JP4793163B2 - 液体収容容器 - Google Patents
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Description
前記液体誘導路には、前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部を設けることを特徴とする液体収容容器により達成される。
これにより、気泡は液体流入開口へ進入し難くなる。また、液体誘導路の液体が徐々に減少した場合には、液面が堰部の上端から徐々に下降することとなり、残留液が液体誘導路に存在する状態で、先に液面が液体流入開口に達することがない。
前記液体検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部が、前記液体誘導路に設けられ、
前記堰部を通過する気泡を該堰部の上端より上方に保持可能な量の液体が、前記液体誘導路に充填されていることを特徴とする液体収容容器により達成される。
これにより、気泡は液体流入開口へ進入し難くなる。また、液体誘導路の液体が徐々に減少した場合には、液面が堰部の上端から徐々に下降することとなり、残留液が液体誘導路に存在する状態で、先に液面が液体流入開口に達することがない。
このような構成によれば、液体誘導路の液体が徐々に減少し、液面が堰部の上端から徐々に下降する場合、液体流入開口から遠い液体が徐々に傾斜底面に沿って液体流入開口の方向へと流れる。
即ち、液体の掃けが良好となり、残留液体の全てが液体誘導路に取り残されることなく、液体流入開口へと導かれる。
このような構成によれば、液体誘導路の液体が狭い流路へと進入すると、液流に加え、毛管現象によって液体が液体流入開口側へと吸引され、滞りのない良好な液流が得られる。また、液体誘導路の液体の終端(気液の境界)が、通過する場合においても、毛管現象による吸引作用によって、終端の液体が残留することなく液体流入開口へと導かれる。
このような構成によれば、狭い流路個々の毛管現象による吸引作用が確保されつつ、液体の通過流路断面積が大きく確保されて、液体の損失水頭を低減させることができる。また、同一流路断面積の液体誘導路を一つで形成する場合に比べ、大きな気泡(或いは気液の境界)が液体流入開口へ到達する確率を低減させることができる。
このような構成によれば、矩形断面形状の長辺より短辺が十分に小さく設定されることで、流路が扁平となり、同一流路断面積の液体誘導路を円形状で形成した場合に比べ、気泡の流れ込み防止効果を大きくすることができる。
このような構成によれば、液体誘導路の入り口部が、狭い流路の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴となることで、仮に、矩形断面形状短辺と同等以下の直径を有する複数の気泡が入り口部に流入した際、気泡同士を結合させ、最大、丸穴と同等の大きさまで成長させることが可能となり、狭い流路に対し気泡を通過し難くできる。換言すれば、矩形断面形状短辺と同一直径以下で入り口部が形成された場合には、入り口部を通過した全ての気泡が狭い流路に進入してしまう。本構成では、気泡を通過し難い大きさに成長させることで、気泡の液体流入開口への進入を効果的に防止することが可能となる。
このような構成によれば、狭い流路の内壁面が液体誘導路の内壁面となることで、液体誘導路の内壁面に外周を接触させ、かつ狭い流路に進入できない直径を有した気泡は、その中心が狭い流路の中心からずれることとなる。
このような構成によれば、液体が液体誘導路を液体流入開口へ向かって流れる際、液体は段部に捕捉される。これにより、液体中に気泡が混入していた場合には、気泡が液体から分離され、分離された気泡は、浮力によって段部の上方側の天面に溜まることとなる。
また、この分離作用によって、本来なら狭い流路を通過してしまう小径の気泡を、狭い流路を通過できない大径の気泡へと成長させることも可能となり、液体検出部へ気泡をより付着し難くすることができる。
図1は本発明の一実施形態に係る液体収容容器の外観斜視図、図2は図1に示した液体収容容器の分解斜視図、図3は図2の要部拡大斜視図、図4は図3に示した液体誘導路の要部拡大断面図、図5は図4のV−V線における断面斜視図、図6は気泡の中心が狭い流路の中心からずれる異形変形を(a)、対称変形を(b)に表した作用説明図である。
このインクカートリッジ1は、図2に示すように、インクジェット式プリンタ(液体消費装置)のカートリッジ装着部に着脱可能な容器本体3内に、インク(液体)を貯留する上部貯留部5aと下部貯留部5bからなるインク収容部(液体収容部)5と、プリンタ側の印字ヘッドに接続されるインク供給部(液体供給部)7と、インク収容部5に貯留したインクをインク供給部7に誘導するインク誘導路(液体誘導路)9と、インク収容部5内のインクの消費に伴って外部から大気をインク収容部5内に導入する大気連通孔4と、を備える大気開放タイプのインクカートリッジである。
したがって、堰部25を通過するインク33に気泡Buが混じる場合、気泡Buには、インク誘導路9に充填されたインク33によってインク流入開口23への接近に抗する浮力が作用する。これにより、気泡Buは、インク流入開口23へ進入し難くなる。また、インク誘導路9内のインク33が徐々に減少した場合には、液面が堰部25の上端25aから徐々に下降することとなる。したがって、残留液がインク誘導路9に存在する状態で、先に液面がインク流入開口23に達することがない。
また、インク誘導路9のインクの終端(気液の境界)が、狭い流路29を通過する場合においても、毛管現象による吸引作用によって、終端のインク33が残留することなくインク流入開口23へと確実に導かれるようになっている。
狭い流路29を複数の狭小流路29a,29bによって構成することで、狭い流路29a,29b個々の毛管現象による吸引作用が確保されつつ、インク33の通過流路断面積が大きく確保されて、インク33の損失水頭を低減させている。また、同一流路断面積のインク誘導路9を一つの断面形状で形成する場合に比べ、大きな気泡(或いは気液の境界)がインク流入開口23へ到達する確率を低減させている。
このように、矩形断面形状の長辺より短辺が十分に小さく設定されることで、流路が扁平となり、同一流路断面積のインク誘導路9を円形状で形成した場合に比べ、インク33中の気泡Buの流れ込み防止効果を大きくしている。また、インク誘導路9の最上流側であるインク入り口部27は、図3及び図4に示すように、狭い流路29の矩形断面形状短辺より大きい直径の丸穴で形成されている。インク誘導路9へ流入するインク33は、このインク入り口部27を上方へ流れた後、堰部25を越えて狭い流路29へと流れる。
このように、狭い流路29を構成する狭小流路29a,29bにおけるそれぞれ一つの内壁面が、インク誘導路9の内壁面である天面9f又は底面9aを兼ねていることで、例えば図6(a)に示すように、インク誘導路9の天面9fに外周を接触させ、かつ狭小流路29aに進入できない直径を有したインク33中の気泡Buは、その中心が狭小流路29aの中心からずれることとなる。
すなわち、気泡Buは、インク誘導路9の天面9fに当接して拘束されることで、中心を通る対称軸に非対称な異形変形を強いられる。
そこで、狭小流路29c進入できない直径を有したインク33中の気泡Buは、その中心が狭小流路29cの中心と一致し、中心を通る対称軸に対称な変形をする。
インク入り口部27から流入したインク33は、インク誘導路9をインク流入開口23へ向かって流れる際、段部35に捕捉される。これにより、インク33中に気泡Buが混入していた場合には、気泡Buがインクから分離され、分離された気泡Buは、浮力によって段部35の上方側の天面9eに溜まることとなる。また、この分離作用によって、本来なら狭い流路29を通過してしまう小径の気泡Buを、狭い流路29を通過できない大径の気泡Buへと成長させることも可能となり、インク終端センサ11へ気泡Buをより付着し難くしている。
そこで、堰部25を通過するインク33に気泡Buが混じる場合、気泡Buには、インク誘導路9に充填されたインク33によってインク流入開口23への接近に抗する浮力が作用し、気泡Buがインク流入開口23へ進入し難くなる。これにより、インク収容部5の液中に混入した気泡Buがインク終端センサ11に付着することによる誤検出を防止することができる。
液体消費装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置、捺染装置やマイクロデスペンサ等が挙げられる。
Claims (3)
- 液体消費装置に装着される液体収容容器であって、
液体を貯留する液体収容部と、
前記液体消費装置に接続される液体供給部と、
前記液体収容部に貯留した液体を前記液体供給部に誘導する液体誘導路と、
前記液体収容部内の液体の消費に伴って外部から大気を前記液体収容部内に導入するための大気連通孔と、
前記液体誘導路の途中に設けられ、当該液体誘導路への気体の流入を検知することで前記液体収容部内の液体が消尽されたことを検出するための検出部と、を備え、
前記液体誘導路は、
前記検出部へ液体を流入させる液体流入開口の内周上部より鉛直方向上方に上端が配置された堰部と、
前記堰部と前記液体流入開口との間に設けられ、前記液体に対して毛管現象を生じさせる複数の並列した狭い流路と、を有し、
前記液体流入開口と前記堰部との間における少なくとも一部の前記液体誘導路の底面が、前記液体流入開口に向かって鉛直下方向に傾斜していることを特徴とする液体収容容器。 - 前記狭い流路は、前記液体の流れる方向からみた断面が矩形形状に形成され、
前記液体誘導路の最上流側である入り口部が、前記狭い流路の矩形断面の短辺より大きい直径の丸穴であることを特徴とする請求項1に記載の液体収容容器。 - 前記液体誘導路には、前記堰部と前記液体流入開口との間に、上流側より下流側の天面が鉛直下方向に配設された段部が設けら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。
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