JP2000309105A - 液体収納容器、液体供給システムおよび前記液体収納容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用環境の温度変化に依らずに負圧特性を安
定させ、安定した液体供給を実現する。 【解決手段】 インクタンクは、内部にインクを収容す
るインク収納部を形成する内壁１０２と、インク収納部
を収容するインク収納部収容室を形成する外壁１０１
と、インク収納部から外部にインクを供給するためのイ
ンク供給部１０３とを有する。内壁１０２は、インクの
導出に伴って変形してインク収納部内に負圧を発生させ
ることができる部材であって、使用環境の温度変化に伴
う弾性率の変化が２５％以下である部材によって構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部へ液体を供給
するために負圧を利用する液体収納容器、液体供給シス
テム、および前記液体収納容器の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、本出願人による特開平９−２
６７４８３号公報に開示されているように、外郭を形成
する外壁に対して分離可能な内壁で囲まれた領域（以
下、「インク収納部」という。）にインクが収容されて
いるインクタンクが知られている。

【０００３】上記のインクタンクは、外壁が内壁に比べ
て十分厚く形成されており、収納されたインクの流出に
よって内壁が変形しても、外壁は殆ど変形しない。ま
た、外壁には、外壁と内壁との間に空気を取り入れるた
めの空気取り入れ口が設けられている。内壁は溶着部
（ピンチオフ部）を有し、この溶着部で内壁は外壁に係
合するように支持されている。

【０００４】このように構成されたインクタンクは、イ
ンクの消費による変形の作用力と初期状態の形状に戻ろ
うとする作用力とが内壁に働き、インク収納部内の負圧
を安定化させる方向に機能するものであり、安定した負
圧を利用しながら液体供給を行うことができる優れたイ
ンクタンクである。

【０００５】また、上記の公報は、インクタンクの内壁
および外壁について、耐衝撃性を高めるために、それぞ
れを異なる材質の多層構造とすることを開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリンタが
使用される環境は一般に地域によって大きく異なるが、
プリンタは一定温度の環境下において使用されることが
多い。

【０００７】ところが、実際には、温度変化が激しい地
域や、一日の温度差が大きい地域もある。本発明者等
は、このように温度条件を変化させて上述のインクタン
クを使用した場合、変形量が同じであるにもかかわら
ず、インクタンクが発生する負圧に変化が見られる場合
があることを見出した。そのため、ある所定の温度では
所望の負圧特性を発揮することのできるインクタンクで
あっても、その温度に対して大幅に温度が変化した環境
下では、このような負圧の変動により、所望の負圧特性
を得ることができなくなるおそれがあることが分かっ
た。この場合、設定された温度との温度差の大きい環境
下で印字を行なうには、記録ヘッドからのインク漏れを
防止するために、例えば通常よりも回復処理を増やすこ
となどで負圧を調整する必要がある。

【０００８】本発明者等は上述の原因について鋭意検討
した結果、内壁の材料として使用される樹脂の、温度に
対する弾性率の変化、およびガラス転移点温度（分子が
ミクロブラウン運動を開始し、性状がガラス状からゴム
状に移行する温度）と使用環境温度との関係が重要であ
るとの新規な知見を得るに至った。

【０００９】また、インクタンクは、内部にインク等の
液体を収容するため、インクに対する接液性に優れる
（インクと接触することでインクの組成に影響を与える
ことのない）こと、ガスバリア性に優れることが求めら
れていた。ところが、これらの機能性樹脂は一般的には
互いに剥離可能であるため、これらの樹脂層を互いに接
着させるための接着層を必要としている。

【００１０】一方で、上述の公報に開示されたインクタ
ンクでは、円筒形のパリソンを断面が角柱形状の型内で
膨らませることにより製造されることによる、厚み分布
を有している。したがって、内壁を多層で形成する場合
も、その各層は中央部が角部に対して相対的に厚く、中
央部から角部に向かって滑らかに厚み分布が変化してい
る。そのため、複数の層を互いに確実に密着させるため
に接着層を設けると、中央部を中心に接着層の厚みが増
加し、結果として内壁全体の厚みが増加することにな
る。

【００１１】そこで本発明は、使用環境の温度変化に依
らずに負圧特性を安定させ、安定した液体供給を実現す
ることができる液体収納容器、液体供給システムおよび
前記液体収納容器の製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体収納容器は、内部に液体を収容する液
体収納部を形成する内壁と、前記液体収納部を収容する
液体収納部収容室を形成する外壁と、前記液体収納部か
ら外部に液体を供給するための液体供給部とを有する液
体収納容器であって、前記内壁が、前記液体の導出に伴
って変形して前記液体収納部内に負圧を発生させること
ができる部材であり、かつ使用環境の温度変化に伴う弾
性率の変化が２５％以下である部材によって構成されて
いることを特徴とする。

【００１３】上記のように構成された本発明の液体収納
容器によれば、内壁の材料が非結晶性樹脂であると結晶
性樹脂であるとを問わず、使用環境の温度変化に依らず
に負圧特性が安定するので、安定した液体供給を実現す
ることが可能になる。

【００１４】また、本発明の液体収納容器は、内部に液
体を収容する液体収納部を形成する内壁と、前記液体収
納部を収容する液体収納部収容室を形成する外壁と、前
記液体収納部から外部に液体を供給するための液体供給
部とを有する液体収納容器であって、前記内壁が、前記
液体の導出に伴って変形して前記液体収納部内に負圧を
発生させることができる部材であり、かつガラス転移温
度が使用環境の最高温度よりも高い非結晶性の樹脂から
なる部材によって構成されていることを特徴とする。

【００１５】また、本発明の液体収納容器は、内部に液
体を収容する液体収納部を形成する内壁と、前記液体収
納部を収容する液体収納部収容室を形成する外壁と、前
記液体収納部から外部に液体を供給するための液体供給
部とを有する液体収納容器であって、前記内壁が耐酸素
透過層、耐環境温度変化層および耐液体層を含む多層構
造を成し、前記耐液体層は前記液体に接触する最内層に
設けられ、前記耐環境温度変化層はガラス転移温度が使
用環境の最高温度よりも高い非結晶性の樹脂からなり、
さらに、前記内壁が前記液体の導出に伴って変形して前
記液体収納部内に負圧を発生させることができるように
構成されていることを特徴とする。

【００１６】非結晶性の樹脂は、ガラス転移温度以下の
温度での弾性率が温度によらずほぼ一定であるので、内
壁の材料にガラス転移温度が使用環境の最高温度よりも
高い非結晶性の樹脂を用いることにより負圧特性が安定
し、使用環境の温度変化に依らず安定した液体供給を実
現することが可能になる。

【００１７】さらに、前記内壁の前記耐環境温度変化層
は、前記耐液体層と前記耐酸素透過層との間に設けられ
ているとともに機能性接着樹脂材料を含んでいる構成と
してもよく、あるいは、前記内壁の前記耐酸素透過層
は、前記耐液体層と前記耐環境温度変化層との間に設け
られているとともに機能性接着樹脂材料を含んでいる構
成としてもよい。

【００１８】これにより、内壁を構成する最外層および
最内層が、機能性接着樹脂材料が添加された中間層と一
体化される。そのため、接着層を設けていた従来技術に
比べて内壁の厚みが増加することが抑えられ、負圧変化
を滑らかに行わせることが可能となる。

【００１９】また、前記内壁の前記耐環境温度変化層
は、使用環境の温度変化に伴う弾性率の変化が１５％以
下であることを含む構成としてもよい。

【００２０】さらには、前記液体供給部を介して前記液
体収納部内に気体を導入して液体を導出させる気液交換
を生じさせることができる負圧発生部材収納容器に取り
付けられるように構成されていてもよい。

【００２１】また、本発明の液体供給システムは、上記
本発明の液体収納容器と、該液体収納容器の前記液体供
給部を介して前記液体収納部内に気体を導入して液体を
導出させる気液交換を生じさせることができる負圧発生
部材収納容器とを有する。

【００２２】上記本発明の液体収納容器は使用環境の温
度変化に依らずに負圧特性が安定するので、この液体収
納容器を用いて液体供給システムを構成することによ
り、負圧発生部材収納容器内に設けられるバッファ空間
をより一層減少させることが可能となる。

【００２３】さらに、前記液体収納容器が前記負圧発生
部材収納容器に対して着脱できるように構成されていて
もよい。

【００２４】また、本発明の液体収納容器の製造方法
は、内部に液体を収容する液体収納部を形成する内壁
と、前記液体収納部を収容する液体収納部収容室を形成
する外壁と、前記液体収納部から外部に液体を供給する
ための液体供給部とを有する液体収納容器の製造方法で
あって、前記液体収納容器の外郭に相当する型と、該型
より小さい径の略円筒形の外壁用の第１のパリソンおよ
び内壁用の第２のパリソンとを用意する工程と、内部に
エアを注入して前記第１および第２のパリソンを膨張さ
せて前記型に沿わせ、前記液体収納容器の前記外壁およ
び前記内壁を、前記内壁で形成される領域と前記外壁に
よって形成される領域とが分離することができるように
かつ略相似形に成形する工程とを含み、前記内壁用の第
２のパリソンを用意する工程が、耐酸素透過層、耐環境
温度変化層および耐液体層を含む多層構造のパリソンを
用意する工程からなることを特徴とする。

【００２５】これにより、負圧特性が安定し、使用環境
の温度変化に依らずに安定した液体供給を実現すること
ができる液体収納容器が製造される。

【００２６】さらに、前記内壁用の第２のパリソンを用
意する工程が、前記第２のパリソンを前記耐環境温度変
化層が前記耐液体層と前記耐酸素透過層との間に設けら
れている構成に形成する工程と、前記耐環境温度変化層
を形成する樹脂に機能性接着樹脂材料を含ませる工程と
を含む構成としてもよく、あるいは、前記内壁用の第２
のパリソンを用意する工程が、前記第２のパリソンを前
記耐酸素透過層が前記耐液体層と前記耐環境温度変化層
との間に設けられている構成に形成する工程と、前記耐
酸素透過層を形成する樹脂に機能性接着樹脂材料を含ま
せる工程とを含む構成としてもよい。

【００２７】これにより、最内層と中間層と中間層とを
接着させるために接着層を設けていた従来技術に比べて
内壁の厚みの増加が抑えられた液体収納容器が製造され
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２９】図１は、本発明のインクタンクの一実施形
態を示す概略図であり、同図（ａ）は断面図、同図
（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は斜視図である。また、図
２は、図１に示したインクタンクにインクを収容し、イ
ンクタンクのインク供給部からインクを導出したときの
変化を（ａ）〜（ｄ）の順に示す概略図であり、添字１
は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図を、添字２は図１（ａ）の
Ａ−Ａ断面図を示している。

【００３０】図１に示した本実施形態のインクタンク１
００は、外郭を形成する外壁１０１に対して分離可能な
内壁１０２で囲まれた領域（以下、「インク収納部」と
いう。）にインクが収容されている。外壁１０１は、イ
ンク収納部を収容するインク収納部収容室を構成するも
のでもある。また、外壁１０１は内壁１０２に比べて十
分厚く、インクの流出により内壁１０２が変形しても殆
ど変形することはない。また、外壁は空気取り入れ口１
０５を有している。内壁は溶着部（ピンチオフ部）１０
４を有し、この溶着部で内壁は外壁に係合するように支
持されている。

【００３１】ここで、図１のインクタンクについて詳述
すると、インクタンク１００は８つの平面から構成さ
れ、円筒状のインク供給部１０３が曲面として付加され
たものである。この８つの面のうち、インク供給部１０
３の両側にある内・外壁それぞれにおける最大面積の面
は、後述する６つの角部（α１、β１、β１、β１、β
１、α１）、（α２、β２、β２、β２、β２、α２）
で区分されている。

【００３２】この最大面積をなす内壁面の厚さは、略多
角柱状の各面の中央域より角部を構成する部分の方が薄
く、各面の中央域から前記角部それぞれに向かって徐々
に減少しており、インク収納部側に凸の形状を有してい
る。この方向は、言い換えると面の変形方向と同じであ
り、インク収納部の変形を促進する効果を有する。

【００３３】ここで内壁の角部は、３面により構成され
ているので、結果として内壁の角部全体の強度は中央域
の強度に比べて相対的には強くなっている。また、面の
延長から見れば、中央域に比べて厚さは薄いので後述す
る面の移動を許容する。この内壁の角部を構成する部分
は、それぞれほぼ同等の厚さであることが望ましい。

【００３４】また、インク供給部１０３には、わずかな
振動や外圧がタンクに加わった場合にインクの漏れを防
止できるようなインク漏れ防止機能を有するインク導出
許可部材１０６を介して不図示のインクジェット記録手
段のインク導出管と連結されている（以下、「初期状
態」という。）。インク供給部１０３は、内壁と外壁と
がインク導出許可部材１０６などにより分離しにくい構
成となっている。さらに後述する円筒の曲面と平面との
交差部であるγ１、γ２は、インク供給部が略円筒形で
あることから、通常のインクジェット記録手段からのイ
ンクの吐出による、インクの導出に伴う内壁の変形に対
しては潰れにくい特性を有する。本実施形態のインクタ
ンクでは、インク供給部は略円筒形であるが、略円筒形
に限定されるものではない。多角柱形状であっても、イ
ンク収納部に比べインク供給部の大きさは十分小さいた
めに、インクの導出に伴う内壁の変形に対しては潰れに
くい特性は変わらない。従って、インクの消費が完全に
終了したときでも、インク供給部では内壁と外壁とは変
形することなく初期状態を維持している。

【００３５】なお、図１および図２は模式的概略図であ
るため、インクタンクの外壁１０１とインクタンク内壁
１０２との位置関係は空間を隔てたように描かれている
が、実際は分離可能な状態になっていればよく、内壁と
外壁とが接触していても、微少な空間を隔てて配置され
るように構成されていてもよい。したがって、いずれの
場合においても初期状態において、インクタンクは、外
壁１０１の内面の形状に沿って、少なくとも外壁１０１
の角部α１、β１に対応した位置に内壁１０２の角部α
２、β２がくるように成形されている（図２（ａ１），
（ａ２））。

【００３６】ここで、角部とは、略多面体により構成さ
れるインクタンクにおいて、少なくとも３つの面、より
好ましくは３つの平面の交差する交差部分、あるいはそ
の延長面の交差部に対応する部分を含む意味である。角
部の符号の意味は、αがインク供給部を有する面により
形成される角部、βはそれ以外の角部であり、添字１が
外壁であること、添字２が内壁であることを表してい
る。また、インク供給部は略円筒状に形成されている
が、ここで円筒の曲面と、実質的な平面との交差部分を
γで表すと、この交差部分においても外壁と内壁は対応
した位置にあり、それぞれを以下γ１、γ２と表記す
る。なお、角部には微小曲面部を設けて構成しても良
い。この時の面の定義は、多面体の微小曲面部を角部と
してとらえ、微小曲面部を除いた平面として定義する。

【００３７】記録ヘッドからインクが吐出された後、イ
ンク収納部のインクが消費され始めると、内壁１０２
は、インク収納部の体積が減少する方向に、面積最大の
面の中央部から変形を始める。ここで、外壁は内壁の角
部の変位を抑制する働きをする。本インクタンクは上述
の角部α２、β２によって区分された角部の位置変動が
ほとんどないので、インク収納部はインク消費による変
形の作用力と初期状態の形状に戻ろうとする作用力とが
働き、負圧を安定化させる方向に機能する。

【００３８】この時、空気取り入れ口１０５から、内壁
１０２と外壁１０１との間に空気が導入され、内壁の変
形を阻害することなく、インク使用時における安定した
負圧の維持をはかる働きをする。つまり、内壁と外壁の
空間は、空気取り入れ口１０５を介して外気に連通して
いる。この後、内壁の力と、記録ヘッドの吐出口におけ
るメニスカスの力とが釣り合うことにより、インク収納
部内にインクが保持される（図２（ｂ１），（ｂ
２））。

【００３９】さらにインク収納部のかなりのインクが外
部に導出される（図２（ｃ１），（ｃ２））と、前述と
同様にインク収納部が変形し、インク収納部の中央部分
が内方に向かう安定した潰れ方が維持される。さらに、
溶着部１０４も、内壁の変形規制部分となり、最大面積
を有する面に隣接する面について、相対的にピンチオフ
部１０４を有する領域より、ピンチオフ部を有していな
い部分が先に変形を始め、外壁から離間する。

【００４０】しかし、上記の内壁変形規制部分だけで
は、インク供給部近傍の内壁が変形することでインク供
給部を塞いでしまい、インク収納部に収容されたインク
を十分使い切ることができなくなるおそれがある。

【００４１】本実施形態では、図１（ｃ）に示す内壁の
角部α２は、初期状態において外壁の角部α１に沿って
形成されているので、内壁が変形する際に、内壁の他の
部分に比べて内壁の角部α２は変形しにくく、内壁の変
形を規制することができる。なお、本インクタンクの内
壁は、複数の角部α２のなす角度が９０度として表現さ
れている。

【００４２】ここで、内壁の角部α２の角度を、外壁の
角部α１を構成する実質的に平面形状をなす少なくとも
３面のうちの２面のなす角度、すなわち、２面の延長の
交差部分の角度として定義した。内壁の角部の角度を外
壁の角部の角度により定義するのは、後述する製造工程
において、外壁を基準に製造するためであり、すでに述
べたように内壁と外壁とは初期状態においてほぼ相似形
であるためである。

【００４３】このように、図２（ｃ１），（ｃ２）にお
いては、図１（ｃ）に示す内壁の角部α２が対応する外
壁の角部α１に分離可能な状態で位置しており、一方、
インク供給部を有する面により形成される角部以外の内
壁の角部β２については、α２に比べると対応する外壁
の角部β１からやや離れるようになる。しかし、図１お
よび図２に示す実施形態では、対向する位置にあるβに
ついても、そのなす角度が９０度以下により構成されて
いるものが多い。したがって、インク収納部を形成する
他の内壁の領域に比べれば、対応する外壁との位置関係
を初期状態に近い位置に保つことができるので、内壁の
補助的な支持を実現している。

【００４４】さらに、図２（ｃ１），（ｃ２）において
は、表面積が最大の互いに対向する面が、ほぼ同時に変
形を行うので、インク収納部の中心部が互いに接するよ
うになる。この中心部の接触部分（図２（ｃ１），（ｄ
１）の斜線部）は、更なるインクの導出によりさらに広
がるようになる。すなわち、本実施形態のインクタンク
は、インクを導出するときに最大面積の面と、最大面積
の面に隣接する面とが形成するエッジが折れ曲がる前
に、最大面積の面が対向面と接触することになる。

【００４５】やがてインク収納部に収容されていたイン
クのほぼ全体を使い終える（以下、「最終状態」とい
う。）。この時の状態を図２（ｄ１），（ｄ２）に示
す。

【００４６】この状態において、インク収納部の接触部
分は、インク収納部のほぼ全域にわたり、内壁の角部β
２の中には、対応する外壁の角部β１から完全に離れる
ものも存在するようになる。一方、内壁の角部α２は、
最終状態においても対応する外壁の角部α１に分離可能
な状態で位置しており、最後まで内壁の変形規制部分と
なる。

【００４７】さらに、この状態の場合、内壁の厚さによ
っては、溶着部１０４が外壁から離れることが起こりう
るが、その場合、溶着部１０４は長さ成分を持っている
ため、変形する方向は限定される。従って、溶着部が外
壁から外れる場合でも、その変形は不規則ではなく、バ
ランスをとりながら変形を行うことになる。

【００４８】本実施形態のインクタンクのインク収納部
にインクを収容し、インク供給部からインクを導出した
ときの変化は以上の通りであり、最大面積の面から変形
をはじめ、最大面積の面と隣接する面が形成するエッジ
が折れ曲がる前に最大面積の面が対向する面と接触し、
インク供給部を有する面により構成される角部以外の角
部が移動することで、インクタンクの変形の際に変形の
優先順位を有する構成となっている。

【００４９】次に、上記に説明した本実施形態のインク
タンクの実施例について説明する。

【００５０】

【実施例】（第１の実施例）図１に示したインクタンク
１００の、内壁１０２を材料をそれぞれ異ならせて構成
した場合における温度変化による負圧特性の変化を調べ
た。

【００５１】インクタンクの容量を１２ｃｃ、内壁１０
２の厚みを約２００μｍ（以下、「最大厚み」とい
う。）、インクタンクの幅を約１０ｍｍ、環境温度を５
℃および３５℃とした場合のインクタンクの負圧特性
は、下記の表１に示す結果であった。

【００５２】

【表１】 上記の表１に示したように、内壁をＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタラート）またはＡＰＬ（アペル；三井化学
（株）の登録商標）で形成した場合には実用上良好な負
圧特性が得られたが、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）
で形成した比較例では実用上良好な負圧特性が得られな
かった。なお、アペル（本明細書中においては「ＡＰ
Ｌ」と表記する）は、非結晶性ポリオレフィンの一種か
らなる樹脂である。

【００５３】ここで、ＡＰＬは非結晶性樹脂であり、そ
のガラス転移点温度は約８０℃〜１４０℃である。な
お、図３に示すように、ＡＰＬ等の非結晶性樹脂の場合
には、ガラス転移点以下の温度での弾性率は温度によら
ずほぼ一定である。それに対し、ＨＤＰＥ等の結晶性の
樹脂の場合は、ガラス転移点より低い温度でも弾性率は
温度によって変化し、またガラス転移点より温度が高い
領域では弾性率の変化の割合が大きな領域が存在する。

【００５４】このように、本実施例では、ガラス転移温
度が環境温度の最高温度より高い非結晶性の樹脂を内壁
の材料に用いることで、使用環境の温度変化によらず、
安定したインク供給を実現することができる。

【００５５】表２は、ＡＰＬまたはＨＤＰＥによって形
成された、耐環境温度変化層としても機能する内壁の、
使用環境を５℃とした場合と３５℃とした場合とにおけ
る弾性率変化等を示す表である。

【００５６】

【表２】 表２から分かるように、使用環境温度の最低温度と最高
温度とにおける内壁の弾性率変化の割合が大きいと、イ
ンクタンクに発生する負圧も変化する。これは、本発明
のインクタンクは、インクの導出に伴って内壁が変形す
ることで負圧を発生するためであり、図１に示すような
偏平形状のインクタンクでは、主としてインクの導出に
伴う最大面積面の変形が元の形状に戻ろうとするための
力が変化するためである。

【００５７】この内壁の弾性率（すなわち、例えば２層
構成の内壁の場合は２層全体であって、３層構成の内壁
の場合は３層全体である）の変化は小さければ小さい程
よいが、実用上、インクジェット記録の分野に使用され
るインクタンクの範囲としては、内壁の弾性率の変化の
割合が２５％以下であることが望ましく、耐環境温度変
化層としての弾性率の変化の割合は１５％以下であるこ
とが望ましい。このような材料であれば、非結晶性、結
晶性を問わず、内壁の材料として使用することで、使用
環境の温度変化によらず、安定したインク供給を実現す
ることができる。弾性率の変化の割合が１５％以下を満
たす結晶性の樹脂としては、上述したＰＥＴ（環境温度
が２３℃のときに、弾性率が約20000kgf/cm²）等があ
る。

【００５８】なお、使用環境温度の上限が５０℃の場合
には、ガラス転移点温度がそれより高い非結晶性の樹脂
を用いるが、５℃〜５０℃での弾性率変化が上述の範囲
内にあるものを用いればよい。

【００５９】（第２の実施例）インクタンク１００の外
壁１０１および内壁１０２は、それぞれ種々の材料を用
いて形成することができる。さらに、内壁１０２は、種
々の材料からなる複数の層を積層させて形成することが
できる。

【００６０】本発明者等は、インクタンクの構成例Ａと
して（図１０参照）、外壁１０１を厚さが１０００μｍ
のＰＰ（ポリプロピレン）を用いて構成し、内壁を厚さ
が１０〜１５μｍのＥＶＯＨ（ＥＶＡ（エチレン酢酸ビ
ニル共重合体樹脂）のけん化物）からなる最外層１０２
ａと、厚さが２００〜２３０μｍのＡＰＬおよび機能性
接着剤樹脂の混合樹脂からなる中間層１０２ｂと、厚さ
が６０μｍのＰＥ（ポリエチレン）からなる最内層１０
２ｃとを積層させて構成したものを作製した。本構成例
Ａの内壁の厚みは約３００μｍとした。

【００６１】ＥＶＯＨからなる最外層は酸素に対するガ
スバリヤ性に優れる耐酸素透過層として機能し、また、
ＰＥからなる最内層はインクに対する接液性に優れる耐
インク層として機能する。また、ＡＰＬおよび機能性接
着剤樹脂の混合樹脂からなる中間層は、第１の実施例中
で説明したように、温度変化による弾性率の変化が少な
い耐環境温度変化層として機能する。本構成例Ａのよう
に、最もインク収納部側に位置しインク収納部の内壁面
を構成する最内層に接液性に優れる層を有し、さらにガ
スバリア性に優れる層を備えることで、長期保存時のイ
ンクの特性の変化を効果的に防止することができる。

【００６２】なお、ＥＶＯＨ、ＡＰＬおよびＰＥは互い
に分離し易いため、それらを互いに接着させるために、
通常は機能性接着樹脂からなる接着層を必要とする。し
かし、接着層を設けると内壁全体の厚みが増加してしま
うという問題が生じてしまう。そこで、本実施例では、
中間層のＡＰＬにポリオレフィンからなる機能性接着樹
脂をぺレット状の状態で重量比が７：３の割合で添加
（内添）してある。この機能性接着樹脂をＡＰＬに添加
することで、最外層および最内層を中間層から分離しな
いように中間層と一体化させることができる。

【００６３】また、最外層と中間層とを入れ替えて、つ
まり、ＡＰＬで最外層を形成するとともにＥＶＯＨで中
間層を形成して、ＡＰＬに機能性接着樹脂を添加する代
りに、ＥＶＯＨに機能性接着樹脂を添加する構成として
もよい。ただし、ＥＶＯＨに機能性接着樹脂を添加する
とガスバリア性が低下するため、当初のように、ＡＰＬ
で中間層を形成してＡＰＬに機能性接着樹脂を添加する
構成とすることが好ましい。

【００６４】機能性接着樹脂の添加割合が、ぺレット状
の状態における重量比で６：４よりもＡＰＬの割合の方
が多くなるようにすれば、ＡＰＬおよび接着樹脂からな
る中間層が、第１の実施例で説明したような温度変化に
対する負圧変化を支配的に決定する層として機能するこ
とができる。

【００６５】また、最外層、中間層および最内層が互い
に分離しないように一体となっている状態において、中
間層が第１の実施例で説明したような温度変化に対する
負圧変化を支配的に決定する層として機能するために
は、最外層および最内層の弾性率の変化の割合にもよる
が、上述の構成例Ａでは、最外層および最内層に対して
中間層の割合が７０％以上であればよいことが確認され
た。

【００６６】なお、中間層のＡＰＬは環状オレフィンコ
ポリマーであり、機能性接着樹脂がポリオレフィン、外
壁がＰＰであるので、本実施例Ａのインクタンクはリサ
イクル性に優れている。

【００６７】また、本発明者等は、インクタンクの他の
構成例として、構成例Ｂ，ＣおよびＤを作製した。

【００６８】構成例Ｂは、外壁を厚さが１０００μｍの
ＰＰを用いて構成し、内壁を厚さが１０μｍのＥＶＯＨ
からなる最外層と、厚さが１５０〜２００μｍのＡＰＬ
および機能性接着剤樹脂の混合樹脂からなる中間層と、
厚さが１０μｍのＰＰからなる最内層とを積層させて構
成したものである。

【００６９】構成例Ｃは、外壁を厚さが１０００μｍの
ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）を用いて構成し、内
壁を厚さが２０μｍのＰＰおよび機能性接着樹脂からな
る最外層と、厚さが１０μｍのＥＶＯＨからなる第１の
中間層と、厚さが１５０〜２００μｍのＡＰＬおよび機
能性接着剤樹脂の混合樹脂からなる第２の中間層と、厚
さが１０μｍのＰＰからなる最内層とを積層させて構成
したものである。

【００７０】また、構成例Ｄは、外壁を厚さが１０００
μｍのＰＰを用いて構成し、内壁を厚さが２００μｍの
ＡＰＬからなる最外層と、厚さが２０μｍのＥＶＯＨお
よび機能性接着剤樹脂の混合樹脂からなる中間層と、厚
さが５０μｍのＰＰからなる最内層とを積層させて構成
したものである。

【００７１】さらに、本発明者等は、比較例として、外
壁を厚さが１０００μｍのＨＩＰＳを用いて構成し、内
壁を厚さが２５０μｍのＰＰを用いて構成したものを作
製した。

【００７２】表３は、上記の各構成例および比較例にお
けるガスバリア性、内壁の吸湿性および温度変化による
負圧特性の変化をそれぞれ比較した結果を示す表であ
る。

【００７３】

【表３】 ＥＶＯＨは吸湿性を有するため、構成例ＡおよびＢで
は、最外層のＥＶＯＨが吸湿することでガスバリア性が
変化するおそれがある（ただし、内壁は外気に対して外
壁との間の空間を隔てて開放されているので、内壁が大
気に対して直接にさらされている状態に比べれば内壁は
保護されている）。一方、構成例ＣおよびＤでは、最外
層にＰＰあるいはＡＰＬを用いることでＥＶＯＨからな
る層を保護し、内壁が吸湿することを抑えている。

【００７４】なお、上記の説明では、耐酸素透過層をＥ
ＶＯＨで形成し、耐インク層をＰＰまたはＰＥで形成
し、耐環境温度変化層をＡＰＬで形成する例を示した。
これらの他にも、耐酸素透過層をＥＶＯＨまたはＰＥＴ
で形成し、耐インク層をＰＰ，ＰＥ，ノリル樹脂（米国
ＧＥ社の登録商標），またはポリサルフォンで形成し、
耐環境温度変化層をガラス転移点温度が環境温度より高
い非結晶性樹脂の他、ＰＥＴあるいはＰＢＴ（ポリブチ
レンテレフタラート）で形成してもよい。

【００７５】次に、本実施例のインクタンクの製造方法
について詳細に説明する。

【００７６】本発明で提供されるインクタンクは、成形
樹脂材料からなる二重壁構造を採用し、外壁を厚くして
強度を持たせ、一方で、内壁に柔らかい材質を用い、さ
らに薄くすることで内部に収容されたインクの体積変動
に追従させることを可能としている。それぞれの壁に用
いられる材質としては、内壁を耐インク性を持つものと
し、外壁を耐衝撃性等を持つものとすることが望まし
い。

【００７７】本実施例においては、インクタンクを製造
する方法としてブローイングエアーを用いるブロー成形
を採用した。これは、インクタンクを構成する壁を実質
的に延伸していない樹脂で構成するためであり、これに
よりインク収納部を構成するインクタンク内壁をどの方
向に対してもほぼ均一な負荷に耐えられるようにしてい
る。従って、特に、ある程度インクを消費した状態でイ
ンクタンク内壁によって収容されたインクがどの方向に
揺動しても、インクタンク内壁はインクを確実に保持す
ることができ、インクタンクの耐久性を総合的に向上さ
せている。

【００７８】このブロー成形方法としては、インジェク
ションブローを用いる方法、ダイレクトブローを用いる
方法、ダブルウオールブローを用いる方法などがある。
本実施例では、ダイレクトブロー成形法を用いた。

【００７９】本実施例のインクタンクの、ダイレクトブ
ロー成形を用いた製造工程について、図４から図７を参
照して詳細に説明する。

【００８０】図４（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは本実施例
のインクタンク製造工程を示す図であり、図５はインク
タンクの製造工程を示すフローチャートである。また、
図６はインクタンクの製造工程におけるインクタンクの
状態を示す概略図であり、添字１はインクタンクの表面
積最大の面を、添字２はそのときのインクタンクの中央
部のインクタンク端面に平行な断面を示している。

【００８１】図４において、符号２０１は内壁樹脂を供
給する主アキュムレータを示し、符号２０２は内壁樹脂
を押し出す主押出機を示し、符号２０３は外壁樹脂を供
給する副アキュムレータを示し、符号２０４は外壁樹脂
を押し出す副押出機を示す。

【００８２】まず、インジェクションノズルを多層ノズ
ルとして、内側の樹脂と外側の樹脂を型内に同時に押出
して第１、第２パリソンが一体化したものを用意する。
この場合、樹脂の供給は内側の樹脂と外側の樹脂が接触
していてもよく、また全部が接触していなくても良い。
また樹脂の一部が接触するような構造でも良い。なお、
この場合には、内側の樹脂と外側の樹脂の接触する面は
樹脂同士が溶着しない材質をそれぞれ選択するか、型に
供給する際にどちらか一方の樹脂に化合物を加えること
で分離可能に成形することが必要である。また、インク
に対する接液性や形状により同系統の材質が必要となる
場合には、内側の材質あるいは外側の材質を多層構成と
して接触面に異種材料が位置するように樹脂を供給して
もよい。なお、内側の樹脂の供給は全周に亘って均一で
あることが理想であるが、部分的に薄くして内部圧力の
変動に追従し易くしても良い。部分的に薄くする方法
は、インクタンクの内部の構造により選択するが、型内
に供給する樹脂の供給方向に添った構成とする。

【００８３】これらにより供給される外壁樹脂および内
壁樹脂はリング２０５を介してダイ２０６に供給され
（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）、第１および第２のパ
リソンが一体となったパリソン２０７が形成される（ス
テップＳ３０３）。なお、このとき、内壁樹脂として、
耐インク（液体）層、耐環境温度変化層（非結晶性樹脂
層）および耐酸素透過層が積層されてなる樹脂が用意さ
れる。耐温度変化層を形成する樹脂には、機能性接着樹
脂を含ませる。

【００８４】次に、一体となったパリソン２０７に対し
て、これを挟むように配置された金型２０８が図４
（ｂ）に示す状態から図４（ｃ）に示す状態となるよう
に移動してパリソン２０７を挟み込む（ステップＳ３０
４）。

【００８５】続いて、図４（ｃ）に示すようにエアノズ
ル２０９よりエアの注入がなされて金型２０８に合った
形状にブロー成形される（ステップＳ３０５）。この時
のインクタンクの状態の模式図を図６（ａ１），（ａ
２）に示す。この時、内壁と外壁とは隙間なく密着され
たものとなっている。また、成型時において型の温度を
基準温度に対して±３０℃程度の範囲で温度調節を行う
と、製造時におけるインクタンクの各壁の厚みの個体差
によるばらつきを減らすことができるのでより望まし
い。

【００８６】次に、インク供給部以外の内外壁の剥離を
行う（ステップＳ３０６）。真空引きにより剥離させる
場合のステップＳ３０６のインクタンクの状態の概略図
を図６（ｂ１），（ｂ２）に示す。真空引きを行う以外
の内壁と外壁の剥離の方法としては、内壁と外壁を構成
する成形樹脂に、熱膨張率（収縮率）の異なる材料を用
いる方法が挙げられる。この場合は、ブロー成形後、成
形物の温度が下がることにより自動的に剥離させること
が可能となり、工程数を減少させることができる。ま
た、同様にブロー成型時にパリソンを型によって挟んだ
部分に成形後に外力をかけて内壁と外壁を剥離させ、そ
の隙間を空気に連通させることにより大気連通口として
用いることができ、これはインクジェット用のインク収
容容器としては工程数を少なくできることから、より好
ましい。

【００８７】このように内壁と外壁を剥離させた後、イ
ンクの注入を行う（ステップＳ３０７）。この時、イン
クの注入を行う前に加圧空気によりインク収納部を初期
状態とほぼ同じ形にし（図６（ｃ１），（ｃ２）参
照）、その後にインク注入を行ってもよい。また、イン
ク収納部を初期状態と同じ形にするときにインクを加圧
により注入してもよい。

【００８８】また、注入するインクの量について、イン
ク収納部の体積の約９０％の量を注入すると、インクタ
ンクの置かれる環境の変化に容易に対応させることがで
き、外力、温度変化、気圧の変化からインクが外部に漏
れることを防ぐことができる。

【００８９】インクを注入し終えた後のインクタンクの
状態の概略図を図６（ｄ１），（ｄ２）に示す。この時
のインクタンクは、内壁と外壁とはインクの導出により
分離可能な状態になっている。そして、インクを注入し
た後に、インク導出許可部材を取り付ける（ステップＳ
３０８）。

【００９０】以上の工程により、本実施例のインクタン
クを製造した。

【００９１】（第３の実施例）図７は本発明のインクタ
ンクの第３の実施例を説明するための概略断面図であ
る。図７（ａ）は、本発明の第３の実施例のインクタン
クが適用された液体供給システムの概略断面図、図７
（ｂ）はその液体供給システムの要部断面図である。

【００９２】以下に、図６に示した液体供給システムを
毛管力発生部材収納容器と液体収納容器とに分けて説明
する。 （１）毛管力発生部材収納容器 本実施例における毛管力発生部材収納室１０は、負圧発
生部材である毛管力発生部材と接するとともに液体収納
容器から液体を導入するための連通管（気液交換通路）
１４を大気連通部として備えている。また、毛管力発生
部材収納室１０は、大気連通部と連通する第１の毛管力
発生部材１３Ａと、第１の毛管力発生部材と密着する第
２の毛管力発生部材１３Ｂとを毛管力発生部材として備
えており、その境界面１３Ｃは使用時の姿勢において連
通部としての連通管の上端よりも上方に設けられてい
る。

【００９３】このように毛管力発生部材を複数の部材に
分割し、その境界面を大気連通部としての連通管１４の
上端より使用時の姿勢において上方に設けることで、双
方にインクが存在する場合は、上方の毛管力発生部材１
３Ａ内のインクを消費した後、下方の毛管力発生部材１
３Ｂ内のインクを消費することが可能となる。また、環
境変化により気液界面が変動する場合、はじめに第２の
毛管力発生部材１３Ｂと２つの毛管力発生部材の境界面
１３Ｃの近傍とが充填された後、第１の毛管力発生部材
１３Ａにインクが進入する。従って、第２の毛管力発生
部材１３Ｂの繊維方向とあわせて、毛管力発生部材収納
室１０内のバッファ空間１６以外のバッファ領域を安定
的に確保することができる。さらに、本実施例のよう
に、第１の毛管力発生部材１３Ａの毛管力よりも第２の
毛管力発生部材１３Ｂの毛管力の強さを相対的に高くす
ることで、使用時に確実に上方の毛管力発生部材１３Ａ
中のインクを消費することができる。

【００９４】さらに加えて、本実施例の場合、第１の毛
管力発生部材１３Ａと第２の毛管力発生部材１３Ｂとの
境界層は圧接されており、毛管力発生部材１３Ａ，１３
Ｂの境界層近傍は他の部位と比較して圧縮率が高く、毛
管力が強い状態となっている。すなわち、第１の毛管力
発生部材１３Ａの持つ毛管力をＰ₁、第２の毛管力発生
部材１３Ｂの持つ毛管力をＰ₂、毛管力発生部材同士の
境界面１３Ｃおよびその近傍領域（境界層）の持つ毛管
力をＰ_Sとすると、Ｐ₁＜Ｐ₂＜Ｐ_Sとなっている。このよ
うに毛管力の強い境界層を設けることで、疎密のばらつ
きを考慮したＰ ₁とＰ₂の毛管力範囲が毛管力発生部材内
の疎密のばらつきによりオーバーラップしたとしても、
界面に上記条件を満たす毛管力があるので、上述したよ
うな効果を確実に奏することができる。

【００９５】ここで、本実施例における境界面１３Ｃを
構成するための方法について説明する。本実施例の場
合、第２の毛管力発生部材１３Ｂの構成材料として毛管
力Ｐ₂＝-110mmAq.のオレフィン系樹脂繊維材料（２デニ
ール）を用い、その固さは0.69kgf/mmである。なお、毛
管力発生部材の固さは、毛管力発生部材収納室１０に収
納された状態の毛管力発生部材をφ15mmの押し棒で押し
込んだ時の反発力を測定し、押し込み量に対する反発力
の傾きにより求めた。

【００９６】一方、第１の毛管力発生部材１３Ａの構成
材料には、第２の毛管力発生部材１３Ｂと同材料のオレ
フィン系樹脂繊維材料を用いたが、第２の毛管力発生部
材１３Ｂに比べて毛管力がＰ₂＝−80mmAq.と弱く、繊維
材料の繊維径が太く(６デニール)、吸収体の剛性が1.88
kgf/mmと高くなっている。

【００９７】このように、毛管力の弱い毛管力発生部材
１３Ｂの方が毛管力の高い毛管力発生部材１３Ａに比べ
て固くなるように毛管力発生部材を組み合わせ、それら
を圧接させることで、本実施例の毛管力発生部材１３
Ａ，１３Ｂ同士の界面は、第１の毛管力発生部材１３Ａ
の方が潰れることにより、毛管力の強さをＰ_１＜Ｐ₂＜
Ｐ_Sとすることができる。さらに、Ｐ₁とＰ_Sとの差を必
ずＰ₁とＰ₂との差以上とすることができる。

【００９８】なお、毛管力発生部材に関しては、図７
（ｂ）に示すように連通管との当接部分の下端が一部離
れることで、空間１９が形成されていてもよい。

【００９９】（２）液体収納容器 本実施例の液体収納容器（インクタンク）５０は、上述
した各実施例のインクタンクと同様に、容器を構成する
筺体（外壁）５１と、筺体内面と同等もしくは相似形の
内面を有する壁（内壁）５４とにより構成され、内部に
インクを収納するインク収納部５３、および毛管力発生
部材収納容器の気液交換通路１４と接続し液体収納部５
３の液体を毛管力発生部材収納容器内へ導出するための
インク導出口５２を備えている。本実施例では、インク
導出口５２と気液交換通路１４との接続部分に、Ｏリン
グなどのシール部材５７が設けられており、接続部から
のインク漏れおよび大気の導入を防止している。内壁５
４は可撓性を有しており、インク収納部５３は、内部に
収納されたインクの導出に伴い変形可能である。また、
内壁５４は溶着部（ピンチオフ部）５６を有し、この溶
着部で内壁は外壁に係合するように支持されている。ま
た、外壁には外気連通口５５が設けられており、内壁と
外壁との間に大気を導入することが可能となっている。

【０１００】ここで、本実施例の液体収納容器は、略直
方体形状をなす６つの平面から構成され、円筒状のイン
ク導出口５２が曲面として付加されたものであり、この
直方体形状の最大面積面は、図７上で間接的に表示され
ている。そして、内壁５４の厚さは、直方体の各面の中
央域より頂点部分（頂点部分が微小曲面形状をなす場合
も含め、以下、「角部」という。）を構成する部分の方
が薄く、各面の中央域から前記角部それぞれに向かって
徐々に減少しており、インク収納部５３の内側に凸の形
状を有している。この方向は、言い換えると面の変形方
向と同じであり、後述する変形を促進させる効果を有す
る。

【０１０１】また、内壁の角部は３面により構成されて
いるので、結果として内壁の角部全体の強度は中央域の
強度に比べ相対的には強くなっている。また、面の延長
から見れば、中央域に比べて厚さは薄いので後述する面
の移動を許容する。この内壁の角部を構成する部分は、
それぞれ略同等の厚さであることが望ましい。

【０１０２】なお、図７は模式的概略図であるため、イ
ンク収納室の外壁５１と内壁５２との位置関係は空間を
隔てたように描かれているが、実際は分離可能な状態に
なっていればよく、内壁と外壁が接触していても、微少
な空間を隔てて配置されるように構成されていてもよ
い。

【０１０３】インク収納部が変形可能な液体収納容器５
０では、インク収納部への大気の導入がなくても内部の
インクを毛管力発生部材収納室１０に供給する場合もあ
る。逆に、インクの消費に伴い大気が液体収納容器５０
内に導入されてもすぐにインクが毛管力発生部材に供給
されない場合がある。さらに、大気の液体収納容器５０
への導入に伴い直ちに液体収納容器５０内のインクが毛
管力発生部材収納室１０内へ供給される場合もある。こ
れらはインク収納部５３と毛管力発生部材１３Ａ，１３
Ｂとの動的および静的な負圧バランスによるものであ
る。

【０１０４】このような動作の具体例については以下に
説明するが、本実施例の構成においては、従来のインク
タンク構成とは異なる（従来の気液交換とはタイミング
の異なる）気液交換動作を行う場合があり、この気液交
換時におけるインク収納部５３からのインク導出と、イ
ンク収納部５３への気体の導入の時間的ずれによって、
例えば急激なインクの消費、環境変化、振動等の外的要
因に対しても、バッファー効果やタイミングのずれによ
り、安定的なインク供給に対しての信頼性が増すことが
できる。

【０１０５】まず、図７（ａ）に示す液体収納容器５０
を毛管力発生部材収納容器１０に装着してから、容器５
０内のインクが消費される迄のインク消費動作の概要に
ついて説明する。

【０１０６】液体収納容器５０を毛管力発生部材収納容
器１０に接続させると、毛管力発生部材収納容器１０と
液体収納容器５０との圧力が等しくなるまでインクが移
動して使用開始状態となり、その後液体吐出記録手段
（図７に示す吐出口６１およびインク導出管６２等を備
えた記録ヘッド部６０）によりインクの消費が開始され
ると、まずはインク収納部５３と毛管力発生部材１３
Ａ，１３Ｂの双方に発生する静負圧の値が増大する方向
にバランスを取りつつ、インク収納部５３と毛管力発生
部材１３Ａ，１３Ｂとの双方に保持されたインクが消費
される（第１のインク供給状態：図８（ａ）のＡ領
域）。

【０１０７】その後、インク収納部５３に気体が導入さ
れることで毛管力発生部材が気液界面を保ちながらイン
クの導出に対しほぼ一定の負圧を保持する気液交換状態
（第２のインク供給状態：図８（ａ）のＢ領域）を経
て、毛管力発生部材収納室１０内に残存するインクを消
費するようになる（図８（ａ）のＣ領域）。なお、図８
（ａ）はこの時のインク供給口１２における負圧変化の
割合の一例を示す説明図であり、横軸はインク供給口か
らの外部へのインク導出量、縦軸はインク供給口部の負
圧（静負圧）である。

【０１０８】このように、本発明のインクタンクは、イ
ンク収納部５３へ外気を導入することなくインク収納部
５３のインクを使用する工程を有するため、このインク
供給工程（第１のインク供給状態）において液体収納容
器５０の内容積の制限は、結合時においてインク収納部
５３に導入された空気のみを考慮すればよいことにな
る。その結果、液体収納容器５０の内容積の制限を緩和
しても、環境変化に対応可能であるという利点がある。

【０１０９】また、上述の領域Ａ，Ｂ，Ｃのどの状態に
おいて液体収納容器５０を交換したとしても、安定的に
負圧を発生することができ、それにより確実なインク供
給動作を行うことができる。すなわち、本発明のインク
タンクによれば、液体収納容器５０のインクをほぼ完全
に消費することができるだけでなく、交換時に気液交換
通路１４に空気を含んでいてもよく、毛管力発生部材１
３Ａ，１３Ｂのインク保持量によらず液体収納容器５０
を交換できるので、従来技術のように残量検出機構を設
けなくとも、液体収納容器５０を交換可能なインク供給
システムを提供することができる。

【０１１０】ここで、以上に説明した一連のインク消費
過程における動作について、図８（ｂ）にてさらに別の
観点で説明する。

【０１１１】図８（ｂ）は、横軸に時間を、縦軸にイン
ク収納部からのインク導出量とインク収納部への空気同
入量との一例を示している。また、時間経過中における
インクジェット記録ヘッドからのインク供給量は一定と
する。インク収納部５３からのインク導出量を実線、
インク収納部５３への空気導入量を実線で示す。

【０１１２】ｔ＝０からｔ＝ｔ₁までは、図８（ａ）で
示した気液交換前の領域に相当する。本領域では、前述
したように毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂからのインク
導出とインク収納部からのインク導出とのバランスをと
りながらインクがヘッドから導出される。

【０１１３】次にｔ＝ｔ₁からｔ＝ｔ₂までは、図８
（ａ）の気液交換領域（Ｂ領域）に相当する。本領域で
は、前述したような負圧バランスに基づき、気液交換が
行われる。図８（ｂ）の実線で示すように、インク収
納部５３内にエアが導入される（実線の段差で示され
る）ことにより、インク収納部５３からインクが導出さ
れる。その際に、エアの導入に伴って導入されたエアと
等しい量のインクがインク収納部５３から直ちに導出さ
れるわけではなく、例えばエアの導入からある所定の時
間を経た後、導入されたエアに等しい量のインクが最終
的に導出されるようになっている。この図からも明らか
なように、本実施例のインクタンクは、インク収納部が
変形しない従来のインクタンクの動作に比べて気液交換
にタイミングのずれが生じる。以上のように、気液交換
領域においてこの動作が繰り返される。ある時点で、イ
ンク収納部５３内のエアの量とインクの量とが逆転す
る。

【０１１４】ｔ＝ｔ₂を過ぎると、図８（ａ）で示す気
液交換後の領域（ｃ領域）となる。この領域では、前述
したようにインク収納部５３の圧力が大気圧とほぼ同じ
になる。それに伴い、容器５０はインク収納部５３の内
壁の弾性力により初期状態（使用開始前の状態）に戻る
ように動作する。ただし、いわゆる座屈により、完全に
は初期の状態には戻り切らない。そのため、インク収納
部５３への最終的な空気導入量Ｖｃは（Ｖ＞Ｖｃ）とな
る。しかしながら、インク収納部５３からのインクはす
べて使い切る状態となる。

【０１１５】以上説明したように、本実施例の構成にお
ける気液交換動作の現象の特徴として、気液交換中の圧
力変動（図８（ａ）における振幅ｒおよび周期ｓ）が従
来の気液交換を行うインクタンクシステムに比べて比較
的大きいことが挙げられる。

【０１１６】この理由として、気液交換を行う以前にイ
ンク収納部５３からのインクの導出により、内壁５４が
タンクの内方に変形した状態になっていることがある。
そのため、内壁５４の弾性力により、インク収納部５３
の内壁５４には常に外方へ向かう力が働いている。その
ため気液交換時に毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂとイン
ク収納部５３との圧力差を緩和させるためにインク収納
部５３内に入るエアの量が、前述したように所定の量以
上となる場合が多い。それにより、インク収納部５３か
ら毛管力発生部材収納容器１０へのインクの導出も多く
なる傾向にある。それに対して、インク収納部が変形し
ない構成の従来のシステムの場合は、所定量のエアが入
ることにより、毛管力発生部材収納容器へインクを直ち
に導出するものである。

【０１１７】例えば１００％デューティーモード（ベタ
モード）で印字を行う場合、ヘッドから一度に大量のイ
ンクが吐出される。それによりタンクからも急激にイン
クの導出が行われるが、本実施例のインクタンクにおい
ては、気液交換によるインクの導出が従来に比べて比較
的多いので、インク切れの心配がなく信頼性が向上す
る。

【０１１８】また、本実施例の構成によれば、インク収
納部５３が内方に変形した状態でインクの導出が行われ
るため、キャリッジなどの振動、環境変化などによる外
的要因に対してのバッファ効果が高いという更なる利点
も有する。

【０１１９】以上説明したように、本実施例の液体供給
システムは、微小な負圧変動をインク収納部５３により
緩和することができるが、さらに、本実施例の構成によ
れば、第２のインク供給状態など、インク収納部５３に
空気を含む場合においても、従来の方法とは異なる解決
策により、環境の変化に対応することが可能な構成とな
っている。

【０１２０】次に、図７に示したインクタンクの、環境
条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズム
について、図９を用いて説明する。

【０１２１】大気圧の減圧(あるいは気温の上昇)によ
り、インク収納室５３内の空気が膨張すると、本実施例
の構成では、インク収納部５３を構成する壁面及び液面
が押圧され、インク収納部５３の内容積が増加すると共
に、一部のインクは気液交換通路１４を介してインク収
納部５３内から毛管力発生部材収納容器１０側へと流出
する。ここで、インク収納部５３の内容積が増加するた
めに、毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂへ流出するインク
量は、インク収納部５３が変形不能な場合に比べて大幅
に少ないものとなる。

【０１２２】ここで、気液交換通路１４を通じて流出す
るインク量は、気圧変化が急激な場合、インク収納部５
３内の負圧を緩和しインク収納部５３内の内容積を増加
させるため、インク収納部５３の内壁面の内方への変形
を緩和することにより生じる壁面の抵抗力と、インクを
移動させて毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂに吸収させる
ための抵抗力との影響が、初期的には支配的である。

【０１２３】特に、本実施例の場合、毛管力発生部材１
３Ａ，１３Ｂの流抵抗がインク収納部５３の復元に対す
る抵抗よりも大きいので、空気の膨張に伴い、まずイン
ク収納部５３の内容積が増加する。そして、この増加分
の上限よりも空気の膨張による体積の増加が大きい場
合、気液交換通路１４を介してインク収納部５３内から
毛管力発生部材収納容器１０側へインクが流出するよう
になる。このように、インク収納部５３の壁面が環境変
化に対するバッファとしての機能を果たすため、毛管力
発生部材１３Ａ，１３Ｂ内のインクの移動が緩やかにな
り、インク供給口部における負圧特性が安定する。

【０１２４】なお、本実施例では毛管力発生部材収納室
１０に流出したインクは毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂ
で保持されるようにしている。この場合、毛管力発生部
材収納容器１０のインク量が一時的に増加して気液界面
が上昇するので、使用初期と同様にインク内圧の安定期
より一時的にやや正側の内圧になるが、記録ヘッド等の
液体吐出記録手段の吐出特性への影響は小さく、実使用
上の問題はない。また、大気圧が減圧前のレベルに回復
（１気圧に戻る）した場合、（あるいは元の温度に戻っ
た場合）は、毛管力発生部材収納容器１０に漏出して毛
管力発生部材１３Ａ，１３Ｂに保持されていたインクが
再びインク収納部５３に戻ると共にインク収納部５３の
体積が元の状態へと戻るようになる。

【０１２５】次に、気圧変化の後の初期的な動作の後、
変化した気圧のもとで定常状態に至ったときの原理動作
を説明する。

【０１２６】この状態で特徴的なことは、インク収納部
５３から導出されたインク量だけでなく、インク収納部
５３自体の体積変化による負圧の変動に対してバランス
を保つように、毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂに保持さ
れているインクの界面が変化することである。

【０１２７】ここで、本実施例における、毛管力発生部
材１３Ａ，１３Ｂのインク吸収量と液体収納容器５０と
の関係については、前述の減圧ないしは温度変化時の大
気連通口等からのインクの漏れを防止するという観点か
ら、液体収納容器５０からの最悪条件下でのインク流出
量と液体収納容器５０からのインク供給時に毛管力発生
部材収納容器１０に保持させるインク量とを考慮して毛
管力発生部材収納容器１０の最大インク吸収量を決め、
少なくともその分の毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂを収
納するだけの容積を毛管力発生部材収納容器１０に持た
せれば良い。

【０１２８】図９（ａ）に、インク収納部５３が空気の
膨張に対して全く変形しない場合の、減圧前のインク収
納室５３の初期空間体積（空気の体積）を横軸（Ｘ）と
し、気圧をＰ気圧（０＜Ｐ＜１）に減圧した場合のイン
ク流出量を縦軸（Ｙ）として、これらの関係を点線で
示した。

【０１２９】従って、インク収納室からのインク流出量
の最悪条件での見積りに関し、例えば、大気圧の最大減
圧条件を０．７気圧とした場合、インク収納室からのイ
ンク流出量が最大となるのはインク収納室の容積Ｖ_Bの
３０％のインクがインク収納室に残余している場合であ
り、インク室壁下端部より下のインクも毛管力発生部材
収納室の圧縮吸収体に吸収されるとすれば、インク収納
室に残余している全てのインク（Ｖ_Bの３０％）が漏出
すると考えれば良い。

【０１３０】これに対し、本実施例では、インク収納部
５３が空気の膨張に対して変形するので、膨張前のイン
ク収納部５３の内容積に対し、膨張後のインク収納部５
３の内容積が増加するとともに、このインク収納部５３
の変形による負圧の変動に対してバランスを保つよう
に、毛管力発生部材収納容器１０内のインク保持レベル
が変化する。そして、定常状態では、インク収納部５３
からのインクによって気圧変動前に比べて負圧が減少し
た毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂとの負圧のバランスを
保つようになる。すなわち、インク収納部５３の膨張量
だけ、インク導出量は少なくなる。その結果、実線で
示したようになる。この点線と実線とからも明らか
なように、インク収納室５３からのインク流出量の最悪
条件での見積りは、インク収納部５３が空気の膨張に対
して全く変形しない場合よりも小さくすることができ
る。上記の現象はインクタンクの温度変化の場合でも同
様であるが、５０℃程度の温度上昇があっても流出量は
上記の減圧時よりも少ない。

【０１３１】このように、本発明のインクタンクによれ
ば、環境の変化による液体収納容器５０内の空気の膨張
を、毛管力発生部材収納容器１０だけではなく、インク
収納部５３の外形形状が最大で筐体内面の形状と実質的
に等しくなるまで液体収納容器５０自体の体積を増加さ
せるバッファ効果により、液体収納容器５０でも許容す
ることができるので、液体収納容器５０のインク収納量
を大幅に増大しても環境変化に対応可能な液体供給シス
テムを提供することができる。

【０１３２】また、初期の空気の体積をＶ_A1とした時、
ｔ＝０で大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境
下にタンクの使用環境を変化させた場合の、時間の経過
に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納
部の体積を図９（ｂ）に模式的に示す。図９（ｂ）にお
いて、横軸は時間（ｔ）、縦軸はインク収納部からのイ
ンク導出量およびインク収納部体積であり、インク収納
部からのインク導出量の時間変化を実線で、インク収
納部の体積の時間変化を実線で示す。

【０１３３】図９（ｂ）に示すように、急激な環境の変
化に対しては、最終的に毛管力発生部材収納容器１０と
液体収納容器５０とが負圧バランスを保つ定常状態とな
る前に、主として液体収納容器５０で空気の膨張に対応
することができる。従って、急激な環境変化に対して、
液体収納容器５０から毛管力発生部材収納容器１０への
インクの導出タイミングを遅らせることができる。

【０１３４】従って、種々の使用環境下であっても、気
液交換により導入された外気の気体膨張に対して許容力
を高めつつ、液体収納容器５０の使用中に安定した負圧
条件下でインク供給を行なうことのできる液体供給シス
テムを提供することができる。

【０１３５】本実施例の液体供給システムによれば、使
用する毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂおよびインク収納
部５３の材料を適宜選択することで、毛管力発生部材収
納室１０とインク収納室５３との体積割合を任意に決定
することができ、両者の体積割合が１：２より大きな場
合でも、実用上使用することができる。特に、インク収
納室５３のバッファ効果を重視する場合には、弾性変形
可能な範囲内で使用開始状態に対する気液交換状態での
インク収納部５３の変形量を大きくするようにすればよ
い。

【０１３６】このように、本実施例の液体供給システム
によれば、毛管力発生部部材収納室１０の構成と合わ
せ、毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂがわずかな占有体積
しかない場合でも、外部環境に対する変化に対して相乗
的に効果を発揮することができる。

【０１３７】また、上述した実施例１および２に示した
各インクタンクが、環境温度による内壁の弾性率の変化
が少ないことは既に説明した通りである。そのため、本
実施例の液体供給システムにこれらのインクタンクを採
用することにより、負圧特性を良好に安定化させること
ができる。したがって、各実施例１，２に示したインク
タンクを本実施例の液体供給システムに適用することに
より、毛管力発生部材収納室１０のバッファ空間をより
一層減少させることが可能となる。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体収納
容器は、使用環境の温度変化に依らずに負圧特性が安定
するため、安定した液体供給を実現することができる。

【０１３９】また、本発明の液体供給システムは、使用
環境の温度変化に依らずに負圧特性が安定する本発明の
液体収納容器を用いて構成されているので、負圧発生部
材収納容器内に設けられるバッファ空間をより一層減少
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクタンクの一実施形態を示す概略
図である。

【図２】図１に示したインクタンクにインクを収容し、
インクタンクのインク供給部からインクを導出したとき
の変化を（ａ）〜（ｄ）の順に示す概略図である。

【図３】結晶性樹脂および非晶性樹脂の、温度と弾性率
との関係を示すグラフである。

【図４】本発明のインクタンクの製造工程を示す図であ
る。

【図５】本発明のインクタンクの製造工程を示すフロー
チャートである。

【図６】本発明のインクタンクの製造工程の各工程にお
けるインクタンクの状態を示す概略図である。

【図７】本発明のインクタンクの第３の実施例を説明す
るための概略断面図である。

【図８】インク収納部からのインク導出量と、インク供
給内圧およびインク収納部への空気導入量との関係を示
すグラフである。

【図９】インク収納部からのインク導出量と、インク収
納部内空気量およびインク収納部体積との関係を示すグ
ラフである。

【図１０】本発明のインクタンクの、内壁が３層構造を
有する一実施形態を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 毛管力発生部材収納室 １３Ａ 第１の毛管力発生部材 １３Ｂ 第２の毛管力発生部材 １３Ｃ 境界面 １４ 連通管 １６ バッファ空間 １９ 空間 ５０ 液体収納容器（インクタンク） ５１ 外壁 ５２ インク導出口 ５３ インク収納部 ５４ 内壁 ５５ 外気連通口 ５６ 溶着部（ピンチオフ部） ５７ シール部材 ６０ 記録ヘッド部 ６１ 吐出口 ６２ インク導出管 １００ インクタンク １０１ 外壁 １０２ 内壁 １０３ インク供給部 １０４ 溶着部（ピンチオフ部） １０５ 空気取り入れ口 １０６ インク導出許可部材 ２０１ 主アキュムレータ ２０２ 主押出機 ２０３ 副アキュムレータ ２０４ 副押出機 ２０５ リング ２０６ ダイ ２０７ パリソン ２０８ 金型 ２０９ エアノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 省三 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 日南 淳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 清水 英一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 林 弘毅 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA26 KC10 KC11 KC13 KC14 KC16 KC30

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に液体を収容する液体収納部を形成
   する内壁と、前記液体収納部を収容する液体収納部収容
   室を形成する外壁と、前記液体収納部から外部に液体を
   供給するための液体供給部とを有する液体収納容器であ
   って、 前記内壁が、前記液体の導出に伴って変形して前記液体
   収納部内に負圧を発生させることができる部材であり、
   かつ使用環境の温度変化に伴う弾性率の変化が２５％以
   下である部材によって構成されていることを特徴とする
   液体収納容器。
2. 【請求項２】 内部に液体を収容する液体収納部を形成
   する内壁と、前記液体収納部を収容する液体収納部収容
   室を形成する外壁と、前記液体収納部から外部に液体を
   供給するための液体供給部とを有する液体収納容器であ
   って、 前記内壁が、前記液体の導出に伴って変形して前記液体
   収納部内に負圧を発生させることができる部材であり、
   かつガラス転移温度が使用環境の最高温度よりも高い非
   結晶性の樹脂からなる部材によって構成されていること
   を特徴とする液体収納容器。
3. 【請求項３】 内部に液体を収容する液体収納部を形成
   する内壁と、前記液体収納部を収容する液体収納部収容
   室を形成する外壁と、前記液体収納部から外部に液体を
   供給するための液体供給部とを有する液体収納容器であ
   って、 前記内壁が耐酸素透過層、耐環境温度変化層および耐液
   体層を含む多層構造を成し、前記耐液体層は前記液体に
   接触する最内層に設けられ、前記耐環境温度変化層はガ
   ラス転移温度が使用環境の最高温度よりも高い非結晶性
   の樹脂からなり、さらに、前記内壁が前記液体の導出に
   伴って変形して前記液体収納部内に負圧を発生させるこ
   とができるように構成されていることを特徴とする液体
   収納容器。
4. 【請求項４】 前記内壁の前記耐環境温度変化層は、前
   記耐液体層と前記耐酸素透過層との間に設けられている
   とともに機能性接着樹脂材料を含んでいる請求項３に記
   載の液体収納容器。
5. 【請求項５】 前記内壁の前記耐酸素透過層は、前記耐
   液体層と前記耐環境温度変化層との間に設けられている
   とともに機能性接着樹脂材料を含んでいる請求項３に記
   載の液体収納容器。
6. 【請求項６】 前記内壁の前記耐環境温度変化層は、使
   用環境の温度変化に伴う弾性率の変化が１５％以下であ
   ることを含む請求項３から５のいずれか一項に記載の液
   体収納容器。
7. 【請求項７】 前記液体供給部を介して前記液体収納部
   内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じさ
   せることができる負圧発生部材収納容器に取り付けられ
   るように構成されている請求項１から６のいずれか１項
   に記載の液体収納容器。
8. 【請求項８】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
   液体収納容器と、 該液体収納容器の前記液体供給部を介して前記液体収納
   部内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じ
   させることができる負圧発生部材収納容器とを有する液
   体供給システム。
9. 【請求項９】 前記液体収納容器が前記負圧発生部材収
   納容器に対して着脱できるように構成されている請求項
   ８に記載の液体供給システム。
10. 【請求項１０】 内部に液体を収容する液体収納部を形
    成する内壁と、前記液体収納部を収容する液体収納部収
    容室を形成する外壁と、前記液体収納部から外部に液体
    を供給するための液体供給部とを有する液体収納容器の
    製造方法であって、 前記液体収納容器の外郭に相当する型と、該型より小さ
    い径の略円筒形の外壁用の第１のパリソンおよび内壁用
    の第２のパリソンとを用意する工程と、 内部にエアを注入して前記第１および第２のパリソンを
    膨張させて前記型に沿わせ、前記液体収納容器の前記外
    壁および前記内壁を、前記内壁で形成される領域と前記
    外壁によって形成される領域とが分離することができる
    ようにかつ略相似形に成形する工程とを含み、 前記内壁用の第２のパリソンを用意する工程が、耐酸素
    透過層、耐環境温度変化層および耐液体層を含む多層構
    造のパリソンを用意する工程からなることを特徴とする
    液体収納容器の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記内壁用の第２のパリソンを用意す
    る工程が、前記第２のパリソンを前記耐環境温度変化層
    が前記耐液体層と前記耐酸素透過層との間に設けられて
    いる構成に形成する工程と、 前記耐環境温度変化層を形成する樹脂に機能性接着樹脂
    材料を含ませる工程とを含む請求項１０に記載の液体収
    納容器の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記内壁用の第２のパリソンを用意す
    る工程が、前記第２のパリソンを前記耐酸素透過層が前
    記耐液体層と前記耐環境温度変化層との間に設けられて
    いる構成に形成する工程と、 前記耐酸素透過層を形成する樹脂に機能性接着樹脂材料
    を含ませる工程とを含む請求項１０に記載の液体収納容
    器の製造方法。