するための円筒状の容器であり、液体を収容するボトル本体２１と、ノズル２２と、キャップ２３とを有している。ノズル２２は、ボトル本体２１に固定され、ボトル本体２１に収容された液体を注入する機能を有している。キャップ２３は、ノズル２２の後述する注入口２２ｃを開閉するようにノズル２２に装着可能であり、ボトル本体２１の内部を外気から遮蔽して液体収容ボトル２を密封する機能を有している。本実施形態では、ボトル本体２１とノズル２２は共に樹脂部品であり、後述するように、溶着により固定されるが、可撓性の部品を挟んでシールされることで固定されていてもよい。
ボトル本体２１の上部には、ボトル溶着部２１ａが形成され、ノズル２２の下部には、ノズル溶着部２２ａが形成されている。ノズル２２は、ノズル溶着部２２ａの内周面または底面がボトル溶着部２１ａに溶着されることで、ボトル本体２１に固定される。ノズル２２の中央部には、外周面に雄ネジが形成されたノズルネジ部２２ｂが形成され、キャップ２３の下部には、内周面に雌ネジが形成されたキャップネジ部２３ａが形成されている。キャップ２３は、ノズルネジ部２２ｂの雄ネジがキャップネジ部２３ａの雌ネジと螺合することで、ノズル２２に装着される。

図６（ａ）は、本実施形態のノズルの断面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態のノズルに設けられたスリットバルブの平面図である。図７は、本実施形態のノズルおよびキャップの拡大断面図である。
ノズル２２は、液体を注入する注入口２２ｃと、注入口２２ｃの周縁部に沿って設けられた環状のリブからなるノズルシール部２２ｄとを有している。注入口２２ｃには、液体収容ボトル２の内圧に応じて開閉するスリットバルブ２４が設けられている。スリットバルブ２４は、可撓性を有する材料からなる弁体２４ａと、弁体２４ａに形成された互いに交差する３本のスリット２４ｂを有し、閉状態では注入口２２ｃを密閉することができる。弁体２４ａには、３本のスリット２４ｂによって６つの分割片２４ｃが形成されている。なお、スリット２４ｂの本数はこれに限定されず、２本であってもよく、４本以上であってもよい。この場合、複数のスリット２４ｂは、その本数をｎとしたとき、図示したように円形の弁体２４ａの中心に対して２ｎ回対称となるように形成されていることが好ましい。これにより、分割片２４ｃを均等に開くことができ、液体収容ボトル２内の液体をスムースに注入することができる。
キャップ２３の底面（注入口２２ｃに対向する面）には、環状のリブからなるキャップシール部２３ｂと、スリットバルブ２４に向かって突出する突起２３ｃとが設けられている。キャップシール部２３ｂは、キャップ２３がノズル２２に装着されたときにノズルシール部２２ｄと嵌合し、これにより、ノズルシール部２２ｄと共に注入口２２ｃを密封する密封手段として機能する。突起２３ｃは、キャップシール部２３ｂとノズルシール部２２ｄにより注入口２２ｃが密閉された状態で、その先端部が、複数のスリット２４ｂの交点２４ｄから横方向（ノズル２２の半径方向）に離れた位置でスリットバルブ２４の弁体２４ａに対向している。突起２３ｃのこのような構成により、後述するように、キャップ２３の開栓時に液体収容ボトル２の内圧が外気圧よりも高い場合、その内圧を解放することができる。本実施形態では、突起２３ｃは、キャップ２３に一体に設けられているが、キャップ２３と別体に設けられていてもよい。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、キャップ開栓時のスリットバルブと突起との関係を示す断面図である。
キャップ２３がノズル２２に装着されて注入口２２ｃが密閉された状態では、上述したように、突起２３ｃは、スリット２４ｂの交点２４ｄから横方向に離れた位置で弁体２４ａに対向しており、弁体２４ａには接触していない。ここで、キャップ２３を開け始めると、キャップシール部２３ｂとノズルシール部２２ｄの嵌合が解除されて注入口２２ｃの密封が解除される。このとき、液体収容ボトル２の内圧が外気圧よりも高い場合、図８（ａ）に示すように、スリットバルブ２４の弁体２４ａは、液体収容ボトル２の内圧によって外側に膨らんで変形する。そして、膨らんだ弁体２４ａが突起２３ｃに接触すると、スリット２４ｂが開いて液体収容ボトル２内の圧力が解放され、弁体２４ａの膨らみが解消される。その後、キャップ２３を取り外すと、図８（ｂ）に示すように、スリット２４ｂが閉じて注入口２２ｃが再び密閉される。液体収容ボトル２から液体タンク１２に液体を注入する際には、液体収容ボトル２の内部と外部との気圧差が解消されており、かつ注入口２２ｃが密閉状態となっている。そのため、ボトル本体２１を傾けただけでは、スリット２４ｂの開放に必要な圧力がスリットバルブ２４に作用することが抑制され、注入口２２ｃから液体が漏れ出すことを抑制することができる。

一方、図８（ｃ）および図８（ｄ）は、キャップ閉栓時のスリットバルブと突起との関係を示す断面図である。
キャップ２３がノズル２２に装着されていない状態で液体収容ボトル２の内圧が上昇すると、図８（ｃ）に示すように、スリットバルブ２４の弁体２４ａは外側に膨らんで変形する。ここで、キャップ２３を閉め始めると、図８（ｄ）に示すように、キャップシール部２３ｂとノズルシール部２２ｄが嵌合される前に、膨らんだ弁体２４ａに突起２３ｃが接触する。これにより、スリット２４ｂが開いて液体収容ボトル２内の圧力が解放され、弁体２４ａの膨らみが解消された後、スリット２４ｂが閉じて注入口２２ｃが密閉される。そして、さらにキャップ２３を閉め続けると、キャップシール部２３ｂとノズルシール部２２ｄが嵌合されて注入口２２ｃが密封される。このとき、弁体２４ａの膨らみが解消されているため、突起２３ｃは、スリット２４ｂの交点２４ｄから横方向に離れた位置で弁体２４ａに対向しており、弁体２４ａには接触していない。

このような構成により、液体収容ボトル２の内圧が上昇した場合にも、キャップ２３の開閉時に突起２３ｃがスリットバルブ２４に接触することで、その内圧を外部に逃がすことができる。なお、突起２３ｃの長さは特に限定されず、液体収容ボトル２の内圧上昇により弁体２４ａが実際に変形する変形量に応じて、最適な長さに設定することができる。したがって、例えば、弁体２４ａの変形量が比較的小さい場合には、キャップシール部２３ｂとノズルシール部２２ｄにより注入口２２ｃが密閉された状態で、突起２３ｃの先端部は、弁体２４ａを変形させない程度に弁体２４ａに接触していてもよい。
なお、膨らんだ弁体２４ａに突起２３ｃを接触させるだけなら、図７に示すようにキャップ２３がノズル２２に装着された状態（注入口２２ｃが密閉された状態）で、突起２３ｃの先端部をスリット２４ｂの交点２４ｄに対向させることも考えられる。しかしながら、この場合、突起２３ｃの細さによっては、弁体２４ａが膨らんだ際に突起２３ｃが交点２４ｄ付近でスリット２４ｂに挿入されてしまい、そのように突起２３ｃが挿入されていても、スリット２４ｂが閉じた状態が維持されてしまうことがある。その結果、膨らんだ弁体２４ａに突起２３ｃが接触しても、液体収容ボトル２内の圧力が解放されないことがある。このような観点から、突起２３ｃの先端部は、注入口２２ｃが密閉された状態で、複数のスリット２４ｂの交点２４ｄから横方向に離れた位置でスリットバルブ２４の弁体２４ａに対向していることが好ましい。

図９（ａ）から図１０（ｃ）の左側は、それぞれ本実施形態の突起の変形例を示す斜視図であり、図９（ａ）から図１０（ｃ）の右側は、それぞれそのような変形例に係る突起とスリットバルブとの関係を示す平面図である。図１１（ａ）から図１２（ｂ）は、それぞれ本実施形態の突起の変形例を示す斜視図である。
膨らんだ弁体２４ａに突起２３ｃが接触してスリット２４ｂを開放させるためには、スリット２４ｂによって形成された複数の分割片２４ｃのうち少なくとも１つには接触しないことが好ましい。すなわち、突起２３は１つだけでなく複数設けられていてもよいが、その数は、図９（ａ）から図９（ｃ）に示すように、スリット２４ｂによって形成された分割片２４ｃの数よりも少ないことが好ましい。また、突起２３ｃは、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、キャップ２３の底面から直接突出していてもよく、図９（ｃ）に示すように、キャップ２３の底面に設けられた柱状のベース部２３ｄの端面から突出していてもよい。
また、突起２３ｃが複数設けている場合、それらは、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、スリット２４ｂの交点２４ｄに対して回転非対象な位置でスリットバルブ２４の弁体２４ａに対向していることが好ましい。なお、突起２３ｃは、弁体２４ａに面接触するようになっていてもよく、その場合、図１０（ｃ）に示すように、端面の一部が切り欠かれた円筒形状を有していることが好ましい。

また、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、突起２３ｃの先端部のうち、キャップ２３の開栓時に突起２３ｃが移動する方向Ｙの上流側に位置する角部が平面状または曲面状に面取りされていることが好ましい。これにより、突起２３ｃと弁体２４ａとの接触が解除される際に、突起２３ｃが弁体２４ａから滑らかに離れるため、分割片２４ｃの先端が重なることが抑制され、スリット２４ｂを閉じやすくすることができる。加えて、図１１（ｂ）に示す例では、突起２３ｃの先端部が曲面状に面取りされているため、弁体２４ａとの接触時に突起２３ｃが弁体２４ａに与えるダメージを軽減することもできる。このような面取りは、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）に示すように、キャップ２３の開栓時に突起２３ｃが移動する方向Ｙの上流側だけでなく下流側に位置する角部にも設けられていてよい。すなわち、キャップ２３の閉栓時に突起２３ｃが移動する方向の上流側に位置する角部に設けられていてもよい。また、このような面取りは、突起２３ｃが複数設けている場合、図１１（ｅ）および図１１（ｆ）に示すように、各突起２３ｃのそれぞれの角部に設けられていてもよい。なお、突起２３ｃの先端部は、図１１（ｇ）に示すように、スリットバルブ２４に対向したときに弁体２４ａと平行になる面を有しないように面取りされていてもよい。これにより、弁体２４ａとの接触時に突起２３ｃが弁体２４ａに与えるダメージをより軽減することができる。

また、図１２（ａ）に示すように、突起２３ｃは、端面が螺旋状に形成された円筒形状を有していてもよく、この螺旋状の端面は、キャップネジ部２３ａの雌ネジと同じ回転方向かつ同じピッチで形成されていることが好ましい。これにより、キャップ２３の開栓時に、突起２３ｃを弁体２４ａに滑らかに接触させることで、弁体２４ａに与えるダメージを軽減できるとともに、分割片２４ｃの先端が重なることを抑制してスリット２４ｂを閉じやすくすることができる。なお、螺旋状の端面は、図１２（ｂ）に示すように、互いに異なる位相で複数設けられていてもよい。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれ本実施形態のスリットバルブの変形例を示す断面図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）に示すスリットバルブの斜視図である。
スリットバルブ２４は、図１３（ａ）に示すように、ノズル２２の軸方向Ｘに垂直な面に対して内側に凹んでいてもよい。このような形状により、わずかな内圧の上昇でも弁体２４ａが外側に膨らみやすくなり、弁体２４ａを突起２３ｃに容易に接触させることができる。また、スリットバルブ２４は、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示すように、弁体２４ａが嵌合されて保持される剛体の枠部材２４ｅを有していてもよい。この場合、同じく剛体であるノズル２２に枠部材２４ｅを圧入させることで、ノズル２２からスリットバルブ２４を外れにくくすることができる。

（第２の実施形態）
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るノズルおよびキャップの拡大断面図であり、キャップ開栓時のスリットバルブと突起との関係を示す図である。図１５（ａ）から図１５（ｃ）は、それぞれ本実施形態の突起の変形例を示す斜視図である。以下、第１の実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成のみ説明する。
本実施形態では、突起２３ｃの構成が第１の実施形態と異なっており、これに伴い、キャップ２３の開閉時に液体収容ボトル２内の圧力を解放させる方法が第１の実施形態と異なっている。具体的には、突起２３ｃは、図１４（ａ）に示すように、キャップシール部２３ｂとノズルシール部２２ｄにより注入口２２ｃが密閉された状態で、スリットバルブ２４のスリット２４ｂに挿入されている。そして、この状態からキャップ２３を開け始めると、図１４（ｂ）に示すように注入口２２ｃの密封は解除されるが、この状態でも、突起２３ｃはスリット２４ｂに挿入されている。したがって、本実施形態では、注入口２２ｃの密封が解除された時点で、突起２３ｃがスリット２４ｂに挿入されているため、液体収容ボトル２の内圧が上昇した場合にも、その内圧を外部に逃がすことができる。

なお、上述したように、突起２３ｃの細さによっては、突起２３ｃが交点２４ｄ付近でスリット２４ｂに挿入されていると、スリット２４ｂが閉じた状態が維持されてしまうことがある。これを抑制するために、突起２３ｃは所定の太さを有していることが好ましい。具体的には、突起２３ｃが図１５（ａ）に示すように円柱形状を有している場合、その直径φが、スリット２４ｂの長さＬの１／２以上であることが好ましい。これにより、突起２３ｃがスリット２４ｂに挿入されていても、スリット２４ｂが閉じた状態が維持されてしまうことを抑制し、スリット２４ｂを確実に開放させることができる。
突起２３ｃの形状は、スリット２４ｂへの挿入時などに弁体２４ａに与えるダメージを軽減できる点で、図１５（ａ）に示すように円柱形状が好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、突起２３ｃは、図１５（ｂ）に示すように角柱形状を有していてもよく、図１５（ｃ）に示すように楕円柱形状を有していてもよい。このような場合にも、突起２３ｃは所定の太さを有していることが好ましく、具体的には、突起２３ｃの外接円の直径φが、スリット２４ｂの長さＬの１／２以上であることが好ましい。

２ 液体収容ボトル
２２ ノズル
２３ キャップ
２３ｃ 突起
２４ スリットバルブ

Claims (13)

1. ボトル本体と、前記ボトル本体に収容された液体を注入する注入口を有するノズルと、前記注入口を開閉するように前記ノズルに装着可能な円筒状のキャップと、前記注入口に設けられたスリットバルブであって、弁体と、前記弁体に形成され、互いに交差する複数のスリットとを有するスリットバルブと、前記キャップが前記ノズルに装着されたときに前記注入口を密封する密封手段とを有する液体収容ボトルであって、
   前記キャップには、該キャップが前記ノズルに装着されたときに前記注入口に対向する面から前記スリットバルブに向かって突出する突起が設けられ、
   前記キャップが前記ノズルに装着されて前記密封手段により前記注入口が密封された状態において、前記突起の先端部は、前記複数のスリットの交点から前記ノズルの半径方向に離れた位置で前記スリットバルブの前記弁体に対向し、かつ、前記突起は、前記スリットバルブの前記弁体に接触していないことを特徴とする液体収容ボトル。
2. 前記キャップには、前記複数のスリットによって形成された分割片の数よりも少ない数の前記突起が設けられている、請求項１に記載の液体収容ボトル。
3. 前記突起は、前記キャップの前記面に設けられた柱状のベース部の端面から突出している、請求項２に記載の液体収容ボトル。
4. 前記突起は、前記交点に対して回転非対象な位置で前記スリットバルブに対向する、請求項２または３に記載の液体収容ボトル。
5. 前記突起は、端面の一部が切り欠かれた円筒形状を有する、請求項４に記載の液体収容ボトル。
6. 前記ノズルの外周面には雄ネジが形成され、前記キャップの内周面には前記雄ネジに螺合する雌ネジが形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体収容ボトル。
7. 前記突起の先端部が、平面状または曲面状に面取りされている、請求項６に記載の液体収容ボトル。
8. 前記面取りは、前記先端部のうち、前記キャップの開栓時に前記突起が移動する方向の上流側に位置する角部に施されている、請求項７に記載の液体収容ボトル。
9. 前記面取りは、前記先端部のうち、前記キャップの閉栓時に前記突起が移動する方向の上流側に位置する角部が面取りされている、請求項８に記載の液体収容ボトル。
10. 前記突起は、端面が螺旋状に形成された円筒形状を有する、請求項６に記載の液体収容ボトル。
11. 前記スリットバルブは、前記ノズルの軸方向に垂直な面に対して内側に凹んでいる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体収容ボトル。
12. 前記スリットバルブが、剛体の枠部材を有し、前記弁体は、可撓性を有する材料からなり、前記枠部材に嵌合して保持されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体収容ボトル。
13. 前記液体としてインクが収容される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体収容ボトル。

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