JP7342401B2

JP7342401B2 - 補給型液体貯留タンク、画像形成装置

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Publication number: JP7342401B2
Application number: JP2019066702A
Authority: JP
Inventors: 史朗中澤; 剛桑山; 吉記刑部
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020163716A; JP2023159424A

Description

本開示は、液体を補給可能な補給型液体貯留タンク、及び、この補給型液体貯留タンクを備える画像形成装置に関する。

従来、例えばインクなどの液体を貯留する液体貯留タンクを備え、この液体貯留タンクに貯留された液体を消費するインクジェット式プリンタが知られている。そして、液体貯留タンクとしては、内部に液体を適宜補給可能な補給型の液体貯留タンクが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１６１８５１号公報

ところで、インクジェット式プリンタにおいては、インクを吐出しない状態のノズルからインクが漏出しないように、液体貯留タンク内のインクに背圧つまり負圧を付与することで、ノズル先端部のインクにメニスカスを形成しておくことが要求される。そして、液体貯留タンク内のインクに背圧を付与する手段として差圧弁を設けた構成が考えられている。この差圧弁は、当該差圧弁の上流側及び下流側における圧力の差に応じて開閉する構成となっており、この差圧弁が開閉することにより、インクに付与される背圧が制御される構成となっている。

しかしながら、この差圧弁は、液体貯留タンクからノズルにインクを供給するためのインク供給システムの途中に配置される。そのため、インク供給システム全体の大型化を招いてしまうという課題がある。

本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体供給システムの大型化を回避しつつ、十分な背圧を液体に付与することができる補給型液体貯留タンク、及び、この補給型液体貯留タンクを備える画像形成装置を提供することである。

本開示に係る補給型液体貯留タンクは、内部に液体を補給可能な液体貯留タンクであって、内部に液体が補給されるタンク本体部と、液体を吸収する吸収体により構成され、前記タンク本体部内の液体に背圧を付与する背圧付与部材と、を備え、前記タンク本体部には、当該タンク本体部内に貯留可能な液体の最大量の液面高さを示す上限指示部が設定されており、前記背圧付与部材の少なくとも一部は、前記上限指示部よりも上側に位置していることを特徴とする。

本開示に係る画像形成装置は、本開示に係る補給型液体貯留タンクを備えていることを特徴とする。

本開示によれば、背圧付与部材の少なくとも一部が上限指示部よりも上側に位置している。そのため、背圧付与部材のうち上限指示部よりも上側に位置する部分には、吸収された液体が行き届き難く、従って、背圧付与部材に、液体が吸収されていない部分を形成することができる。よって、タンク本体部内に上限指示部まで液体が補給された状態であっても、当該背圧付与部材による液体の吸収機能を発揮させ続けることができ、十分な背圧を液体に付与することができる。また、吸収体により構成される背圧付与部材は、差圧弁に比べ構成が格段に簡素である。そのため、このような吸収体により構成される背圧付与部材によれば、液体供給システムの大型化を回避することができる。

本開示に係る補給型液体貯留タンクの構成例を概略的に示す縦断面図本開示に係る画像形成装置の構成例を概略的に示す図本開示に係る背圧付与部材の変形例を概略的に示す図本開示に係る補給型液体貯留タンクの変形例を概略的に示す図（その１）本開示に係る補給型液体貯留タンクの変形例を概略的に示す図（その２）本開示に係る補給型液体貯留タンクの変形例を概略的に示す図（その３）本開示に係る補給型液体貯留タンクの変形例を概略的に示す図（その４）

以下、本開示に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に例示するインク貯留タンク１は、使用姿勢における補給型液体貯留タンクの一例であり、その外郭を構成するタンク本体部２の内部に背圧付与部材３を備えている。タンク本体部２の内部は、隔離壁４によって、インク貯留部５と背圧付与部材収容部６とに隔離されている。インク貯留部５は、液体貯留部の一例であり、内部にインクを貯留可能な空間を形成している。背圧付与部材収容部６は、内部に背圧付与部材３を収容している。背圧付与部材収容部６の上下方向の長さは、インク貯留部５の上下方向の長さよりも長くなっている。これにより、タンク本体部２の上壁部２ａは、高壁部２ａ１及び当該高壁部２ａ１よりも低い低壁部２ａ２を有する段状の壁部となっている。

隔離壁４は、インク貯留部５と背圧付与部材収容部６との境界部において、上方から下方に直線状に延びるように設けられている。隔離壁４の下端は、タンク本体部２の下壁部２ｂまで到達しておらず、これにより、隙間４ａを形成している。タンク本体部２の内部において、インク貯留部５の下部と背圧付与部材収容部６の下部とは、隔離壁４が形成している隙間４ａを介して相互に連通している。なお、隙間４ａは、少なくとも、後述する上限指示部ＵＬを示す凸部２Ｌよりも下方に設けられている。換言すれば、インク貯留部５と背圧付与部材収容部６とは、上限指示部ＵＬを示す凸部２Ｌよりも下方に設けられている隙間４ａを介して相互に連通している。この場合、隔離壁４は、インクなどの液体を透過不能な壁部として構成されている。

また、インク貯留タンク１は、補助吸収体７を備えている。補助吸収体７は、隔壁部４が形成する隙間４ａを通してインク貯留部５及び背圧付与部材収容部６の双方に行き渡るようにして配置されている。補助吸収体７は、例えば、スポンジ、海綿体、毛管の束などのインクを吸収可能な手段により構成されており、インク貯留部５内から背圧付与部材収容部６内へのインクの移動を促進する機能を発揮する。

また、インク貯留タンク１は、インク注入口８を備えている。これにより、インク貯留タンク１は、インク注入口８を介して、タンク本体部２の内部に液体の一例であるインクを適宜補給可能となっている。即ち、インク貯留タンク１は、外部から内部にインクを補給可能な補給型のインク貯留タンクとして構成されている。インク注入口８は、液体注入口の一例である。

インク注入口８は、タンク本体部２の上壁部２ａに備えられている。この場合、インク注入口８は、タンク本体部２の上壁部２ａのうちインク貯留部５の上壁部を構成する低壁部２ａ２に備えられている。また、インク注入口８は、タンク本体部２の上壁部２ａ、この場合、低壁部２ａ２を上下方向に貫通しており、その下端がタンク本体部２の上壁部２ａから下方、つまり、タンク本体部２内、より具体的には、インク貯留部５内に突出した筒形状を備えている。また、インク注入口８は、その上端がタンク本体部２の上壁部２ａから上方に突出した構成となっている。また、インク貯留タンク１は、インク注入口８を密閉可能なキャップ８ａを着脱可能に備えている。

また、インク貯留タンク１は、大気連通口９を備えている。この場合、大気連通口９は、インク注入口８と同様に、タンク本体部２の上壁部２ａのうち低壁部２ａ２に備えられている。大気連通口９は、タンク本体部２の内外において大気を流通させるための開口である。

また、インク貯留タンク１には、上限指示部ＵＬが設定されている。上限指示部ＵＬは、タンク本体部２内に貯留可能なインクの最大許容量の液面高さに相当する高さに設定されているラインである。この場合、タンク本体部２の側壁部２ｃにおいて水平方向に直線状に延びる可視可能なライン、換言すれば、凸部２Ｌにより構成される物理的なライン構造が上限指示部ＵＬと同じ高さに設けられている。ユーザは、この物理的なライン構造の上下方向の高さが上限指示部ＵＬの高さであると視認することができる。なお、上限指示部ＵＬを示す物理的なライン構造は、側壁部２ｃから突出する凸部に限られず、例えば、側壁部２ｃにおいて窪む凹部であってもよいし、側壁部２ｃに直接印刷されたラベルや側壁部２ｃに貼付されたシールなどであってもよい。更に、ライン構造は、複数の凸型ドットや凹型ドットなど、タンク本体部２内に貯留可能なインクの最大許容量の液面高さに相当する高さを示すことができる構造であれば、どのような構造であってもよい。また、上限指示部ＵＬは、少なくとも、タンク本体部２の上下方向の中央部よりも高い位置に設定されている。また、上限指示部ＵＬは、少なくとも、インク注入口８の下端と同じ位置、あるいは、インク注入口８の下端よりも低い位置に設定されている。

また、インク貯留タンク１は、タンク本体部２内のインクを外部に流出するためのインク流出口１０を備えている。これにより、インク貯留タンク１は、インク流出口１０を介して、記録ヘッド１１にインクを供給可能となっている。インク流出口１０は、タンク本体部２の下壁部２ｂに設けられている。この場合、インク流出口１０は、タンク本体部２の下壁部２ｂのうち背圧付与部材収容部６の下壁部を構成する部分に備えられている。なお、記録ヘッド１１には、例えばシートなどの画像形成対象物にインクを吐出する複数のノズルが備えられている。記録ヘッド１１は、タンク本体部２内から供給されるインクを用いて画像形成対象物に画像を形成する。

次に、上述した背圧付与部材３の構成例について具体的に説明する。背圧付与部材３は、液体、この場合、インクを吸収可能な吸収体により構成されている。背圧付与部材３を構成する吸収体としては、例えば、スポンジ、海綿体、毛管の束などのインクを吸収可能なものであれば適宜の手段を採用することができる。背圧付与部材３は、タンク本体部２の内部に補給されたインク、この場合、インク注入口８を介してインク貯留部５の内部に補給されたインクを、隙間４ａを通して吸収する。即ち、背圧付与部材３は、その下部からインクを吸収し、その吸収されたインクは、背圧付与部材３に対し下側から上側に向かって浸透するようになっている。

そして、この背圧付与部材３の少なくとも一部、この場合、上部は、上述した上限指示部ＵＬよりも上側に位置している。さらに、背圧付与部材３の上部は、インク注入口８の下端よりも上側に位置している。さらに、背圧付与部材３の上部は、インク注入口８が設けられているタンク本体部２の上壁部２ａ、この場合、低壁部２ａ２よりも上側に位置している。さらに、背圧付与部材３の上部は、インク注入口８の上端よりも上側に位置している。

また、インク貯留タンク１は、タンク本体部２の内部において、背圧付与部材３とインク注入口８との間にインク貯留部５及び隔離壁４が介在した構成となっている。そのため、インク注入口８は、背圧付与部材３に直接的に接触しない非接触状態となるように備えられている。

図２に例示するように、本開示に係るインク貯留タンク１は、例えばインクジェット式プリンタなどの画像形成装置１００に備えられる。この場合、画像形成装置１００は、画像形成対象物に対する画像形成時に往復移動するキャリッジ１０１にインク貯留タンク１を備えるオンキャリッジ型の装置として構成されている。なお、画像形成装置１００は、キャリッジ以外の部分にインク貯留タンク１を備えるオフキャリッジ型の装置であってもよい。また、画像形成装置１００は、往復移動しないライン状の画像形成部を備える装置であってもよい。また、画像形成装置１００は、インク貯留タンク１を着脱可能に備える装置であってもよいし、着脱不能に備える装置であってもよい。また、画像形成装置１００は、インクによって画像を形成する装置に限られず、インク以外の液体によって画像を形成する装置であってもよい。

以上に説明したインク貯留タンク１によれば、背圧付与部材３の少なくとも一部、この場合、上部が上限指示部ＵＬよりも上側に位置している。そのため、背圧付与部材３のうち上限指示部ＵＬよりも上側に位置する部分には、吸収されたインクが行き届き難く、従って、背圧付与部材３に、インクが吸収されていない部分が存在しやすくなる。よって、タンク本体部２内に上限指示部ＵＬまでインクが補給された状態であっても、当該背圧付与部材３によるインクの吸収機能を発揮させ続けることができ、十分な背圧を安定的に、換言すれば、確実にインクに付与することができる。また、吸収体により構成される背圧付与部材３は、従来の差圧弁による背圧付与手段に比べ、その構成が格段に簡素である。そのため、このような吸収体により構成される背圧付与部材３によれば、インク貯留タンク１から記録ヘッド１１のノズルに至るインク供給システムの大型化を回避することができる。

また、従来においては、インク貯留タンクと画像形成部との高低差によってインクに背圧を発生する構成、いわゆる水頭差により背圧を付与する構成も知られている。しかしながら、この水頭差による構成も、インク貯留タンクと画像形成部とにある程度の高低差を確保する必要があることから、インク供給システムが大型化する傾向がある。本開示に係るインク貯留タンク１によれば、このような水頭差による背圧付与構成ではなく、吸収体により構成される簡素な背圧付与部材３を採用したものである。そのため、本開示に係るインク貯留タンク１は、従来の水頭差による背圧付与構成とも明らかに相違する技術に基づくものとなっている。

また、インク貯留タンク１によれば、背圧付与部材３の上部は、上限指示部ＵＬよりもさらに上側にあるインク注入口８の下端よりも上側に位置している。そのため、タンク本体部２内に仮に上限指示部ＵＬを越えてインクが補給された状態であっても、背圧付与部材３においてインクが吸収されない部分が一層存在しやすくなり、より安定的に、換言すれば、確実に背圧をインクに付与することができる。

また、インク貯留タンク１によれば、背圧付与部材３の上部は、インク注入口８の下端よりもさらに上側にあるタンク本体部２の上壁部２ａ、この場合、インク注入口８が設けられている低壁部２ａ２よりも上側に位置している。そのため、タンク本体部２内に仮に上限指示部ＵＬを越えてインクが補給された状態であっても、背圧付与部材３においてインクが吸収されない部分が一層存在しやすくなり、より安定的に、換言すれば、確実に背圧をインクに付与することができる。

また、インク貯留タンク１によれば、背圧付与部材３の上部は、インク注入口８が設けられている低壁部２ａ２よりもさらに上側にあるインク注入口８の上端よりも上側に位置している。そのため、タンク本体部２内に仮に上限指示部ＵＬを越えてインクが補給された状態であっても、背圧付与部材３においてインクが吸収されない部分が一層存在しやすくなり、より安定的に、換言すれば、確実に背圧をインクに付与することができる。

また、インク貯留タンク１によれば、インクが補給されるタンク本体部２内を、隔離壁４によってインク貯留部５と背圧付与部材収容部６とに区画している。この構成によれば、インク貯留部５側から背圧付与部材収容部６内の背圧付与部材３に空気が直接的に接触することを隔離壁４によって抑制することができる。また、タンク本体部２内において、インク貯留部５と背圧付与部材収容部６は、隔離壁４が形成する隙間４ａを通して連通している。そのため、隔離壁４を設けつつも、インク貯留部５内から背圧付与部材収容部６内へのインクの移動を妨げることなく円滑に進めることができる。

また、インク貯留タンク１によれば、インク注入口８は、タンク本体部２の外郭を構成する壁部のうち上壁部２ａに設けられている。この構成によれば、インク貯留タンク１の上方からタンク本体部２内にインクを補充することができ、その補充作業を容易に行うことができる。なお、インク貯留タンク１は、インク本体部２の外郭を構成する壁部のうち側壁部２ｃにインク注入口８を設けた構成としてもよい。この場合、インク注入口８は、その開口が上側に向くように傾斜した構成とするとよい。

なお、本開示は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形、拡張が可能である。

即ち、図３に例示するように、背圧付与部材３の上部の形状は、種々の形状を適用することができる。つまり、背圧付与部材３は、その少なくとも一部が上限指示部ＵＬよりも上側に位置していればよく、従って、その一部が上限指示部ＵＬよりも上側に位置している限り、例えばパターンＡ，Ｂ，Ｃなどで示すように様々な形状を採用することができる。

また、図４に例示するように、インク注入口８は、タンク本体部２の上壁部２ａから下方には突出しない注入口としてもよい。この場合、背圧付与部材３の上部は、このインク注入口８の下端よりも上側に位置するように構成するとよい。

また、図５に例示するように、キャップ８ａは、その本体部８ａ１がインク注入口８に差し込まれる差し込みタイプのキャップであってもよい。この場合、背圧付与部材３の上部は、このキャップ８ａの本体部８ａ１の下端よりも上側に位置するように構成するとよい。

また、図６に例示するように、大気連通口９は、タンク本体部２の上壁部２ａのうち高壁部２ａ１及び低壁部２ａ２の両方に設けてもよいし、何れか一方に設けてもよい。

また、図７に例示するように、インク貯留タンク１は、隔離壁４を備えない構成としてもよい。この場合、背圧付与部材３は、上述の一実施形態においてインク貯留部５を形成していた部分にも設けるようにしてもよい。この場合、背圧付与部材３の上部は、高部３ａ１及び当該高部３ａ１よりも低い低部３ａ２を有する段状となる。そのため、上限指示部ＵＬは、少なくとも、背圧付与部材３の低部３ａ２よりも上側に設けるとよい。なお、この場合、インク注入口８は、背圧付与部材３に接触しない非接触状態となるように備えるとよい。また、この場合、インク貯留タンク１は、補助吸収体７も備えない構成とすることができる。また、この場合、大気連通口９は、タンク本体部２の上壁部２ａのうち背圧付与部材収容部６を構成する高壁部２ａ１に設けてもよい。

なお、インク貯留タンク１は、隔離壁４を備える構成においては、大気連通口９を高壁部２ａ１ではなく低壁部２ａ２に設けることが好ましい。また、インク貯留タンク１は、隔離壁４を備えない構成においては、大気連通口９を低壁部２ａ２ではなく高壁部２ａ１に設けることが好ましい。なお、大気連通口９について最も好ましい配置位置は、インク貯留タンク１が隔離壁４を備える構成において低壁部２ａ２に設ける構成である。

また、背圧付与部材３は、複数の背圧付与ブロックからなる構成としてもよい。この場合、複数の背圧付与ブロックの液体の吸収性能を異ならせることで、背圧付与部材３全体としての液体の吸収性能、ひいては、背圧付与性能を容易に調整することができる。また、この場合、下側に配置される背圧付与ブロックほど液体の吸収性能を高くし、上側に配置される背圧付与ブロックほど液体の吸収性能を低くするとよい。これにより、背圧付与部材３の上部において、液体が吸収されにくい部位を形成しやすくすることができ、背圧付与部材３全体に液体が浸透してしまうこと、換言すれば、背圧付与部材３の背圧付与機能が低下あるいは消滅してしまうことを回避することができる。

１：インク貯留タンク（補給型液体貯留タンク）、２：タンク本体部、３：背圧付与部材、４：隔離壁、５：インク貯留部（液体貯留部）、６：背圧付与部材収容部、８：インク注入口（液体注入口）、１００：画像形成装置、ＵＬ：上限指示部

Claims

内部に液体を補給可能な補給型液体貯留タンクであって、
内部に液体が補給されるタンク本体部と、
液体を吸収する吸収体により構成され、前記タンク本体部内の液体に背圧を付与する背圧付与部材と、
を備え、
前記タンク本体部には、当該タンク本体部内に貯留可能な液体の最大量の液面高さを示す上限指示部が設定されており、
前記上限指示部は、直線状に延びるライン構造であり、
前記タンク本体部内は、液体が貯留される液体貯留部と、前記背圧付与部材が収容される背圧付与部材収容部と、に隔離されており、
前記背圧付与部材収容部の上壁は、前記液体貯留部の上壁よりも上側に位置しており、
前記背圧付与部材の少なくとも一部は、前記上限指示部よりも上側であって、且つ、前記液体貯留部の上壁よりも上側に位置していることを特徴とする補給型液体貯留タンク。
前記タンク本体部は、液体注入口を備え、
前記背圧付与部材の少なくとも一部は、前記液体注入口の下端よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の補給型液体貯留タンク。
前記タンク本体部は、当該タンク本体部の外郭を構成する壁部に液体注入口を備え、
前記背圧付与部材の少なくとも一部は、前記壁部よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の補給型液体貯留タンク。
前記タンク本体部は、液体注入口を備え、
前記背圧付与部材の少なくとも一部は、前記液体注入口の上端よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の補給型液体貯留タンク。
前記タンク本体部は、当該タンク本体部の外郭を構成する壁部のうち上壁部または側壁部に液体注入口を備えることを特徴とする請求項１に記載の補給型液体貯留タンク。
前記タンク本体部は、前記液体貯留部の上壁に液体注入口を備え、
前記背圧付与部材収容部の上壁は、前記液体注入口の上端よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の補給型液体貯留タンク。
前記液体注入口を密閉可能なキャップを着脱可能に備える請求項６に記載の補給型液体貯留タンク。
前記液体注入口は、前記背圧付与部材に接触しない非接触状態であることを特徴とする請求項２から７の何れか１項に記載の補給型液体貯留タンク。
前記タンク本体部内を、前記液体貯留部と、前記背圧付与部材収容部と、に隔離するとともに、前記上限指示部よりも下方において前記液体貯留部と前記背圧付与部材収容部とを連通する隔離壁を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の補給型液体貯留タンク。
請求項１から９の何れか１項に記載の補給型液体貯留タンクと、
当該補給型液体貯留タンクから供給される液体を用いて画像形成対象物に画像を形成する記録ヘッドと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。