JPH1044453A - 液体収納容器、ヘッドカートリッジおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が簡易でコストが安く、形状変更の自由
度が大きく、負圧を安定的に発生可能で使用効率の良い
液体収納容器を提供する。 【解決手段】 インクタンク１００は、成形樹脂からな
る円筒形状の外壁１０１および、この外壁１０１より薄
肉の内壁１０２の二重構造からなる。インクタンク１０
０の一端面は、密閉された内壁１０２からタンク外部へ
のインク供給部１０３を有する。そして、内壁１０２の
一端には内壁１０２が密閉空間を形成するためのピンチ
オフ部１０４が形成されている。また、内壁１０２は外
壁１０１の一端面の周囲の屈曲した隅部に対応した、イ
ンク導出時に内壁の変形のきっかけになり易い変形促進
部１０８を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば記録部とし
てのペン或いはインク吐出部等、液体収納容器の外部部
材また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、該容器と液体噴射ヘッドとを一体化したヘ
ッドカートリッジ、および記録装置に関し、具体的には
液体収納容器自体をブロー成形によって成形する画期的
なインクタンクを適用したインクジェット記録分野に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液体を収納するための容器として、液体
を外部に与える際に容器内部を負圧にしながら液体を供
給する方式の容器が知られている。この方式の容器の特
徴は、容器自体が与える負圧によって、容器に接続され
る例えばペン先や記録ヘッドのような液体使用部に対し
て適切な液体供給が行えるというものである。

【０００３】このような理論が現実の液体収納容器で発
揮されているものは、各種存在しているが、各種容器の
使用範囲が限定されてしまっている。この理由として
は、製造バラツキが少なく且つ構造が簡単なものがない
ためである。

【０００４】例えば、この負圧特性を適正に必要とする
インクジェット記録分野では、液体収納容器としてのイ
ンクタンクの内部に、負圧発生源としてのスポンジを収
納しているものや、袋状のインク収納部にバネを設け、
インクの消費による袋の内方への変形に抗する力を与え
ることで負圧を形成するもの（特開昭56-67269号公報、
特開平6-226993号公報などを参照）が知られている。ま
た、米国特許第4,509,062号明細書に開示されているゴ
ム製のインク収納部は、円錐形形状の円錐部を丸めた形
状のもので、その丸めた円錐部を円錐周面の厚みよりも
薄くするという構成のものである。この円錐部の丸みを
帯びた薄いゴム袋構造は、その収納容器にとって、イン
クの消費に応じて優先的に変位・変形するための構造と
なっている。これらは、インクジェット装置のインク収
納容器として実用化されており、現状では満足のいくも
のである。

【０００５】しかしながら、このような負圧発生構造は
比較的高価であるため、マーカやプロッタ等のペン先を
有する筆記用具には適するものではない。特に、この種
の筆記用具として上述のような煩雑な負圧発生構造を余
分に持つことは、筆記用具自体の大型化を招き、好まし
いものではない。

【０００６】ところで、上述の筆記用具においては、ペ
ン先自体を負圧を発生可能なフェルトなどを用い、ペン
先から空気を液体収納容器内に導入しつつ、インクの供
給を行う形態が採用されている。このインク供給形態に
おける気液交換構造の最大の課題はペン先からのインク
漏れである。これを解決するためペン先と液体収納容器
との間にインク漏れ防止機構として、インクの供給方向
に対して交差するように多数枚のフィンを所定間隔で重
ね留めることで、環境変化などで漏れ出そうとするイン
クを保持可能にするインク保持機構を設けることが提案
されている。しかし、この機構は、使用できないインク
を筆記用具内部に残してしまうのが現状である。

【０００７】また、この種の筆記用具におけるインク供
給系は、一般的に大気開放系となっているため、収納さ
れたインクの蒸発を招き、インク使用量を低減させてし
まうが、本来は実質的な密閉型としてインク蒸発抑制を
行うことが好ましいものである。

【０００８】ここで、実質的な密閉型を用いているイン
クジェット記録分野について簡単にまとめる。一般にイ
ンク供給システムとして負圧発生源を用いない場合は、
「水頭差」と呼ばれる、インク使用部（インク吐出ヘッ
ド）に対する高低差によって、インクを供給するものが
知られている。この場合は、インク収納部に特別な条件
を必要としないため、通常の袋などのインク収納袋を用
いることが多い。

【０００９】ところがインク供給経路としてはインクを
密閉型とするため、インク収納袋から上方に位置するイ
ンク使用部（インク吐出ヘッド）までチューブ等の供給
管を必要とし、結果的に大型装置となってしまう。この
インク供給経路の水頭差をできるだけ小さく或いは無く
すために、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、実施されてきた。このヘッドとイ
ンクタンクとを一体化可能にしたものをヘッドカートリ
ッジと呼ぶことにする。

【００１０】前記ヘッドカートリッジは、さらに分類す
ると、記録ヘッドとインク収容部とが常時一体の構成
と、記録手段とインク収容部が別体で、かつ記録装置に
対して双方とも分離でき、使用時に一体にして使用する
構成とに分けることができる。

【００１１】いずれの構成においても、インク収容部に
収納されたインクの使用効率を高めるために、インク収
容部における記録手段との結合部はインク収容部の中心
より下方に設けられることが多い。このため、ヘッドカ
ートリッジにおけるインク収容部には、インクを安定し
て保持し、記録手段に設けられたノズル等の吐出部から
のインク漏れを防ぐために、記録手段に供給されるイン
ク流れに対する背圧を発生する機構が求められる。この
背圧は吐出口部の圧力を大気圧に対して負とするための
ものであることから、負圧と呼ばれている。

【００１２】負圧を発生させるための最も容易な方法の
一つとして、前述したような多孔質体の毛管力を利用す
る方法が挙げられる。該方法におけるインクタンクは、
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容部に空気
を取り入れ可能な大気連通口とを含む構成となる。

【００１３】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
収容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、多孔質部材をインクタンク全体に挿入する構成
のかわりに、インクタンクの一部に多孔質体を挿入する
構成が挙げられる。この構成では、多孔質体がインクタ
ンク全体に挿入されている構成と比較して単位体積当た
りのインク収容効率及びインク保持能力を高めることが
できる。

【００１４】さらにインクの収容効率を向上させる観点
からは、前述したような袋とバネの組み合わせ構造の袋
状容器や、ゴム製のインク収納容器を用いることもでき
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような現在の
インクタンクは、現時点での市場における要求は満足出
来るレベルにある。

【００１６】しかしながら、本発明者たちは、将来的展
望の見知から、液体収納容器、特にインクジェット用イ
ンクタンクに求められる理想的な条件を考えたところ、
以下の３つの課題を想出するに至った。

【００１７】まず一点目は、インク収容効率のより一層
の向上である（第１の課題）。即ち、同一空間に占める
インクタンクのインク収容効率をさらに高めることで、
インクタンクのインク収容量を増やすことである。

【００１８】二点目は、構成部品が少なく、部品そのも
のの構造が単純であること（第２の課題）、さらに付加
的効果として、製品の歩留まりの減少、コストの低減、
品質管理項目の減少などの利点が期待できることであ
る。

【００１９】ところが、多孔質部材を収納したインクタ
ンクについては、上述のようにインク収容効率の点で十
分満足できない。また、現在の袋状容器を用いた構成で
あっても、インク収容部内部あるいはインク収容部と筐
体との間にバネ等の複雑な機構を有するものは、複雑な
機構を用いているためコストが高く、部品点数が多く組
立が複雑であるばかりでなく、可撓性とインク蒸発防止
を両立させるために袋状容器は多層構造となっており、
上記の課題について満足できるものではない。

【００２０】また、前述の円錐形形状のゴム製のインク
収納体は、前述したような構造限定が重要であるため、
所望の空間に最大収容部を与えることはできない。加え
て、材料的観点から使用できるインクの種類に制約を受
ける。従って、この円錐形のゴム製インク収納袋は、構
造及び製造条件が複雑となり、品質管理の点で複雑とな
り、製品の歩留りが良くはない。

【００２１】本発明の目的は、液体供給システムの構成
要件の一つとして、安定した負圧を利用しながら液体供
給を行うことが可能な液体収納容器を提供することであ
る。

【００２２】本発明の別の目的は、コストが安く、与え
られた液体収納空間を最大限に利用でき、且つ品質ばら
つきの極めて少なく、環境対策にも優れた負圧利用型液
体収納容器を提供することである。

【００２３】本発明の別の目的は、従来にはない負圧発
生方式を実用化水準に成し遂げ、簡単な構成或いは作用
でありながら、優れた液体供給性能を発揮できる負圧利
用型液体収納容器を提供することである。

【００２４】本発明の別の目的は、水頭差による液体供
給システムに対して、負圧を利用することで小型化を達
成できる液体収納容器を提供することである。

【００２５】上記本発明の各目的は、記録分野の筆記用
具やインクジェット記録ヘッドにも適用でき、特に本発
明のインクジェット分野における別の目的は、インクジ
ェットヘッドに対して完全一体化或いは分離可能な上記
液体収納容器を提供することである。

【００２６】加えて、本発明の残りの目的は、上記液体
収納容器の機能を方法的に解明したステップ発明や装置
発明などの後述する各発明を提供することである。

【００２７】

【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、内部に液体を収容する液体収容部を形成す
る内壁と、前記内壁外面と同等もしくは相似形の内面と
実質的な大気連通部とを有する外壁と、前記液体収容部
から外部に液体を供給する液体供給部と、前記内壁が一
体となる部分が前記外壁に狭持されているピンチオフ部
と、を有する液体収納容器であって、前記内壁と前記外
壁を形成する樹脂は実質的に非延伸であり、前記内壁は
形状をほぼ維持した状態で略平行移動可能な面部を有
し、該面部に前記ピンチオフ部が存在することを特徴と
する。

【００２８】また本発明は、内部に液体を収容する液体
収容部を形成する内壁と、前記内壁外面と同等もしくは
相似形の内面と実質的な大気連通部とを有する外壁と、
前記液体収容部から外部に液体を供給する液体供給部
と、前記内壁が一体となる部分が前記外壁に狭持されて
いるピンチオフ部と、を有する液体収納容器であって、
前記内壁は液体の導出による内壁内の圧力変動に対し
て、ほぼ形状を保った状態で移動する面部を有し、該面
部に前記ピンチオフ部が存在することを特徴とする。

【００２９】また本発明は、内部に液体を収容する液体
収容部を形成する内壁と、前記内壁外面と同等もしくは
相似形の内面と実質的な大気連通部とを有する外壁と、
前記液体収容部から外部に液体を供給する液体供給部
と、前記内壁が一体となる部分が前記外壁に狭持されて
いるピンチオフ部と、を有する液体収納容器であって、
前記内壁のピンチオフ部を有する面のうちの一つが形状
を保って変形する力よりも、前記内壁の他の面を座屈さ
せる力の方が大きな力を必要とする関係を満たす構造と
したことを特徴とする。

【００３０】上記のものはいずれも記録部としてのペン
或いは液体吐出部等の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の課題を解決できるものであ
り、より好ましい条件を挙げると、詳細は後述するが以
下のとおりである。

【００３１】前記液体収納容器は円筒形状であり、前記
面部（または前記内壁のピンチオフ部を有する面のうち
の一つ）は円筒の一端面に位置すること、前記液体供給
部は前記面部（または前記内壁のピンチオフ部を有する
面のうちの一つ）と対向する面に有すること、前記内壁
の面部（または前記内壁のピンチオフ部を有する面のう
ちの一つ）の周辺には肉厚が他に比べて薄い変形促進部
を有すること、前記内壁の面部（または前記内壁のピン
チオフ部を有する面のうちの一つ）にリブを有するこ
と、前記内壁の面部（または前記内壁のピンチオフ部を
有する面のうちの一つ）に２本以上のピンチオフ部を有
することが好ましい。

【００３２】また、本発明の液体収納容器は、特にイン
クジェット記録分野におけるヘッドカートリッジ、記録
装置に適用されるものである。

【００３３】上記のとおりに構成された発明では、内壁
内の液体が容器の外部に導出されると、内壁の面部は形
状を保った状態でその対向面へと平行移動して行く。こ
の変形移動に伴い、内壁内の圧力が下がり負圧力が発生
する。そして、最後には内壁の弾性力と前記負圧力とが
釣り合い、通常の使用状態ではこれ以上液体を導出する
ことができない状態となる。これにより、初期状態の形
状を保ったまま対向面に達するため、安定的な負圧の発
生・維持が可能となる。

【００３４】特に本発明は、前記液体収納容器は円筒形
状であり、前記内壁の面部は円筒の一端に位置するこ
と、前記液体供給部は前記面部と対向する面に有するこ
と、前記内壁の面部の周辺には肉厚が他と比べて薄い変
形促進部を有すること、前記内壁の面部にリブを有する
こと、前記内壁の面部に２本以上のピンチオフ部を有す
ることとした場合には下述のように作用する。

【００３５】すなわち、容器外部への液体の導出によ
り、内壁の面部が、肉厚が他と比べて薄い変形促進部を
起点に変形し、この変形に伴い、内壁内に負圧力が発生
する。また、液体供給部の面と対向する前記内壁の面部
に在るピンチオフ部が外壁より外れる。このとき、ピン
チオフ部は長さ成分を持っているために、変形する方向
は面部がほぼ平行移動する方向へと規制される。その
後、前記内壁の面部はその形状を保った状態で、変形促
進部にて屈曲しながら、液体供給部に向けて移動して行
く。ここで変形促進部のみが屈曲するのは、前記内壁の
面部と隣り合う面が変形・座屈し難い円筒の側面に相当
するからである。そして、最後には内壁の弾性力と前記
負圧力とが釣り合い、通常の使用状態ではこれ以上液体
を吐出することができない状態となる。

【００３６】これにより本発明では、内壁の変形促進部
が前記内壁の面部と隣り合う面である円筒形状の側面上
を移転していくため液体が消費されていく過程で、液体
供給部が形成された面近傍に、ほとんど液体が残らない
状態を作りだすことができ、さらに、液体供給部と対向
する内壁の面部が初期状態の形状を保ったまま液体供給
部が形成された面まで達するため、安定的な負圧の発生
・維持が可能となる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００３８】（第１の実施形態）ここでは液体収納容器
として、記録の為にインクを吐出させるインクジェット
ヘッドに適用可能な、インクを収容するインクタンクを
例に挙げて説明する。また、本形態によるインクタンク
は円筒形状で、かつ成形樹脂材料からなる二重壁構造を
採用し、密閉された内壁に収容されたインクの体積変動
においてインク供給部と対向する端面の形状を維持した
状態で追従させて、安定的な負圧の発生・維持を可能と
するものである。

【００３９】図１は本発明の液体収納容器の第１の実施
形態を示す模式的構成を説明するための図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）はインク供給部と対向する端面
を見た側面図を示す。

【００４０】図１に示される本形態のインクタンク１０
０は、成形樹脂からなる円筒形状の外壁１０１および、
この外壁１０１より薄肉の内壁１０２の二重構造からな
る。インクは、内壁１０２によって囲まれる領域である
インク収容部に収納される。また、外壁１０１はインク
収容部に収容されているインクが不用意な内壁の変形に
よって外部に漏れることがないようインク収容部を保護
している。

【００４１】符号１０３は容器内部から外部へのインク
供給部を示しており、不図示のインクジェットヘッド側
のインク導入部との接続部分となる。

【００４２】また、インクタンクの一端面の周囲の隅部
は屈曲しており、内壁１０２は外壁１０１の一端面の周
囲の屈曲した隅部に対応した、屈曲した隅部を有する。
この内壁１０２の屈曲した隅部はタンク外部へのインク
導出時に内壁の変形のきっかけになり易い変形促進部１
０８であり、そのために肉厚が他の肉厚に比べ薄くなっ
ている。この変形促進部１０８の肉厚を他の肉厚より薄
くするには、後述するブロー成形にて屈曲部を形成すれ
ば自然とできる。

【００４３】本形態のインクタンクは、初期状態におい
て、内壁の側面が外壁の側面に対応していることで、イ
ンクタンク外壁１０１に対してインクタンク内壁１０２
が相似形となり、インクタンク内壁１０２をインクタン
ク外壁１０１の形状にほぼ密接した状態で沿わせること
ができるので、インクタンク外壁内の単位体積あたりの
インク収容量を多くする（インク収容効率を高くする）
ことができる。

【００４４】符号１０４は内壁１０２が密閉空間を形成
するためのピンチオフ部である。このピンチオフ部１０
４は、後述するブロー成形時に、インクタンクの壁を形
成するためのパリソンを金型で挟み込むことにより形成
されるものであり、内壁１０２同士は溶着しており、外
壁１０１に係合する形で密着しているので、後述するよ
うに、内壁１０２を支持する支持部として兼用される。
また、ピンチオフ部１０４は図１（ｂ）に示すようにイ
ンクタンクの両端面に形成され、一端面側にてインク供
給部１０３が存在する。

【００４５】本形態では、ピンチオフ部１０４近傍に生
じる外壁と内壁との数十μｍ程度の微少な隙間１０７を
空気取り入れ口として利用している。この隙間は、内壁
１０２に外壁１０１との接着性の低い材質を選択してい
ることにより、ピンチオフ部１０４部分に外力を加え、
外壁１０１から内壁１０２を剥離させることにより容易
に形成される。

【００４６】符号１０６はインクジェットヘッドとの接
続部分となる、わずかな振動や外圧がタンクに加わった
場合にインク供給部からの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で
あり、本形態ではゴム栓を用い、メニスカス保持力を有
する構成となっている。インク導出許可部材１０６によ
りインク収容部を実質的に密閉するとともに、インクジ
ェットヘッド側のインク導入部を挿入された場合に、気
密状態を保ちながらインク収容部内のインクの導出を可
能とする。

【００４７】なお、インクタンク１００とインクジェッ
トヘッドの組み合わせ方によっては、インク導出許可部
材１０６の箇所にゴム栓に変えて、多孔質部材、弁、フ
ィルタ、樹脂などを用いることも可能である。

【００４８】ここで、上記インクタンクのインク収容部
にインクを収容し、インク供給部からインクを導出した
ときの内壁の状態変化について説明する。図２は本発明
の液体収納容器の液体を消費していく状態を示し、
（ａ）は導出開始時、（ｂ）は途中、（ｃ）は最後をそ
れぞれ示す。

【００４９】初期状態では図１の（ａ）に示したように
内外壁が密着した状態で、内壁による収納部にインクが
満たされている。この状態から内壁内のインクが外部部
材（例えばインクジェットヘッド）に導出されると、図
２の（ａ）に示すように、内壁１０２が変形促進部１０
８を起点に変形し、インク供給部１０３と対向する端面
に在るピンチオフ部１０４が外壁１０１より外れる。ま
た、この変形に伴い、内壁１０２内の圧力が下がり負圧
力が発生する。ここで、ピンチオフ部は長さ成分を持っ
ているために、変形する方向は、面がほぼ平行移動する
方向へと規制される。その後、図２の（ｂ）に示すよう
に、インク供給部１０３と対向する端面はその形状を保
った状態で、変形促進部１０８が内壁１０２の側面に沿
って屈曲しながら、インク供給部１０３に向けて移動し
て行く。ここで変形促進部１０８のみが外壁１０１の内
側面に沿って屈曲するのは、内壁１０２の側面が変形・
座屈し難い円筒形状であるためである。また本形態は、
別の観点で言えば、インク供給部１０３と対向する端面
がその形状を保って移動する力よりも、側面を座屈させ
る力の方が大きな力を必要とする関係を満たす構造にな
っている。

【００５０】そして、図２の（ｃ）に示すように、最後
には内壁の弾性力と前記負圧力とが釣り合い、通常の使
用状態ではこれ以上インクを吐出することができない状
態となる。

【００５１】このように本形態では、内壁１０２の変形
促進部１０８が内壁１０２の側面上を移転していくため
インクが消費されていく過程で、移転した下流側すなわ
ちインク供給部１０３が形成された端面近傍に、ほとん
どインクが残らない状態を作りだすことができ、さら
に、インク供給部１０３と対向する端面が初期状態の形
状を保ったままインク供給部１０３が形成された端面ま
で達するため、安定的な負圧の発生・維持が可能とな
る。

【００５２】次に、本形態の液体収納容器の製造方法に
ついて詳細に説明する。

【００５３】本形態においては、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外壁及び内
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容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り収容されたインクがどの
方向に揺動しても確実にインクタンク内壁はインクを保
持することができ、総合的なインクタンクの耐久性を向
上させている。

【００５４】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
が、ここではダイレクトブロー成形を例に採り、図３及
び図４を参照して説明する。

【００５５】図３（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、本発明
の液体収納容器の製造工程の一例を示す図、図４は本発
明の液体収納容器の製造手順を示すフローチャートであ
る。

【００５６】図３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、符号２０２は内壁樹脂を押し
出す主押出機、符号２０３は外壁樹脂を供給する副アキ
ュムレータ、符号２０４は外壁樹脂を押し出す副押出機
である。

【００５７】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射出
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様な構造でも良い。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。

【００５８】なお、内側の樹脂の供給は全周均一である
事が理想であるが、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。本形態では、インク供給部１０
３が形成された端面と対向する端面の周囲を屈曲させて
変形促進部１０８を形成した。また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。

【００５９】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及び第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）。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３
（ｂ）に示す状態から図３（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）。

【００６０】続いて、図３（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、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。

【００６１】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。

【００６２】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容部を初期
状態とほぼ同じ形にし、その後にインク注入を行っても
よい。また、インク収容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。

【００６３】また、注入するインクの量について、イン
ク収容部の体積の約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
れる事を防ぐことができる。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Ｓ３
０８）。

【００６４】上記のブロー成形では、パリソン２０７は
粘性がある状態で加工されるため、内壁樹脂、外壁樹脂
ともに配向性を持たないものとなる。

【００６５】また、ブロー成形前の内壁樹脂、外壁樹脂
の厚さをｔ，Ｔとすると、ブロー成形後の厚さｔ₁，Ｔ₁
は厚さｔ，Ｔよりも薄く加工される。外壁樹脂および内
壁樹脂の厚さにおける関係は、本発明の趣旨からＴ＞ｔ
となり、Ｔ₁＞ｔ₁となるように形成した。

【００６６】本実施形態では、ブロー成形を用いること
により、製造時の工程数の減少と、部品点数を少なくし
たこと等による歩留まりの向上だけでなく、図１に示し
たように、インクタンク外壁１０１の形状に沿って、内
壁１０２の形状を作ることができる。

【００６７】すなわち、インクを充填した初期状態で、
インクタンク外壁１０１に対してインクタンク内壁１０
２が相似形となり、インクタンク内壁１０２を筐体とな
るインクタンク外壁１０１の形状に所定範囲の間隔で沿
わせることができるため、インクタンク外壁内の単位体
積あたりのインク収容量を多くする（インク収容効率を
高くする）ことができる。

【００６８】次に、本形態のインクタンクを構成する成
形樹脂について説明する。

【００６９】本形態のインクタンクは、インクを収容す
る内壁と、該内壁を覆う外壁との２重構造により構成さ
れている。従って、内壁には、薄くしたときに可撓性の
あるもの、接液性に優れるもの、ガスに対する透過性の
低いものが、また外壁には、内壁を守るために強度の強
いものがそれぞれ望まれる。

【００７０】そこで、インクタンクの成形樹脂としてポ
リプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ノリル樹脂を用
いて成形した。ここで、ノリル樹脂はほとんど結晶構造
を持たない非晶質であり、ポリプロピレン樹脂やポリエ
チレン樹脂は結晶性を有する。非結晶性を有する樹脂は
一般に熱収縮率が小さく、結晶性の樹脂は一般に熱収縮
率が大きい。

【００７１】非晶質のものとして、プラスチックではポ
リスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどが
挙げられる。また、結晶性のものとしては、結晶化に所
定の環境下において、ある割合で結晶部分を形成するも
ので、ポリアセタール、ポリアミドなどが挙げられる。

【００７２】そして、結晶性プラスチックは、ガラス転
移温度（Ｔｇ：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）と比較的明確
な融点が存在する。一方、非晶質プラスチックの場合
は、ガラス転移温度は存在するが明確な融点は示さな
い。

【００７３】プラスチックは、このガラス転移温度や融
点において機械的強度、比容積、比熱、熱膨張係数等が
急変するため、この性質を利用した材料の組み合わせを
選択することで、内側と外側の樹脂の剥離性を向上させ
ることができる。この一例は、前述した第１実施例のよ
うに、外側に非晶質であるノリル樹脂を用い、内側に結
晶性樹脂であるポリプロピレン樹脂を用いることで、外
側に機械的強度を有するもの、内側に熱収縮の大きく柔
らかいものが選択できる。

【００７４】また、ポリマー分子がＣ−Ｃ結合及びＣ−
Ｈ結合のみからなる炭化水素構造の場合には無極性ポリ
マーと呼ばれる。それに対してＯ、Ｓ、Ｎ、ハロゲンな
どの極性原子を多く含むものを極性ポリマーと呼ぶが極
性ポリマーは分子内凝縮力が大きくなり、樹脂に結合力
が大きくなる。

【００７５】この性質を利用して無極性どうしの樹脂、
無極性樹脂と極性樹脂の組み合わせをすることで樹脂の
剥離性を向上させることが可能となる。

【００７６】（第２の実施形態）ここでは、上述した形
態のインクタンクの外部へのインク導出時にインク供給
部が形成された端面と対向する内壁の端面がインク供給
部に向かうとき、その端面形状を維持するための手段に
ついて例を挙げて説明する。

【００７７】図５乃至図７は本発明の液体収納容器の第
２実施形態において、インク供給部と対向する端面を見
た側面図である。この図では第１の実施形態と同一の構
成部品には同一符号を付してある。図５に示されるよう
に、外壁１０１と係合する内壁１０２のピンチオフ部１
０４ａが十字形状にされている。これにより、内壁１０
１の一端面が変形しにくくなるので、インク導出時に内
壁１０１の一端面がインク供給部に向かうときの形状が
維持できる。このようなピンチオフ部１０４ａの形状は
図５に示すような十字形状に限らず形状を維持できるも
のならどの形状でも構わず、ピンチオフ部１０４ａの数
も複数形成されてもよいが、上述のパリソンを用いたブ
ロー成形で製造できる範囲がより好ましい。

【００７８】また、図６に示されるように外壁１０１及
び内壁１０２の、インク供給部１０３と対向する端面に
ブロー成形時に凸又は凹形状のリブ１０９を形成するこ
とにより、内壁１０２の、インク供給部１０３と対向す
る端面の部分が剛くなって、インク導出時にインク供給
部１０３に向かうときの形状が維持できる。

【００７９】また、図７に示されるように外壁１０１及
び内壁１０２の、インク供給部１０３と対向する端面を
ブロー成形時に曲面部１１０にすることで、内壁１０２
の、インク供給部１０３と対向する端面の部分が剛くな
って、インク導出時にインク供給部１０３に向かうとき
の形状が維持できる。

【００８０】以上の図５乃至図７の構成においても、イ
ンク供給部１０３と対向する端面がその形状を保って移
動する力よりも、側面を座屈させる力の方が大きな力を
必要とする関係を満たす構造になっている。そして、こ
の関係を満たすならば、図５乃至図７の構成のいずれか
又は全部を適宜組み合せても構わない。

【００８１】（その他の実施形態）以上説明した各実施
形態の液体収納容器は、側面が内部の圧力変動に対して
変形（座屈）し難い形状である円筒形状を採用したが、
供給口側の底面がやや大きくなるように円筒の側面をテ
ーパ状にした円錐台の形状にすれば、内壁の側面をピン
チオフ部を有する面の移動に伴い折り返し易くなるので
より好ましい。

【００８２】また、内壁の側面が内部の圧力変動に対し
て変形（座屈）し難く、かつピンチオフ部を有する面の
移動に伴い容易に折り返されるために、内壁の厚み分布
を、例えば供給口側に近づくにつれ厚くするような構成
としてもよい。

【００８３】また、液体収納容器は後述するインクジェ
ットヘッドと一体化、あるいはインクジェットヘッドと
相対的に交換可能となっているもの等、各種の目的に応
じた使用形態があるが、本発明はこれらのいずれにも適
用可能である。

【００８４】また、上記の各実施形態はいずれもインク
ジェット記録分野におけるインクタンクとして説明を行
ったが、例えば記録部としてのペン或いはインク吐出部
等液体収納容器の外部部材また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においても適用でき
ることはいうまでもない。この場合、インクタンクのイ
ンク供給部に相当する液体供給部に、インクタンクにお
けるインク導出許可部材である液体流出防止部材を設け
ていてもよい。

【００８５】次に、図１に示した本発明の第１の実施形
態にかかるインクタンクを、記録ヘッドに接続する場合
を説明する。図８（ａ）に本発明の第１の実施形態のイ
ンクタンクと接続可能な記録手段である記録ヘッドの概
略図を示し、図８（ｂ）に、この記録ヘッドとインクタ
ンクとの接続状態における断面概略図を示す。

【００８６】図８（ａ）において、符号４０１は記録手
段としての記録ヘッドユニットであり、この記録ヘッド
ユニット（液体噴射ヘッド）４０１は、インクを吐出す
るための吐出口を有する液流路と、前記インク吐出口か
らインクを吐出するための発熱抵抗素子とを有してい
る。符号４０２は、記録ヘッド部にインクを導入するた
めのインク導入部としてのインク供給管であり、このイ
ンク供給管４０２の端部には気泡やゴミをトラップする
ためのフィルタ４０３が設けられている。なお、フルカ
ラー印刷が可能なように、インク供給管４０２及びフィ
ルタ４０３を複数設け、ブラック、イエロー、シアン、
マゼンダ各色用の記録ヘッドが一体的な構成となるよう
に組み立てられるものでもよい。

【００８７】この記録ヘッドユニット４０１に対して前
述したインクタンク１００を装着する場合、図８（ｂ）
に示したように、インク供給管４０２がインクタンク１
００に設けられたインク導出許可部材１０６に接続され
ることによりインク供給が可能となる。

【００８８】そして、インクタンク装着後には不図示の
記録装置に設けられた回復手段等により記録ヘッド側に
インクタンク内部のインクを導入し、インク連通状態が
形成される。この後、印字動作中には記録ヘッドに設け
られたインク吐出部４０４からインクが記録信号に応じ
て吐出され、インクタンク内壁１０２内に保持されたイ
ンクが消費されることになる。

【００８９】さらに、各実施形態におけるインクタンク
は、それぞれインクタンク内壁に囲まれた内包体に、負
圧発生、及び負圧保持能力を有するので、インク供給部
に設けられる圧接体、弁、ゴム栓などのインク導出許可
部材には、記録ヘッドから分離した際にインクを保持で
きればよい。

【００９０】最後に、図１に示した本発明の第１の実施
形態にかかるインクタンクを搭載して記録を行うインク
ジェット記録装置の説明を行う。図９に、本発明の第１
の実施形態にかかるインクタンクを搭載するインクジェ
ット記録装置の概略図を示す。

【００９１】図９において、ヘッドユニット４０１及び
インクタンク１００とからなるヘッドカートリッジは、
インクジェット記録装置本体にキャリッジ不図示の位置
決め手段によって固定支持されるとともに、該キャリッ
ジに対してそれぞれ着脱可能な形で装着される。

【００９２】駆動モータ５１３の正逆回転は駆動伝達ギ
ア５１１、５０９を介してリードスクリュー５０４に伝
達され、これを回転させ、またキャリッジはリードスク
リュー５０４の螺旋溝５０５に係合するピン（不図示）
を有する。これによって、キャリッジは装置長手方向に
往復移動される。

【００９３】符号５０２は記録ヘッドユニット内の記録
ヘッドの前面をキャップするキャップであり、不図示の
吸引手段によりキャップ内開口を介して記録ヘッドの吸
引回復を行うために用いられる。キャップ５０２はギア
５０８等を介して伝達される駆動力により移動して各記
録ヘッドの吐出口面を覆うことができる。キャップ５０
２の近傍には、不図示のクリーニングブレードが設けら
れ、このブレードは図の上下方向に移動可能に支持され
ている。ブレードは、この形態に限られず、周知のクリ
ーニングブレードが本例に適用できることは言うまでも
ない。

【００９４】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジションに移動したと
きにリードスクリュー５０５の作用によってそれらの対
応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、
周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本
例にはいずれも適応できる。

【００９５】キャリッジに装着された記録ヘッドユニッ
トの接続パッド４５２は、キャリッジに設けられた接続
板５３０が所定軸廻りに回動することにより、その接続
パッド５３１と接続し、電気的接続がなされる。この接
続にはコネクタを用いないため、記録ヘッドに不要な力
が作用しない。

【００９６】

【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、内壁及び該内壁と密接した外形形状の外壁とを有
し、内壁に外壁と係合するピンチオフ部を有し、さらに
容器外部への液体の導出の際の内壁内の圧力変動に応じ
て、形状を保持した状態で移動する面部を有する構造と
したことにより、安定した液体の導出と負圧力の保持を
実現することができる。

【００９７】また、容器外部との接続を行なう液体供給
部を前記内壁の面部と対向させることにより、液体の使
用効率を高めることができる。

【００９８】また、容器内に、負圧を発生させる吸収部
材を必要としない為、液体の選択性が無く、液体の収容
量も多くできる。

【００９９】また、容器の部品が減少する事で品質管理
項目の減少や、容器の製造工程が簡素になり、容器の製
造時の実用的な見地からの精度も容易に満たすことがで
きるので、コストが安く歩留まりの良い液体収納容器を
提供する事が可能となる。

【０１００】さらに、ブロー成形により液体収納容器を
製造するので、通常の複数の部品を溶着または接着して
製造されるインクタンク等の容器に比べ、内外壁の密閉
性に優れており、内壁の厚みを厚くする事により、より
インク蒸発の防止や長期保存時の変質などに対して優れ
た物とする事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体収納容器の第１の実施形態を示す
模式的構成を説明するための図であり、（ａ）は断面
図、（ｂ）はインク供給部と対向する端面を見た側面図
を示す。

【図２】本発明の液体収納容器の液体を消費していく状
態を示し、（ａ）は導出開始時、（ｂ）は途中、（ｃ）
は最後をそれぞれ示す。

【図３】本発明の液体収納容器の製造工程の一例を示す
図である。

【図４】本発明の液体収納容器の製造手順を示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の液体収納容器の第２実施形態におい
て、インク供給部と対向する端面を見た側面図である。

【図６】本発明の液体収納容器の第２実施形態におい
て、インク供給部と対向する端面を見た側面図である。

【図７】本発明の液体収納容器の第２実施形態におい
て、インク供給部と対向する端面を見た側面図である。

【図８】本発明の第１の実施形態のインクタンクと接続
可能な記録手段である記録ヘッドの概略図である。

【図９】本発明の第１の実施形態にかかるインクタンク
を搭載するインクジェット記録装置の概略図を示す。

【符号の説明】

１００ インクタンク １０１ 外壁 １０２ 内壁 １０３ インク供給部 １０４，１０４ａ ピンチオフ部 １０５ 空気取り入れ口 １０６ インク導出許可部材 １０７ 隙間 １０８ 変形促進部 １０９ リブ １１０ 曲面部 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 ４０１ 記録ヘッドユニット ４０２ インク供給管 ４０３ フィルタ ４０４ インク吐出部

Claims (21)

【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容部を形成
   する内壁と、 前記内壁外面と同等もしくは相似形の内面と実質的な大
   気連通部とを有する外壁と、 前記液体収容部から外部に液体を供給する液体供給部
   と、 前記内壁が一体となる部分が前記外壁に狭持されている
   ピンチオフ部と、を有する液体収納容器であって、 前記内壁と前記外壁を形成する樹脂は実質的に非延伸で
   あり、 前記内壁は形状をほぼ維持した状態で略平行移動可能な
   面部を有し、該面部に前記ピンチオフ部が存在すること
   を特徴とする液体収納容器。
2. 【請求項２】 前記液体収納容器は円筒形状であり、前
   記面部は円筒の一端面に位置する、請求項１に記載の液
   体収納容器。
3. 【請求項３】 前記内壁の面部の周辺には、肉厚が他に
   比べて薄い変形促進部を有する、請求項１又は２に記載
   の液体収納容器。
4. 【請求項４】 前記液体供給部は前記面部と対向する面
   に有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体
   収納容器。
5. 【請求項５】 前記内壁の面部にリブを有する、請求項
   ４に記載の液体収納容器。
6. 【請求項６】 前記内壁の面部に２本以上のピンチオフ
   部を有する、請求項４に記載の液体収納容器。
7. 【請求項７】 内部に液体を収容する液体収容部を形成
   する内壁と、 前記内壁外面と同等もしくは相似形の内面と実質的な大
   気連通部とを有する外壁と、 前記液体収容部から外部に液体を供給する液体供給部
   と、 前記内壁が一体となる部分が前記外壁に狭持されている
   ピンチオフ部と、を有する液体収納容器であって、 前記内壁は液体の導出による内壁内の圧力変動に対し
   て、ほぼ形状を保った状態で移動する面部を有し、該面
   部に前記ピンチオフ部が存在することを特徴とする液体
   収容容器。
8. 【請求項８】 前記液体収納容器は円筒形状であり、前
   記面部は円筒の一端面に位置する、請求項７に記載の液
   体収納容器。
9. 【請求項９】 前記内壁の面部の周辺には、肉厚が他に
   比べて薄い変形促進部を有する、請求項７又は８に記載
   の液体収納容器。
10. 【請求項１０】 前記液体供給部は前記面部と対向する
    面に有する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液
    体収納容器。
11. 【請求項１１】 前記内壁の面部にリブを有する、請求
    項１０に記載の液体収納容器。
12. 【請求項１２】 前記内壁の面部に２本以上のピンチオ
    フ部を有する、請求項１０に記載の液体収納容器。
13. 【請求項１３】 内部に液体を収容する液体収容部を形
    成する内壁と、 前記内壁外面と同等もしくは相似形の内面と実質的な大
    気連通部とを有する外壁と、 前記液体収容部から外部に液体を供給する液体供給部
    と、 前記内壁が一体となる部分が前記外壁に狭持されている
    ピンチオフ部と、を有する液体収納容器であって、 前記内壁のピンチオフ部を有する面のうちの一つが形状
    を保って変形する力よりも、前記内壁の他の面を座屈さ
    せる力の方が大きな力を必要とする関係を満たす構造と
    したことを特徴とする液体収納容器。
14. 【請求項１４】 前記液体収納容器は円筒形状からな
    り、前記内壁のピンチオフ部を有する面のうちの一つは
    円筒の一端面であり、前記内壁の他の面は円筒の側面で
    ある、請求項１３に記載の液体収納容器。
15. 【請求項１５】 前記内壁のピンチオフ部を有する面の
    うちの一つの周辺には、肉厚が他に比べて薄い変形促進
    部を有する、請求項１３又は１４に記載の液体収納容
    器。
16. 【請求項１６】 前記液体供給部は前記内壁のピンチオ
    フ部を有する面のうちの一つと対向する面に有する、請
    求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の液体収納容
    器。
17. 【請求項１７】 前記内壁のピンチオフ部を有する面の
    うちの一つにリブを有する、請求項１６に記載の液体収
    納容器。
18. 【請求項１８】 前記内壁のピンチオフ部を有する面の
    うちの一つに２本以上のピンチオフ部を有する、請求項
    １６に記載の液体収納容器。
19. 【請求項１９】 請求項１、７、１３のいずれか１項に
    記載の液体収納容器と、 前記液体収納容器に接合され、液体の吐出を行う液体噴
    射ヘッドと、を有することを特徴とするヘッドカートリ
    ッジ。
20. 【請求項２０】 前記液体噴射ヘッドと前記液体収納容
    器とが、相対的に着脱自在に構成されていることを特徴
    とする請求項１９に記載のヘッドカートリッジ。
21. 【請求項２１】 請求項１、７、１３のいずれか１項に
    記載の液体収納容器と、 前記液体収納容器と連結され記録信号に応じて液体を吐
    出する液体噴射ヘッドとを有するヘッドカートリッジ
    と、 前記ヘッドカートリッジを着脱自在に搭載し、走査され
    るキャリッジとを備えたことを特徴とする記録装置。