JP6079156B2 - 液体収容容器および液体消費装置 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する液体収容容器は、液体を収容可能な液体収容室と当該液体収容室内に外部から前記液体を注入可能な注入口と前記液体収容室内から導出される前記液体を流動させる液体流路とを有する液体収容体と、前記液体収容室内の前記液体の残量変化に伴って浮動可能に前記液体収容室内に配置され、当該液体収容室内の前記液体の残量が閾値残量未満となった場合に下動して閉弁動作することにより前記液体流路を閉塞するフロート弁と、を備え、前記フロート弁は、内側に形成された気体室の開口部が薄膜部材で塞がれるとともに、当該薄膜部材が前記注入口からの注入で前記液体収容室内に流入する前記液体の流入方向に対して非対向状態となるように配置されるフロート部材と、前記液体流路を閉塞する閉弁位置と当該閉弁位置よりも上方位置で前記液体流路を開放する開弁位置との間を変位可能であって、常には前記開弁位置に位置するとともに、前記フロート部材に下方へ押圧されることにより前記閉弁位置へと変位可能な弁体と、前記フロート部材が前記弁体の前記開弁位置よりも上方の位置から更に上方側へ浮動することを当該フロート部材に当接して規制可能な規制部材と、前記液体の残量が前記閾値残量未満となった場合に前記フロート部材を前記弁体の前記閉弁位置と対応する位置へと当該フロート部材の浮力に抗して変位させ得る付勢力を有した付勢部材と、を備えた。
この構成によれば、たとえ仮に複数あるうちの1つの気体室が損傷などにより密閉状態を壊されても、残りの他の気体室の体積の総和がフロート部材において所望する浮力を生むように気体室の体積を設計しておけば、フロート弁の機能を良好に維持することができる。
この構成によれば、フロート部材が上下方向に浮動するときに薄膜部材が規制部材の環状壁部に摺動して傷ついたりする虞を低減することができる。
この構成によれば、フロート部材が上下方向に浮動した場合に液体が通孔を介して規制部材の環状壁部の内側と外側との間を流動することを許容されるので、前記液体の残量変化に応じたフロート部材の円滑な浮動状態を確保することができる。
この構成によれば、フロート部材を弁体に対して小さなストロークで押圧させるだけで、弁体を開弁位置と閉弁位置との間で変位動作させることができるので、フロート弁のコンパクト化に貢献することができる。
この構成によれば、液面をフロート弁の上方としておくことで、仮に異物が発生した場合であっても、異物がフロート弁に堆積することを防止しうる。
また、液体を収容可能な液体収容室と、液体収容室内から導出される液体が流動する液体流路とを有する液体収容体と、液体流路を閉塞するフロート弁と、を備え、フロート弁は、気体室を有するフロート部材と、液体流路を閉塞する閉弁位置と閉弁位置よりも上方位置で液体流路を開放する開弁位置との間を変位可能な弁体と、液体の残量が閾値未満となった場合にフロート部材を弁体の閉弁位置へフロート部材の浮力に抗して変位させ得る付勢力を有した付勢部材と、を備えることとしてもよい。これにより、フロートの浮力や自重のみに依らずにフロートを制御することができうる。また、フロートの部材(材料)の選択の余地を広めることができうる。
図5に示すように、接続部43において、液体室53のフィルム61は、ばね62によって受圧板63を介して液体室53の容積を増加させるように押し出される構成とされている。そのため、液体室53の容積の増加に伴い、液体収容体33内のインクが流入口65を通じて液体室53に流入する。一方、供給部32によってインクが流出口52から供給針44へ向かって吸引されることにより、液体室53内のインクが流出流路55を通じて液体室53から流出する。このとき、本実施形態では、流出流路55の内径が流入口65の内径よりも大きく設定されているため、液体室53からのインクの流出量が液体室53へのインクの流入量に追いつかず、液体室53内が負圧となる。そのため、フィルム61がばね62の付勢力に抗して液体室53内に引き込まれるように変形する。ちなみに、図5はフィルム61が液体室53内に引き込まれた状態を図示している。
図3に示すように、液体収容体33においてプリンター11外に位置する第1部位には、液体収容体33の上面39に、液体収容体33内にインクを注入する注入口(注入口部)73が設けられている。本実施形態では、第1収容体部37が第1部位に相当し、注入口73は、この第1収容体部37に設けられている。そして、プリンター11外に位置する注入口73がインクの注入時以外は露出しないように、スライダー34によって覆うことが可能な構成とされている。
図6(a)に示すように、スライダー34には、装着部31への挿入方向奥側の端部34aにおいて、挿入方向奥側が切り欠かれた略U字形状の開口85を備えるホルダー取付部86が形成されている。この開口85に対して、スライダー34の挿入方向つまり摺動方向と交差する方向においてチップホルダー76の挿入および抜き取りが可能とされている。本実施形態では、スライダー34に対して液体収容体33とは反対側となる上方から、チップホルダー76において上側に設けられた鍔形状部87がホルダー取付部86の開口85を形成する略C字形状の上表面88に当接するように開口85内に挿入されて取り付けられる。また、チップホルダー76はホルダー取付部86から上方へ抜き取られてスライダー34から取り外される。
図9(a)に示すように、液体収容体33の上面39における前側部分には、上下方向Zと交差する方向に沿って延びる液受部の一例としての液受面116が形成されている。液受面116は、その平面視において略矩形形状をなし、その左右方向Xにおける幅寸法は液体収容体33の左右方向Xにおける幅寸法に対し僅かに小さくなっている。
図13に示すように、液体収容体33は左右方向Xから見て側面視略L字状をなす収容体ケース130と、収容体ケース130内に収容される弁機構の一種であるフロート弁131と、収容体ケース130のケース開口部132に接着(例えば熱溶着)されるフィルム133と、ケース開口部132をフィルム133越しに覆う樹脂製のカバー134とを備える。なお、収容体ケース130は、右側面が開口するように一体成型されていると共に、カバー134に形成された爪部134aを係止する係止部130aが環状をなすケース開口部132の外側に形成されている。
図10に示すように、収容体ケース130の注入口73が形成された上面39には、大気と連通する大気連通孔140と、左右方向Xに沿って延びる位置決め凸条141とが形成されている。さらに、既述の補強リブ119と位置決め凸条141との間には、蛇行して形成された少なくとも1つ(本実施形態では2つ)の蛇溝142,143と、蛇溝142,143の周囲を囲う蛇行凸部144とが形成されている。
図14に示すように、インク室137の形状は、液体収容体33の形状と同様に前側における上下方向Zの高さ寸法が、後側における上下方向Zの高さ寸法よりも大きい。さらに、インク室137は、インク室137における注入口73が形成された注入口形成面の一例としての天井面137bと交差する仕切り壁150により第1液体収容室の一例としての第1インク室151と第2液体収容室の一例としての第2インク室152とに仕切られている。
図14に示すように、導出流路138は、第2インク室152の底面152aに沿うように、第2インク室152の下側に形成されている。そして、導出流路138は、液体収容体33の形状に合わせて折れ曲がるように形成されてインクの流れる方向(以下、「流動方向」という。)を変化させながらインクを流動させる屈曲流路部163を有する。さらに、導出流路138は、流路開口162と屈曲流路部163とを結ぶ連結流路部164と、屈曲流路部163と導出口69とを結ぶ傾斜流路部165とを有する。
図22に示すように、フロート弁131は、インク室137内に配置されるフロート部材181と、フロート部材181の下方に配置される弁体182と、フロート部材181の上側に配置される規制部材の一例としての規制ケース183と、フロート部材181と規制ケース183の間に配置される付勢部材の一例としてのコイルばね184を有する。なお、図22には、インク室137内へのフロート弁131の取付構造を簡略化して示すために、インク室137が形成される収容体ケース130の一部を、フロート弁131を構成する上記の各構成部材と共に図示している。
まず、フロート部材181は、内側が複数(本実施形態では4つ)の空間域に仕切られた矩形の枠体185を有している。枠体185における前後方向Yに沿った左右両側面の開口部185aには、例えば透明フィルム等からなる薄膜部材186が接着される。そのため、フロート部材181には、枠体185の開口部185aが薄膜部材186で塞がれることにより、複数(本実施形態では4つ)の密閉された気体室187が薄膜部材186の内側に形成される。したがって、これらの気体室187が生み出す浮力により、フロート部材181は、インク室137内のインクの残量変化に伴い上下方向Zにおいて浮動可能である。
図22に示すように、収容体ケース130における第2インク室152の底面152aにおいて、弁体182の取付座193を規制ケース183の前後方向Yの寸法に相当する距離を隔てて挟む前後の二位置には、規制ケース183の前後各鍔部200を左右方向Xに沿ってスライド挿入可能とする断面逆L字状の係止レール部203が形成されている。また、各係止レール部203と取付座193との間であって収容体ケース130の奥側となる前後の二位置には、係止レール部203に鍔部200を挿入した状態で収容体ケース130の奥側に向けてスライド移動した規制ケース183の前後方向Yに沿う左右両側壁196aのうち奥側の側壁196aと当接可能な位置決め部204が形成されている。
図23に示すように、第2収容体部38の部分が装着部31内に位置してプリンター11に移動不能に固定された液体収容容器21において、スライドつまみ94を上方へ変位させると、スライドつまみ94は、スライダー34の凹部95との係合が解消される。すると、使用者は、スライダー34を、その長手方向に沿って挿入方向とは反対方向へ摺動させることによって、スライダー34をプリンター11(装着部31)から抜き出すことが可能となる。
さて、液体収容体33にインクを注入する際には、図9(a)に示すように開閉カバー74を開蓋位置に変位させるとともに、図9(b)に示すように開閉カバー74の裏面74aに被覆体120を載置して注入口73を露出させる。
さて、図14に示すように、注入口73からインクが注入されると、第1インク室151の液面が上昇すると共に、壁連通開口155を介して第2インク室152にインクが流入する。なお、第1インク室151に形成された凹部154は、注入口73と前後方向Yに位置をずらして形成されるため、凹部154に異物が堆積していた場合であっても、異物の舞い上がりは抑制される。
さて、図19に示す状態は、インク室137内のインクの液面ラインILが閾値残量時ラインELよりも相当上方にある状態、すなわちインク室137内のインクの残量は液体噴射ヘッド24から用紙Sに対してインクを噴射して印刷を続行するのに必要十分な状態にあることを示している。そのため、この図19に示す状態では、コイルばね195の第2付勢力とフロート部材181の浮力との和がコイルばね184の第1付勢力以上となるため、フロート部材181はコイルばね184の第1付勢力で下方に押されて弁体182を弁口192に当接させることもない。
(1)液体収容容器21は、注入口73が液体収容体33におけるプリンター11外に位置する第1部位(第1収容体部37)に形成されているので、液体収容体33がプリンター11に固定された状態でのインクの注入が可能となる。したがって、インクの注入作業時に損傷したり、内部に残留する液体が零れたりすることを抑制できる。また、液体収容体33におけるプリンター11内に位置する第2部位(第2収容体部38)によって、固定された状態が解除されたときに、液体収容体33は落下せずプリンター11に保持される確率が高くなる。
(4)スライダー34が注入口73を覆う状態において、そのスライダーを摺動させなくても、備えられた開閉カバー74の変位によって注入口73を覆ったり露出させたりすることができる。
(7)チップホルダー76がプリンター11内において移動部位の移動方向と交差する方向で位置決めされるので、チップホルダー76に載置される記録チップ75もプリンター11内で精度よく位置決めされる。したがって、例えばプリンター11に備えられた電気端子78は記録チップ75に対して位置ずれが抑制された状態で接触するので、記録チップ75に記録された関係情報のプリンター11への伝達が高い確率で行われる。
(31)インク室137において生じた気泡は、重力方向の上側に移動するため、流路開口162を底面152aに開口させることにより気泡が流路開口162から導出流路138へ入り込む虞を低減することができる。
(35)壁連通開口155において気泡が生じた場合でも、反重力方向側の上面155cが傾斜しているため、気泡が壁連通開口155に滞留してしまう虞を低減することができる。
(38)フィルター166を、収容体ケース130の下面40に形成された第1流路形成凹部168aに取り付けることにより、フィルター166を容易に交換することができる。
(45)フロート部材181が上下方向Zに浮動した場合にインクが通孔202を介して規制ケース183の環状壁部196の内側と外側との間を流動することを許容されるので、インクの残量変化に応じたフロート部材181の円滑な浮動状態を確保することができる。
・上記実施形態において、チップホルダー76は、スライダー34に対して当該スライダー34の液体収容体33に対する摺動方向に沿う方向、すなわち長手方向に沿う方向から挿入されてスライダー34に備えられてもよい。また、チップホルダー76に取り付けられる記録チップ75は、必ずしもスライダー34の摺動方向に対して傾斜した状態でなく、例えば摺動方向と平行な状態、もしくは直交する状態でチップホルダー76に載置されてもよい。
・上記実施形態において、開閉カバー74の裏面74aにインクを吸収可能な吸収材を配置してもよい。
・上記実施形態において、切り欠き溝118は、周壁部117を除いた注入口73の周辺位置に設けてもよい。例えば、注入口73の開口縁73aに形成してもよい。また、凹部としての切り欠き溝118の代わりに、周壁部117から上方に突出する凸部を設けてもよい。なお、この場合には、液体注入源126を両側から位置決めできるよう凸部は2つ設けられることが望ましい。
・上記実施形態において、流路開口162は、底面152a以外の位置に形成してもよい。例えば、側壁130bに流路開口を形成してもよい。また、流路開口162を仕切り壁150から離れた位置に形成してもよい。すなわち、距離L1は、距離L2よりも長くてもよい。
・上記実施形態において、仕切り壁150を上下方向Zと交差するように設けてもよい。
・上記実施形態において、収容体ケース130は、仕切り壁150を備えない構成としてもよい。
・上記実施形態において、傾斜流路部165の断面積を、連結流路部164の断面積と同じ大きさとしてもよい。また、傾斜流路部165の断面積を、屈曲流路部163の断面積よりも大きくしてもよい。また、傾斜流路部165の断面積を、連結流路部164の断面積と、屈曲流路部163の断面積よりも小さくしてもよい。
・上記実施形態において、フロート部材181には気体室187が少なくとも1つあればよい。すなわち、その気体室187の数は、必ずしも4つに限らず、2つ、3つ、5つなど少なくとも1つ以上であればよい。
・上記実施形態において、液体消費装置は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置であってもよい。なお、液体噴射装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体は、液体噴射装置から噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状体を含むものとする。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さらに、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、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等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置であってもよい。また、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置であってもよい。
Claims (12)
- 液体を収容可能な液体収容室と当該液体収容室内に外部から前記液体を注入可能な注入
口と前記液体収容室内から導出される前記液体を流動させる液体流路とを有する液体収容
体と、
前記液体収容室内の前記液体の残量変化に伴って浮動可能に前記液体収容室内に配置さ
れ、当該液体収容室内の前記液体の残量が閾値残量未満となった場合に下動して閉弁動作
することにより前記液体流路を閉塞するフロート弁と、を備え、
前記フロート弁は、
内側に形成された気体室の開口部が薄膜部材で塞がれるとともに、当該薄膜部材が前記
注入口からの注入で前記液体収容室内に流入する前記液体の流入方向に対して非対向状態
となるように配置されるフロート部材と、
前記液体流路を閉塞する閉弁位置と当該閉弁位置よりも上方位置で前記液体流路を開放
する開弁位置との間を変位可能であって、常には前記開弁位置に位置するとともに、前記
フロート部材に下方へ押圧されることにより前記閉弁位置へと変位可能な弁体と、
前記フロート部材が前記弁体の前記開弁位置よりも上方の位置から更に上方側へ浮動す
ることを当該フロート部材に当接して規制可能な規制部材と、
前記液体の残量が前記閾値残量未満となった場合に前記フロート部材を前記弁体の前記
閉弁位置と対応する位置へと当該フロート部材の浮力に抗して変位させ得る付勢力を有し
た付勢部材と、を備えたことを特徴とする液体収容容器。 - 前記液体収容室は、前記注入口が形成された第1液体収容室と前記フロート弁が配置さ
れた第2液体収容室とが仕切り壁により仕切られ、当該仕切り壁には前記第1液体収容室
と前記第2液体収容室との間を連通する連通開口が形成されていることを特徴とする請求
項1に記載の液体収容容器。 - 前記フロート部材には、前記気体室が複数形成されていることを特徴とする請求項1又
は請求項2に記載の液体収容容器。 - 前記付勢部材を第1付勢部材とするとともに、その付勢力を第1付勢力としたとき、前
記弁体を前記閉弁位置側から前記開弁位置側へと付勢する第2付勢力を有した第2付勢部
材を更に備え、
前記第1付勢部材と前記第2付勢部材は、前記液体の残量が前記閾値残量未満となった
場合には、前記第2付勢力と前記フロート部材の浮力との和の方が前記第1付勢力よりも
小さくなる一方、前記液体の残量が前記閾値残量以上となった場合には、前記第2付勢力
と前記フロート部材の浮力との和が前記第1付勢力以上となるように、前記第1付勢力と
前記第2付勢力の大きさが設定されていることを特徴とする請求項1〜 請求項3のうち何れか一項に記載の液体収容容器。 - 前記規制部材は、前記フロート部材における上下方向の浮動領域の周囲を囲む環状壁部
を有し、当該環状壁部には前記フロート部材が浮動する上下方向に沿って延びる切り欠き
部が形成されていることを特徴とする請求項1〜 請求項4のうち何れか一項に記載の液体収容容器。 - 前記切り欠き部は、前記規制部材の前記環状壁部における前記フロート部材の前記薄膜
部材との対向部位に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の液体収容容器。 - 前記規制部材の前記環状壁部には、前記液体の流通を許容する通孔が貫通形成されてい
ることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の液体収容容器。 - 前記規制部材及び前記フロート部材の少なくとも一方には、当該フロート部材が水平方
向に変位した場合に前記規制部材と前記フロート部材との水平方向で互いに対向する対向
面同士の面接触を規制するべく、前記対向面同士の間に隙間を形成させる状態で他方と当
接する規制当接部が設けられていることを特徴とする請求項1〜 請求項7のうち何れか一項に記載の液体収容容器。 - 前記弁体は、前記液体収容体における前記液体流路が形成された部位に固定されている
ことを特徴とする請求項1〜 請求項8のうち何れか一項に記載の液体収容容器。 - 前記フロート弁が前記液体流路を閉塞している状態における、前記液体収容室内の液体
の液面は、前記フロート弁よりも上方に位置する、請求項1〜 9のうち何れか一項に記載の液体収容容器。 - 液体を収容可能な液体収容室と、前記液体収容室内から導出される前記液体が流動する
液体流路とを有する液体収容体と、
前記液体流路を閉塞するフロート弁と、
を備え、
前記フロート弁は、
内側に形成された気体室の開口部が薄膜部材で塞がれるとともに、当該薄膜部材が前記液体収容室内に流入する前記液体の流入方向に対して非対向状態となるように配置されるフロート部材と、
前記液体流路を閉塞する閉弁位置と当該閉弁位置よりも上方位置で前記液体流路を開放
する開弁位置との間を変位可能な弁体と、
前記液体の残量が閾値未満となった場合に前記フロート部材を前記弁体の前記閉弁位置
へ前記フロート部材の浮力に抗して変位させ得る付勢力を有した付勢部材と、
を備えたことを特徴とする液体収容容器。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載された液体収容容器を備える、液体消費装置。
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