JP2000246914A

JP2000246914A - 液体収納容器

Info

Publication number: JP2000246914A
Application number: JP5540699A
Authority: JP
Inventors: Kenta Udagawa; 健太宇田川; Shuzo Iwanaga; 周三岩永; Takeshi Doi; 健土井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】物流条件及び開封気圧条件の影響による、液
体収納容器から液体の漏洩を防止する。【解決手段】インクタンク１１０は、インク１３６の
収納された液体収納室１３４と、負圧発生部材１３０を
収納する負圧発生部材収納室１３２と、多孔質部材１２
２が収納され、かつ、大気に連通する大気連通口１１２
の形成された自由インク収納室１２０とを有する。負圧
発生部材収納室１３２は、インク１３６の供給路となる
連通口１４０の形成された仕切壁１３８により液体収納
室１３４と仕切られている。自由インク収納室１２０
は、負圧発生部材１３０の含浸インク１４２を外部に供
給するための供給口１１４が形成された第２の仕切壁１
２４により負圧発生部材収納室１３２と仕切られてい
る。負圧発生部材収納室１３２と自由インク収納室１２
０とは連通部１１６で連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を収納する液
体収納容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録用のインクカ
ートリッジには、内部にインクのみを収容する方式のも
のと、インクを含浸させた多孔質部材のみを収容する方
式のものと、インクのみを収容する部分とインクを含浸
させた多孔質部材と収容する部分とを有し、両者を連通
部を介して連通させた方式のもの、とが知られている。

【０００３】このうち、特開平７−１２５２３２号公報
のようにインクのみを収容する部分と、インクを含浸さ
せた多孔質部材とを収容する部分を備える方式のもの
（以下半生方式と呼ぶ）は、インクを直接収容する部分
があるため、構造が単純で容積効率が高いという利点を
兼ね備えている。

【０００４】図６に上述の構成を利用したインクタンク
１０の概略断面構成図を示す。

【０００５】インクタンク１０の内部は連通口４０が形
成された仕切壁３８により２つの空間に仕切られてい
る。一方の空間は負圧発生部材３０を収納する負圧発生
部材収納室３２であり、他方の空間は仕切り壁３８の連
通口４０を除いて密閉されることで、インクが一気に負
圧発生部材収納室３２に導入されず、気液交換に伴って
インクは導入される構造を有する、インク３６を直接保
持する液体収容室３４である。

【０００６】この負圧発生部材収納室３２を形成する壁
面には、インク消費に伴う容器内への大気の導入を行う
ための大気連通口１２と、不図示の記録ヘッド部へとイ
ンク３６を供給するための供給口１４とが形成されてい
る。

【０００７】このような小型化と高使用効率とを兼ね備
えたインクタンクは本出願人により製品化されており、
現在も実用に供されており、この半生方式インクタンク
では物流時のインクの漏れを抑えるため、密閉した状態
で梱包される場合がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】物流時に密閉した状態
で梱包されるインクタンク内の圧力は、通常、製造した
環境の気圧であり、約１気圧となる。通常、１気圧付近
の環境下で開封される場合はインクタンク内の空気の体
積に変化は少なく、特に開封前後でのインクの移動は起
きない。

【０００９】しかしながら、山などの高地で開封した場
合、環境の気圧が１気圧よりも低いためインクタンク内
の空気が急激に膨張する。

【００１０】半生方式インクタンクでは、大気連通口を
開封したときに液体収納室内の気泡や、負圧発生部材中
でインクに囲まれた気泡が膨張することにより、インク
タンク内でインクの移動が生じる。この移動が大きい場
合、インクは負圧発生部材中に留まることができずにイ
ンクタンク内に自由インクとして留まることとなる。こ
のことにより自由インクは負圧発生部材に水頭圧力を与
え、供給口開封時に供給口からインクが漏れる原因とな
る。

【００１１】図７に、図６に示した従来のインクタンク
１０の物流後の状態を示す。

【００１２】液体収納室３４内には液体収納室内の気泡
５８が、また、負圧発生部材収容室３０内には負圧発生
部材収納室内の気泡５６とがそれぞれ発生している。

【００１３】また、これらの気泡により気液界面５２
は、バッファ部５４の領域まで上昇している。

【００１４】ここで、開封前のタンク内の気圧をＰ_t、
開封環境の気圧をＰ_o、負圧発生部材収納室内の孤立し
た気泡５６の体積をＶ_p、液体収納室内の気泡５８の体
積をＶ_lとすると、負圧発生部材３０中の気液界面５２
を押し上げるインクの体積Ｖ_iは、Ｖ_i＝（Ｐ_t／P_o―1）×（Ｖ_p+V_l）となる。

【００１５】負圧発生部材３０中のバッファ部５４の収
容できるインクの体積Ｖ_bがＶ_iより大きいときは、負圧
発生部材３０中の気液界面５２が上昇することで気泡の
体積増加部を吸収することができる。

【００１６】ところが、物流時のインク移動によるＶ_p
及びＶ_lの増加及びＶ_bの減少や気圧Ｐ_t及びＰ_oの変化に
よりＶ_iがバッファ体積Ｖ_bを越えたときには、バッファ
部で吸収しきれないインク量Ｖ_o＝Ｖ_i−Ｖ_bが大気連通
口１２を通って外部へ吹き出すという問題や、自由イン
クとして負圧発生部材３０の上面に溢れることにより水
頭圧力がかかることとなり、供給口１４からインクが漏
れてしまうなどの問題を引き起こしてしまう恐れがあ
る。Ｖ_pは最大で、負圧発生部材収納室内全ての空気量
Ｖ_aと等しくなり、Ｖ_bは０となり得る。

【００１７】特にインクタンクの容量を大きくしたとき
の影響は顕著で、大容量化に伴い信頼性の維持が難しく
なってきた。

【００１８】上記問題はタンク内部の減圧を維持した状
態で梱包し、減圧下での開封でもＰ _t／Ｐ_oを１に近づけ
ることでインク漏れなどの起こらないインクタンクを提
供することも可能であるが、コストの増加を伴う。

【００１９】また、開封後の供給口部近傍に多孔質部材
を設けることで、漏れるインクを吸収し、外部へのイン
ク流出を防ぐことも可能であるが、開封手順が複雑にな
りやすく、操作した手を汚す恐れがある。

【００２０】そこで、本発明は物流後に開封された液体
収納容器からの、物流条件及び開封気圧条件の影響によ
る液体の漏洩を防止できる液体収納容器を提供すること
を目的とする。

【００２１】

【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、外部に液体を供給するための
供給部を備え、内部に液体を保持する負圧発生部材を収
納する負圧発生部材収納室と、前記負圧発生部材収納室
と連通し、前記負圧発生部材収納室との連通を除いて実
質的な密閉空間を形成するとともに、該密閉空間に液体
を収納する液体収納室と、連通口を介して前記負圧発生
部材収納室と連通するとともに、大気と連通する大気連
通口が形成され、前記連通口から導入された自由液体を
保持する第２の負圧発生部材を収納する自由液体収納室
とを有する。

【００２２】上記の通り構成された本発明の液体収納容
器は、連通口を介して負圧発生部材収納室と連通すると
ともに、大気連通口が形成され、連通口から導入された
自由液体を保持する第２の負圧発生部材を収納する自由
液体収納室を有するので、液体収納容器を封入する際の
大気圧よりも液体収納容器の開封時の大気圧が低い場合
に、負圧発生部材収納部の負圧発生部材に収納しきれな
い液体が生じても、その液体は自由液体収納容器に保持
される。

【００２３】自由液体収納室のインクを収容できる体積
は、Ｖ_f≧（P_t／P_o―1）×（Ｖ_a+V_l）Ｐ_t：開封前の液体収納容器内の気圧Ｐ_o：開封環境の気圧Ｖ_a：負圧発生部材収納室内の空気の体積Ｖ_l：液体収納室内の気泡のインクを収容できる体積Ｖ_f：自由液体収納室の体積を満たす体積としてもよい。

【００２４】また、自由液体収納室の内壁には、連通口
と大気連通口とを部分的に仕切るリブが形成されている
ものであってもよいし、自由液体収納室は、負圧発生部
材収納室と液体収納室との間に配置されているものでも
よい。

【００２５】また、さらに、自由液体収納室は、負圧発
生部材収納室および液体収納室の下方に配置されている
ものであってもよいし、第２の負圧発生部材は多孔質部
材からなるものであってもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。（第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態のイ
ンクタンク１１０の概略構成断面図である。

【００２７】インクタンク１１０は、インク１３６が収
納されている液体収納室１３４と、負圧発生部材１３０
が収納されている負圧発生部材収納室１３２と、多孔質
部材１２２が収納されている自由インク収納室１２０と
を有する。

【００２８】液体収納室１３４と負圧部材収納室１３２
との間は連通口１４０が形成された仕切壁１３８で、ま
た、負圧部材収納室１３２と自由インク収納室１２０と
の間は連通部１１６の形成された第２の仕切壁１２４で
それぞれ仕切られている。液体収納室１３４は連通口１
４０を除いて密閉されることで、インクが一気に負圧発
生部材収納室１３２に導入されず、気液交換に伴ってイ
ンクは導入される構造を有する。また、連通部１１６の
距離は短く、ここには負圧発生部材１３０に含浸インク
１４２として留まることができずに負圧発生部材１３０
の上部に染み出したインクである自由インクが留まらな
くなっている。

【００２９】さらに、負圧発生部材収納室１３２には負
圧発生部材１３０に含浸されたインク１３６を外部に供
給するための供給口１１４が形成されており、また、自
由インク収納室１２０には大気と連通している大気連通
口１１２が形成されているとともに、上部内壁にリブ２
８が設けられている。

【００３０】次に、図１に示したインクタンク１１０の
物流後の状態を図２を用いて説明する。

【００３１】インクタンク１１０の物流により、液体収
納室１３４内に液体収納室内の気泡１５８及び負圧発生
部材収納室１３２内に負圧発生部材収納室内の気泡１５
６が生じている。

【００３２】通常、１気圧付近の環境下で開封される場
合はインクタンク１１０内の空気の体積に変化は少なく
特に開封前後でのインクの移動は起きない。

【００３３】しかし、高地での開封など、減圧下での開
封では負圧発生部材収納室内の気泡１５６及び液体収納
室内の気泡１５８が膨張することとなる。開封前のイン
クタンク１１０内の気圧をＰ_t、開封環境の気圧をＰ_o、
負圧発生部材収納室内の孤立した気泡１５６の体積をＶ
_p、液体収納室内の気泡１５８の体積をＶ_lとすると、負
圧発生部材１４０中の気液界面１５２を押し上げるイン
クの体積Ｖ_iは、Ｖ_i＝（P_t／Ｐ_o―1）×（Ｖ_p+Ｖ_l）となる。

【００３４】負圧発生部材中のバッファ部１５４の吸収
できるインクの体積Ｖ_bが気液界面１５２を押し上げる
インクの体積Ｖ_iより大きいときは、含浸インク１４２
の気液界面１５２は上昇することとなるが、負圧発生部
材１３０の上部のバッファ部１５４が気液界面１５２の
上昇分のバッファとなり、自由インクが連通部１１６を
通って自由インク収納室１２０へと流れ込むことはな
い。

【００３５】ところが、物流時のインク移動による負圧
発生部材収納室内の気泡１５６の体積Ｖ_p及びバッファ
体積Ｖ_iの減少、あるいは液体収納室内の気泡１５８の
体積Ｖ _lの増加や、開封前のインクタンク１１０内の気
圧Ｐ_t、あるいは開封環境の気圧Ｐ_oの変化により気液界
面１５２を押し上げるインクの体積Ｖ_iがバッファ体積
Ｖ _bを越えたときには、バッファ部１５４で吸収しきれ
ないインク量Ｖ_o＝Ｖ_i−V_bは自由インク収納室１２０へ
流れ込むようになっている。

【００３６】図３に連通部１１６を経て多孔質部材１２
２にインクが含浸された状況を示す。

【００３７】自由インク収納室１２０には、連通部１１
６を経て自由インク収納室１２０に流入したインクを保
持するのに十分な毛管力を有する多孔質部材１２２が挿
入されているため、多孔質部材１２２に含浸したインク
１６０が不用意に負圧発生部材収納室１３２内に戻るこ
とはない。

【００３８】この構成において、負圧発生部材収納室内
の気泡１５６の体積Ｖ_p及び負圧発生部材収納室内の気
泡１５６の体積Ｖ_pは物流の条件により変化するが、最
大値はインクタンクの内容積、インクの注入量などで決
定される負圧発生部材収納室１３２及び液体収納室１３
４の空気量より求められ、また、Ｐ_oは通常開封される
環境としてほぼ限定できることから、気液界面１５２を
押し上げるインクの体積Ｖ_iの最大値は限定できること
となる。このため、押し上げられる最大のインクの体積
Ｖ_i＜自由インク収納室１２０のインク収納量Ｖ_fと設計
すれば、あらゆる物流状態を経たインクタンクでも開封
時の大気連通口１１２からのインク漏れなどを抑制する
ことができる。

【００３９】また、本実施形態では、開封時には負圧発
生部材収納室１３２から自由インク収納室１２０へイン
クが勢いよく流れ出てくるので、自由インクが直接大気
連通口１１２から外部に噴き出さないように自由インク
を底面方向に流すリブ２８を設けている。このリブ２８
を底面近くまで延長することで、自由インク収容室１２
０内の多孔質部材１２２の下部から自由インクを流入さ
せ多孔質部材１２２のインク吸収効率を上げることもで
きる。

【００４０】（第２の実施形態）次に、図４に本発明の
第２の実施形態のインクタンク２１０の概略構成断面図
を示す。

【００４１】インクタンク２１０は、インク２３６が収
納されている液体収納室２３４と、負圧発生部材２３０
が収納されている負圧発生部材収納室２３２と、多孔質
部材２２２が収納されている自由インク収納室２２０と
を有する。

【００４２】ただし、第１の実施形態と異なり、自由イ
ンク収納室２２０は、液体収納室２３４と負圧部材収納
室２３２との間に配置され、第２の仕切壁２２４及び第
３の仕切壁２２６で仕切られている。

【００４３】この他の本実施形態のインクタンク２１０
の基本構成は、以下に説明するように第１の実施形態と
同様である。

【００４４】すなわち、液体収納室２３４と負圧発生部
材収納室２３２とを仕切る第２の仕切壁２２４には、液
体収納室２３４からのインク２３６が負圧発生部材収納
室２３２内の負圧発生部材２３０へと流れ込むための連
通口２４０が形成されている。

【００４５】また、負圧発生部材収納室２３２の側壁に
は負圧発生部材２３０に含浸された含浸インク２４２を
外部に供給するための供給口２１４が形成されるととも
に、第２の仕切壁２２４には、バッファ部２５４に保持
しきれなかった自由インクが自由インク収納室２２０に
流入するための連通部２１６が形成されている。

【００４６】さらに、自由インク収納室２２０の上壁に
は自由インク収納室２２０に流入しようとする自由イン
クが大気連通口２１２から噴き出さないようにリブ２２
８が設けられている。

【００４７】以上のような構造とすることで、インクタ
ンク２１０の外形を凹凸の少ない外形とすることができ
るとともに、大気連通口２１２をインクタンク２１０の
中央部に配置することができる。図示しないが、通常、
大気連通口２１２は、インクタンク２１０内のインクの
蒸発量を抑えた上で外気と連通させておく必要がある
が、本実施形態のように大気連通口２１２を中央部に形
成できることで、大気連通口２１２の設計自由度が高ま
る。

【００４８】このように構造は異なるが、機能的には第
１の実施形態と同様であるため、本実施形態も第１の実
施形態と同様に自由インクが大気連通口２１２より漏れ
ることはない。

【００４９】（第３の実施形態）次に、図５に本発明の
第３の実施形態のインクタンク３１０の概略構成断面図
を示す。

【００５０】本実施形態も第１及び第２の実施形態と同
様に、インクタンク３１０は、インク３３６が収納され
ている液体収納室３３４と、仕切壁３３８で液体収納室
３３４と仕切られた、負圧発生部材３３０が収納されて
いる負圧発生部材収納室３３２と、多孔質部材３２２が
収納されている自由インク収納室３２０とを有するが、
自由インク収納室３２０の配置位置が、液体収納室３３
４と負圧発生部材収納室３３２との下方に配置されてい
る点、および負圧発生部材収納室３３２から自由インク
収納室３２０への自由インクの通路として第１の連通部
３１６Ａに加えて、負圧発生部材収納室３３２の下面に
第２の連通部３１６Ｂが形成されている点とが異なる。
本実施形態の自由インク収納室３２０は、側面に大気連
通口３１２が形成され、また、第２の仕切壁３２４と第
３の仕切壁３２６とで、負圧発生部材収納室３３２およ
び液体収納室３３４と仕切られている。

【００５１】なお、図５では負圧発生部材収納室３３２
は、第１の連通部３１６Ａにより仕切られているように
見えるが、右側の負圧発生部材収納室３３２と左側の負
圧発生部材収納室３３２とはつながっている。すなわ
ち、第１の連通部３１６Ａは負圧発生部材３３０を貫通
して負圧発生部材収納室３３２の上面に設けられたパイ
プ状のものであり、負圧発生部材３３０も右側の負圧発
生部材３３０と左側の負圧発生部材３３０とは一体であ
り、第１の連通部３１６Ａが貫通可能な貫通穴が形成さ
れた形状のものである。

【００５２】本実施形態の場合、上述したように自由イ
ンク収納室３２０が負圧発生部材収納室３３２の下方に
設けられているとともに、負圧発生部材収納室３３２の
下面の第２の仕切壁３２４に第２に連通部３１６Ｂが形
成されているために、負圧発生部材３３０が負圧を発生
するまで自由インク収納室３２０に自由インクが落下し
続ける構造となっている。

【００５３】以上のような構造であるため、本実施形態
も第１および第２の実施形態と同様に自由インクが大気
連通口３１２より漏れることはない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、液体収納部に液体
を収納し、液体収納容器を封入する際の大気圧よりも、
物流後で、液体収納容器の開封時の大気圧が低い場合に
生じる、負圧発生部材収納部の負圧発生部材に収納しき
れない液体が自由液体収納容器に保持される。これによ
り、物流後に開封された液体収納容器からの、物流条件
及び開封気圧条件の影響による液体の漏洩を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のインクタンクの概略
構成断面図である。

【図２】図１に示したインクタンクの物流後の状態を説
明する図である。

【図３】多孔質部材にインクが含浸された状況を説明す
る図である。

【図４】本発明の第２の実施形態のインクタンクの概略
構成断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態のインクタンクの概略
構成断面図である。

【図６】従来のインクタンクの概略構成断面図の一例で
ある。

【図７】図６に示した従来のインクタンクの物流後の状
態を説明する図である。

【符号の説明】

２８、２２８リブ１１０、２１０、３１０インクタンク１１２、２１２、３１２大気連通口１１４、２１４供給口１１６、２１６連通部１２０、２２０、３２０自由インク収納室１２２、２２２、３２２多孔質部材１２４、２２４、３２４第２の仕切壁１３０、２３０、３３０負圧発生部材１３２、２３２、３３２負圧発生部材収納室１３４、２３４、３３４液体収納室１３６、２３６、３３６インク１３８、３３８仕切壁１４０、２４０連通口１４２含浸インク１５２気液界面１５４、２５４バッファ部１５６負圧発生部材収納室内の孤立した気泡１５８液体収容室内の気泡２２６、３２６第３の仕切壁３１６A 第１の連通部３１６B 第２の連通部

フロントページの続き (72)発明者土井健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 EA16 KC11 KC13 KC17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部に液体を供給するための供給部を備
え、内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧
発生部材収納室と、前記負圧発生部材収納室と連通し、前記負圧発生部材収
納室との連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとと
もに、該密閉空間に液体を収納する液体収納室と、連通口を介して前記負圧発生部材収納室と連通するとと
もに、大気と連通する大気連通口が形成され、前記連通
口から導入された自由液体を保持する第２の負圧発生部
材を収納する自由液体収納室とを有する液体収納容器。
【請求項２】前記自由液体収納室の体積は、Ｖ_f≧（P_t／P_o―1）×（Ｖ_a+V_l）Ｐ_t：開封前の前記液体収納容器内の気圧Ｐ_o：開封環境の気圧Ｖ_a：前記負圧発生部材収納室内の空気の体積Ｖ_l：前記液体収納室内の気泡の体積Ｖ_f：前記自由液体収納室の体積を満たす体積である請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項３】前記自由液体収納室の内壁には、前記連
通口と前記大気連通口とを部分的に仕切るリブが形成さ
れている請求項１または２に記載の液体収納容器。
【請求項４】前記自由液体収納室は、前記負圧発生部
材収納室と前記液体収納室との間に配置されている請求
項１ないし３のいずれか１項に記載の液体収納容器。
【請求項５】前記自由液体収納室は、前記負圧発生部
材収納室および前記液体収納室の下方に配置されている
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体収納容
器。
【請求項６】前記第２の負圧発生部材は多孔質部材か
らなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体収
納容器。