JP2001001539A - 液体供給システム、並びに該システムに用いられる液体供給容器及び負圧発生部材収納容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負圧発生部材として繊維吸収体を用いた場合
においても、液体供給量及び供給速度に応じて安定して
液体を供給する。 【解決手段】 密閉空間内に液体を収納する液体収納部
を具備する液体供給容器３０と内部に毛管力発生部材１
３を具備する毛管力発生部材収納容器１０とを、２つの
気液交換通路１４ａ，１４ｂによって連通し、液体供給
量や液体供給の速度に応じて２つの気液交換通路１４
ａ，１４ｂの両方または一方を用いて、液体供給容器３
０と毛管力発生部材収納容器１０との間における気液交
換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録の分野等で好適に利用される液体収納容器に関し、特
に、容器の一部が交換可能な液体供給システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット記録装置の分
野においては、インク吐出ヘッドに対して負圧を与える
インクタンクが提案されてきた。このようなインクタン
クの最も一般的な構成は、多孔質体の毛管力を利用する
ものであり、インクタンク内部全体にインク貯蔵を目的
として収納、好ましくは圧縮収納されたスポンジ等の多
孔質体と、印字中のインク供給を円滑にするためインク
収納部に空気を取り入れ可能な大気連通口とを含む構成
となる。

【０００３】しかし、多孔質部材をインク保持部材とし
て使用する場合の課題として、単位体積当たりのインク
収納効率が低いことが挙げられる。この課題を解決する
ために、本出願人は、特開平７−１２５２３２号公報に
おいて、毛管力発生部材収納室に対して連通部を除く全
体が実質密閉のインク収納室を有し毛管力発生部材収納
室を大気に開放した状態で使用されるインクタンクを提
案している。また、特開平６−２２６９９０号公報にお
いて、上述の構造のインクタンクに対して、インク収納
室を交換可能にした発明を提案している。

【０００４】上述のインクタンクは、インク収納室内の
インクの導出に伴って気体がインク収納室内に収納され
る気液交換動作によってインク収納室から毛管力発生部
材収納室へのインク供給が行なわれるため、この気液交
換動作中は、ほぼ一定の負圧条件下でインクを供給でき
るメリットがある。さらに、特開平６−２２６９９０号
公報に開示されるインクタンクは、交換性という観点か
らも、技術的に優れたものとなっている。

【０００５】一方、本出願人は、特開平８−２０１１５
号公報において、上述のインクタンクの毛管力発生部材
として、熱可塑性を有するオレフィン系樹脂（例えばポ
リプロピレンやポリエチレン等）からなる繊維を用いた
インクタンクを提案している。このインクタンクはイン
クの貯蔵安定性に優れるとともに、インクタンク筐体と
繊維体材料とが同種の材料からなるためリサイクル性に
も優れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな毛管力発生部材収納室と、これに対するインク収納
室とを隣接させたタイプのインクタンクは、予め定めら
れている固定された収納空間を持つインク収納室のイン
クを毛管力発生部材収納室へ供給する際に、インク収納
室内に気体を導入する気液交換を行うものである。

【０００７】ここで、上述のオレフィン系樹脂からなる
繊維をインク吸収体として、毛管力発生部材収納室の毛
管力発生部材として利用したところ、短時間に大量のイ
ンクを供給しようとした時に、連通部に気泡が滞留する
現象が確認された。

【０００８】本発明者らは、上述の繊維吸収体を用いた
場合について特有なこの現象について解析を行った結
果、上述の問題が以下のような原因によって発生するも
のと認識を得るに至った。

【０００９】従来のウレタンフォーム等の多孔質部材に
比べて繊維を用いたインク吸収体は以下の特性を有す
る。

【００１０】（１）空隙率が大きいのでインク移動の圧
力損失が小さい。

【００１１】（２）繊維に対するインクの前進接触角と
後退接触角との差が小さい。

【００１２】（３）繊維間の隙間で毛管力が発生するの
で、ウレタンフォームを発泡させた後セル膜を除去させ
てなるインク吸収体と比べて、ウレタンスポンジのセル
（約８０〜１２０μｍ）スケールでの局部的な毛管力の
強弱の差が小さい。

【００１３】このため、短時間に大量のインクを供給し
ようとした場合には特に顕著に、気液交換動作を行う際
に大気連通孔から連通部への気体の経路が複数発生し、
それにより、一度に大量の気体が連通部に集中すること
によって連通部に気泡が滞留する。

【００１４】そこで、本発明は、上述したような新規な
知見に基づき、負圧発生部材収納室に液体収納室を隣接
させたタイプのインクタンク及びインク供給システムに
おいて、負圧発生部材として繊維吸収体を利用する場合
に生じる、単位時間当たりのインク供給量が多い際に連
通部に気泡が滞留することによるインク供給の不安定要
因を、従来とは異なる観点から解決することで、安定し
た液体供給を実現することができるインクタンク及び液
体供給システムを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、密閉空間内に液体を収納する液体収納部を
具備する液体供給容器と、該液体供給容器との連通部を
介して前記液体収納部内に連通するとともに内部に負圧
発生部材を具備する負圧発生部材収納容器とを有し、前
記連通部を介して前記液体収納部内に気体を導入して該
液体収納部内の液体を前記負圧発生部材収納容器内に導
出させる気液交換による液体供給動作を行なう液体供給
システムにおいて、前記連通部は、重力方向に上下２つ
設けられていることを特徴とする。

【００１６】また、前記液体供給容器は、前記負圧発生
部材収納容器に対して分離可能であることを特徴とす
る。

【００１７】また、前記負圧発生部材は、繊維からな
り、前記気液交換による液体供給動作における前記負圧
発生部材中の気体と液体との界面に、略水平方向に主た
る繊維の配列成分を有する層を備えることを特徴とす
る。

【００１８】また、前記２つの連通部は、一方が、前記
負圧発生部材収納容器から前記液体収納部に気体を優先
して導入し、他方が、前記液体収納部から前記負圧発生
部材収納容器に液体を優先して導入することを特徴とす
る。

【００１９】また、前記液体収納部は、内部に収納され
た液体の導出に伴い変形し、負圧発生可能であることを
特徴とする。

【００２０】また、前記２つの連通部のうち重力方向上
部に設けられた連通部は、外部から大気が導入される大
気導入溝を有することを特徴とする。

【００２１】また、前記液体供給システムに用いられる
液体供給容器であって、前記２つの連通部を形成するた
めの２つの開口を有することを特徴とする。

【００２２】また、前記液体供給システムに用いられる
負圧発生部材収納容器であって、前記２つの連通部を形
成するための２つの開口を有し、前記負圧発生部材が繊
維からなる液体吸収体であることを特徴とする。

【００２３】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、密閉空間内に液体を収納する液体収納部を具
備する液体供給容器と内部に負圧発生部材を具備する負
圧発生部材収納容器とが、重力方向に２つ設けられた連
通部によって連通されており、この２つの連通部を介し
て液体収納部内に気体が導入されて液体収納部内の液体
が負圧発生部材収納容器内に導出され、気液交換が行わ
れる。

【００２４】ここで、通常の液体供給時においては、液
体供給量が少ない場合は、重力方向上部に設けられた連
通部を介して主として気液交換が行われ、重力方向下部
に設けられた連通部を介しては主として液体のみが液体
供給容器から負圧発生部材収納容器に導出される。ま
た、液体供給量が多い場合においては、重力方向上部に
設けられた連通部を介して主として気体の移動が行わ
れ、重力方向下部に設けられた連通部を介しては主とし
て液体の移動が行われる。

【００２５】また、２つの連通部のうち一方の連通部が
気泡の滞留により塞がれてしまった場合は、他方の連通
部を介して気液交換が行われる。

【００２６】このように、液体供給量や液体供給の速度
に応じて２つの連通部の両方または一方を用いて、液体
供給容器と負圧発生部材収納容器との間における気液交
換が行われるので、安定した液体が供給される。

【００２７】

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

【００２８】なお、本発明の液体供給方法、液体供給シ
ステムに用いられる液体として、以下の実施の形態では
インクを例に挙げて説明を行なっているが、適用可能な
液体としてはインクに限ることなく、例えばインクジェ
ット記録分野にあっては記録媒体に対する処理液などを
含むことは言うまでもない。

【００２９】また、本発明における毛管力発生部材の
「固さ」とは、毛管力発生部材が液体収納容器内に収容
されている状態におけるときの「固さ」であり、毛管力
発生部材の変形量に対する反発力の傾き（単位：ｋｇｆ
／ｍｍ）により規定される。２つの毛管力発生部材の
「固さ」の大小は、変形量に対する反発力の傾きが大き
い方の毛管力発生部材の方を「固い毛管力発生部材」と
する。

【００３０】（第１の実施の形態）図１は、本発明の交
換可能な液体供給システムの第１の実施の形態を説明す
るための図であり、（ａ）は毛管衣力発生部材収納容器
と液体供給容器とが取り外された状態を示す断面図、
（ｂ）は毛管衣力発生部材収納容器と液体供給容器とが
接続された状態を示す断面図、（ｃ）は毛管力発生部材
収納容器１０内の繊維を示す図、（ｄ）はその繊維１本
の断面図である。

【００３１】インクタンク１は、毛管力発生部材収納室
としての毛管力発生部材収納容器１０と、インク収納室
としての液体供給容器３０とにより構成されており、液
体供給容器３０は気液交換通路１４ａ，１４ｂを介して
毛管力発生部材収納容器１０に対し分離可能な構成とな
っている。

【００３２】毛管力発生部材収納容器１０は、液体を吐
出口から吐出して記録を行なう記録ヘッド部等の外部へ
インク（処理液などの液体を含む）を供給するインク供
給口１２を有する筺体１１と、筺体１１の内部に収納さ
れるポリプロピレンとポリエチレン等の混紡繊維により
構成される毛管力発生部材１３と、毛管力発生部材１３
と接するとともに液体供給容器３０から液体を導入する
ための連通部用開口１８を備えている。筺体１１はさら
に、内部に収納した毛管力発生部材１３と外気とを連通
させるための大気連通口１５を備えており、この大気連
通口１５の近傍には筺体１１内面から突出したリブによ
り形成されたバッファ空間１６が設けられている。

【００３３】一方、液体供給容器３０は、筺体３１内に
直接インクを収容しており、毛管力発生部材収納容器１
０の連通部用開口１８ａ，１８ｂと接続し、筐体３１内
部（液体収納部）に収容された液体を毛管力発生部材収
納容器１０へ導出するためのインク導出口３２ａ，３２
ｂを備えている。本形態においては、インク導出口３２
ａ，３２ｂが筐体３１から突出しており、毛管力発生部
材収納容器１０に設けられた連通部用開口１８ａ，１８
ｂにインク導入口３２ａ，３２ｂが接続されることで、
液体供給容器３０と毛管力発生部材収納容器１０との連
通部が形成され、液体供給容器３０の液体収納部はこの
連通部を除いて外気に対して実質的な密閉空間を形成す
る。ここで、インク導出部３２ａ，３２ｂと連通部用開
口１８との接続部分には、例えばＯリングなどのシール
部材３７が設けられており、接続部からのインク漏れ及
び大気の導入を防止している。また、インク導出口３２
ａ，３２ｂには、液体供給容器３０を毛管力発生部材収
納容器１０に接続する前にインク導出口３２ａ，３２ｂ
から内部に収容したインクの漏出を防ぐための密閉手段
となるフィルム３８が貼り付けられており、図中Ｆ方向
に引っ張ることによりインク導出口３２ａ，３２ｂから
剥離させることができる。

【００３４】ここで、本形態の毛管力発生部材１３につ
いてさらに詳細に説明する。

【００３５】本形態の毛管力発生部材１３は、ポリプロ
ピレンとポリエチレンの混紡繊維により構成されてお
り、本形態の毛管力発生部材１３を構成する繊維１本１
本の長さは６０ｍｍ程度である。その繊維２１の断面形
状は図１（ｄ）に示すように、略同心円形状で、相対的
に融点の低いポリエチレンを鞘材２１Ａに、相対的に融
点の高いポリプロピレンを芯材２１Ｂに配置したものと
なっている。本形態の毛管力発生部材１３は、このよう
な短繊維からなる繊維塊を梳綿機で繊維方向をそろえた
後に、加熱し（加熱の際の温度は、相対的に融点の低い
ポリエチレンの融点より高く、相対的に融点の高いポリ
プロピレンの融点より低い温度が望ましい）、所望の長
さに切断することによって製造されている。

【００３６】そのため、図１（ｃ）に示すように、それ
ぞれの繊維は主として梳綿機で整えられた長手方向（Ｆ
１）に連続的に配列されるとともに、それと直交する方
向（Ｆ２）については、熱成形により繊維間の交点の一
部が融着することでつながりを有する構造となってい
る。このため、毛管力発生部材１３は図中Ｆ１方向に引
っ張りを加えても壊れにくいが、図中Ｆ２方向に引っ張
ると繊維間の結合部が破壊されることでＦ１方向の場合
に比べて容易に分離することができる。

【００３７】繊維からなる毛管力発生部材１３では、繊
維間の隙間により毛管力を発生させるが、本形態の毛管
力発生部材では、このように主となる繊維方向（Ｆ１）
が存在するので、主となる繊維方向（Ｆ１）と、それに
直交する繊維方向（Ｆ２）とでは、インクの流動性及び
静止状態での保持の仕方が異なってくる。

【００３８】本形態においては、このような毛管力発生
部材１３を、主たる繊維方向（Ｆ１）が略水平方向及び
連通部からインク供給口１２に向かう方向に対して略平
行になるように配置している。そのため、図１（ｂ）に
示すように、液体供給容器３０が接続された状態での毛
管力発生部材１３内の気液界面Ｌは主たる繊維方向Ｆ１
の方向と平行な略水平方向となり、環境変化による変動
が起こった場合も、その気液界面Ｌ’は略水平方向を維
持するため、環境の変動が収まればその気液界面は元の
Ｌの位置に戻ることになり、環境変化のサイクル数に応
じて気液界面Ｌの重力方向に対するばらつきが増大する
ことはない。その結果、液体供給容器３０内の液体を使
い切って、新たな液体供給容器３０に交換する際には、
図１（ａ）に示すようにその気液界面Ｌは略水平状態が
保たれるので、液体供給容器３０の交換回数が増加して
も、バッファ空間Ｖ_Bが減少することはない。

【００３９】このように環境の変化に関わらず気液交換
動作中の気液界面Ｌの位置を安定化させるためには、接
続部としての連通部（本形態の場合は連通部用開口１
８）の上端の領域、より望ましくは上端より上方を含む
領域に、略水平方向に主たる繊維の配列成分を有する層
を備えていればよい。別の観点から見ると、この層はイ
ンク供給口１２と連通部用開口１８の上端部とを結ぶ領
域にあればよく、また、さらに異なる観点から見れば、
気液交換動作における気液界面Ｌ上にこの領域があれば
よい。後者を作用的に捉えるならば、この配列の方向性
を有する繊維層は、気液交換による液体供給動作におけ
る、毛管力発生部材１３中の気液界面ｌを水平化させる
ものであり、液体供給容器３０からの液体移動に伴う毛
管力発生部材１３中の気液界面ｌの鉛直方向の変化を規
制する機能を有するものである。

【００４０】毛管力発生部材１３中にこのような層を有
することで、この領域内で気液界面Ｌは重力方向に対し
てのばらつきを抑えることができる。この場合、毛管力
発生部材１３の水平方向の切断面における長手方向に対
しても、主たる繊維の配列成分が略平行であると、繊維
の長手方向を有効に利用できるのでより望ましい。

【００４１】なお、ここで、繊維の配列方向は、鉛直方
向から僅かでも傾いていれば、理論上はわずかでも上述
の効果を奏するが、実用上は水平面に対しておよそ±３
０°の範囲にある場合、明確な効果が確認できた。従っ
て、略水平の「略」は、本明細書中では上述の傾きをも
含むものとする。

【００４２】本形態においては、連通部用開口１８の上
端より下方の領域についても、主たる繊維の配列成分は
同じように構成されている。そのため、図１（ｂ）に示
すような気液交換動作において、不用意にその気液界面
Ｌが連通部用開口１８の上端より下方の領域でばらつく
ことが無くなるため、インク切れなどによるインク供給
不良をおこすことがない。

【００４３】また、本形態においては、毛管力発生部材
１３の水平方向の接断面における長手方向は、連通部用
開口１８ａ，１８ｂからインク供給口１２の方向と一致
している。そのため、インク供給口１２から高速でイン
クを導出するような場合であっても、繊維の長手方向に
対してはインク流動性に優れるために、途中でインク切
れすることなく、安定してインク供給できるという効果
がある。

【００４４】さらに、本形態においては、２つのインク
導出口３２ａ，３２ｂを介して毛管力発生部材収納容器
１０と液体供給容器３０とが接続されるが、通常のイン
ク供給時においては、インク供給量が少ない場合は、イ
ンク導出口３２ａを介してエアパス１で主として気液交
換が行われ、インク導出口３２ｂを介して主として液体
のみが液体供給容器３０から毛管力発生部材収納容器１
０に導出される。ただし、例えば、インク供給量が極端
に少ない場合等においては、インク導出口３２ｂを介し
てのインク移動あるいは気体移動が行われなくてもよ
い。また、何かのきっかけでインク導出口３２ｂを介し
たエアパス２が形成されていれば、インク導出口３２ｂ
を利用して気液交換が行われてもよい。

【００４５】また、インク供給量が多い場合において
は、インク導出口３２ａを介して主として気体の移動が
行われ、インク導出口３２ｂを介して主として液体の移
動が行われてもよい。

【００４６】ここで、例えば、外部へのインク供給の速
度が速い場合、エアパス１，２以外にも多数のエアパス
が形成されることがあり、その場合、インク導出口３２
ａに気泡が滞留し、インク導出口３２ａが気泡で塞がれ
てしまう場合がある。その場合は、インク導出口３２ｂ
を介してのエアパス２を利用して気液交換動作を行うこ
とができる。

【００４７】（第２の実施の形態）図２は、本発明の交
換可能な液体供給システムを適用可能なインクタンクの
第２の実施の形態を説明するための図であり、（ａ）は
概略断面図、（ｂ）はその変形例の要部断面図である。

【００４８】図２に示すように本形態においては、第１
の実施の形態に対して、連通部用開口１８ａ，１８ｂの
形状、毛管力発生部材１３の構成及び液体供給容器の構
造が異なっている。そこで、以下に、第１の実施の形態
との違いを中心に毛管力発生部材収納容器１０と液体供
給容器５０とに分けて説明する。

【００４９】（１）毛管力発生部材収納容器 本形態における毛管力発生部材収納容器１０は、第１の
実施の形態における連通部用開口１８ａ，１８ｂとし
て、毛管力発生部材１３と接するとともに液体供給容器
５０から液体を導入するための連通管（気液交換通路）
１４ａ，１４ｂを備えている。また、毛管力発生部材１
３としては、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１３Ａと密着すると
ともに、第１の実施の形態と同様に繊維が配置されてい
る第２の毛管力発生部材１３Ｂとを備えており、その境
界面１３Ｃは連通部としての連通部用開口１８の上端よ
り使用時姿勢において上方に設けられている。

【００５０】このように毛管力発生部材１３を複数の部
材に分割し、その境界面を連通部としての連通部用開口
１８ａの上端より使用時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１３Ａ内のインクを消費した後、下方の毛管力発生
部材１３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Ｌが変動する場合、はじめ
に第２の毛管力発生部材１３Ｂ及び２つの毛管力発生部
材１３の境界面１３Ｃ近傍が充填された後、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
生部材収納容器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。

【００５１】さらに本形態のように、第１の毛管力発生
部材１３Ａの毛管力より第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。

【００５２】さらに加えて、本形態においては、第１の
毛管力発生部材１３Ａと第２の毛管力発生部材１３Ｂの
境界層１３Ｃは圧接しており、毛管力発生部材１３の境
界層１３Ｃ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１３の毛管力をＰ₁、第２の毛管力発生部材１
３の持つ毛管力をＰ₂、毛管力発生部材１３同士の境界
面１３Ｃ及びその近傍領域（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Ｐ₁とＰ₂の毛管力範囲が毛管力発生部材１３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。

【００５３】そこで、本形態における境界面１３Ｃを構
成するための方法について説明する。

【００５４】本形態の場合、第１の毛管力発生部材１３
Ａはオレフィン系樹脂繊維材料（６デニール）を用いた
毛管力発生部材（Ｐ₁＝−８０ｍｍＡｇ．）であり、そ
の固さは、１．８８ｋｇｆ／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に収納された
状態において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。

【００５５】一方、第２の毛管力発生部材１３Ｂは、第
一の毛管力発生部材１３Ａと同材料のオレフィン系樹脂
繊維材料を使用した毛管力発生部材であるが、第１の毛
管力発生部材に比べて毛管力が強く（Ｐ₂＝−１１０ｍ
ｍＡｇ．）、繊維材料の繊維径が細く（２デニール）、
吸収体の剛性は低い（０．６９ｋｇｆ／ｍｍ）ものであ
る。

【００５６】このように、毛管力の弱い毛管力発生部材
の方が毛管力の高い毛管力発生部材に対して固くなるよ
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、本形態の毛管力発生部材同士の界面は、第一の
毛管力発生部材１３Ａの方がつぶれる事により、毛管力
の強さをＰ₁＜Ｐ₂＜Ｐ_Sとすることができる。さらに、
Ｐ₁とＰ_Sの差を必ずＰ₁とＰ₂の差以上とすることができ
る。なお、毛管力発生部材に関しては、図２（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。

【００５７】（２）液体供給容器 本実施例の液体供給容器５０は、いわゆるブロータンク
成形によって構成される形態であり、詳細には後述する
が、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、毛
管力発生部材収納容器１０の気液交換通路１４ａ，１４
ｂと接続し、液体収納部５３の液体を毛管力発生部材収
納容器１０内へ導出するためのインク導出口５２ａ，５
２ｂを備えている。

【００５８】本形態においては、インク導出口５２ａ，
５２ｂと気液交換通路１４ａ，１４ｂとの接続部分にそ
れぞれ、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及び大気の導入を防止して
いる。内壁５４は可撓性を有しており、インク収納部５
３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５４は外壁５１に係合する形で
支持されている。また、外壁５１には外気連通口５５が
設けられており、内壁５４と外壁５１との間に大気を導
入可能となっている。

【００５９】ここで、本形態の液体供給容器５０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５２ａ，５２ｂ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２上で間接
的に表示されている。そして、内壁面５３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、角部と称する）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。

【００６０】また、内壁５４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５４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５４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。

【００６１】なお、図２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５４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５４と外壁５１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。

【００６２】第１の実施の形態における液体供給容器３
０では、大気の液体供給容器５０への導入に伴い直ちに
液体供給容器５０内のインクが毛管力発生部材収納室内
１０へ供給されるのに対し、本形態のようにインク収納
部５３が変形可能な液体供給容器５０では、インク収納
部５３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供給容器内５０に導入されて
もすぐにインクが毛管力発生部材収納室１０内に供給さ
れない場合がある。これらはインク収納部５３及び毛管
力発生部材１３Ａ，１３Ｂとの動的及び静的な負圧バラ
ンスによるものである。

【００６３】このような動作の具体例については以下に
説明するが、本願構成においては、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、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。

【００６４】まず、図２（ａ）に示す液体供給容器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。

【００６５】図３は、図２に示したインク供給システム
におけるインク消費動作を説明するための図であり、
（ａ）はインク供給部静負圧に対するインク導出量を示
す図、（ｂ）はインク収納部５３における空気導入量と
インク導出量とを示す図である。

【００６６】液体供給容器５０を毛管力発生部材収納容
器１０と接続させると、毛管力発生部材収納容器１０と
液体供給容器５０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２に示す吐出口６１及びインク導出管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、インク収納部５３と毛管力発生部材１３の双
方の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１３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３（ａ）のＡ領域）。

【００６７】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１３が気液界面Ｌ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３（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３（ａ）のＣ領域）。

【００６８】なお、図４（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。

【００６９】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）において液体供給容
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、液体供給容器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。

【００７０】また、上述の領域Ａ，Ｂ，Ｃのどの状態に
おいて液体供給容器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出来る。すなわち、本発明のインク
タンクによれば、液体供給容器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１４ａ，１４ｂに空気を含んでいてもよく、毛管力
発生部材１３のインク保持量によらず液体供給容器５０
の交換をできるので、従来技術のように残量検出機構を
設けなくとも、液体供給容器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。

【００７１】ここで、以上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３（ｂ）にてさらに別の観
点で説明する。

【００７２】図３（ｂ）において、横軸に時間、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５３へ
の空気導入量の一例を示す。また、経過時間においての
記録ヘッド６０からのインク供給量は一定とする。

【００７３】以上の観点で、インク収納部からのインク
導出量を実線、インク収納部への空気導入量を実線
で示す。

【００７４】ｔ＝０からｔ＝ｔ₁までは、図３（ａ）で
示した気液交換前の領域（Ａ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１３からとインク
収納部５３から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。

【００７５】次にｔ＝ｔ₁からｔ＝ｔ₂までは、図３
（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３（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、エアの導入に伴い直ちに導入されたエア
に等しい量のインクがインク収納部５３から導出される
わけではなく、例えばエアの導入からある所定時間を経
た後、最終的に導入されたエアに等しい量のインクが導
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、前述したような従来のインク収納部５３が変形しな
いインクタンクの動作に比べてタイミングのずれが生じ
るものである。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点を経る。

【００７６】ｔ＝ｔ₂を過ぎると、図３（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が略大気圧になる。それに伴
い、インク収納部５３の内壁５４の弾性力により初期状
態（使用開始前の状態）にもどる動作となる。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きらな
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。本領域でもインク収納部か
らのインクはすべて使い切る状態となる。

【００７７】以上説明したように、本願の構成における
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３（ａ）における振幅ｒの周期変動）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
いことがあげられる。

【００７８】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
タンク内方に変形した状態になっている。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１３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内に入るエアの量が、前述し
たように所定以上に入る場合が多い。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、従来のシ
ステムのような、変形不能なインク収納部を有する構成
の場合は、所定量のエアが入ることにより直ちに毛管力
発生部材収納容器１０へインクを導出するものである。

【００７９】たとえば１００％デューティ（ベタモー
ド）の印字を行う場合、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願構成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。

【００８０】また本願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
ものである。

【００８１】以上説明したように、本形態のインク供給
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、本形態の構成によれ
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方
法により、環境の変化に対応することが可能な構成とな
っている。

【００８２】そこで、次に、図２に示すインクタンク
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４を用いて説明する。

【００８３】図４は、図２に示した液体供給システムの
インク収納部５３の変形による内部圧力変動の抑制効果
を説明するための図であり、（ａ）はインク収納部内の
空気量に対するインク収納部からのインク導出量を示す
図、（ｂ）はインク収納部からのインク導出量の経時変
化を示す図である。

【００８４】大気圧の減圧（あるいは気温の上昇）によ
り、インク収納室内の空気は膨張すると、本形態の構成
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１３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大幅に少ないものとなる。ここ
で、気液交換通路１４ａ，１４ｂ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５３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５４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１３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。

【００８５】特に、本構成の場合、毛管力発生部材１３
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、空気の膨張にともない、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１４ａ，１４ｂ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。つまり、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１３内のインクの移動が緩やかになり、インク供給口
１２部における負圧特性が安定する。

【００８６】なお、本形態においては、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１３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６０など
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１３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。

【００８７】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。

【００８８】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１３に保持されているイ
ンクの界面が変化することである。

【００８９】ここで、本発明における、毛管力発生部材
１３のインク吸収量と液体供給容器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など
からのインクの漏れを防止するという観点から、液体供
給容器５０からの最悪条件下でのインク流出量と、液体
供給容器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１３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。

【００９０】図４（ａ）においては、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の、減圧前の
インク収納部５３の初期空間体積（空気の体積）を横軸
（Ｘ）、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、これらの関係が点線
で示されている。

【００９１】従って、インク収納部５３からのインク流
出量の最悪条件での見積は、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５３からの
インク流出量が最大となるのはインク収納室５３の容積
Ｖ_Bの３０％のインクがインク収納部５３に残余してい
る場合であり、インク収納部５３壁下端部より下のイン
クも毛管力発生部材収納室１０の圧縮吸収体に吸収され
るとすれば、インク収納室５３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。

【００９２】これに対し、本形態においては、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
インク収納部の内容積に対し、膨張後のインク収納部５
３の内容積は増加するとともに、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１３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。この点線と実線からも明らかなように、イ
ンク収納部５３からのインク流出量の最悪条件での見積
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
ｄｅｇ程度の温度上昇があっても流出量は上記減圧時よ
りも少ない。

【００９３】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供給容器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、最大で
インク収納部５３の外形形状が筐体５１内面の形状と実
質的に等しくなるまで液体供給容器５０自体の体積を増
加させるバッファ効果により液体供給容器５０でも許容
することができるので、液体供給容器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インク供給
システムを提供することができる。

【００９４】また、初期の空気の体積をＶ_A1とした時、
ｔ＝０で大気圧下から気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下
にタンクの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５３からのインク導出量及びインク収納部
５３の体積が図４（ｂ）に模式的に示されており、横軸
は時間（ｔ）、縦軸はインク収納部５３からのインク導
出量及びインク収納部５３体積であり、インク収納部５
３からのインク導出量の時間変化が実線で、インク収
納部５３の体積の時間変化が実線で示されている。

【００９５】図４（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
液体供給容器５０とが負圧バランスを保つ定常状態とな
る前に、主として液体供給容器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、
液体供給容器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。

【００９６】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、液体供給容器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インク供給シ
ステムを提供することができる。

【００９７】本発明のインク供給システムによれば、使
用する毛管力発生部材１３及びインク収納部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
ンク収納部５３との体積割合を任意に決定することがで
き、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、インク収納部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。

【００９８】このように、本形態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１３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。

【００９９】ここで、通常のインクジェットカートリッ
ジにおいては、限られたスペースで複数のタンクが搭載
されるため、液体供給容器の供給口形状は長穴形状とな
っているが、長穴供給口部の形状が大きくなると、液体
供給容器の供給管がインク導出に伴って変形してしまう
虞れがある。しかしながら、本形態においては、インク
導出口が複数に分離されているので、供給管の変形を防
ぐことができる。

【０１００】（第３の実施の形態）図５は、本発明の液
体供給システムの第３の実施の形態を説明するための図
であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は毛管力発生部材
として用いられる繊維束を示す図、（ｃ）は毛管力発生
部材として用いられるチューブ状部材を示す図である。

【０１０１】本形態においては、第２の実施の形態に対
し、上部の連通口に気液交換を促進するための大気導入
溝１７が設けられている点が異なっている。

【０１０２】本形態の毛管力発生部材収納室１０には、
気液交換を促進するための大気導入溝１７を備えてお
り、上部の気液交換通路１４ａは、毛管力発生部材１３
Ａと当接するとともに、その端部は大気導入溝１７とも
連続しており、液体供給動作をスムーズに実現すること
が可能となっている。

【０１０３】そして、前述の各実施の形態における繊維
層は、本形態においては、気液交換動作における気液界
面の形成位置である、大気導入溝１７の上端領域に設け
られている。このように大気導入溝１７を設けることで
気液交換動作における気液界面Ｌの形成位置をより安定
化させる効果を有するとともに、大気導入溝１７の上端
領域に設けられた繊維層の効果をより確実なものとする
効果がある。

【０１０４】また、気液交換通路１４ａには大気導入溝
１７が連続して形成されているので、上述した気液交換
の際に、大気導入溝１７を通った空気は、気液交換通路
１４ａを優先的に通過することができ、空気の通路が確
保される。その結果、気液交換通路１４ａ内を空気が通
りやすくなり、インク収納部５３内に空気が導入されや
すくなるため、それに伴うインク収納部５３から毛管力
発生部材収納室１０へのインクの導出も気液交換通路１
４ｂを介して確実かつ安定して行うことができるととも
に、毛管力発生部材収納室１０内のインク保持量によら
ず気液交換を容易に行うことができる。

【０１０５】なお、第２及び第３の実施の形態において
は、複数の毛管力発生部材１３を用いているが、上方に
設けられる毛管力発生部材１３Ａは、バッファ空間とし
ての機能を果たすものであれば、図５（ｂ）に示すよう
な円筒形の繊維束２２の集合体でも、図５（ｃ）に示す
ような中空部２３Ｂを備えたチューブ状部材２３Ａでも
構わない。

【０１０６】（第４の実施の形態）図６は、本発明の液
体供給容器の第４の実施の形態を示すインクタンクの断
面図である。なお、第１から第３の実施の形態と同様の
部分については、同一の符号を付し説明を省略する。

【０１０７】図６に示すように本形態によるインクタン
クは、第１〜第３の実施の形態における毛管力発生部材
収納容器１０と液体供給容器５０とが一体的に形成され
ているものである。すなわち、毛管力発生部材収納容器
１０と液体供給容器５０とは一つの筐体内に配され仕切
り壁６５によって隔離されている。液体供給容器５０か
ら毛管力発生部材収納容器１０へのインク供給は連通部
６６ａ，６６ｂを介して行われる。

【０１０８】このような構成とすることにより、液体供
給容器５０と毛管力発生部材収納容器１０との間に第１
の実施の形態における気液交換通路１４が無いため、こ
の気液交換通路１４部分に環境変化により不用意なエア
パスが発生することはなく、気液交換動作を安定化する
ことができる。

【０１０９】本形態の毛管力発生部材収納室１０には、
気液交換を促進するための大気導入溝１７を備えてお
り、連通部６６ａは、毛管力発生部材１３Ｂと当接する
とともに、その端部は大気導入溝１７とも連続してお
り、液体供給動作をスムーズに実現することが可能とな
っている。

【０１１０】そして、本形態においては、気液交換動作
における気液界面Ｌの形成位置は大気導入溝１７の上端
領域であって、第３の実施の形態とは異なり、毛管力発
生部材１３Ｂ内にある。このように大気導入溝を設ける
ことで気液交換動作における気液界面の形成位置をより
安定化させる効果を有するとともに、大気導入溝の上端
領域に設けられた繊維層の効果をより確実なものとする
効果がある。

【０１１１】本形態における毛管力発生部材１３Ｂは、
環境の変化に関わらず気液交換動作中の気液界面Ｌの位
置を安定化させるためには、大気導入溝１７の上端の領
域、より望ましくは上端より上方を含む領域に、略水平
方向に主たる繊維の配列成分を有する層を備えていれば
よい。別の観点から見ると、この層はインク供給口１２
と大気導入溝１７の上端部とを結ぶ領域にあればよく、
また、さらに異なる観点から見れば、気液交換動作にお
ける気液界面上にこの領域があればよい。後者を作用的
に捉えるならば、この配列の方向性を有する繊維層は、
気液交換による液体供給動作における、毛管力発生部材
中の気液界面を水平化させるものであり、液体供給容器
５０からの液体移動に伴う毛管力発生部材中の気液界面
Ｌの鉛直方向の変化を規制する機能を有するものであ
る。

【０１１２】毛管力発生部材１３中にこのような層を有
することで、この領域内で気液界面Ｌは重力方向に対し
てのばらつきを抑えることが出来る。この場合、毛管力
発生部材の水平方向の切断面における長手方向に対して
も、主たる繊維の配列成分が略平行であると、繊維の長
手方向を有効に利用できるのでより望ましい。

【０１１３】なお、ここで、繊維の配列方向は、鉛直方
向から僅かでも傾いていれば、理論上はわずかでも上述
の効果を奏するが、実用上は水平面に対しておよそ±３
０°の範囲にある場合、明確な効果が確認できた。従っ
て、略水平の「略」は、本明細書中では上述の傾きをも
含むものとする。

【０１１４】本形態においては、大気導入溝１７の上端
より下方の領域についても、主たる繊維の配列成分は同
じように構成されている。そのため、気液交換動作にお
いて、不用意にその気液界面Ｌが連通部６６ａの上端よ
り下方の領域でばらつくことが無くなるため、インク切
れなどによるインク供給不良をおこすことがない。

【０１１５】さらに加えて、本形態においては、毛管力
発生部材１３Ｄのインク供給口１２の近傍断面の長手方
向は、インク供給口１２からのインク供給の方向と一致
している。そのため、インク供給口１２から高速でイン
クを導出するような場合であっても、繊維の長手方向に
対してはインク流動性に優れるために、途中でインク切
れすることなく、安定してインク供給できるという効果
がある。

【０１１６】次に、本形態に示した２部材の毛管力発生
部材１３Ａ，１３Ｂについて、図１を参照して詳しく説
明する。

【０１１７】毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂは、ポリプ
ロピレンが芯２１Ｂ、ポリエチレンが鞘材２１Ａとなる
二重構造繊維により構成されており、本形態の負圧発生
部材を構成する繊維１本１本の長さは６０ｍｍ程度であ
る。この繊維の断面形状は略同心円形状で、相対的に融
点の低いポリエチレンを鞘材として、相対的に融点の高
いポリプロピレンを芯材として形成されたものである。
本形態の毛管力発生部材は、図示しないが、このような
短繊維からなる繊維塊を梳綿機で繊維方向をそろえた後
に、パイプ状部材で繊維方向をより揃えた後、オーブン
等による予備加熱および熱風炉等による再加熱が行われ
（加熱温度は、相対的に融点の低いポリエチレンの融点
より高く、相対的に融点の高いポリプロピレンの融点よ
り低い温度が望ましい）、それからノズルを通して所望
の太さの繊維束とした後、所望の長さに切断することに
よって製造されている。

【０１１８】このようにして製造された毛管力発生部材
１３Ａ，１３Ｂは、その製造工程に部材の外側を撫でる
工程を有しており、その表層領域は、内部領域に比べ、
繊維密度がやや高いとともに、繊維の方向性もより揃っ
たものとなっている。そのため、この方向性を有する毛
管力発生部材１３Ａ，１３Ｂの２部材の界面となる部分
が気液交換時の気液界面Ｌの近傍に位置すること、言い
換えれば連通部および大気導入溝１７の上端部近傍の上
方領域に存在することで、前述した気液界面Ｌの安定効
果をより促進させる効果がある。

【０１１９】繊維方向が揃えられた毛管力発生部材１３
Ａ，１３Ｂの境界面は、凹凸を有する表面同士が接触す
ることで、その近傍の各毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂ
の表層領域とあわせ、全体としてインクは水平方向に対
して適度な流動性を有する状態となる。すなわち、境界
面のみが周りの領域に比べてインク流動性が格段に優
れ、その結果として筐体１１と毛管力発生部材との間の
隙間と境界面との間にインクパスを作る、ということは
ない。したがって、毛管力発生部材１３Ａ，１３Ｂの境
界面を使用時姿勢における連通部の上部、望ましくは連
通部の近傍に設けることで、前述した気液交換動作にお
ける、気液交換動作中の毛管力発生部材中でのインクと
気体の界面を、境界面とすることができ、結果としてイ
ンク供給動作中のヘッド部における静負圧を安定化させ
ることができる。

【０１２０】ここで、毛管力発生部材の内部構造につい
て補足する。

【０１２１】図７は、本発明の液体供給システムに用い
られる毛管力発生部材の繊維を示す図であり、（ａ）は
加熱前の状態を示す図、（ｂ）は加熱後の状態を示す図
である。

【０１２２】図７（ａ）に示すような捲縮された短繊維
が、ある程度繊維方向が揃った状態で加熱されることに
より、図７（ｂ）に示すような状態となる。ここで、図
７（ａ）で繊維方向に複数の短繊維が重なっていた領域
αは、図７（ｂ）に示すように交点が融着される確率が
高く、結果として繊維方向には図１（ｃ）に示すＦ１方
向に対して切れにくい、連続した切れ目のない繊維が形
成される。また、捲縮された短繊維を用いることで短繊
維の端部領域（図７（ａ）に示すβ，γ）は、図７
（ｂ）に示すように３次元的に他の短繊維と融着したり
（β）、そのまま端部として残ったり（γ）する。加え
て、すべての繊維が全く同一の方向に揃っているわけで
はないので、はじめから他の短繊維に対して交差するよ
うに傾いて接触している短繊維（図７（ａ）に示すε）
は、加熱後はそのまま融着される（図７（ｂ）に示す
ε）。このようにして、Ｆ２方向に対しても従来の一方
向繊維束と比べて強度の強い繊維が形成される。

【０１２３】また、繊維方向と図１から図６に示した本
発明の各実施の形態の毛管力発生部材を備えたインクタ
ンクおよび液体供給システムにおける繊維方向とインク
供給動作について補足する。

【０１２４】本発明の各実施の形態においては、気液交
換動作において、大気連通口１５から導入される大気
は、気液界面Ｌに到達すると主たる繊維方向に沿って分
散される。その結果、気液交換動作中の界面は略水平方
向に保たれ、安定化することができる。その結果、安定
した負圧を維持しながらインクを供給することがより確
実に行うことができるという効果がある。また、気液交
換動作後についても、本発明の各実施の形態の場合は、
主たる繊維方向が略水平方向であることから、インクは
水平方向でほぼ均等に消費されて行く。その結果、毛管
力発生部材収納容器内のインクについても、使い残りの
少ないインク供給システムを提供することができる。し
たがって、特に、第１〜第３の実施の形態例のように液
体を直接収容する液体供給容器が交換可能なシステムに
おいては、毛管力発生部材内のインクを保持していない
領域を効果的に作り出すことができるので、バッファ空
間効率が向上し、トータルで少ないバッファ空間で環境
変動に強いインク供給システムを提供することができ
る。

【０１２５】（他の実施の形態）以上、本発明の要部に
ついての説明を行なったが、以下に各実施の形態に適用
可能なその他の実施の形態及び各実施の形態の変形例に
ついて説明する。なお、以下の説明では、特に断りのな
い限りは、上述の各実施の形態に適用可能である。

【０１２６】＜液体供給容器の構造＞まず、第２及び第
３の実施の形態における液体供給容器５０の構造につい
て、補足説明を行なう。

【０１２７】第２及び第３の実施の形態の液体供給容器
５０は、ダイレクトブロー製造方法によって形成され
る。すなわち、互いに分離可能な筐体（外壁）５１とイ
ンク収納部５３（内壁５４）とは、略多角柱の型に対し
て円筒状のパリソンをエアーブローによって均一に膨張
させることで形成されるものである。これにかわり、例
えば可撓性の袋内に金属製のばね等を備えることで、イ
ンクの導出に伴い負圧を発生させるようにしてもよい。

【０１２８】しかし、ブロー成形を用いることで、筐体
内面形状と同等あるいは相似形の外面形状を有するイン
ク収納部５３を容易に製造することができるだけでな
く、インク収納部５３を構成する内壁５４の材料、厚み
を変えることで容易に発生する負圧を設定できる利点が
ある。さらに、内壁５４及び外壁５１の材料に熱可塑性
樹脂を利用することで、リサイクル性に富んだ液体供給
容器５０を提供することができる。

【０１２９】ここで、前述した各実施の形態における
「外壁５１」の構造および「外壁５１」が「内壁５４」
に対して及ぼす結果的な構造について補足説明する。

【０１３０】前述した各実施の形態においては、液体供
給容器５０はブロー成形により製造されるため、内壁
は、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角
部近傍の厚みの方が薄く形成されている。また、外壁５
１も同様に、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みに
くらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。さら
に、外壁５１に対して内壁５４は、各面の中央部から各
面の角部に向かって徐々に減少する厚み分布を有する外
壁５１に積層されることで形成されている。

【０１３１】この結果、上記内壁５４は外壁５１の内面
に対して一致する外面を有することになる。この内壁５
４の外面は、外壁５１の厚み分布に対して沿うため、内
壁５４が形成するインク収納部５３側に向かって凸とな
る。そして、内壁５４の内面は、上述した内壁５４の厚
み分布を有するので、より一層インク収納部５３に向か
って凸となる。これらの構造は、最大面積部で特に前述
した機能を発揮するため、本発明としては、このような
凸状形状は少なくとも最大面積部で存在すれば良く、そ
の凸状形状も内壁面として２ｍｍ以下で良く、内壁外面
で１ｍｍ以下でよい。この凸状形状は、小面積部では測
定誤差範囲内になることもあるが、略多角柱インクタン
クの各面における変形優先順位をもたらす１つの要因と
なるので、本発明にとって好ましい条件の１つとなる。

【０１３２】加えて、外壁５１の構造について補足す
る。前述した外壁５１の１つの機能として内壁５４の角
部の変形を規制することをあげたが、この機能を発揮す
る構造としては、内壁５４の変形に対しては形状を維持
でき、かつ角部の周囲を覆う構造（角部包囲部材）を有
するものであればよい。従って、プラスチック、金属あ
るいは、厚紙等の材質で、上述した外壁５１または内壁
５４を覆う構造にしてもよい。この外壁５１としては、
全面でもよく、角部のみ面構造で、この面構造を金属等
の棒で結合するようなものでも、メッシュ構造でも良
い。

【０１３３】さらに、液体供給容器５０が交換式の場合
の液体供給容器５０の交換時など、何らかの理由で毛管
力発生部材１３Ｂの気液交換通路１４ａ，１４ｂ近傍領
域からインク供給口１２近傍領域でインク切れが起こっ
た場合、弾性変形可能な外壁５１を、手動で内壁５４と
ともに一時的に押圧することで、液体供給容器５０内の
インクを強制的に毛管力発生部材収納容器１０へ移動さ
せ、簡単に回復させることができる。このような加圧回
復処理は手動ではなく自動で行なってもよく、そのため
の加圧回復手段を後述する記録装置に設けてもよい。な
お、内壁５４の一部が露出している場合は内壁５４の露
出部だけを押圧してもよい。

【０１３４】なお、本発明の第２及び第３の実施の形態
においては、インク収納部５３は略多角柱形状となって
いるが、この形態に限定されるものではなく、少なくと
もインクの導出に伴い変形可能で、この変形により負圧
を発生可能であってもよい。

【０１３５】ただし、より好ましくは、インク収納部５
３の変形と復元とを繰り返しても、インク収納部５３の
変形量とインク導出口５２ａないしはインク導入口５２
ｂにおける負圧との関係がほぼ１対１で対応することが
望ましい。インク収納部５３が弾性変形を行う範囲で変
形を行うと、このような望ましい状態を容易に得ること
ができる。

【０１３６】なお、本発明の第２及び第３の実施の形態
の場合、気液交換動作後、インク導出口５２ａ，５２ｂ
部の圧力が０になっても、インク収納部５３はわずかに
変形した状態を維持している。このように一部の領域で
インク収納部５３が弾性変形を行なわなくても、この部
分を除いた領域で弾性的な変形を行う場合には、実質的
には弾性変形を行なうものとして取り扱うものとする。

【０１３７】また、インク導出による変形にともなう負
圧の変化の割合が急激に変わる状態が存在する場合（例
えば変形部分同士が当接する場合など）には、弾性変形
の範囲内であっても、この急激に変わる状態になる前に
第１のインク供給状態を終え、第２のインク供給状態が
開始されるようになっていることが望ましい。

【０１３８】また、本発明の液体供給容器５０に使用さ
れる材料としては、内壁５４と外壁５１とが分離可能な
ものであればよく、内壁５４又は外壁５１にそれぞれ複
数の材料を用いて、多層により構成してもよい。また、
液体供給容器５０を単独で負圧発生型液体収納容器とし
て使用する場合より、内壁５４としては弾性の高いもの
を使用することが可能となっている。このため、液体供
給容器５０を単独で負圧発生容器として利用する場合に
比べ、例えば内壁５４の厚みが厚いものや剛性の高い材
料についてもインクジェット用交換液体供給容器として
好適に利用することができ、材料選択の幅が広がるとい
う利点がある。ここで、内壁５４の厚みを厚くすること
は、液体供給容器５０におけるガス透過性を低いものと
することができる。ガス透過性を低減させることは、液
体供給容器５０を単独で販売する際の、例えば物流時や
保存時における液体供給容器５０の膨張やインク漏れを
防ぐことができるので望ましい。

【０１３９】なお、内部に収容されるインクなどに対す
る影響を考慮すれば、内壁５４に使用する材料としては
例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが好
適に適用可能である。以上説明した各実施の形態、適用
例では、内壁５４及び外壁５１はそれぞれ単層のものと
して説明したが、内壁５４あるいは外壁５１を異なる材
料の多層構造としてもよい。特に、本発明の場合、液体
供給容器５０を単独で負圧発生容器として利用する場合
に比べ、例えば内壁５４の厚みが厚いものや剛性の高い
材料についてもインクジェット用交換液体供給容器とし
て好適に利用することができるので、内壁５４の材料の
組合わせの選択範囲も広がるという利点がある。

【０１４０】＜シール部材、密閉手段＞上述した各実施
の形態においては、毛管力発生部材収納容器１０と液体
供給容器５０との接続部のシール部材５７は液体供給容
器５０側に設けられているが、シール部材５８は液体供
給容器６０側、毛管力発生部材収納容器１０側のいずれ
かに設けられていればよく、シール性を高めるために双
方に設けられていてもよい。また、液体供給容器５０及
び毛管力発生部材収納容器１０のそれぞれとは独立して
設けられ、結合時に双方の接続部分に嵌合するようにし
てもよい。

【０１４１】また、液体供給容器５０が毛管力発生部材
収納容器１０に対して着脱可能であるので、液体供給容
器５０の毛管力発生部材収納容器１０との連通部には、
結合時の連通部からの液体や空気の漏れを防止すると共
に結合前のインク収納部５３内のインクの導出を防止す
る部材としての密閉手段が設けられる。本形態では密閉
手段はいずれもフィルム膜状のものを使用しているが、
ボール上の栓などを使用してもよい。また、気液交換通
路１４ａ，１４ｂを中空針で、密閉手段をゴム栓として
もよい。

【０１４２】＜インクジェットカートリッジ＞図８は、
本発明の液体供給システムを適用可能なインクジェット
カートリッジを示す図であり、（ａ）は分離型の液体供
給容器を用いたインクジェットカートリッジの構成を示
す概観斜視図、（ｂ）は一体型の液体供給容器を用いた
インクジェットカートリッジの構成を示す概観斜視図で
ある。

【０１４３】本適用例では、複数種類の液体（本適用例
の場合、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）の３色）を吐出可能な液体吐出部７１にそれぞれ
の液体を収納した毛管力発生部材収納容器７３ａ，７３
ｂ，７３ｃが一体化されたヘッドカートリッジ７０を構
成しており、このヘッドカートリッジ７０に対してそれ
ぞれの液体を収納した液体供給容器７５ａ，７５ｂ，７
５ｃを互いに着脱可能としている。

【０１４４】本形態においては、それぞれの液体供給容
器７５を対応する毛管力発生部材収納容器７３に確実に
結合させるために、ヘッドカートリッジ７０に液体供給
容器７５の外面の一部を覆うのホルダー部７２を設ける
とともに、液体供給容器７５に係止爪を有するラッチレ
バー７７ａ，７７ｂ，７７ｃを設け、ガイド部材に係止
爪と対応する係合孔７４ａ，７４ｂ，７４ｃを設けるこ
とで、結合後の結合状態を維持しやすい構成となってい
る。それぞれの液体容器７５ａ，７５ｂ，７５ｃはほぼ
同じ形状であるが、例えば誤装着防止用の識別ラベル
（不図示）を設けることで、誤装着を防止することがで
きる。もちろん、ホルダー形状を各色ごとに変更し、誤
装着防止構成を付加してもよい。この場合、各色の使用
頻度に応じて容器の容積を変更することで誤装着防止を
おこなってもよい。

【０１４５】なお、本形態の変形例として、図８（ｂ）
に示すように複数の毛管力発生部材収納容器が一体とな
った容器７６とし、この容器７６が液体吐出部に対して
互いに分離可能としても良い。この場合、液体供給容器
７６に設けられるラッチレバーは一つであってもよい。
本変形例のように一体形状にすることで、容器７６の誤
装着を防止する効果をも有する。

【０１４６】本形態及びその変形例において、収納され
る液体の種類はＹ，Ｍ，Ｃ以外の他の色であってもよい
ことは言うまでもなく、収納される液体容器の数、及び
組合せ（例えばブラック（Ｂｋ）のみ単独のタンクで、
他のＹ，Ｍ，Ｃは一体タンクとする）についても任意で
あることは言うまでもない。

【０１４７】＜記録装置＞最後に、上述の液体収納シス
テム（インクタンク）、あるいはインクジェットヘッド
カートリッジを搭載可能な液体吐出記録装置の一例につ
いて説明する。

【０１４８】図９は、本発明の液体供給システムが搭載
可能な液体吐出記録装置の一構成例を示す図である。

【０１４９】図９に示す記録装置において、８１は液体
収納容器７５及びインクジェットヘッドカートリッジ７
０ａを着脱自在に搭載可能なキャリッジ、８２はヘッド
の複数のオリフィスからのインク乾燥を防止するための
ヘッドキャップとヘッドの動作不良時に複数のオリフィ
スからインクを吸引するための吸引ポンプとが組み込ま
れたヘッド回復ユニット、８３は被記録媒体としての記
録用紙が搬送される給紙面である。

【０１５０】キャリッジ８１は、回復ユニット８２上で
の位置をホームポジションとしており、印刷はベルト８
４がモータなどにより駆動されることでされる図中の左
方向へ走査しはじめることで開始される。

【０１５１】なお、上述した実施の形態においては、毛
管力発生部材として用いられる繊維の方向は横方向とし
て説明したが、本発明はこれに限らず、横方向による効
果を期待しない場合は繊維の方向を縦方向にしてもかま
わない。

【０１５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
密閉空間内に液体を収納する液体収納部を具備する液体
供給容器と内部に負圧発生部材を具備する負圧発生部材
収納容器とが、重力方向に２つ設けられた連通部によっ
て連通されており、液体供給量や液体供給の速度に応じ
て２つの連通部の両方または一方を用いて、液体供給容
器と負圧発生部材収納容器との間における気液交換が行
われる構成としたため、２つの連通部の一方が気泡等で
塞がれた場合においても安定して液体を供給することが
できる。

【０１５３】また、負圧発生部材収納容器に特定の方向
の流動性が良い繊維層を設けることにより、負圧発生部
材中の気液界面の変形や移動を抑制することができ、こ
れにより、液体供給システムの使用環境の変化により負
圧発生部材収納容器に供給される液体量が変化した際に
インク漏れが起こったり、液体供給が滞ったりすること
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交換可能な液体供給システムの第１の
実施の形態を説明するための図であり、（ａ）は毛管衣
力発生部材収納容器と液体供給容器とが取り外された状
態を示す断面図、（ｂ）は毛管衣力発生部材収納容器と
液体供給容器とが接続された状態を示す断面図、（ｃ）
は毛管力発生部材収納容器内の繊維を示す図、（ｄ）は
その繊維１本の断面図である。

【図２】本発明の交換可能な液体供給システムを適用可
能なインクタンクの第２の実施の形態を説明するための
図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はその変形例の
要部断面図である。

【図３】図２に示したインク供給システムにおけるイン
ク消費動作を説明するための図であり、（ａ）はインク
供給部静負圧に対するインク導出量を示す図、（ｂ）は
インク収納部における空気導入量とインク導出量とを示
す図である。

【図４】図２に示した液体供給システムのインク収納部
の変形による内部圧力変動の抑制効果を説明するための
図であり、（ａ）はインク収納部内の空気量に対するイ
ンク収納部からのインク導出量を示す図、（ｂ）はイン
ク収納部からのインク導出量の経時変化を示す図であ
る。

【図５】本発明の液体供給システムの第３の実施の形態
を説明するための図であり、（ａ）は概略断面図、
（ｂ）は毛管力発生部材として用いられる繊維束を示す
図、（ｃ）は毛管力発生部材として用いられるチューブ
状部材を示す図である。

【図６】本発明の液体供給容器の第４の実施の形態を示
すインクタンクの断面図である。

【図７】本発明の液体供給システムに用いられる毛管力
発生部材の繊維を示す図であり、（ａ）は加熱前の状態
を示す図、（ｂ）は加熱後の状態を示す図である。

【図８】本発明の液体供給システムを適用可能なインク
ジェットカートリッジを示す図であり、（ａ）は分離型
の液体供給容器を用いたインクジェットカートリッジの
構成を示す概観斜視図、（ｂ）は一体型の液体供給容器
を用いたインクジェットカートリッジの構成を示す概観
斜視図である。

【図９】本発明の液体供給システムが搭載可能な液体吐
出記録装置の一構成例を示す図である。

【符号の説明】

１ インクタンク １０，７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，１００４ 毛管
力発生部材収納容器 １１ 筐体 １２，１００２ インク供給口 １３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｄ，１００１ 毛管力発生
部材 １３Ｃ 境界面 １４ａ，１４ｂ 連通管（気液交換通路） １５，１００３ 大気連通口 １６，１００６ バッファ空間 １７ 大気導入溝 １８ａ，１８ｂ，１００５ 連通部用開口 １９ 空間 ２１ 繊維 ２１Ａ 鞘材 ２１Ｂ 芯材 ２２ 繊維束 ２３Ａ チューブ状部材 ２３Ｂ 中空部 ３０，５０，７５，７５ａ，７５ｂ，７５ｃ， １００
７ 液体供給容器 ３１，５１，１００９ 筐体（外壁） ３２ａ，３２ｂ，５２ａ，５２ｂ，１００８ インク導
出口 ３３，５３ インク収納部 ３７，５７ シール部材 ３８ フィルム（密閉手段） ５４ 内壁 ５５ 外気連通口 ５６ 溶着部 ３７，５７ シール部材（Ｏリング） ３８ 密閉手段（フィルム） ６０ 記録ヘッド ６１ 吐出口 ６２ インク導出管 ６５ 仕切り壁 ６６ａ，６６ｂ 大気導入溝 ７０，７０ａ ヘッドカートリッジ ７１ 液体吐出部 ７２ ホルダー部 ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ 係合孔 ７６ 一体型液体供給容器 ７７，７７ａ ，７７ｂ ，７７ｃ ラッチレバー ８１ キャリッジ ８２ 回復ユニット ８３ 給紙面 ８４ ベルト Ｌ，Ｌ’，Ｌ１，Ｌｎ 気液界面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須釜 定之 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 奥原 宏文 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 FA10 HA38 JA13 KB15 KB37 KC05 KC12 KC14 KC16 KC20 KC22 KC25 KC27

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉空間内に液体を収納する液体収納部
   を具備する液体供給容器と、該液体供給容器との連通部
   を介して前記液体収納部内に連通するとともに内部に負
   圧発生部材を具備する負圧発生部材収納容器とを有し、
   前記連通部を介して前記液体収納部内に気体を導入して
   該液体収納部内の液体を前記負圧発生部材収納容器内に
   導出させる気液交換による液体供給動作を行なう液体供
   給システムにおいて、 前記連通部は、重力方向に上下２つ設けられていること
   を特徴とする液体供給システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液体供給システムにお
   いて、 前記液体供給容器は、前記負圧発生部材収納容器に対し
   て分離可能であることを特徴とする液体供給システム。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の液体供
   給システムにおいて、 前記負圧発生部材は、繊維からなり、前記気液交換によ
   る液体供給動作における前記負圧発生部材中の気体と液
   体との界面に、略水平方向に主たる繊維の配列成分を有
   する層を備えることを特徴とする液体供給システム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   液体供給システムにおいて、 前記２つの連通部は、一方が、前記負圧発生部材収納容
   器から前記液体収納部に気体を優先して導入し、他方
   が、前記液体収納部から前記負圧発生部材収納容器に液
   体を優先して導入することを特徴とする液体供給システ
   ム。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   液体供給システムにおいて、 前記液体収納部は、内部に収納された液体の導出に伴い
   変形し、負圧発生可能であることを特徴とする液体供給
   システム。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   液体供給システムにおいて、 前記２つの連通部のうち重力方向上部に設けられた連通
   部は、外部から大気が導入される大気導入溝を有するこ
   とを特徴とする液体供給システム。
7. 【請求項７】 請求項２に記載の液体供給システムに用
   いられる液体供給容器であって、 前記２つの連通部を形成するための２つの開口を有する
   ことを特徴とする液体供給容器。
8. 【請求項８】 請求項２に記載の液体供給システムに用
   いられる負圧発生部材収納容器であって、 前記２つの連通部を形成するための２つの開口を有し、 前記負圧発生部材が繊維からなる液体吸収体であること
   を特徴とする負圧発生部材収納容器。