JP2001063097A - 液体供給システム及び該システムに用いられる液体供給容器 - Google Patents

液体供給システム及び該システムに用いられる液体供給容器

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JP2001063097A JP2000104851A JP2000104851A JP2001063097A JP 2001063097 A JP2001063097 A JP 2001063097A JP 2000104851 A JP2000104851 A JP 2000104851A JP 2000104851 A JP2000104851 A JP 2000104851A JP 2001063097 A JP2001063097 A JP 2001063097A
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健二 北畠
Hajime Yamamoto
肇 山本
Hiroshi Koshikawa
浩志 越川
Eiichiro Shimizu
英一郎 清水
Koki Hayashi
弘毅 林
Shozo Hattori
省三 服部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安易かつ確実な方法で液体供給容器内の液体
の有無を検知することで安定した液体供給を実現する。 【解決手段】 内部にインクを収納するインク収納容器
２０１は、ジョイント口２３０を介して、吸収体１３
０，１４０を収納した負圧制御室容器１１０と接続さ
れ、負圧制御室容器１１０に対してインクを供給する。
インク収納容器２０１の底面は、ジョイント口２３０が
設けられた側の端部が低くなるように水平面に対して傾
斜している。インク収納容器２０１を保持するホルダー
１５０の下方には、インク収納容器２０１内のインクの
有無を検知する手段を構成する電極２７０が、インク収
納容器２０１の底面の形状に合わせ、インク収納容器２
０１の底面と平行に配置されている。

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供給システムに関し、特
に、液体収納部内の液体の残量を検出可能な液体供給シ
ステム及び液体供給容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、外部へ液体を供給するために負圧
を利用する液体供給方法としては、例えばインクジェッ
ト記録装置分野では、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、記録ヘッドと一体化可
能にした構成（ヘッドカートリッジ）が実施されてき
た。ヘッドカートリッジは、さらに分類すると、記録ヘ
ッドとインクタンク（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納部が別体で、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。
【０００３】このような液体供給システムにおいて負圧
を発生させるための最も容易な方法の一つとして、多孔
質体の毛管力を利用する方法が挙げられる。この方法に
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。
【０００４】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、EP0580433号公報において、負圧
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負圧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、EP0581531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。この発明は、インクが無くなった場合には
インク収納室のみを交換すればよいので、廃棄物を減少
させることができ、近年の環境問題にも即したものであ
る。
【０００５】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負圧発生部材
収納室へのインク供給が行なわれるために、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。
【０００６】さらに、本出願人は、EP0738605号公報に
おいて、略多角柱形状の筐体と、筐体の内面と同等もし
くは相似形の外面を有し内部に収納される液体の導出に
伴い変形可能な収納部と、を備え、収納部の厚さを、略
多角柱形状の各面の中央域より角部を構成する部分を薄
くすることを特徴とする液体収納容器を提案している。
この液体収納容器は、液体の導出に伴い収納部が適当に
収縮する（現象的には気液交換をしていない）ことで、
負圧を利用しながら液体供給ができるものである。その
ため、従来の袋状のインク収納部材に比べて、配置する
位置に制限されることがなくなり、キャリッジ上に配置
することができる。また、収納部に直接インクを保持す
ることで、インク収納効率の向上という点からも優れた
発明である。
【０００７】上述したように、負圧発生部材収納室とイ
ンク収納室とを有する液体供給システムは、インク収納
効率の向上及びインク供給特性の安定化の点で優れてお
り、その中でも特に、インク収納室を交換可能としたも
のは、環境問題の点からも優れている。
【０００８】しかし、従来の気液交換動作はインク収納
室から負圧発生部材収納室へのインク導出は、連通部を
介した大気の導入に連動しているため、短時間に大量の
インクを負圧発生部材収納室から外部（液体吐出ヘッド
など）に供給するような場合には、負圧発生部材収納室
における急激なインク消費に対して気液交換動作による
インク収納室から負圧発生部材収納室へのインク供給が
不足するおそれがあった。従って、このインク供給不足
を解消するためにも、インク収納室内でのインクの状態
を知る必要がある。
【０００９】ところで、インクジェット記録装置では、
インク残量や残量が低下した状態を検知する方法として
は、インクタンク内に２個の電極を設け、電極間の電気
抵抗や導通状態を検出する方法や、インクタンクを透光
性の部材で形成するとともにインクタンク近傍に光学セ
ンサを配し、インクタンクを通る光の透過量を検出して
インクタンク内のインク残量を検知する方法などが知ら
れている。
【００１０】しかし、インクタンク内に電極を設けるも
のでは、インクタンクが交換方式の場合は、インクタン
クの交換に伴い、インクタンクに付加した電極等の検知
手段に関わる部分も同時に交換されることになり、イン
クタンクの製造コストの上昇や、ランニングコストの上
昇を招いてしまう。また、インクタンクを通る光の透過
量を検知する方法では、イエローのような淡い色のイン
クでは濃い色に比べて誤検出が発生しやすかった。
【００１１】そこで、このような不具合を解消するため
に、特開平１０−１０９４３０号公報には、記録ヘッド
内に第１の電極を設けるとともにインクタンクの近傍に
インクタンクとは非接触に第２の電極を設け、第１の電
極にパルス電圧を与え、これにより第２の電極に発生す
る電圧を検出することで、インクタンク内のインクの残
量を検出する方法が開示されている。この検出系は、第
１の電極への入力信号がインクを介して記録ヘッドから
インクタンクに伝わり、インクタンクと第２の電極との
静電結合により検出信号を得るものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法で
は、上述した静電結合による静電容量の大きさは、第２
の電極とインクとの対向面積に基づいてインクの有無を
検出するものなので、インクが、インク収納室の電極と
対向する壁面に被膜として残ると、実際にはインクがな
くなっているのにまだインクが残っていると誤検出して
しまうことがある。
【００１３】また、上述した静電結合による静電容量の
大きさは、一般的には、第２の電極とインクとの対向面
積、第２の電極とインクとの対向距離等により変わるの
で、これらを規定すれば、基本的には静電容量が安定
し、インク残量検出系の時定数も安定する。しかし、カ
ラー記録用のインクジェット記録装置など、複数のイン
ク収納室が互いに近接して並べられているような場合、
静電容量は隣接するインク収納室のインク量によっても
変化し、インク残量検出系の時定数を変化させる要因と
なってしまう。時定数の変化は検出信号のゲインの変化
の原因となり、インク残量の検出精度が低下してしまう
おそれがある。
【００１４】本発明の第１の目的は、特にEP0738605号
公報や、EP0581531号公報などに好適に利用可能な、安
易かつ確実な方法でインクタンク内のインクの有無を検
知することで安定した液体供給を実現する液体供給シス
テム、及び該システムに用いられるインクタンクを提供
することである。
【００１５】本発明の第２の目的は、上記第１の目的に
加えて、あるいは単独で、複数の液体収納室が並列に配
置された構成において、液体収納室内の液体残量を精度
良く知ることで安定した液体の供給を行える液体供給シ
ステム及び液体供給容器を提供することである。
【００１６】本発明の第３の目的は、上記第１、第２の
目的に加えて、あるいは単独で、液体収納部内の液体残
量を精度良く知ることで安定した液体の供給を行える液
体供給システム及び液体供給容器を提供することであ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上述の第１の目的を達成
するための本発明の液体供給システムは、外部に液体を
導出するための液体導出部を備えた液体供給容器の下方
に配置された電極を備え、前記液体供給容器内の液体と
前記電極との対向面積に対応する静電容量によって前記
液体供給容器内の液体有無を検知する検知手段を有する
液体供給システムであって、前記電極は前記液体供給容
器の底面と平行かつ非接触に配置されるとともに、前記
液体供給容器の底面は、前記液体供給容器の一端から他
端に向けて水平面に対して傾斜し、低いほうの下端部に
前記液体導出部を有することを特徴とする。
【００１８】上述のシステムによれば、液体供給容器の
底面が水平面に対して上記のように傾斜し、液体導出部
は低いほうの下端部に設けられているので、液体収納部
内の液体残量が上記の傾斜面よりも低くなると、インク
の電極との対向面積が、液体の減少とともに小さくな
る。これに伴い、検知手段で検知される静電容量も小さ
くなり、これにより液体収納部の液体残量が少なくなっ
たことが容易かつ確実に検出される。
【００１９】本発明のさらに他の形態の液体供給システ
ムは、外部に液体を供給するための液体供給部を有する
とともに、負圧発生部材を内部に収納する負圧発生部材
収納室と、接続部を介して前記負圧発生部材収納室と接
続され、前記接続部を除いて実質的な密閉空間を形成す
る液体収納部を有する液体供給容器と、少なくとも、前
記液体供給容器の下方に前記液体供給容器の底面と平行
に配置された電極を有し、前記液体収納部内の液体と前
記電極との対向面積に対応する静電容量によって前記液
体収納部の液体残量を検知する検知手段とを有し、前記
液体収納部は、前記液体供給容器の内面と実質的に相似
形であり、前記液体供給容器の底面部に対応する領域が
変形することで負圧を発生可能な部材で構成されている
ことを特徴とする。
【００２０】上述のシステムによれば、液体供給部から
の液体の消費中は液体収納部は内側に変形し、インクの
供給負圧発生部材収納室との負圧のバランスをとってい
るが、この変形は液体収納部の底面においても発生す
る。従って、液体収納部内のインクが残量が液体収納部
の底部に近くなると、液体の電極との対向面積が小さく
なり、その変化を検知することで、液体残量が少なくな
ったことが容易かつ確実に検出される。
【００２１】また、上述の第２の目的を達成するための
液体供給システムは、それぞれ外部に液体を供給するた
めの液体供給部を備える複数の液体供給容器の下方に配
置された電極を備え、前記液体供給容器内の液体と前記
電極とのインピーダンスによって前記液体供給容器内の
液体残量を検知する検知手段を有する液体供給システム
において、前記液体供給容器は互いに隣接して配置さ
れ、前記液体供給容器の、隣接する液体供給容器と対向
する側壁の厚さが、前記電極と対向する底壁の厚さより
も大きいことを特徴とする。
【００２２】このように、上述の第２の目的を達成する
ための液体供給システムとして、本発明者らは、鋭意検
討の結果、静電容量を利用して液体収納容器内の液体の
残量を検出するものにおいて、複数の液体収納容器が隣
接して配置される場合、隣接する液体収納容器間の静電
容量に着目した。
【００２３】上記のとおり構成された本発明では、液体
供給容器（液体収納部）内の液体と電極とのインピーダ
ンスの変化を検出することで、液体供給容器内の液体残
量が検出される。ここで、液体供給容器（液体収納部）
の壁面の厚さは、隣接する液体供給容器と対向する側壁
の厚さが、電極と対向する底壁の厚さよりも大きいの
で、隣接する液体供給容器との間に発生する静電容量の
影響が抑えられ、目的とする液体供給容器内の液体の残
量をより精度良く検出可能となるまた、上述の第３の目
的を達成するための本発明の液体供給システムは、外部
に液体を供給するための液体供給部を備えた液体供給容
器の下方に配置された電極を備え、前記液体供給容器内
の液体と前記電極とのインピーダンスによって前記液体
供給容器内の液体残量を検知する検知手段を有する液体
供給システムであって、前記液体供給容器の前記電極と
対向する部位よりも前記液体供給部側の領域に、前記液
体供給容器内の液体の残量が検出すべき残量となったと
き、前記電極と対向する領域の液体を前記液体供給部側
と分断させる分断構造を有することを特徴とする。
【００２４】上記のとおり構成された本発明では、液体
供給容器（液体収納部）内の液体と電極とのインピーダ
ンスの変化を検出することで、液体供給容器内の液体残
量が検出される。ここで、液体供給容器（液体収納部）
の底壁に分断構造を有するので、液体供給容器内の液体
の残量が少なくなると、液体供給容器の底壁に液体が膜
状に残っても、電極と対向する領域の液体は、接続部
（液体導出部）側と確実に分断される。これにより、液
体供給容器の底壁を介しての電極と液体との間の電気的
な回路が分断されインピーダンスが高くなり、これを検
出することで液体供給容器内の液体残量が少なくなった
ことが検出される。
【００２５】分断構造は、電極と対向する領域から液体
導出部へ向かう方向と交差する方向に全域にわたって設
けられた突起や段差とすることができる。特に、分断構
造を突起とした場合、使用状態における水平面に対す
る、突起の液体導出部側の面の角度をθ１ 、突起の電
極と対向する領域側の面の角度をθ２としたとき、θ１
＞θ２の関係を満たすように突起を設けることによっ
て、突起で分断された液体が、液体導出部側へは行き易
くなり、かつ、電極と対向する側へは行きにくくなる。
【００２６】また、液体供給容器は、上記突起に伴う凹
部を外壁面に有していてもよく、この場合、この液体供
給容器を着脱可能に保持するホルダを有する液体供給シ
ステムにおいては、液体供給容器の凹部に嵌合する突起
をホルダに設けることで、液体供給容器の位置決めがな
される。
【００２７】また、本発明は上述の各液体供給システム
に用いられる液体供給容器をも提供するものである。
【００２８】本発明の液体供給容器は、液体を収納する
液体収納部と、該液体を外部に導出する液体導出部とを
備える液体供給容器であって、前記液体供給容器は、前
記液体との対向面積に対応する静電容量によって前記液
体収納部内の液体の残量を検知するために前記液体供給
容器の下方に配置される電極に対向する底面を備えてい
ることを特徴とする。
【００２９】本発明の他の形態の液体収納容器は、液体
を収納する液体収納部と該液体を外部に導出する液体導
出部とを備え、前記液体収納部を隣接させて複数個並べ
て配置される液体供給容器であって、前記液体収納部
は、前記液体とのインピーダンスによって前記液体収納
部内の液体の残量を検知するために電極が下方に対向配
置される底壁を備え、前記液体収納部の、隣接する液体
収納部と対向する側壁の厚さが前記底壁の厚さよりも大
きいことを特徴とする。
【００３０】本発明のさらに他の形態の液体収納容器
は、 液体を収納する液体収納部と該液体を外部に導出
する液体導出部とを備えた液体供給容器であって、前記
液体収納部は、前記液体とのインピーダンスによって前
記液体収納部内の液体の残量を検知するために電極が下
方に対向配置される底壁を備え、前記底壁の前記電極と
対向する部位よりも前記液体導出部側の領域に、前記液
体収納部内の液体の残量が検出すべき残量となったと
き、前記電極と対向する領域の液体を前記液体導出部側
と分断させる分断構造を有することを特徴とする。
【００３１】
【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。
【００３２】なお、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：Ｎ／ｍ
ｍ）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。
【００３３】〈全体構成〉図１に本発明の一つの実施形
態であるインクジェットヘッドカートリッジの斜視図
を、図２にその断面図を示す。
【００３４】本実施形態は、本発明が適用されるインク
ジェットヘッドカートリッジを構成する各要素のそれぞ
れ、及びそれらの関係を説明するものである。本実施形
態は、本発明の成立段階においてなされた数々の新規な
技術が適用された構成となっているので、これらの構成
を説明しながら、全体を説明することにする。
【００３５】本実施形態のインクジェットヘッドカート
リッジは、図１及び図２に示すように、インクジェット
ヘッドユニット１６０、ホルダー１５０、負圧制御室ユ
ニット１００及びインクタンクユニット２００などから
構成されている。ホルダー１５０内に負圧制御室ユニッ
ト１００が固定され、負圧制御室ユニット１００の下方
にはホルダーを介してインクジェットヘッドユニット１
６０が固定されている。なお、ここで説明した、ホルダ
ー１５０と負圧制御室ユニット１００、ホルダー１５０
とインクジェットヘッドユニット１６０との固定は、例
えば、互いをネジ止めや係合等により易分解性にするこ
とで、リサイクルの面、バージョンの変更などの構成の
変化に対するコストダウン等に対して効果がある。ま
た、各部の部品の寿命が異なるので交換を要する部品の
みを簡易に交換できるという面でも易分解性にすること
が好ましい。しかし、条件によっては溶着、熱カシメな
どで完全に固定してもよいことはもちろんである。負圧
制御室ユニット１００は、上面に開口部が形成された負
圧制御室容器１１０と、負圧制御室容器１１０の上面に
取り付けられた負圧制御室蓋１２０と、負圧制御室容器
１１０内に装填された、インクを含浸保持するための２
つの吸収体１３０、１４０とから構成されている。吸収
体１３０、１４０は、このインクジェットヘッドカート
リッジの使用状態において上下２段に積み重ねられて互
いに密着して負圧制御室容器１１０内に充填されてお
り、下段の吸収体１４０が発生する毛管力は、上段の吸
収体１３０が発生する毛管力よりも高いため、下段の吸
収体１４０のほうがインク保持力が高いものである。イ
ンクジェットヘッドユニット１６０へは、インク供給管
１６５を通して負圧制御室ユニット１００内のインクが
供給される。
【００３６】インク供給管１６５の吸収体１４０側の先
端の供給口１３１にはフィルタ１６１が設けられてお
り、フィルタ１６１が吸収体１４０を押圧している。イ
ンクタンクユニット２００は、ホルダー１５０に対して
着脱自在な構成となっている。負圧制御室容器１１０の
インクタンクユニット２００側の面に設けられた被接合
部であるジョイントパイプ１８０は、インクタンクユニ
ット２００のジョイント口２３０の内部に挿入されて接
続されている。そのジョイントパイプ１８０とジョイン
ト口２３０との接続部を介して、インクタンクユニット
２００内のインクが負圧制御室ユニット１００内へと供
給されるように負圧制御室ユニット１００及びインクタ
ンクユニット２００が構成されている。負圧制御室容器
１１０のインクタンクユニット２００側の面におけるジ
ョイントパイプ１８０よりも上方の部分には、その面か
ら突出した、インクタンクユニット２００の誤装着防止
のためのＩＤ部材１７０が設けられている。
【００３７】負圧制御室蓋１２０には、負圧制御室容器
１１０の内部と外気、ここでは負圧制御室容器１１０内
に収納された吸収体１３０と外気とを連通させるための
大気連通口１１５が形成されており、負圧制御室容器１
１０内における大気連通口１１５の近傍には、負圧制御
室蓋１２０の吸収体１３０側の面から突出したリブによ
り形成された空間、及び吸収体中のインク（液体）の存
在しない領域からなる、バッファ空間１１６が設けられ
ている。
【００３８】ジョイント口２３０内には弁機構が設けら
れており、その弁機構は第１弁枠２６０ａ、第２弁枠２
６０ｂ、弁体２６１、弁蓋２６２及び付勢部材２６３か
ら構成されている。弁体２６１は、第２弁体２６０ｂ内
で摺動可能に支持されると共に付勢部材２６３によって
第１弁枠２６０ａ側に付勢されている。ジョイント口２
３０内にジョイントパイプ１８０が挿入されていない状
態では、付勢部材２６３の付勢力により弁体２６１の第
１弁枠２６０ａ側の部分の縁部が第１弁枠２６０ａに押
圧されることより、インクタンクユニット２００内の気
密性が維持される。
【００３９】ジョイント口２３０の内部へジョイントパ
イプ１８０が挿入され、ジョイントパイプ１８０によっ
て弁体２６１が押圧されて第１弁枠２６０ａから離れる
方向に移動することにより、第２弁枠２６０ｂの側面に
形成された開口を介してジョイントパイプ１８０内がイ
ンクタンクユニット２００の内部と連通する。これによ
りインクタンクユニット２００内の気密が開放され、イ
ンクタンクユニット２００内のインクがジョイント口２
３０及びジョイントパイプ１８０を通って負圧制御室ユ
ニット１００内へと供給される。つまり、ジョイント口
２３０内の弁が開くことによって、密閉状態であったイ
ンクタンクユニット２００のインク収容部内が前記開口
を介してのみ負圧制御室ユニット１００に対して連通状
態となるものである。
【００４０】ここで、本実施形態のように、ホルダー１
５０にインクジェットヘッドユニット１６０、負圧制御
室ユニット１００が固定される状態において、インクジ
ェットヘッドユニット１６０及び負圧制御室ユニット１
００をそれぞれ、ホルダー１５０に対してねじなどの易
分解性を有する方法で固定することは、それぞれのユニ
ットをその耐用期間に応じて取り外して交換することが
できるので望ましい。
【００４１】すなわち、本実施形態のインクジェットヘ
ッドカートリッジでは、通常は、インクタンクに設けら
れたＩＤ部材により誤って異なる種類のインクを収容す
るインクタンクを負圧制御室に装着することはないが、
負圧制御室ユニット１００に設けられたＩＤ部材の損傷
や、使用者が故意に異なる種類のインクタンクを負圧制
御室ユニット１００に装着した場合には、装着直後であ
れば、負圧制御室ユニット１００のみを交換すればよ
い。また、落下などによりホルダー１５０が損傷した場
合は、ホルダー１５０のみを交換することも可能であ
る。
【００４２】なお、インクタンクユニット２００を含
め、負圧制御室ユニット１００、ホルダー１５０、イン
クジェットヘッドユニット１６０をそれぞれ分離する場
合において、各ユニットからのインク漏れを防ぐことが
できるように固定部の位置を定めることは望ましい。
【００４３】本実施形態の場合、インクタンクユニット
２００は、ホルダー１５０のインクタンク係止部１５５
を利用して負圧制御室ユニット１００と結合しているの
で負圧制御室ユニット１００のみが、固定化された状態
にある他のユニットに対して外れることがない。すなわ
ち、少なくともインクタンクユニット２００をホルダー
１５０から外さないと、負圧制御室ユニット１００はホ
ルダー１５０から分離しにくいようになっている。この
ように、負圧制御室ユニット１００はホルダー１５０か
らインクタンクユニット２００を取り外してはじめて取
り外しやすい構造になっているので、インクタンクユニ
ット２００が不用意に負圧制御室ユニット１００から分
離することによる結合部からのインク漏れが発生するこ
と恐れがない。
【００４４】また、インクジェットヘッドユニット１６
０のインク供給管１６５の端部には、フィルタ１６１が
設けられており、負圧制御室ユニット１００を分離した
状態であっても、インクジェットヘッドユニット１６０
内のインクが漏れ出す恐れはない。加えて、負圧制御室
ユニット１００には、インクタンク内のインクの漏れ出
しを防止するバッファ空間１１６（吸収体１３０、１４
０内のインクを保持していない領域も含む）を備えてい
ること、また、毛管力の異なる２つの吸収体１３０、１
４０の境界面１１３ｃがジョイントパイプ１８０より使
用時の姿勢で上方に設けられていること（より望ましく
は、本実施形態のように境界面１１３ｃを含むその近傍
の層の毛管力が吸収体１３０、１４０の領域よりも高く
なっていること）により、ホルダー１５０、負圧制御室
ユニット１００、インクタンクユニット２００が一体化
した構造物は、その姿勢が変化してもインクが漏れ出す
恐れは少ない。そのため、本実施形態では、インクジェ
ットヘッドユニット１６０はホルダー１５０の接続端子
を有する面側である底面に固定部を備え、インクタンク
ユニット２００がホルダー１５０に装着されている状態
でも容易に分離可能となっている。
【００４５】なお、ホルダー１５０の形状によっては、
負圧制御室ユニット１００またはインクジェットヘッド
ユニット１６０とホルダー１５０とが、分離不能に一体
化してもよい。一体化の方法としては、あらかじめ一体
的に成形する方法や熱カシメなどで分離不能にしてもよ
い。
【００４６】図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すよ
うに、インクタンクユニット２００は、インク収納容器
２０１と、第１弁枠２６０ａ及び第２弁枠２６０ｂを含
む弁機構と、ＩＤ部材２５０とから構成されている。Ｉ
Ｄ部材２５０は、インクタンクユニット２００と負圧制
御室ユニット１００との装着の際に誤装着を防止するた
めのものである。
【００４７】弁機構は、ジョイント口２３０内でインク
の流れを制御するもので、負圧制御室ユニット１００の
ジョイントパイプ１８０と係合されることにより開閉動
作を行う。着脱時の弁開閉のこじれは、後述する弁構成
やＩＤ部材１７０とＩＤ用凹部２５２によってタンク操
作範囲を規制する構造などにより防止している。
【００４８】〈インクタンクユニット〉図３は、図２に
示したインクタンクユニット２００について説明するた
めの斜視図である。図３（ａ）は、インクタンクユニッ
ト２００を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、インクタ
ンクユニット２００が分解された状態を示す斜視図であ
る。
【００４９】また、ＩＤ部材２５０の、負圧制御室ユニ
ット１００側となる前面では、供給口穴２５３よりも上
の部分が傾斜面２５１となっている。傾斜面２５１は、
ＩＤ部材２５０の供給口穴２５３側の前端面からインク
収納容器２０１側、すなわち後方へと傾斜している。こ
の傾斜面２５１には、インクタンクユニット２００の誤
挿入防止のためのＩＤ用凹部２５２が複数（図３では３
つ）形成されている。本実施形態では、ＩＤ部材２５０
が、インク収納容器２０１の、負圧制御室ユニット１０
０側となる前面（供給口を有する面）に配置されてい
る。
【００５０】インク収納容器２０１は、負圧発生機能を
有する、ほぼ多角柱形状の中空容器である。インク収納
容器２０１は筐体２１０と内袋２２０（図２参照）とか
ら構成され、筐体２１０と内袋２２０とがそれぞれ剥離
可能になっている。内袋２２０は可撓性を有しており、
この内袋２２０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、内袋２２０はピンチオフ部
（溶着部）２２１を有し、このピンチオフ部２２１で内
袋２２０が筐体２１０に係合する形で支持されている。
また、筐体２１０の、ピンチオフ部２２１の近傍の部分
には外気連通口２２２が設けられており、外気連通口２
２２を通して内袋２２０と筐体２１０との間に大気を導
入可能となっている。
【００５１】図１９に示すように、内袋２２０は、その
内側から順に、耐インク性を有する接液層２２０ｃ、弾
性率支配層２２０ｂ、ガスバリヤ性に優れたガスバリア
層２２０ａが積層された３層からなり、それぞれの層が
接合状態で機能分離されている。弾性率支配層２２０ｂ
は、インク収納容器２０１の使用温度範囲内で弾性率支
配層２２０ｂの弾性率がほぼ一定に保たれるものであ
り、すなわち、インク収納容器２０１の使用温度範囲内
で内袋２２０の弾性率がその弾性率支配層２２０ｂによ
ってほぼ一定に保たれる。内袋２２０では、中間の層と
外側の層とが入れ代わり、弾性率支配層２２０ｂが最も
外側の層で、ガスバリア層２２０ａが中間の層であって
もよい。
【００５２】このように内袋２２０が構成されているこ
とにより、耐インク層、弾性率支配層２２０ｂ及びガス
バリア層２２０ａという少ない層で内袋２２０がそれぞ
れの層の機能を十分に発揮することが可能となり、内袋
２２０の弾性率などの、温度変化に対する影響が少なく
なる。また、内袋２２０では、使用温度範囲内でインク
収納容器２０１内の負圧を制御するために適した弾性率
が確保されるので、インク収納容器２０１及び負圧制御
室ユニット１１０内のインクに対して内袋２２０が後述
するバッファの機能を有することとなる（詳しくは後述
する。）。従って、負圧制御室容器１１０内の上部に設
けられたバッファ室、すなわちインク吸収体が充填され
ていない部分及び、吸収体１３０、１４０中のインクの
存在してない領域を減少させることができるので、負圧
制御室ユニット１００を小型化することができ、使用効
率の高いインクジェットヘッドカートリッジ７０が実現
される。
【００５３】本実施形態においては、内袋２２０を構成
する最も内側の接液層２２０ｃの材質としてポリプロピ
レン、中間の弾性率支配層２２０ｂの材質として環状オ
レフィンコポリマ、最も外側のガスバリア層２２０ａの
材質として、ＥＶＯＨ（ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共
重合体樹脂）のけん化物）が用いられている。ここで、
弾性率支配層２２０ｂに機能性接着樹脂材料を含ませる
ことで、互いの層間に接着層を特別に備える必要がない
ため、内袋２２０の厚みを薄くすることができ、好まし
い。
【００５４】筐体２１０の材質としては、内袋２２０の
最内層と同じポリプロピレンが用いられている。また、
第１弁枠２６０ａの材質としてもポリプロピレンが用い
られている。
【００５５】ＩＤ部材２５０は、インクタンクユニット
２００の誤装着防止のための複数のＩＤ部材１７０に対
応する左右それぞれに設けられた複数のＩＤ用凹部２５
２を有し、インク収納容器２０１に固定されている。
【００５６】ＩＤ部材１７０とＩＤ用凹部２５２によっ
て得られる誤装着防止機能は、負圧制御室ユニット１０
０側に設けられた複数のＩＤ部材１７０に対応してＩＤ
部材２５０にＩＤ用凹部２５２が形成されることで誤装
着防止機構が構成されるので、ＩＤ部材１７０及びＩＤ
用凹部２５２の形状や位置を変えることにより、多種類
のＩＤ機能を果たすことが可能となる。
【００５７】ＩＤ部材２５０のＩＤ用凹部２５２及び第
１弁枠２６０ａのジョイント口２３０は、インクタンク
ユニット２００の着脱方向の前方となる前面に位置し、
ＩＤ部材２５０と第１弁枠２６０ａとの２部材で形成さ
れている。
【００５８】また、インク収容容器２０１をブロー成形
により形成し、ＩＤ部材２５０及び第１弁枠２６０ａと
をインジェクション（射出）成形により形成し、インク
タンクユニット２００を３部材の構成とすることで、弁
部材及びＩＤ用凹部２５２を精度良く成形することが可
能となる。
【００５９】このようなＩＤ用凹部２５２を、ブロー成
形により作製されたブロータンクであるインク収納容器
２０１に直接形成した場合、インク収納容器２０１内層
の内袋２２０の剥離に対して影響、つまり、インクタン
ク内形状が複雑となる為、インクタンクユニット２００
で発生する負圧に対して影響を与える場合がある。しか
しながら、本実施形態のおけるインクタンクユニット２
００の構成のように、ＩＤ部であるＩＤ部材２５０をイ
ンク収納容器２０１と別部材とすることで、ＩＤ部材２
５０をインク収納容器２０１に取り付けることによるイ
ンク収納容器２０１への上記のような影響がないので、
インク収納容器２０１における安定した負圧の発生及び
制御が可能となる。
【００６０】第１弁枠２６０ａは、少なくともインク収
納容器２０１の内袋２２０に接合されている。第１弁枠
２６０ａは、内袋２２０に対してインク収納容器２０１
のインク導出部にあたる内袋２２０の内袋露出部２２１
ａと、ジョイント口２３０の部分の対応する面との溶着
により接合される。ここで、筐体２１０も内袋２２０の
最内層と同じポリプロピレンであるため、ジョイント口
２３０の周囲でも第１弁枠２６０ａと筐体２１０との溶
着を行うことも可能である。
【００６１】これにより溶着による位置精度が高くなる
と共に、インク収納容器２０１の供給口部が完全にシー
ルされ、インクタンクユニット２００の着脱時等におけ
る第１弁枠２６０ａとインク収納容器２０１とのシール
部分からのインク漏れ等が防止される。本実施形態にお
けるインクタンクユニット２００のように、溶着による
接合をする際には、シール性を高める上で内袋２２０の
接着面となる層の材質と第１弁枠２６０ａの材質とが同
じであることが好ましい。
【００６２】また、筐体２１０とＩＤ部材２５０との接
合では、第１弁枠２６０ａのインク収納容器２０１と接
合されたシール面１０２に対向する面と、ＩＤ部材２５
０の下部に形成されたクリック部２５０ａ、及び筐体２
１０の側面部の係合部２１０ａとそれに対応したＩＤ部
材２５０側のクリック部２５０ａとが係合されることに
より、インク収納容器２０１にＩＤ部材が係合固定され
ている。
【００６３】ここでの係合固定というのは、例えば、凹
凸による係合、はめ合わせ等による易分解性を持たせた
構造にすることが好ましい。このようにインク収納容器
２０１に対してＩＤ部材２５０を係合固定状態とするこ
とで、互いに微小可動可能状態となっているので、着脱
時におけるＩＤ部材１７０とＩＤ用凹部２５２との接触
による力を吸収することができ、インクタンクユニット
２００及び負圧制御室ユニット１００の破損を防止でき
る。
【００６４】また、このようにインク収納容器２０１に
対してＩＤ部材２５０を部分的に係合固定状態に係合さ
せることで、インクタンクユニット２００を分解しやす
くなり、リサイクルの観点で効果がある。また、このよ
うに筐体２１０の側面に、係合部２１０ａとして係合用
の凹部を設けることで、インク収納容器２０１をブロー
成形により作製する際に構成が簡易になり、成形時の型
部材も簡易になり、膜厚の管理も容易になる。
【００６５】さらに、筐体２１０とＩＤ部材２５０との
接合では、第１弁枠２６０ａを筐体２１０に接合した状
態で行い、かつジョイント口２３０周辺では、第１弁枠
２６０ａを挟み込んだ状態でクリック部２５０ａを係合
部２１０ａに係合させるので、着脱時のインクタンクユ
ニット２００、特にジョイント部の強度の向上を図るこ
とが可能となる。
【００６６】また、インク収納容器２０１は、ＩＤ部材
２５０によって覆われる部分が凹部形状となり、供給口
の部分が突出しているので、インク収納容器２０１にＩ
Ｄ部材２５０を固定することにより、インクタンクユニ
ット２００の前面に突出形状をなくすことができる。さ
らに、第１弁枠２６０ａとインク収納容器２０１との溶
着部がＩＤ部材２５０によって覆われるので、その溶着
部を保護することができる。なお、筐体２１０の係合部
２１０ａと、それに対応したＩＤ部材２５０のクリック
部２５０ａとの凹凸の関係は逆であってもよい。
【００６７】また、前述したように、インクタンクユニ
ット２００の装着時にはジョイントパイプ１８０と弁部
材とによりインク漏れのない確実な装着が行われる。本
実施形態においては、負圧制御室ユニット１００のジョ
イントパイプ１８０の周囲に弾性部材であるゴムジョイ
ント部２８０を設けることで、不意のインク漏れに対応
している。このゴムジョイント部２８０は、インクタン
クユニット２００が装着されることによってＩＤ部材２
５０の密閉を行う。この密閉により、負圧制御室ユニッ
ト１００とインクタンクユニット２００との互いの密着
性が向上する。
【００６８】インクタンクユニット２００を取り外す際
には、この密着力が抵抗力となり得る。しかし、本発明
の構成においてはＩＤ部材２５０とインク収納容器２０
１とが係合状態に結合されているので、ＩＤ部材２５０
とインク収納容器２０１との間に隙間が形成されてお
り、この隙間からゴムジョイント部２８０とＩＤ部材２
５０との間に空気が導入されるため、インクタンク２０
０離脱時の力が軽減される。よって、インク漏れ等が起
こることがない。
【００６９】またインク収納容器２０１とＩＤ部材２５
０との縦横方向の位置規制を行うことができる。インク
収納容器２０１とＩＤ部材２５０の接合方法は、上述し
たような形態に限られるものではなく、係合位置、固定
方法は別の手段でも可能である。
【００７０】図２及び図２２に示すように、インク収納
容器２０１の底部は上部へ持ち上がる方向に傾斜してお
り、インク収納容器２０１の、ジョイント口２３０側と
反対側の部分の下部がホルダー１５０のインクタンク係
止部１５５と係合している。インクタンクユニット２０
０をホルダー１５０から取り外す際に、インク収納容器
２０１の、インクタンク係止部１５５との係合部が上方
に持ち上がる構成となっており、インクタンクユニット
２００の着脱動作時にインクタンクユニット２００がほ
ぼ回動する。本実施形態においては、この回動中心はほ
ぼ供給口（ジョイント口２３０）になる。ただし、厳密
には後述するように回動中心は変化するものである。こ
のようなほぼ回動によるインクタンクユニット２００の
着脱動作の場合、回動の支点からインクタンクユニット
２００のインクタンク係止部１５５側部分の角部までの
距離と、その支点からインクタンク係止部１５５までの
距離との関係において、前者が後者よりも長くなるほ
ど、インクタンクユニット２００とインクタンク係止部
１５５とのこじれが発生し、装着動作における不必要な
力、及びインクタンクユニット２００及びホルダー１５
０のそれぞれの押圧部における変形等の不具合が起こる
場合がある。
【００７１】本実施形態のインク収納容器２０１のよう
に底面部を傾斜させて、インク収納容器２０１の、イン
クタンク係止部１５５側となる部分の下端を持ち上げら
れていることにより、インクタンクユニット２００及び
ホルダー１５０のそれぞれの係合部で、インクタンクユ
ニット２００の回動における必要以上のこじれを防止で
きるので、インクタンクユニット２００の着脱動作を良
好に行うことが可能となる。
【００７２】本実施形態のインクジェットヘッドカート
リッジでは、インク収納容器２０１の負圧制御室ユニッ
ト１００側の面となる一側面の下部にジョイント口２３
０が形成され、インク収納容器２０１の、ジョイント口
２３０側と反対側の面である他側面の下部、すなわち、
後端部の下側の部分がインクタンク係止部１５５と係合
している。また、インクタンク係止部１５５の上部は、
ジョイント口２３０の中心高６０３とほぼ同じ高さまで
ホルダー１５０の底部から上方に延びている。これによ
り、ジョイント口２３０の水平方向の移動がインクタン
ク係止部１５５により確実に規制され、ジョイント口２
３０とジョイントパイプ１８０との接続状態を良好に保
持することができる。ここでは、インクタンクユニット
２００の装着時におけるジョイント口２３０とジョイン
トパイプ１８０との接続を確実に保持するために、イン
クタンク係止部１５５の上端がジョイント口２３０の上
部とほぼ同じ高さに配置されている。そして、インクタ
ンクユニット２００のジョイント口２３０側前面の一部
を中心とした回動動作により、ホルダー１５０に着脱可
能に装着されている。インクタンクユニット２００の着
脱動作では、インクタンクユニット２００の、負圧制御
室ユニット１００に突き当たった部分がインクタンクユ
ニット２００の回転中心となる。このようにインクジェ
ットヘッドカートリッジで、上述したようにインク収納
容器２０１の後端部の底部が傾斜していることにより、
回転中心６００からインクタンク係止部上端６０１まで
の距離と、回転中心６００からインクタンク係止部下端
６０２までの距離との差を小さくすることができるた
め、インクタンクユニット２００及びホルダー１５０の
それぞれの係合部で、インクタンクユニット２００の回
動における必要以上のこじれを防止でき、インクタンク
ユニット２００の着脱動作を良好に行うことが可能とな
る。
【００７３】インク収納容器２０１及びホルダー１５０
が上記のような形状に形成されていることにより、イン
クの高速供給のためにジョイント口２３０の大きさを大
きくした際においても、インクタンクユニット２００の
着脱動作時にインク収納容器２０１後端の下端部とイン
クタンク係止部１５５とのこじれ領域を減少させること
ができる。これにより、ホルダー１５０にインクタンク
ユニット２００を装着した際における固定性を確保しつ
つも、インクタンクユニット２００の装着時の、インク
タンク係止部１５５との無駄なこじれを回避することが
できる。
【００７４】ここで、図２２を用いて詳細に説明する。
インクタンクユニット２００の着脱動作における回転中
心６００からインクタンクユニット２００のインクタン
ク係止部下端６０２までの距離が、その回転中心６００
からインクタンク係止部上端６０１までの距離よりも必
要以上に大きくなると、着脱動作に必要とされる力が非
常に強くなり、インクタンク係止部上端６０１が削れた
り、インク収納容器２０１が変形してしまうことがあ
る。従って、インクタンクユニット２００の回転中心６
００からインクタンクユニット２００のインクタンク係
止部下端６０２までの距離と、その回転中心６００から
インクタンク係止部上端６０１までの距離との差は、適
度な固定力を発揮しつつ、着脱性に優れた範囲で、でき
るだけ小さいことが望ましい。
【００７５】また、インクタンクユニット２００の回転
中心６００がジョイント口２３０の中心よりも低い位置
にある場合には、インクタンクユニット２００の回転中
心６００からインクタンク係止部上端６０１までの距離
がその回転中心６００からインクタンク係止部下端６０
２までの距離よりも長くなってしまうため、ジョイント
口２３０の中心の高さでインク収納容器２０１を正確に
抑えにくくなってしまう。従って、ジョイント口２３０
の高さ方向の中心を正確に固定するために、インクタン
クユニット２００の回転中心６００はジョイント口２３
０の高さ方向の中心よりも上方にあることが望ましい。
【００７６】また、インクタンクユニット２００の回転
中心６００をジョイント口２３０の中心高さ６０３より
も上方にあげた場合、インクタンクユニット２００の、
インクタンク係止部１５５にあたる部分の厚みが大きく
なって、インクタンク係止部１５５にあたる部分が増え
てしまい、インクタンクユニット２００及びホルダー１
５０が破損する可能性が高くなってしまう。そのため、
インクタンクユニット２００の回転中心６００はジョイ
ント口２３０の高さ方向の中心に近い方がインクタンク
ユニット２００の着脱性の観点から望ましい。また、イ
ンクタンクユニット２００のインクタンク係止部１５５
の高さは、インクタンクユニット２００の着脱性に基づ
いて適宜決めればよいが、回転中心６００より高くすれ
ば、インクタンクユニット２００とホルダー１５０との
係止部の接触距離が長くなり、着脱動作によってこすれ
る部分が増えるため、インクタンクユニット２００及び
１５０の劣化を考慮すると、その高さはインクタンクユ
ニット２００の回転中心６００よりも低いことが望まし
い。
【００７７】また、本実施形態のインクジェットヘッド
カートリッジでは、インク収納容器２０１の水平方向の
位置を固定するための付勢力が、弁体２６１を付勢する
付勢部材２６３によるものと、ゴムジョイント部２８０
（図４参照）の反発力によるものであるが、そのような
形態のみに限られず、インク収納容器２０１後端に係止
部、インクタンク係止部１５５のインク収納容器２０１
側の面、または、負圧制御室ユニット１００などにイン
ク収納容器２０１の水平方向の位置を固定するための付
勢手段が設けられていてもよい。なお、ゴムジョイント
部２８０はインク収納容器が接続されている状態では、
負圧制御室とインクタンクとの壁面で圧入された状態と
なり、結合部（ジョイントパイプ周辺部）の気密性を確
保させる（完全な気密性をもたずとも大気にさらされて
いる領域が少なくできればよい。）ほか、後述するシー
ル用突起によるシールの補助的な役割を果たすことがで
きる。
【００７８】次に、負圧制御室ユニット１００の内部の
構成について説明する。
【００７９】負圧制御室ユニット１００の内部には、吸
収体１３０を上段に、吸収体１４０を下段として積み重
ねられた２段構成の負圧を発生する部材が収納されてい
る。従って、吸収体１３０は大気連通口１１５と連通
し、吸収体１４０は、その上面で吸収体１３０と密着す
るとともに、その下面でフィルタ１６１と密着してい
る。吸収体１３０と１４０との境界面１１３ｃは、連通
部としてのジョイントパイプ１８０の上端より使用時姿
勢において上方となっている。
【００８０】吸収体１３０、１４０は、繊維方向がほぼ
揃えられた繊維体からなるもので、その主たる繊維方向
が、このインクジェットヘッドカートリッジ７０をプリ
ンタに搭載した状態で鉛直方向に対して傾いて（より望
ましくは、本実施形態のように略水平方向になるよう
に）負圧制御室容器１１０内に収納されている。
【００８１】このような、繊維方向が揃えられた吸収体
１３０、１４０は、例えば、繊維としてけん縮された熱
可塑性樹脂からなる短繊維（長さ６０ｍｍ程度、例え
ば、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）を用い、この短繊維からなる繊維塊を梳綿
機で繊維方向を揃えた後に、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も高
く、相対的に融点の高いポリプロピレンの融点よりも低
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。ここで、本実施形態の繊維部材は、そ
の表層の繊維方向は、中央部に比べて相対的により整っ
ており、発生する毛管力も中央部に比べて大きくなって
いるが、その表面は鏡面状ではなく主としてスライバー
を束ねる際に発生した多少の凹凸を備えており、表層部
においても融着された交点を３次元的に有するものとな
っている。このため、繊維方向が揃えられた吸収体１３
０、１４０の境界面１１３ｃは、凹凸を有する表面同士
が接触することで、その近傍の各吸収体１３０、１４０
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１１３ｃのみが周りの領域に比べてインク流動性が格
段に優れ、その結果として負圧制御室容器１１０と吸収
体１３０、１４０との間の隙間と境界面１１３ｃとの間
にインクパスを作る、ということはない。従って、吸収
体１３０、１４０の境界面１１３ｃを使用時姿勢におけ
るジョイントパイプ１８０の上部、望ましくは、本実施
形態のようにジョイントパイプ１８０の上部近傍に設け
ることで、後述する気液交換動作において、気液交換動
作中の吸収体１３０、１４０中でのインクと気体との界
面を、境界面１１３ｃ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。
【００８２】また、繊維部材としてその方向性に着目す
ると、図２０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Ｆ１に連続的に配列される
とともに、それと直行する方向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、吸収体１３０、１
４０は図中Ｆ１方向に引っ張りを加えても壊れにくい、
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。
【００８３】繊維からなる吸収体１３０、１４０で、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とそれと直交する繊維方向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。
【００８４】吸収体１３０、１４０の内部構造について
さらに詳細にみると、図２１（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２１（ｂ）に示すような状態とな
る。ここで、図２１（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２１（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
２０に示すＦ１方向に対して切れにくい、連続した繊維
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２１（ａ）に示すβ、γ）は、図
２１（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、全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２１（ａ）に示す
ε）は、加熱後は、そのまま融着される（図２１（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高い繊維が形成される。
【００８５】また、本実施形態では、このような吸収体
１３０、１４０を主となる繊維方向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６に示すよう
に、インク収納容器２０１が接続された状態で吸収体１
４０内の気液界面Ｌ（インクと気体の界面）は主となる
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
面は元の気液界面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の重力方向に対するばら
つきが増大することはない。
【００８６】その結果、インク収納容器２０１内のイン
クを使い切って、新たなインクタンクユニット２００に
交換する際には、その気液界面は略水平方向が保たれる
ので、インクタンクユニット２００の交換回数が増加し
てもバッファ空間１１６が減少することはない。
【００８７】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（本実施形態の場合は、ジョイント
パイプ１８０）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、この層は供給口１３１と連通部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、吸収体１４０中の気液界面を水平化させるものであ
り、インク収納容器２０１からの液体移動に伴う吸収体
１４０の鉛直方向の変化を規制する機能を有するもので
ある。
【００８８】吸収体１４０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、吸収体１４０
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。
【００８９】なお、ここで、繊維の配列方向は、鉛直方
向からわず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、実用上は水平方向に対して、お
よそ±３０°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
傾きを含むものである。
【００９０】本実施形態では、連通部の上端より下方の
領域についても主たる繊維方向の配列成分は、同一の吸
収体１４０で構成されているために同じに構成されてい
る。そのため、図６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が連通部の上端より下方の
領域でばらつくことがなくなるため、インク切れなどに
よるインク供給不良を起こすことがない。
【００９１】すなわち、気液交換動作において、大気連
通口１１５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、気液交換動作についても、本
実施形態の場合は、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い
く。その結果、負圧制御室容器１１０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。従って、特に本実施形態のように液体を直
接収納するインクタンクユニット２００が交換可能なシ
ステムにおいては、吸収体１３０、１４０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、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。
【００９２】また、本実施形態のインクジェットヘッド
カートリッジが、いわゆるシリアルタイプのプリンタに
搭載されるものである場合は、往復走査されるキャリッ
ジに装着される。このとき、キャリッジの往復動作に伴
って、インクジェットヘッドカートリッジ内のインクに
は、キャリッジの移動方向成分の力が作用する。この力
が及ぼす、インクタンクユニット２００からインクジェ
ットヘッドユニット１６０へのインク供給特性への悪影
響をできるだけ排除するために、吸収体１３０、１４０
の繊維方向、及びインクタンクユニット２００と負圧制
御室ユニット１００との配列方向は、インクタンクユニ
ット２００のジョイント口２３０から負圧制御室容器１
１０の供給口１３１へ向かう方向であることが望まし
い。
【００９３】〈タンク装着動作〉次に、負圧制御室ユニ
ット１００とホルダー１５０が一体となったものにイン
クタンクユニット２００を装着する動作について図４を
参照して説明する。
【００９４】図４は、負圧制御室ユニット１００が取り
付けられたホルダー１５０にインクタンクユニット２０
０を装着する動作について説明するための断面図であ
る。インクタンクユニット２００は、幅方向のガイド
（不図示）とホルダー１５０の底部１５１、負圧制御室
ユニット１００の負圧制御室蓋１２０に設けられたガイ
ド部１２１、及びホルダー１５０後部のインクタンク係
止部１５５に沿って矢印Ｆ及びＧの方向へほぼ回動する
ことで装着される。
【００９５】まず、インクタンクユニット２００の装着
動作として、図４（ａ）に示される位置、すなわち、負
圧制御室ユニット１００に設けられたインクタンクユニ
ットの誤挿入防止のためのＩＤ部材１７０にインクタン
クユニット２００の傾斜面２５１が接触する位置までイ
ンクタンクユニット２００を移動させる。この時点では
ジョイント口２３０とジョイントパイプ１８０が接触し
ない構成となっている。この時点でもし、誤ったインク
タンクユニット２００を装着しようとした場合には傾斜
面２５１とＩＤ部材１７０が干渉し、これ以降の、イン
クタンクユニット２００の装着動作が阻止される。この
ようにインクジェットヘッドカートリッジ７０が構成さ
れていることにより、前述の通り、ジョイント口２３０
とジョイントパイプ１８０は接触しない構成となってい
るので、誤装着時にジョイント部でのインクの混色や、
インク固着（インクの成分によっては（ｅｘ．アニオ
ン、カチオンの反応）吸収体１３０、１４０で固着が起
きてしまい、負圧制御室ユニット１００が使用不可能と
なる場合も考えられる）等によるインクタンク交換型の
装置でのヘッド及びインクタンクの不必要な交換などを
未然に防止できる。また、上述したようにＩＤ部材２５
０のＩＤ部を傾斜面に形成することで、複数のＩＤ部材
１７０を、それぞれのＩＤ部材１７０が対応するＩＤ用
凹部にほぼ同時に挿入することでＩＤの確認を行うこと
が可能となり、確実な誤装着防止機能を達成できる。
【００９６】次に、図４（ｂ）に示すように、ＩＤ用凹
部２５２にＩＤ用部材１７０が挿入されると共に、ジョ
イント口２３０にジョイントパイプ１８０が挿入される
ように、インクタンクユニット２００を負圧制御室ユニ
ット１００側に移動させる。
【００９７】次に、所定の位置に装着されたインクタン
クユニット２００は、図４（ｃ）に示す位置、すなわち
ＩＤ部材１７０とＩＤ用凹部２５２とが対応する位置に
設けられているので、さらに負圧制御室ユニット２００
側の奥まで移動させられる。さらに、インクタンクユニ
ット２００が矢印Ｇの方向に回動させられると、ジョイ
ントパイプ１８０の先端部が弁体２６１に当接して弁体
２６１が押される。これにより、弁機構が開いてインク
タンクユニット２００内と負圧制御室ユニット１００内
が連通され、インクタンクユニット２００内のインク３
００が負圧制御室ユニット１００内へ供給可能となる。
この弁機構の開閉動作の詳細については後述する。
【００９８】その後、インクタンクユニット２００が矢
印Ｇの方向へさらに回動され、図２に示した位置へイン
クタンクユニット２００が押し込まれる。これにより、
インクタンクユニット２００の後方面下部がホルダー１
５０のインクタンク係止部１５５に係止され、インクタ
ンクユニット２００がホルダー１５０内の所望の位置に
固定される。この状態において、ＩＤ部材１７０はＩＤ
用凹部２５２から若干離脱する方向に移動することにな
る。インクタンクユニット２００を固定するための後方
（ホルダー係止部１５５側）への付勢力は、インクタン
クユニット２００内の付勢部材２６３と、ジョイントパ
イプ１８０の周囲に設けられているゴムジョイント部２
８０とにより与えられる。
【００９９】以上のように回動動作に伴って着脱を行う
インクタンクユニット２００において、傾斜面２５１に
ＩＤ用凹部２５２が形成され、かつ、インクタンクユニ
ット２００の下面が傾斜していることで、誤装着及びイ
ンクの混色のない確実なインクタンクユニット２００の
着脱が最小限のスペースで可能となる。
【０１００】このように、インクタンクユニット２００
と負圧制御室ユニット１００とを接続させたとき、負圧
制御室ユニット１００内とインク収納容器２０１内との
圧力が等しくなるまでインクが移動し、図４（ｄ）に示
すように、ジョイントパイプ１８０及びジョイント口２
３０内における圧力が負となる状態で平衡状態になる
（この状態を、「使用開始状態」と称する）。
【０１０１】そこで、この平衡状態となるためのインク
移動について、詳細に説明する。
【０１０２】インクタンクユニット２００が装着される
ことでインク収納容器２０１のジョイント口２３０に設
けられた弁機構が開くと、インク収納部はジョイント口
２３０を除いて実質的な密閉状態となる。すると、イン
ク収納容器２０１内のインクがジョイント口２３０へ流
れて負圧制御室ユニット１００の吸収体１４０との間に
インクパスが形成される。インクパスが形成されると、
吸収体１４０の毛管力により、インク収納容器２０１か
ら吸収体１４０へのインク移動が開始され、その結果、
吸収体１４０内のインクの界面が上昇する。また、内袋
２２０は、内袋２２０内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はじめようとする。
【０１０３】ここで、筐体２１０は内袋２２０の角部の
変位を抑制する働きをするため、内袋２２０は、インク
消費による変形の作用力と装着前の状態（本実施形態の
図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す初期状態）の形状に戻ろ
うとする作用力とが働き、急激な変化をすることなく、
変形の度合いに応じた負圧を発生するようになる。筐体
２１０と内袋２２０の空間は、外気連通口２２２を介し
て外気に連通しているので、上記変形に応じて筐体２１
０と内袋２２０との間に空気が導入される。
【０１０４】なお、ジョイント口２３０及びジョイント
パイプ１８０内に空気が存在していても、インク収納容
器２０１内のインクが吸収体１４０に接触することでイ
ンクパスが形成されると、インクの導出に伴い内袋２２
０が変形するので、その空気は内袋２２０内へと容易に
移動することができる。
【０１０５】インク移動は、インク収納容器２０１のジ
ョイント口２３０における静負圧と、負圧制御室ユニッ
ト１００のジョイントパイプ１８０における静負圧とが
等しくなるまで行なわれる。
【０１０６】以上説明したように、インク収納容器２０
１と負圧制御室ユニット１００との接続におけるインク
収納容器２０１から負圧制御室ユニット１００へのイン
クの移動は、インク収納容器２０１に吸収体１３０、１
４０を介した気体の導入をすることなく行われる。平衡
状態となった時のそれぞれの室の静負圧は、負圧制御室
ユニット１００のインク供給口に接続されるインクジェ
ットヘッドユニット１６０などの液体吐出記録手段から
インクが漏れ出ないよう、接続する液体吐出記録手段の
種類に応じて適切な値となるように設定すればよい。
【０１０７】また、接続前に吸収体１３０に保持される
インク量のばらつきが存在するため、平衡状態に達した
場合でも、吸収体１４０にインクが充填されない領域が
残っていることがある。この領域は、バッファ領域とし
て利用することができる。
【０１０８】逆に、ばらつき量の影響により、平衡状態
に達した時のジョイントパイプ１８０及びジョイント口
２３０内での圧力が正になってしまう恐れのある時は、
液体吐出記録装置本体に設けられる後述の吸引回復手段
により吸引回復を行ない、若干のインクを流出させるこ
とで対応してもよい。
【０１０９】前述したように、本実施形態のインクタン
クユニット２００は、その外底面をホルダー１５０のイ
ンクタンク係止部１５５の上に乗せた状態で斜めに挿入
し、インクタンク係止部１５５を乗り越えた後、ホルダ
ー１５０の底面に押し込むという、略回動動作を伴って
ホルダー１５０に装着される。また、この逆の動作によ
って、インクタンクユニット２００はホルダー１５０か
ら取り外される。そして、このインクタンクユニット２
００の着脱動作に伴って、インクタンクユニット２００
に設けられた弁機構の開閉動作が行われる。
【０１１０】〈弁機構の開閉動作〉以下に、弁機構の開
閉動作について図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明す
る。
【０１１１】図５（ａ）は、インクタンクユニット２０
０がジョイント口２３０を斜め下向きにしてホルダー１
５０に斜めに挿入され、ジョイントパイプ１８０がジョ
イント口２３０に挿入される直前の状態を示している。
【０１１２】ここで、ジョイントパイプ１８０には、そ
の外周面に全周にわたってシール用突起１８０ａが一体
的に設けられているとともに、先端に弁開閉用突起１８
０ｂが設けられている。シール用突起１８０ａは、ジョ
イントパイプ１８０がジョイント口２３０に挿入された
ときにジョイント口２３０のジョイントシール面２６０
に当接するものであり、上端部でのジョイントパイプ１
８０の先端からの距離が下端部でのそれよりも大きくな
るように斜めに設けられている。
【０１１３】シール用突起１８０ａは、後述するよう
に、インクタンクユニット２００の着脱動作時にジョイ
ントシール面２６０に対して摺動するものであるので、
ジョイントシール面２６０との摺動性及び密着性の良い
材料が用いられることが好ましい。また、弁体２６１を
第１弁枠２６０ａ側に付勢する付勢部材２６３の形態は
特に限定されるものではなく、コイルばねや板ばねのよ
うなばね部材、あるいは、ゴムのような伸縮性を有する
部材等を用いることができる。また、リサイクル性を考
慮すると、樹脂からなる弾性部材にすると好ましい。
【０１１４】図５（ａ）に示した状態では、弁開閉用突
起１８０ｂは弁体２６１には当接しておらず、弁体２６
１のジョイントパイプ１８０側端部の外周に形成された
シール部が、付勢部材２６３の付勢力によって第１弁枠
２６０ａのシール部に押圧されている。これにより、イ
ンクタンクユニット２００の内部の気密性が維持されて
いる。
【０１１５】インクタンクユニット２００をホルダー１
５０に更に挿入して行くと、シール用突起１８０ａによ
りジョイント口２３０のジョイントシール面２６０がシ
ールされる。この際、シール用突起１８０ａは上述した
ように斜めに設けられているので、まず、図５（ｂ）に
示すように、シール用突起１８０ａの下端部がジョイン
トシール面２６０に当接し、インクタンクユニット２０
０の挿入動作に伴ってジョイントシール面２６０に対し
て摺動しながら徐々にシール用突起１８０ａの上部に向
かって当接範囲が広がり、最終的に、図５（ｃ）に示す
ように、シール用突起１８０ａの上端部がジョイントシ
ール面２６０に当接する。これによりシール突起１８０
ａの全周がジョイントシール面２６０と当接し、ジョイ
ント口２３０はシール用突起１８０ａによってシールさ
れる。
【０１１６】また、図５（ｃ）に示した状態では、弁開
閉用突起１８０ｂは弁体２６１には当接しておらず、弁
機構は開いていない。従って、弁機構の開く前にジョイ
ント口２３０のシールがなされるので、インクタンクユ
ニット２００の装着動作中におけるジョイント口２３０
からのインク漏れが防止される。
【０１１７】さらに、上述したように、ジョイント口２
３０のシールは、ジョイントシール面２６０の下側から
徐々になされていくので、シール用突起１８０ａによる
ジョイント口２３０のシールがなされるまでは、ジョイ
ント口２３０内の空気はシール用突起１８０ａとジョイ
ントシール面２６０との隙間から排出される。このよう
にジョイント口２３０内の空気が排出されることによっ
て、ジョイント口２３０がシールされた状態でジョイン
ト口２３０内に残存する空気の量が最小限になり、ジョ
イントパイプ１８０のジョイント口２３０内への侵入に
よる、ジョイント口２３０内の空気の過度の圧縮、すな
わちジョイント口２３０内の圧力の過度の上昇が防止さ
れる。その結果、インクタンクユニット２００がホルダ
ー１５０に完全に装着される前の、ジョイント口２３０
内の圧力の上昇に伴う不用意な弁の開き、及びこれによ
るジョイント口２３０内へのインクの流出を防止するこ
とができる。
【０１１８】インクタンクユニット２００をさらに挿入
していくと、図５（ｄ）に示すように、シール用突起１
８０ａによるジョイント口２３０のシールがなされたま
ま、弁開閉用突起１８０ｂは付勢部材２６３の付勢力に
抗して弁体２６１を押し込む。これにより、第２弁枠２
６０ｂの開口２６０ｃがジョイント口２３０と連通し、
ジョイント口２３０内の空気が開口２６０ｃを通ってイ
ンクタンクユニット２００の内部に導入されるととも
に、インクタンクユニット２００内のインクは開口２６
０ｃ及びジョイントパイプ１８０を通って負圧制御室容
器１１０（図２参照）へ供給される。
【０１１９】このように、ジョイント口２３０内の空気
がインクタンクユニット２００内に導入されることで、
例えば使用途中のインクタンクユニット２００を再度装
着したとき、内袋２２０（図２参照）内の負圧が緩和さ
れる。よって、負圧制御室容器１１０と内袋２２０との
負圧のバランスが改善され、負圧制御室容器１１０への
インクの再供給性の悪化を防止することができる。
【０１２０】以上の動作の後、インクタンクユニット２
００をホルダー１５０の底面に押し込み、図５（ｅ）に
示すように、インクタンクユニット２００をホルダー１
５０に装着することで、ジョイント口２３０とジョイン
トパイプ１８０とが完全に接続され、前述した気液交換
が確実に行われる状態となっている。
【０１２１】本実施形態では、第２弁枠２６０ｂには開
口部２６０ｃをインクタンクの底部側でかつ弁枠シール
部２６４の近傍に設けてある。この開口部２６０ｃの構
成によれば、弁機構開時、すなわち弁体２６１が弁開閉
用突起１８０ｂにより押圧され、弁蓋２６２側へ移動直
後直ちにインクタンクユニット２００内のインクが負圧
制御室ユニット１００へ供給が開始されかつ、インク使
い切り時のインクタンク内のインク残量を最小にする事
ができる。
【０１２２】また本実施形態においては、第１弁枠２６
０ａのジョイントシール面２６０すなわち第１弁枠のシ
ール部を構成する材料としてエラストマーを用いた。こ
のように構成材料としてエラストマーを用いることでそ
のエラストマーの弾性力により、ジョイントシール面２
６０ではジョイントパイプ１８０のシール用突起１８０
ａとの確実なシール性を確保することができ、第１弁枠
２６０ａのシール部では弁体２６１のシール部との確実
なシール性を確保することができる。その上、第１弁枠
２６０ａとジョイントパイプ１８０との間のシール性を
確保するのに最低限必要な弾性力以上の弾性力をエラス
トマーに持たせること（例えばエラストマーの肉厚を増
やす）により、インクジェットヘッドカートリッジのシ
リアルスキャン走査の際のジョイントパイプ接続箇所の
軸ブレや拗れをエラストマーの撓みで抑え、より信頼性
の高いシールを行なうことができる。さらに、構成材料
として用いたエラストマーは、第１弁枠２６０ａと一体
成形が可能であり、部品を増やすことなく、上記のよう
な効果が得られる。また、構成材料としてエラストマー
を用いる部分は、上記構成に限られるものではなく、ジ
ョイントパイプ１８０に形成されたシール用突起１８０
ａの構成材料や、弁体２６１のシール部の構成材料とし
てエラストマーを用いてもよい。
【０１２３】一方、インクタンクユニット２００をホル
ダー１５０から取り外すと、上述した動作と逆の順で、
ジョイント口２３０のシールの解除及び弁機構の動作が
行われる。
【０１２４】すなわち、インクタンクユニット２００
を、装着時とは逆向きに回動させながらホルダー１５０
から引き抜くと、まず、弁体２６１が付勢部材２６３の
付勢力によって前進し、弁体２６１のシール部が第１弁
枠２６０ａのシール部に押圧されることによって、ジョ
イント口２３０が弁体２６１によって閉鎖される。
【０１２５】その後、さらにインクタンクユニット２０
０を引き抜くことにより、シール用突起１８０ａによる
ジョイント口２３０のシールが解除される。このよう
に、ジョイント口２３０は弁機構の閉鎖後にシールが解
除されるので、ジョイント口２３０への無駄なインクの
供給が防止される。
【０１２６】さらに、シール用突起１８０ａは前述のよ
うに斜めに設けられているので、ジョイント口２３０の
シールの解除は、シール用突起１８０ａの上端部から行
われる。ジョイント口２３０のシールが解除される前
は、ジョイント口２３０及びジョイントパイプ１８０の
内部にはインクが残っているが、はじめに開放されるの
はシール用突起１８０ａの上端部であり、下端部はまだ
シールされたままなので、ジョイント口２３０からイン
クが漏れることはない。しかも、ジョイント口２３０及
びジョイントパイプ１８０の内部は負圧の状態であるの
で、シール用突起１８０ａの上端部が開放されると、そ
こからジョイント口２３０内に大気が入り込み、ジョイ
ント口２３０及びジョイントパイプ１８０に残っている
インクは負圧制御容器１１０へ引き込まれる。
【０１２７】このように、ジョイント口２３０のシール
を解除する際に、シール用突起１８０ａの上端部を先に
開放させ、ジョイント口２３０内に残ったインクを負圧
制御容器１１０へ移動させることで、インクタンクユニ
ット２００をホルダー１５０から取り外したときのジョ
イント口２３０からのインクの漏れが防止される。
【０１２８】以上説明したように、本実施形態における
インクタンクユニット２００と負圧制御容器１１０との
接続構造によれば、インクタンクユニット２００の弁機
構が作動する前にジョイント口２３０のシールがなされ
るので、ジョイント口２３０からの不用意なインクの漏
れを防止することができる。しかも、インクタンクユニ
ット２００の接続時及び取り外し時において、シールタ
イミング及びその解除タイミングに上部と下部とで時間
差を設けることにより、接続時の不用意な弁体２６１の
動作及び取り外し時のジョイント口２３０に残存したイ
ンクの漏れを防止することができる。
【０１２９】また、本実施形態では、弁体２６１をジョ
イント口２３０の開口端より奥に配置しており、ジョイ
ントパイプ１８０の先端の弁開閉用突起１８０ｂによっ
て、この弁体２６１の動作を行わせているので、ユーザ
ーが弁体２６１に直接触れることはなく、弁体２６１に
付着したインクによる汚れを防止することができる。
【０１３０】〈ジョイント部の着脱動作とＩＤの関係〉
次に、図４と図５を用いてジョイント部の着脱動作とＩ
Ｄの関係について説明する。図４と図５はそれぞれ、イ
ンクタンクユニット２００をホルダー１５０へ装着する
過程を示す図であり、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と
図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は同一時期で、図４はＩ
Ｄの状態を、図５はジョイント部の詳細を示している。
【０１３１】まず、図４（ａ）、図５（ａ）に示す位
置、すなわち、負圧制御室ユニット１００に設けられた
インクタンクユニット２００の誤挿入防止のための複数
のＩＤ部材１７０とインクタンクの傾斜面２５１が接触
する位置まで装着動作が行なわれる。この時点ではジョ
イント口２３０とジョイントパイプ１８０が接触しない
構成となっている。この時点でもし、誤ったインクタン
クユニットを装着しようとした場合には前記傾斜面２５
１と前記ＩＤ部材１７０が干渉し、それ以上のインクタ
ンクユニットの装着を阻止する。本構成によれば前述の
通りジョイント口２３０とジョイントパイプ１８０が絶
対接触しないので、誤装着時にジョイント部でインクが
混色したり、インク固着、不吐出、画像欠陥、装置故
障、インクタンク交換型の装置でのヘッドの不必要な交
換を未然に防止できる。
【０１３２】次に、正しい位置に装着されたインクタン
クユニット２００は図４（ｂ）、図４（ｂ）に示す位
置、すなわち前記ＩＤ部材１７０とＩＤ用凹部２５２が
対応する位置に設けられているので、更に奥（負圧制御
室ユニット２００側）まで装着される。この位置まで装
着されたインクタンクユニット２００はジョイント口２
３０とジョイントパイプ１８０のシール用突起１８０ａ
の下端部がジョイント口２３０のシール面２６０に当接
する。
【０１３３】以下、前述の過程の通りジョイント部が接
続され、インクタンクユニット２００内と負圧制御室ユ
ニット１００内が連通される。
【０１３４】上記の実施形態において、シール用突起１
８０ａはジョイントパイプ１８０に一体的に設けられて
いるが、シール用突起１８０ａとジョイントパイプ１８
０は別体で構成され、ジョイントパイプ１８０の周囲に
設けられた凸部又は凹部にシール用突起１８０ａを略係
合させることで、シール用突起１８０ａがジョイントパ
イプ１８０の周囲を可動できる構成でも良い。ただし、
シール用突起１８０ａの可動範囲はインクタンク２００
がホルダー１５０に装着される際に、可動範囲内におけ
るシール用突起１８０ａがジョイントシール面２６０と
完全に当接するまで弁体開閉突起１８０ｂが弁体２６１
に当接することが無いように設計されている。
【０１３５】インクタンクユニット２００がホルダー１
５０に装着される過程は、上記の実施形態では、シール
用突起１８０ａの下端部がジョイントシール面２６０に
当接し、インクタンクユニット２００の挿入動作に伴っ
てジョイントシール面２６０に対して摺動しながら徐々
にシール用突起１８０ａの上部に向かって当接範囲が広
がり、最終的にシール用突起１８０ａの上端部がジョイ
ントシール面２６０に当接することを示したが、シール
用突起１８０ａの上端部がジョイントシール面２６０に
当接し、インクタンクユニット２００の挿入動作に伴っ
てジョイントシール面２６０に対して摺動しながら徐々
にシール用突起１８０ａの下部に向かって当接範囲が広
がり、最終的にシール用突起１８０ａの下端部がジョイ
ントシール面２６０に当接しても構わないし、また、下
端部と上端部が同時に当接しても構わない。その際、ジ
ョイントパイプ１８０と弁体２６１との間に存在する空
気が弁体２６１を押し込んで弁体２６１が開いたとして
も、ジョイント口２３０がシール用突起１８０ａとジョ
イントシール面２６０で完全にシールされているために
収納容器２０１内のインク３００が外に漏れ出すことは
ない。すなわち、本発明のポイントは、ジョイントパイ
プ１８０とジョイント口２３０が完全にシールされた
後、弁機構が開放されることであり、本構成によれば、
インクタンクユニット２００の装着時にインクタンク内
のインク３００が外へ漏れ出すことはない。更に押し込
まれた空気はインクタンクユニット２００内に入り、イ
ンク収納容器２０１内のインク２００をジョイント口２
３０に押し出すため、インク収納容器２０１から吸収体
１４０へのインク供給が速やかに行なわれる。
【０１３６】〈インク供給動作〉次に、図２に示したイ
ンクジェットヘッドカートリッジにおけるインクの供給
動作について図６を参照して説明する。図６は、図２に
示したインクジェットヘッドカートリッジにおけるイン
クの供給動作について説明するための断面図である。
【０１３７】上述したように負圧制御室ユニット１００
内の吸収体を複数の部材に分割し、分割された部材同士
の境界面をジョイントパイプ１８０の上端より使用時姿
勢において上方に配置することにより、図２に示したイ
ンクジェットヘッドカートリッジにおいて吸収体１３
０、１４０の双方にインクが存在する場合では、上方の
吸収体１３０内のインクを消費した後、下方の吸収体１
４０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、はじめに吸収
体１４０、及び吸収体１３０と１４０との境界面１１３
ｃ近傍が充填された後、吸収体１３０にインクが進入す
る。従って、吸収体１４０の繊維方向とあわせて、負圧
制御室ユニット１００内のバッファ空間１１６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、
本実施形態のように、吸収体１３０の毛管力より吸収体
１４０の毛管力の強さを相対的に高くすることで、使用
時に確実に上方の吸収体１３０中のインクを消費するこ
とができる。
【０１３８】さらに加えて、本実施形態の場合、負圧制
御室蓋１２０のリブにより吸収体１３０が吸収体１４０
側に押されていることにより吸収体１３０と吸収体１４
０とは境界面１１３ｃで圧接しており、吸収体１３０、
１４０の、境界面１１３ｃ近傍の部分ではそれぞれ、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、吸収体１４０の毛管力をＰ1、吸
収体１３０の毛管力をＰ2、吸収体１３０、１４０同士
の境界面１１３ｃ、及び吸収体１３０、１４０の、境界
面１１３ｃ近傍の領域（境界層）の持つ毛管力をＰSと
すると、Ｐ2＜Ｐ1＜ＰS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Ｐ1とＰ2の毛管力範囲が吸収体１３０、１４０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。また、上述したよ
うに、吸収体１３０、１４０の境界面１１３ｃの下部近
傍にジョイントパイプ１８０を配することで気液交換時
の液面をこの位置で安定的に保つことが可能となるので
好ましい。
【０１３９】そこで、本実施形態における境界面１１３
ｃを構成するための方法について説明する。本実施形態
の場合、毛管力発生部材である吸収体１４０の構成材料
としては、毛管力Ｐ1＝−1080Paのオレフィン系樹脂繊
維（２デニール）が用いられており、その固さは、6.76
N/mmである。ここで、吸収体１３０、１４０の固さは、
負圧制御室容器１１０内に収納された状態においてφ15
mmの押し棒を吸収体に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られてい
る。一方、吸収体１３０の構成材料としては、吸収体１
４０と同材料のオレフィン系樹脂繊を用いたが、吸収体
１３０のＰ2は吸収体１４０に比べて弱くなっており、
その毛管力Ｐ2＝−785Paであり、かつ、その繊維材料の
繊維径が太く（６デニール）、吸収体１３０の剛性は1
8.4N/mmと高くなっている。
【０１４０】このように、毛管力の弱い吸収体１３０の
方を毛管力の高い吸収体１４０に対して固くし、それら
の吸収体１３０、１４０を圧接させて組み合わせること
で、吸収体１３０、１４０同士の境界面１１３ｃ付近で
は、吸収体１４０の方がつぶれることとなり、毛管力の
強さをＰ2＜Ｐ1＜ＰSとすることができる。さらに、Ｐ2
とＰSの差を必ずＰ2とＰ1の差以上とすることができ
る。
【０１４１】〈インク消費動作〉次に、負圧制御室ユニ
ット１００及びホルダー１５０にインクタンクユニット
２００を装着してからインク吸収容器２０１内のインク
が消費されるまでのインク消費動作の概要について図６
〜図８を参照して説明する。図７は、図６に基づいて説
明するインク消費動作におけるインクの状態について説
明するための図であり、図８は、そのインク消費動作で
内袋２２０の変形による内部圧力変動の抑制効果につい
て説明するための図である。
【０１４２】まず、上述したようにインク収納容器２０
１を負圧制御室ユニット１００と接続させると、負圧制
御室ユニット１００内とインク収納容器２０１内との圧
力が等しくなるまでインク収納容器２０１内のインクが
負圧制御室ユニット１００内へ移動して使用開始状態と
なる。次に、インクジェットヘッドユニット１６０によ
りインクの消費が開始されると、内袋２２０内と吸収体
１４０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、内袋２２０内と吸収体１４０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７（ａ）の領域Ａ）。ここで、吸収体１３０にイ
ンクが保持されている場合には、吸収体１３０のインク
も消費される。なお、図７（ａ）は、この時のインク供
給管１６５内における負圧変化の割合の一例について説
明するための図であり、図７（ａ）では、横軸が、イン
ク供給管１６５から負圧制御室容器１１０の外部へのイ
ンク導出量、縦軸が、インク供給管１６５内の負圧（静
負圧）の値である。
【０１４３】次に、内袋２２０内に気体が導入されるこ
とで吸収体１３０、１４０が気液界面Ｌを保ちながらイ
ンクの導出に対して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７（ａ）の領域Ｂ）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７（ａ）の領域Ｃ）。
【０１４４】このように、本実施形態のインクジェット
ヘッドカートリッジは、内袋２２０内へ外気を導入する
ことなく、内袋２２０内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）
においてインク収納容器２０１の内容積の制限は、結合
時において内袋２２０内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、インク収納容器２０１
の内容積の制限を緩和しても、温度変化などの環境変化
に対応可能であるという利点がある。
【０１４５】また、図７（ａ）における上述の領域Ａ、
Ｂ、Ｃのどの状態においてインク収納容器２０１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、こ
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、本実施形態のインクジェットヘッドカートリッ
ジによれば、インク収納容器２０１内のインクをほぼ完
全に消費することができる。また、それだけでなく、イ
ンクタンクユニット２００の交換時にジョイントパイプ
１８０またはジョイント口２３０内に空気を含んでいて
もよく、吸収体１３０、１４０のインク保持量によらず
インク収納容器２０１の交換をできるので、必ずしも残
量検出機構を設けなくとも、インク収納容器２０１を交
換可能なインクジェットヘッドカートリッジが得られ
る。
【０１４６】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７（ｂ）にてさらに別の観
点で説明する。
【０１４７】図７（ｂ）は、一連のインク消費過程にお
ける動作の一例について説明するための図であり、図７
（ｂ）では、横軸が時間、縦軸がインク収納部からのイ
ンク導出量、及び内袋２２０内への空気導入量である。
また、経過時間においてインクジェットヘッドユニット
１６０へのインク供給量は一定とする。
【０１４８】図７（ｂ）に示されるインク導出量及び空
気導入量の観点で一連のインク消費過程における動作に
ついて説明する。図７（ｂ）において、内袋２２０から
のインク導出量が実線で、インク収納部への空気導入
量が実線で示されている。
【０１４９】時間ｔ＝０から時間ｔ＝ｔ1までは、図７
（ａ）に示した気液交換前の領域Ａに相当する。この領
域Ａでは、前述したように吸収体１４０からと内袋２２
０内から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。
【０１５０】次に、時間ｔ＝ｔ1から時間ｔ＝ｔ2まで
は、図７（ａ）の気液交換領域（Ｂ領域）に相当する。
この領域Ｂ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７（ｂ）の実線で示すよ
うに、内袋２２０内にエアが導入される（実線の段差
で示される）ことにより内袋２２０内からインクが導出
される。その際に、エアの導入に伴い、導入されたエア
に等しい量のインクが直ちに内袋２２０内から導出され
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
的に内袋２２０内から導出されるようになっている。こ
のような動作は、この図７（ｂ）からも明らかなよう
に、内袋２２０を有しておらず、インク収納部が変形し
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。内袋２２０内のインクの導出が
進むと、ある時点で、内袋２２０内のエアの量とインク
の量とが逆転する。
【０１５１】時間ｔ＝ｔ2を過ぎると、図７（ａ）に示
した気液交換後の領域（領域Ｃ）となる。この領域Ｃで
は、前述したように内袋２２０内がほぼ大気圧になる。
それに伴い、内袋２２０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、内袋２２
０では、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。そのため内袋２２０内への最終的な空気
導入量Ｖcは（Ｖ＞Ｖc）となる。領域Ｃでも内袋２２０
からのインクはすべて使い切る状態となる。
【０１５２】以上説明したように、本実施形態のインク
ジェットヘッドカートリッジ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７
（ａ）における振幅縺j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。
【０１５３】この理由として、気液交換を行う以前に内
袋２２０内からのインクの導出により、内袋２２０がタ
ンク内方に変形した状態になっている。そのため内袋２
２０の弾性力により内袋２２０の壁部では常に外方へ向
かう力が働いている。そのため気液交換時に吸収体１４
０内と内袋２２０内との圧力差を緩和させるために内袋
２２０内に入るエアの量が、前述したように所定量以上
に入る場合が多い。それにより内袋２２０内から負圧制
御室ユニット１００へのインクの導出も多くなる傾向に
ある。それに対して、インクタンクユニット２００の内
部が、内袋２２０のように壁部が変形しないようなイン
ク収納部を有する構成にした場合は、そのインク収納部
に所定量のエアが入ることにより直ちに負圧制御室ユニ
ット１００へインクが導出される。
【０１５４】例えば、１００％デューティ（ベタモー
ド）の印字を行う場合、インクジェットヘッドユニット
１６０から一度に大量のインクが吐出される。これによ
り負圧制御室ユニット１００内及びインク収納容器２０
１内からも急激にインクの導出が行われるが、本実施形
態のインクジェットヘッドカートリッジにおいては、気
液交換によるインクの導出が比較的多いので、インク切
れの心配がなく信頼性が向上する。
【０１５５】また、本実施形態のインクジェットヘッド
カートリッジの構成によれば、内袋２２０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
どの振動や、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がある。
【０１５６】以上説明したように、本実施形態のインク
ジェットヘッドカートリッジは、微小な負圧変動を内袋
２２０により緩和することができるが、さらに、その構
成によれば、第２のインク供給状態など、内袋２２０内
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、温度変化などの環境の変化に対応するこ
とが可能となる。
【０１５７】次に、図２に示したインクジェットヘッド
カートリッジの環境条件を変化させた場合にそのユニッ
ト内で液体を安定して保持するメカニズムについて図８
を参照して説明する。以下の説明では、吸収体１３０、
１４０を毛管力発生部材とも称する。
【０１５８】大気圧の減少あるいは気温の上昇により、
内袋２２０内の空気が膨張すると、内袋２２０を構成す
る壁部や、内袋２２０内の液面が押圧される。これによ
り、内袋２２０の内容積が増加すると共に、内袋２２０
内のインクの一部がジョイント口２３０及びジョイント
パイプ１８０を通して内袋２２０内から負圧制御室容器
１１０内へと流出する。ここで、内袋２２０の内容積が
増加するために、吸収体１４０へ流出するインク量は、
インクが収納される部分が変形不可能な場合に比べて大
幅に少なくなる。
【０１５９】ここで、ジョイント口２３０及びジョイン
トパイプ１８０を通じて負圧制御室容器１１０内へと流
出するインク量は、気圧変化が急激な場合、内袋２２０
内の負圧を緩和し、内袋２２０の内容積を増加させるた
め、内袋２２０の壁部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。
【０１６０】特に、本構成の場合、毛管力発生部材（吸
収体１３０、１４０）の流抵抗が袋の復元に対する抵抗
より大きいので、空気の膨張にともない、まず内袋２２
０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、ジョイント
口２３０及びジョイントパイプ１８０を介して内袋２２
０内から負圧制御室容器１１０側へインクが流出するよ
うになる。つまり、内袋２２０内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、前記毛管力発
生部材内のインクの移動が緩やかになり、インク供給管
１６５近傍における負圧特性が安定する。
【０１６１】なお、本実施形態では負圧制御室容器１１
０に流出したインクは前記毛管力発生部材で保持される
ようにしている。この場合、負圧制御室容器１１０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、インクジェットヘッドユニット１６
０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、負圧制御室容器１１０に漏出して
前記毛管力発生部材に保持されていたインクが再び内袋
２２０内に戻ると共に内袋２２０の内容積が元の状態へ
と戻るようになる。
【０１６２】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。
【０１６３】この状態で特徴的なことは、内袋２２０内
から導出されたインク量だけでなく、内袋２２０自体の
内容積の変化による負圧の変動に対してバランスを保つ
ように、前記毛管力発生部材に保持されているインクの
界面が変化することである。ここで、本発明における、
前記毛管力発生部材のインク吸収量とインク収納容器２
０１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、インク収納容器２０１からの最悪条件下で
のインク流出量と、インク収納容器２０１からのインク
供給時に負圧制御室容器１１０に保持させるインク量と
を考慮して負圧制御室容器１１０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を収納するだ
けの容積を負圧制御室容器１１０に持たせれば良い。
【０１６４】図８（ａ）に、内袋２２０内が空気の膨張
に対して全く変形しない場合の、減圧前の内袋２２０内
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、これらの関係を点線で示した。
【０１６５】従って、内袋２２０内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、インク収納容器２０１からの
インク流出量が最大となるのは内袋２２０の容積ＶBの
３０％のインクが内袋２２０内に残余している場合であ
り、内袋２２０内壁下端部より下のインクも負圧制御室
容器１１０の毛管力発生部材に吸収されるとすれば、内
袋２２０に残余している全てのインク（ＶBの３０％）
が漏出すると考えれば良い。
【０１６６】これに対し、本実施形態では、内袋２２０
内が空気の膨張に対して変形するので、膨張前の内袋２
２０の内容積に対し、膨張後の内袋２２０の内容積は増
加するとともに、この内袋２２０内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、負圧制御室容器１
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、内袋２２０内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との負圧のバラ
ンスを保つようになる。すなわち、内袋２２０内の膨張
量だけ、インク導出量は少なくなる。その結果、一例と
して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、内袋２２０内からのインク流出量
の最悪条件での見積は、内袋２２０内が空気の膨張に対
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度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。
【０１６７】このように、本発明のインクタンクによれ
ば、環境の変化によるインク収納容器２０１内の空気の
膨張を、負圧制御室容器１１０だけではなく、最大で内
袋２２０内の外形形状が筐体２１０内面の形状と実質的
に等しくなるまでインク収納容器２０１自体の体積を増
加させるバッファ効果によりインク収納容器２０１でも
許容することができるので、インク収納容器２０１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。
【０１６８】また、初期の空気の体積をＶA1とした時、
ｔ＝０で大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境
下にタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴
う内袋２２０内からのインク導出量及び内袋２２０の内
容積を図８（ｂ）に模式的に示す。図８（ｂ）におい
て、横軸は時間（ｔ）、縦軸は内袋２２０内からのイン
ク導出量及び内袋２２０の内容積であり、内袋２２０内
からのインク導出量の時間変化を実線で、内袋２２０
内の体積の時間変化を実線で示す。
【０１６９】図８（ｂ）に示すように、急激な環境の変
化に対しては、最終的に負圧制御室容器１１０とインク
収納容器２０１とが負圧バランスを保つ定常状態となる
前に、主としてインク収納容器２０１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、インク収納容器２０１から負圧制御室容器１１０へ
のインクの導出タイミングを遅らせることができる。
【０１７０】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、インク収納容器２０１の使用中に安定した
負圧条件下でインク供給を行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。
【０１７１】本実施形態のインクジェットヘッドカート
リッジによれば、使用する毛管力発生部材（インク吸収
体１３０、１４０）及び内袋２２０内の材料を適宜選択
することで、負圧制御室容器１１０と内袋２２０内との
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、内袋
２２０内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
内袋２２０内の変形量を大きくするようにすればよい。
【０１７２】このように、本実施形態のインクジェット
ヘッドカートリッジによれば、負圧制御室容器１１０の
構成と合わせ、毛管力発生部材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。
【０１７３】本実施形態のインクジェットヘッドカート
リッジにおいて、図２に示したようにジョイントパイプ
１８０は負圧制御室容器１１０の下端部より上方に設け
られている。これにより、負圧制御室容器１１０内の吸
収体１３０，１４０中のインク成分のばらつきを低減さ
せる効果が得られる。この効果について、以下にさらに
詳細に説明する。
【０１７４】インクタンクユニット２００からのインク
はジョイント口２３０、吸収体１３０，１４０を介して
インクジェットヘッドユニット１６０へと供給される
が、ジョイント口２３０からインク供給管１６５までの
経路はさまざまである。インクが最短距離で直接供給さ
れる場合と、例えば、上述した環境変化などによる吸収
体１４０内の液面の上昇によって、一度、吸収体１４０
の上部までいった後、インク供給管１６５へと導かれる
ものとでは、その経路にかなりの差がでる。それにより
インク成分のばらつきにより記録への影響がでる場合が
ある。本実施形態のインクジェットヘッドカートリッジ
の構成のように、ジョイントパイプ１８０を吸収体１４
０の上部へ位置させることで、インク経路のばらつき、
つまり、経路の長さの差を押さえ、それによりインク成
分のばらつきも押さえることが可能となる。それによ
り、記録へのばらつき成分を押さえることができる。こ
れにより、ジョイントパイプ１８０及びジョイント口２
３０をなるべく上部にもっていくことが好ましいが、バ
ッファ機能を確保するため、本実施形態のように、ある
程度の位置にとどめることが好ましい。この位置は、吸
収体１３０，１４０、インク、インクの供給量、インク
量等の条件により、適宜決定される。
【０１７５】ところで、本実施形態のインクジェットヘ
ッドカートリッジの負圧制御室容器１１０内には、上述
したように、毛管力をＰ1の吸収体１４０と毛管力をＰ2
の吸収体１３０とが圧接して収納されることで、毛管力
がＰSの境界面１１３ｃが形成されている。各毛管力の
強さの関係はＰ2＜Ｐ1＜ＰS、すなわち、境界面１１３
ｃの毛管力が最も強く、ついで、下段側に配された吸収
体１４０の毛管力が強く、上段側に配された吸収体１３
０の毛管力が最も弱いという関係にある。境界面１１３
ｃの毛管力が最も強く、かつ、上段側に配された吸収体
１３０の毛管力が最も弱いということで、連通口２３１
から供給されたインクが境界面１１３ｃを超えて上段側
の吸収体１３０に流れ込んだとしても、インクは境界面
１１３ｃ側に強く引っ張られ、境界面１１３ｃの方に戻
ることとなる。このように、境界面１１３ｃが存在する
ことで、経路Ｊが吸収体１４０と吸収体１３０との両方
を通過するようなラインを描くことはなく、よって、連
通口２３０が供給口１３１より上方に形成されているこ
ととあいまって、経路Ｋの長さと経路Ｊの長さとの差違
を小さくすることができる。このため、吸収体１４０内
を流れるインクの経路が異なった際に生じる、インクが
吸収体１４０より受ける影響の差違も小さくできる。
【０１７６】また、本実施形態においては、負圧制御室
容器１１０に収納された、負圧発生部材であるインク吸
収体は２部材の構成となっている。本実施形態において
は、毛管力の異なる吸収体１３０、１４０で構成されて
おり、下部の吸収体として毛管力の強いものを用いてい
る。そして、吸収体１３０と１４０との境界面１１３ｃ
の界面近傍の下部にジョイントパイプ１８０を位置させ
ることで、インク経路のばらつきを押さえつつ、確実な
バッファ部をも確保することが可能となっている。
【０１７７】また、供給口１３１は負圧制御室容器１１
０の下壁の中央付近に形成されたものを例として示した
が、これに限定されることなく、必要であれば、連通口
２３１から遠ざけられた方向、すなわち、図２での下壁
の左端側あるいは左側の側壁に供給口が形成されるもの
であってもよい。これに伴い、ホルダー１５０に設けら
れたインクジェットヘッドユニット１６０の位置、及び
インク供給管１６５の位置も下壁の左端側あるいは左側
の側壁に形成された供給口に対応する位置に設けられた
ものであってもよい。
【０１７８】〈弁機構〉次に、上述したインクタンクユ
ニット２００のジョイント口２３０の内部に設けられた
弁機構について図９を参照して説明する。
【０１７９】図９（ａ）は、第２弁枠２６０ｂと弁体２
６１との関係の正面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の側
断面図、図９（ｃ）は、第２弁枠２６０ｂと回転した弁
体２６１との関係の正面図、図９（ｄ）は、図９（ｄ）
の側断面図である。
【０１８０】図３や、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す
ように、ジョイント口２３０の開口形状は、インク収納
容器２０１のインクの供給性能を高めるために、一方向
に延びる長穴状になっており、ジョイント口２３０の開
口面積が拡大されている。しかしながら、ジョイント口
２３０の長手方向に対して垂直な横方向へジョイント口
２３０の開口幅を拡大すると、インク収納容器２０１の
占めるスペースが増大し、ひいては装置の大型化につな
がってしまう。この傾向は、最近のカラー化、フォト化
に伴い、インクタンクを横方向（キャリッジ走査方向）
に並列して並べる場合、特に効果がある。このため、本
実施形態においては、インク収納容器２０１のインク供
給口であるジョイント口２３０の形状を長穴とした。
【０１８１】さらに、本実施形態のインクジェットヘッ
ドカートリッジでは、ジョイント口２３０は、インクを
負圧制御室ユニット１００に供給する役割と、インク収
納容器２０１内に大気を導入する役割とを有している。
従って、ジョイント口２３０が、重力方向に対して垂直
な方向に長手方向を持つ長穴形状となっていることは、
ジョイント口２３０内の下部を主としてインク供給路、
ジョイント口２３０内の上部を主として大気導入路とし
て容易に機能分離することが可能となり、確実なインク
供給及び気液交換を達成することができる。
【０１８２】前述したように、ジョイント口２３０の内
部には、インクタンクユニット２００の装着に伴って負
圧制御室ユニット１００のジョイントパイプ１８０が挿
入される。これにより、ジョイントパイプ１８０先端の
弁開閉用突起１８０ｂによって弁体２６１が押されてジ
ョイント口２３０の弁機構が開くことで、インク収納容
器２０１内のインクが負圧制御室ユニット１００内へ供
給される。インクタンクユニット２００がジョイントパ
イプ１８０に装着される姿勢により、弁開閉用突起１８
０ｂが弁部材に対して、かた当たりをした場合において
も、ジョイントパイプ１８０の側面に配されているシー
ル用突起１８０ａの先端部の断面形状が半円形状である
ことにより、弁体２６１の捩じれを回避することが可能
である。このとき、弁体２６１の安定的な摺動を可能と
するために、ジョイント口２３０内側のジョイントシー
ル面２６０と、弁体２６１の第１弁枠２６０ａ側の部分
の外周との間には、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すよ
うにクリアランス２６６が設けられている。
【０１８３】さらに、ジョイントパイプ１８０の先端部
分では、少なくとも上部が開放されているので、ジョイ
ントパイプ１８０がジョイント口２３０に挿入された場
合にジョイントパイプ１８０内及びジョイント口２３０
内の上部での主たる大気導入路の形成が阻害されること
がなく、速やかな気液交換動作が可能となっている。
【０１８４】逆に、インクタンクユニット２００の取り
外し動作時はジョイントパイプ１８０がジョイント口２
３０から離れることにより、弁体２６１が付勢部材２６
３から受ける弾性力により第１弁枠２６０ａ側の前方に
摺動し、図９（ｄ）に示すように、第１弁枠２６０ａの
弁枠シール部２６４と弁体２６１の弁体シール部２６５
が係合することでインクの供給路が遮断される。
【０１８５】図１０は、ジョイントパイプ１８０の先端
部の形状の一例を示す斜視図である。図１０に示すよう
に、長穴形状のジョイントパイプ１８０の先端部におけ
る上方の部分には上側開口部１８１ａが形成され、その
先端部における下方の部分には下側開口部１８１ｂが形
成されている。下側開口部１８１ｂはインク通路であ
り、上側開口部１８１ａは、空気の通路用のものである
が、上側開口部１８１ａにはインクが通されることもあ
る。
【０１８６】また弁体２６１の、第１弁枠２６０ａへの
付勢力の値としては、使用環境の変化においてインク収
納容器２０１で内外圧の差が生じたとしても弁体２６１
の付勢力がほぼ一定に保たれるように設定されている。
このようなインクタンクユニット２００を０．７気圧の
高地で使用した後、弁体２６１を閉じ、インクタンクユ
ニット２００を１．０気圧の環境下に運搬した場合、イ
ンク収納容器２０１内は大気圧よりも圧力が低くなり、
弁体２６１を押し開く方向にその弁体２６１に力が働く
ことになる。本実施形態の場合、大気が弁体２６１を押
す力ＦAは、 ＦA＝１．０１×１０5[N/m2] （１．０気圧） となる。
【０１８７】また、インクタンク内の気体が弁体２６１
を押す力ＦBは、 ＦB＝０．７０９×１０5[N/m2] （０．７気圧） となる。このような環境変化に対して常に弁体２６１に
付勢力を発生させるためには弁体２６１の付勢力ＦV
は、 ＦV−(ＦA−ＦB)＞０ を満たす必要がある。
【０１８８】つまり、本実施形態においては、 ＦV＞１．０１×１０5−０．７０９×１０5＝０．３０
４×１０5[N/m2] となる。
【０１８９】この値は弁体２６１と第１弁枠２６０ａが
係合している場合のものである。弁体２６１と第１弁枠
２６０ａが離れている場合、すなわち弁体２６１への付
勢力を発生させるための付勢部材２６３の変位量が大き
くなるため、弁体２６１を第１弁枠２６０ａ側に付勢す
る付勢力の値はさらに大きくなることは明らかである。
【０１９０】このような構成の弁機構では、弁開閉用突
起１８０ｂの弁体２６１との摺動面が、インクの固着な
どにより摩擦係数が増大することがあり、その際には弁
体２６１が弁開閉用突起摺動面上を摺動せず、そのため
に回動動作に伴い、弁体２６１が弁開閉用突起１８０ｂ
によって図中上方に押し上げられつつストロークすると
いういわゆる拗れ現象が発生する恐れがある。
【０１９１】そこで、拗れ（こじれ）現象の発生による
シール性能への影響を考慮できる弁の形態について比較
例とともに以下に述べる。
【０１９２】図１１は本発明の弁機構と比較するための
形態例を示し、図１２及び図１３は図１１の弁機構にお
ける拗れとシール状態を示している。図１１の比較例で
は、長穴形状の弁体５０１および第２弁枠５００ｂの間
の、摺動のためのクリアランス５０６は一定量である。
弁体５０１は付勢部材５０３により第１弁枠５００ａに
押し付けられ、弁体５０１の第２弁枠５００ｂ側のテー
パ状の弁体シール部５０１ｃと第１弁枠５００ａのテー
パ状のシール部５００ｃとの密着によりジョイント口５
３０をシールする。このような比較例の構造において上
記の拗れ現象が発生すると、図１２に示すように弁体５
０１と第２弁枠５００ｂは接触面５１０ａと接触面５１
１ｂの２箇所で接触している。この２箇所の接触面間の
距離をＸ、クリアランス量をＹとするとその拗れ角θは
θ＝ｔａｎ-1（２Ｙ／Ｘ）となり、クリアランス量が同
一であれば接触面間距離Ｘが大きいほど小さくできる。
【０１９３】しかしこの比較例の場合、接触面間距離Ｘ
は比較的（例えば弁体直径と比べて）短いため、拗れ角
θは比較的大きい。言い換えれば、拗れの修正のために
は比較的大角度の回転動作を必要とする為、発生した拗
れは修正される確率が低いことが判る。
【０１９４】この拗れが修正されないまま、図１３に示
すように再び第１枠体５００ａとの当接がなされると、
テーパ状の弁体シール部５０１ｃ及び第１弁枠シール部
５００ｃの特に長穴形状におけるＲ部においては両者の
当接半径が異なってしまい当接部が完全に密着せず、イ
ンク漏れが発生してしまう。
【０１９５】また、第２弁枠５００ｂと弁蓋５０２とは
超音波で溶着されているが、比較例の弁蓋は単純な平面
であるため、超音波振動による位置ずれが生じ、弁体５
０１の摺動軸５０１ａが挿入される弁蓋５０２の穴のセ
ンター位置の精度がばらつく恐れがある。そのため、弁
蓋５０２の穴と弁体５０１の摺動軸５０１ａとが接触し
ないように弁蓋５０２の穴を大きくとる必要が生じる。
付勢部材５０３の最小径は弁蓋５０２の穴径により決ま
るため、付勢部材５０３の小型化、ひいては弁の機構全
体の小型化が難しいものとなる。
【０１９６】このような比較例に対し、本実施形態の弁
機構は次のような構成をとる。図１４は本発明の実施の
形態による弁機構を示し、図１５及び図１６は図１４の
弁機構における拗れとシール状態を示している。図１４
に示すように、本実施形態では弁体２６１はストローク
方向（図中右向き）に向かって直径（少なくとも長径）
が小さくなる方向にテーパが設けられている。第２弁枠
２６０ｂの内周部は同じくストローク方向に向かって内
径が大きくなる方向にテーパが設けられている。この構
成で弁体２６１が拗れた場合、図１２の比較例の接触面
５１１ｂの位置で弁体２６１と第２弁枠２６０ｂとが接
触するには甚だ大きい角度が必要であり、その角度に到
達する前に弁体２６１の摺動軸が弁蓋２６２の穴に接触
する（図１５参照）。これにより接触面間距離Ｘを長く
設定することができ、その結果、拗れ角θを小さくする
ことができる。そのため、拗れが修正されないまま図１
６に示すように弁体２６１が第１枠体５００ａに当接さ
れても、比較例に比べて拗れ角θが非常に小さいため、
弁体シール部２６５と第１弁枠シール部２６４との密着
性が良好である。
【０１９７】ただこの場合の拗れ角は、接触面間距離を
Ｘ、弁体２６１と第２弁枠２６０ｂの間のクリアランス
をＹ１、弁体２６１の摺動軸と弁蓋２６０ｂの穴の間の
クリアランスをＹ２とした場合、θ＝ｔａｎ-1（Ｙ１＋
Ｙ２／Ｘ）となる。
【０１９８】また弁蓋２５２には、弁蓋２５２を第２弁
枠２６０ｂの内側に進入させると共に第２弁枠２６０ｂ
の端部に当接することが可能な段部（弁蓋の進入量０．
８ｍｍ）である弁蓋溶着ガイド２６２ａが設けられてい
る。そのため、弁蓋２６２において弁体２６１の摺動軸
が入る穴の径が比較例よりも小さくしてある。つまり、
弁蓋溶着ガイド２６２ａにより、第２弁枠２６０ｂと弁
蓋２６２の超音波溶着のときの振動による弁蓋２６２の
位置ずれが小さくなるので、弁蓋２６２の穴のセンター
位置の精度を向上することができる。この事により、弁
蓋２６２の穴径を小さくでき、付勢部材２６３の最小径
をさらに小さくできるため、弁機構の小型化を図ること
ができる。また、弁体２６１の拗れにより弁体２６１の
摺動軸を介して弁蓋２６２に力が加わっても、弁蓋溶着
ガイド２６２ａにより弁蓋２６２の剛性を確保すること
ができる。
【０１９９】さらに、弁蓋２６２の穴の稜線上にはＲ部
２６２ｂが設けられている。このＲ部２６２ｂは穴の稜
線のうち非溶着面側（図中右側）のみに設けてある。こ
の構成によると、拗れたままの弁体２６１の動作、特に
弁閉時における弁体２６１の摺動軸と弁蓋２６２との接
触抵抗を低減させることができる。
【０２００】また、弁体２６１の第１弁枠２６０ａ側と
当接される端部は平面からなる弁体シール部２６５とな
っている。一方、第１弁枠２６０ａの弁体シール部２６
５が当接する部分は、第１弁枠２６０ａの内側に設けた
エラストマー２６７からなる第１枠体シール部２６４と
なっている。このように弁体２６１と第１弁枠２６０ａ
のシール部分をフラット化することにより、仮に弁体が
拗れて当接しても、長円形状の弁体２６１のＲ部の第１
枠体２６０ａに対する当接半径は一致するため、完全な
当接がなされる。さらに、第１弁枠シール部２６４を舌
状に突き出した形状にしているので、その当接時のシー
ルがより確実なものとなる。
【０２０１】また、このような構成の弁機構で、弁体２
６１と第２弁枠２６０ｂとの間に摺動のためのクリアラ
ンスが設けられている場合、インクタンクユニット２０
０の着脱動作において、図９（ｃ）に示すように弁体２
６１がその軸を中心として第２弁枠２６０ｂ内で回転し
てしまうことがある。しかし本実施形態では、弁体２６
１がその軸を中心として回転し、最大回転角を持った状
態で第１弁枠２６０ａに付勢されても、弁枠シール部２
６４と弁体シール部２６５とが面で接触することとなる
ので、弁機構の密閉性を確保することができる。
【０２０２】さらに、ジョイント口２３０及び弁機構の
形状を長穴状にしたことで、弁体２６１の摺動に対して
弁体２６１の回転角を最小限にとどめることができ、弁
の応答性も向上させることができるので、ジョイント口
２３０の弁機構のシール性を確保することが可能とな
る。また、ジョイント口２３０及び弁機構の形状が長穴
状であることにより、インクタンクユニット２００の着
脱動作において、ジョイントパイプ１８０の側面に配さ
れたシール用突起１８０ａ及び弁体２６１がジョイント
口２３０内で速やかに摺動し、安定した接続動作が行わ
れる。
【０２０３】また、図１０に示したように、ジョイント
パイプ１８０の弁体２６１との当接端部は、気液交換と
液供給のために上側開口部１８１ａ及び下側開口部１８
１ｂを形成する２つの左右対向の弁開閉用突起１８０ｂ
となっている。そのため、図１７の（ｃ）及び（ｄ）に
示すように、突起１８０ｂと当接する弁体２６１の、第
１枠体シール部２６４と密着させる弁体シール部２６５
を除いた箇所に、突起１８０ｂに対応する２つの当接リ
ブ３１０を設けることが検討される。しかし、弁開時に
は弁体２６１は付勢部材２６３の押圧力に抗して押し戻
されるため、そのリブ部分は変形しない程度の剛性が求
められる。また、当接リブ部の配置と形状については、
ジョイントパイプ１８０の２つの弁開閉用突起１８０ｂ
に対する弁体２６１の当接リブ部の位置が弁体２６１の
摺動軸２６１ａの軸周りにずれたとしても、摺動軸２６
１ａを中心に２つの当接位置に加わるモーメントが相殺
されることが信頼性の観点から求められる。そこで本実
施形態では、図１７の（ａ）及び（ｂ）に示すように長
穴形状のジョイントパイプ１８０と相似形である円環形
状のリブ３１１（例えば幅０．６ｍｍ、高さ１．３ｍ
ｍ）が弁体２６１に設けられている。言い換えれば、弁
体２６１の、第１枠体シール部２６４と密着させる弁体
シール部２６５を除いた箇所である中央部に、長穴形状
のくぼみ部３１１ａが設けられている。この構成によ
り、弁体２６１は弁開閉用突起１８０ｂとの当接の際の
強度および信頼性を持ったものになっている。尚、リブ
の形状が円環状となっており、中央部に凹部を有するこ
とで弁体の成形性を向上することができる。また、この
点からは、円環状のリブの基端部の凹部を形成する側の
領域に微小曲面を設けることが好ましい。
【０２０４】また、図２及び図３に示したように、イン
クタンクユニット２００は、インク収納容器２０１の供
給口部に、第１弁枠２６０ａ及び第２弁枠２６０ｂを含
む弁機構を挿入した後、ＩＤ部材２５０を溶着と係合に
よって組み付けるものになっている。特に、インク収納
容器２０１の供給口の開口縁面に内袋２２０が露出され
ており、この内袋露出部２２１ａに弁機構の第１弁枠２
６０ａのフランジ部２６８が溶着され、さらにＩＤ部材
２５０がフランジ部２６８の箇所で溶着されるとともに
タンク筐体２１０の係合部２１０ａで係合されている。
【０２０５】このような組み付けの形態では、例えば図
１１の比較例のようにＩＤ部材５５０が接合される第１
弁枠フランジ部５０８が平坦である場合、ＩＤ部材５５
０に設けられた供給口穴の内側にはエラストマー５６７
が存在しないことになり、図５に示したジョイントパイ
プ１８０の接続動作時においてシール漏れが生じる恐れ
がある。そこで本実施形態では、ジョイント口５３０の
開口面と同一面上に在った、第１弁枠フランジ部５０８
のＩＤ部材５５０の溶着面をタンク装着側と反対側に後
退させてある。つまり、図２や図１４等に示すように第
１弁枠フランジ部２６８にＩＤ部材２５０を接着したと
き、ＩＤ部材２５０の外表面がジョイント口２３０の開
口面と揃うように、第１弁枠フランジ部２６８が配置さ
れている。この構成によれば、ＩＤ部材２５０に設けら
れた供給口穴の内側にはエラストマー２６７が確実に存
在するため、上記のようなシール漏れが生じる恐れの無
い信頼性の高い弁機構となる。また、ジョイント口２３
０の開口面より第１枠体フランジ部２６８をずらしたこ
とで、ジョイント口２３０の開口部が第１枠体フランジ
部２６８のフランジ面より出っ張るので、ＩＤ部材２５
０を組み付ける際にジョイント口２３０の開口部により
ＩＤ部材２５０の位置が案内されて位置決めが容易にな
る。
【０２０６】さらに本実施形態によるインクタンクユニ
ット２００の各インク収納容器２０１はホルダー１５０
内に装着され、各負圧制御室容器１１０に対してジョイ
ントパイプ１８０及び容器２０１のジョイント口２３０
の弁機構を通じて、液供給を行なうものとなっている。
このようにインク収納容器２０１を装着したホルダー１
５０は、後述するようにシリアルスキャンタイプの記録
装置（図２４参照）ではキャリッジに搭載されて記録紙
と平行な方向に往復移動される。この場合、キャリッジ
往復移動時のジョイントパイプ１８０の軸ぶれやインク
収納容器２０１の位置ずれ等による接続箇所での拗れに
より、インク収納容器２０１のジョイント口２３０の内
側面と負圧制御室容器１１０のジョイントパイプ１８０
の外側面とのシール状態が悪化しないように、その予防
策を講じてあることが製品信頼性の観点から好ましい。
【０２０７】そのため本実施形態では、図２及び図１４
等に示した弁機構の第１弁枠２６０ａの内側のエラスト
マー２６７の肉厚を、第１弁枠２６０ａとジョイントパ
イプ１８０との間をただ単にシールするのに最低限必要
な厚さ以上に厚くすることで、キャリッジ往復移動時の
ジョイントパイプ接続箇所の軸ブレや拗れをエラストマ
ーの撓みで抑え、より信頼性の高いシールを確保させて
いる。また他の対策としては、ジョイントパイプ１８０
が挿入される弁枠の剛性をジョイントパイプ１８０の剛
性よりも高くすることで、キャリッジ往復移動時のジョ
イントパイプ接続箇所の軸ブレや拗れによる弁枠の変形
を抑えて、より信頼性の高いシールを確保してもよい。
【０２０８】次に、上記の弁機構を実現するそれぞれの
部品の寸法について図１０、図１７、図２５を参照して
説明する。
【０２０９】図２５において、弁体２６１の長手方向の
長さｅ５が5.7mm、弁体シール部２６５から弁体摺動軸
２６１ａまでの長さｅ３が14.4mm、第２弁枠２６０ｂか
ら弁蓋２６２の内側面までの長さｅ１が8.7mm、第２弁
枠２６０ｂから弁蓋２６２の外側面までの長さｅ２が1
1.0mm、第１弁枠２６０ａと第２弁枠２６０ｂの間の開
口部の長さｅ４が3.0mm、弁体２６１のシール部２６５
からのリブ部の突出量ｅ６が1.3mm、弁蓋溶着ガイド２
６２ａの長さｌ２が0.8mm、弁体２６１のシール部２６
５の長手方向の長さｂ１が9.7mm、弁体２６１の弁蓋２
６２側の長手方向の長さｂ２が9.6mm、第２弁枠２６０
ｂの第１弁枠２６０ａ側の長手方向の長さａ１が10.2m
m、第２弁枠２６０ｂの弁蓋２６２側の長手方向の長さ
ａ２が10.4mm、弁体摺動軸２６１ａの軸径ｃ１が1.8m
m、弁蓋２６２の弁体摺動軸２６１ａが挿入される穴径
ｃ２が2.4mm、付勢部材２６３としてのばねの長さが11.
8mm（ばね定数：1.016N/mm）、弁蓋２６２のＲ部２６２
ｂがＲ0.2mm（全周）、エラストマー２６７の一部であ
る第１弁枠シール部２６４の長さｇ１が0.8mm、第１弁
枠シール部２６４のＲ部がＲ0.4mm、第１弁枠シール部
２６４の厚さｕ１が0.4mm、エラストマー２６７の厚み
ｕ２が0.8mm、エラストマー２６７の長手方向の内径ｇ
２が8.4mm、第１弁枠２６０ａの長手方向の外径ｇ３が1
0.1mm、ジョイントパイプ１８０の長手方向の外径ｇ５
が8.0mm、ジョイントパイプ１８０のシール用突起１８
０ａを含む長手方向の外径ｇ４が8.7mm、第１弁枠フラ
ンジ部２６８の後退量ｌ１が1.0mm、ジョイントパイプ
１８０の長さｌ３が9.4mm、弁開閉用突起１８０ｂの長
さｌ４が2.5mmである。
【０２１０】第１弁枠シール部２６４の長さｇ１は0.8m
mとしているが、第１弁枠シール部２６４がシール部弁
体シール部１６５と当接された際に折れ曲がって弁枠の
外に出る量で、かつ完全にシールできる量が望ましい。
そのため、第１弁枠シール部２６４の長さｇ１は、（ｇ
３−ｇ２）／２＞ｇ１＞（ｂ１−ｇ２）／２の範囲内に
あればよい。
【０２１１】また図１０及び図１７に示した当接関係に
ある、ジョイントパイプ１８０の弁開閉用突起１８０ｂ
および弁体２６１のリブ３１１の寸法としては、ジョイ
ントパイプ１８０及びリブ３１１の肉厚ｔが0.75mm、対
向する弁開閉用突起１８０ｂの内側間隔ｆ３が1.7mm、
弁開閉用突起１８０ｂの外側間隔ｆ４が3.2mm、弁体２
６１の長穴形状のリブ３１１の短手方向の外側間隔ｆ１
が2.6mm、リブ３１１の短手方向の内側間隔ｆ２が1.4m
m、リブ３１１の長さｄが3.6mmである。
【０２１２】また、長穴形状の第１枠体２６０ａの内側
のエラストマー２６７は成形精度の観点から、その厚み
ｕ２は長穴形状の円周部分と直線部分とで同じであるの
が望ましい。また、ジョイント口２３０の上下方向にお
いて、エラストマー２６７とジョイントパイプ１８０の
最大径部（シール用突起１８０ａを含んだ箇所）との間
のシールのための食い込み量は、ｇ４−ｇ２＝0.3ｍｍ
であり、この量をエラストマー２６７で吸収させた。こ
のとき、吸収するための実質肉厚が0.8mm×2＝1.6mmあ
るが、上記食い込み量は0.3ｍｍのため、エラストマー
２６７の変形にはそれほど力は必要ない。一方、ジョイ
ント口２３０の横方向においても、シールのための食い
込み量を0.3ｍｍとし、実質肉厚が0.8mm×2＝1.6mmのエ
ラストマー２６７でその食い込み量を吸収させた。ここ
で、縦方向についてジョイントパイプの外径ｇ５＜エラ
ストマーの長手方向の内径ｇ２であり、横方向について
も同様にｇ５＜ｇ２なので、図２５に示す状態におい
て、エラストマーはジョイントパイプのシール用突起１
８０ａにのみ当接することで、スムーズな挿入と結合部
の確実なシールを行うことができる。インク収納容器２
０１のホルダー１５０における横方向のがたつきはエラ
ストマーの肉厚で吸収される範囲（本実施形態の場合は
±0.8mm）であればよく、本実施形態でのがたつきの許
容範囲は最大で±0.4mmとした。ここで、本実施形態の
場合、横方向のがたつきの量（中心の位置からのずれ
量）が、ジョイントパイプの外径ｇ５とエラストマーの
長手方向の内径ｇ２の差の絶対値の半分より大きい場合
（すなわち、本実施形態での横方向のがたつきが±0.2m
m以上の場合）には、ジョイントパイプのシール用突起
１８０ａ以外の管の外壁がエラストマーに広範囲にわた
り当接して押圧するために、エラストマーの弾性力によ
り中心の位置に戻ろうとする力が働くことになる。
【０２１３】以上のような寸法を採れば、上述した効果
を奏する弁機構を実現することができた。
【０２１４】〈弁機構の配置場所による効果〉また、本
実施形態のインクジェットヘッドカートリッジでは、イ
ンクタンクユニット２００のジョイント口２３０に取り
付けられた弁機構における弁蓋２６２及び第２弁枠２６
０ｂが、内袋２２０内に深く進入している。これによ
り、内袋２２０内のインクの消費に伴って内袋２２０が
変形した際に、内袋２２０におけるジョイント口２３０
付近の部分が筐体２１０から剥離しても、弁機構の、内
袋２２０内に深く挿入された部分、すなわち弁蓋２６２
や第２弁枠２６０ｂによって、内袋２２０におけるジョ
イント口２３０付近の部分の変形が規制される。このよ
うに、インクの消費に伴って内袋２２０が変形しても、
内袋２２０の、弁機構近傍の部分、及びその周囲の変形
が、その弁機構によって規制されることで、内袋２２０
内における弁機構の周囲のインク流路、及び気液交換動
作が行われる際の気泡上昇のための気泡用通路が確保さ
れる。そのため、内袋２２０の変形時における内袋２２
０内から負圧制御室ユニット１００へのインクの供給、
及び内袋２２０内での気泡上昇が妨げられることがな
い。
【０２１５】上述したように変形可能な内袋２２０を有
するインクタンクユニット２００や、負圧制御室ユニッ
ト１００を備えたインクジェットヘッドカートリッジで
は、内袋２２０をなるべく大きく変形させた上でインク
タンクユニット２００と負圧制御室ユニット１００との
気液交換動作を行うように内袋２２０内の負圧と負圧制
御室容器１１０内の負圧とをバランスさせることが、筐
体２１０内のバッファ空間を増やす上で望ましい。ま
た、インクの高速供給のためには、インクタンクユニッ
ト２００のジョイント口２３０を大きくするとよい。も
ちろん、内袋２２０内におけるジョイント口２３０付近
の領域も、大きく空間が空いていて、その領域でインク
供給路が十分に確保されていることが望ましい。
【０２１６】そのように、内袋２２０を収納する筐体２
１０内のバッファ空間を確保するために内袋２２０の変
形を大きくすると、通常、内袋２２０内におけるジョイ
ント口２３０付近の空間が、内袋２２０の変形に伴って
狭くなってしまう。内袋２２０内におけるジョイント口
２３０付近の空間が狭くなった場合、内袋２２０内で気
泡の上昇が妨げられたり、ジョイント口２３０付近のイ
ンク供給路が縮小されたりすることで、高速なインク供
給に対応できなくなる可能性がある。従って、本実施形
態のインクジェットヘッドカートリッジのように弁機構
が内袋２２０内に深く進入しておらず、内袋２２０の、
ジョイント口２３０の周囲の部分の変形が規制されてい
ない場合では、高速なインク供給に対応するために、内
袋２２０の変形量を、インクの供給に大きな影響を及ぼ
さない範囲までの変形量に抑えて、内袋２２０内の負圧
と負圧制御室容器１１０内の負圧とをバランスさせなけ
ればならない。
【０２１７】これに対して本実施形態では、上述したよ
うに内袋２２０内の奥にまで弁機構が進入して、その弁
機構によって内袋２２０の、ジョイント口２３０付近の
部分の変形が規制されている。これにより、内袋２２０
の変形を大きくしても、内袋２２０内におけるジョイン
ト口２３０付近の領域、すなわちジョイント口２３０と
連通するインク供給路を十分に確保することができるの
で、筐体２１０内での大きなバッファ空間の確保と、高
流量でのインクの供給とを両立することが可能となる。
【０２１８】また、上述したインクジェットヘッドカー
トリッジにおけるインクタンクユニット２００の底部の
下方には、後述するように内袋２２０内のインクの残量
を検出するためにインク残量検知手段として用いられる
電極２７０が配置されている。電極２７０は、ホルダー
１５０が装着されるプリンタのキャリッジに固定されて
いる。ここで、弁機構が取り付けられるジョイント口２
３０は、インクタンク２００の、負圧制御室ユニット１
００側となる前端面の下部に設けられ、弁機構が、イン
クタンクユニット２００の底面とほぼ平行な方向で内袋
２２０内に深く挿入されているので、内袋２２０が変形
した際に、弁機構の、深く挿入された部分によって内袋
２２０の底部の変形が規制されている。さらに、筐体２
１０及び内袋２２０からなるインク収納容器２０１の底
部の一部が傾斜していることによっても、内袋２２０の
変形時における内袋２２０の底部の変形が規制されてい
る。このようなインク収納容器２０１の底部の傾斜によ
って内袋２２０の底部の変形が規制される効果に加え
て、弁機構によって内袋２２０の底部の変形がさらに規
制されることにより、内袋２２０の底部の、電極２７０
に対する移動が規制されるため、より正確なインク残量
検知が可能となる。従って、上述したように内袋２２０
の、ジョイント口２３０の付近の部分の変形が弁機構に
よって規制されていることで、内袋２２０の変形を大き
くすることによる筐体２１０内での大きなバッファ空間
の確保と、高流量でのインクの供給とを両立させた上で
さらに、より正確なインク残量検知が可能な液体供給シ
ステムが得られる。
【０２１９】本実施形態では、上述したように内袋２２
０の、ジョイント口２３０の付近の部分の変形が規制さ
れるように内袋２２０内の奥深くに弁機構を進入させて
いるが、弁機構とは異なる別の部材を内袋２２０内に進
入させて内袋２２０のその部分の変形を規制してもよ
い。また、内袋２２０の底部における電極２７０近傍の
部分の変形を防止するように、板部材などをジョイント
口２３０から内袋２２０内に進入させて、その板部材を
内袋２２０内の底面に沿って延在させてもよい。これに
より、電極２７０を用いて内袋２２０内のインク残量を
検出する際に、より正確なインク残量検知を行うことが
できる。
【０２２０】さらに、本実施形態では、ジョイント口２
３０に取り付けられた弁機構において、ジョイント口２
３０と連通してインク流路となる開口２６０ｃよりも、
さらに内袋２２０の奥にまでその弁機構の構成部品が進
入している。これにより、インクタンクユニット２００
は、内袋２２０内におけるジョイント口２３０付近のイ
ンク流路を確実に確保することができるような構成とな
っている。
【０２２１】〈インクタンクの製法〉次に、図１８に基
づいて本形態のインクタンクの製造方法について説明す
る。
【０２２２】まず、図１８（ａ）に示すように、インク
収納容器２０１の内袋露出部２２１ａを重力方向上方に
向け、インク注入ノズル４０２によってインク供給開口
部からインク収納容器２０１内にインク４０１を注入す
る。本発明の構成では大気圧下でのインク注入が可能で
ある。
【０２２３】次に、図１８（ｂ）に示すように、弁体２
６１、弁蓋２６２、付勢部材２６３、第１弁枠２６０
ａ、第２弁枠２６０ｂをあらかじめ組み込んだ後、この
弁ユニットをインク収納容器２０１の供給口部に落とし
込む。
【０２２４】この時、インク収納容器２０１のシール面
１０２の外周部が第１弁枠２６０ａの溶着面外側の段形
状によって囲まれ、インク収納容器２０１と第１弁枠２
６０ａとの位置がきまり、位置精度を出すことが可能と
なる。そして、溶着ホーン４００を上方から第１弁枠２
６０ａのジョイント口２３０の外周部にあて、第１弁枠
２６０ａとインク収納容器２０１の内袋２２０とがシー
ル面１０２で溶着されると同時に、シール面１０２の外
周部で第１弁枠２６０ａとインク収納容器２０１の筐体
２１０とが溶着確実なシールが可能となる。尚、本発明
においては超音波溶着及び振動溶着においても適用可能
である。また、熱溶着・接着剤等にも適用可能である。
【０２２５】次に図１８（ｃ）に示すように、ＩＤ部材
２５０を第１弁枠２６０ａが溶着されたインク収納容器
２０１にかぶせる。この時、インク収納容器２０１の筐
体側面部に形成される係合部２１０ａとＩＤ部材２５０
のクリック部２５０ａとが係合されると同時に、ＩＤ部
材２５０の下面側にあるクリック部２５０ａはインク収
納容器２０１のシール面１０２の対方向に位置する筐体
２１０を第１弁枠２６０ａを挟み込んだ状態で係合する
（図３参照）。
【０２２６】〈タンク内のインク残量検出〉次に、イン
クタンクユニット内のインク残量の検出について説明す
る。
【０２２７】図２に示したように、ホルダー１５０の、
インクタンクユニット２００が装着される領域の下方に
は、インク収納容器２０１の幅（図面の奥行き方向）よ
りも狭い幅を持つ板状の電極２７０が設けられている。
この電極２７０は、ホルダー１５０が装着されるプリン
タのキャリッジ（不図示）に固定されており、配線２７
１を介してプリンタの電気制御系に接続されている。
【０２２８】一方、インクジェットヘッドユニット１６
０は、インク供給管１６５と連通するインク流路１６２
と、それぞれインク吐出用のエネルギを発生するエネル
ギ発生素子（不図示）を備えた複数のノズル（不図示）
と、インク流路１６２から供給されたインクを一時的に
保持して各ノズルに供給する共通液室１６４とを備えて
いる。エネルギ発生素子は、ホルダー１５０に設けられ
た接続端子２８１と接続され、ホルダー１５０がキャリ
ッジに装着されることによって、接続端子２８１はプリ
ンタの電気制御系に接続される。プリンタからの記録信
号は、接続端子２８１を介してエネルギ発生素子に送ら
れ、エネルギ発生素子の駆動によりノズル内のインクに
吐出エネルギを与えることで、ノズルの開口端である吐
出口からインクが吐出される。
【０２２９】また、共通液室１６４内には、同じくコン
タクトパッド２８０及び接続端子２８１を介してプリン
タの電気制御系と接続する電極２９０が設けられてい
る。これら２つの電極２７０、２９０で、インク収納容
器２０１内のインク残量検知手段が構成される。
【０２３０】なお、本実施形態では、このインク残量検
知手段によるインク残量の検知をより正確に行えるよう
にするため、インクタンクユニット２００のジョイント
口２３０を、図２に示すインク収納容器２０１の最大面
積面に挟まれる面の、使用状態における下端部に設けて
いる。また、インク供給容器２０１の底面の一部を、使
用状態において水平面に対して傾斜させている。具体的
には、インクタンクユニット２００のジョイント口２３
０が設けられた側の端を前端、それと反対側の端を後端
としたとき、弁機構が設けられた前端部分の近傍は水平
面と平行な面とし、そこから後端までの領域は、前端か
ら後端に向かって上昇する傾斜面としている。この、イ
ンク収納容器２０１の底面の傾斜角度は、後述する内袋
２２０の変形を考慮すると、インクタンクユニット２０
０の後端面とのなす角が鈍角であることが好ましく、本
実施形態では９５度以上となるように設定されている。
【０２３１】そして、このようなインク収納容器２０１
の底面の形状に合せて、電極２７０は、インク収納容器
２０１の底面の傾斜領域と対向する位置に、この傾斜領
域と平行になるように配置されている。
【０２３２】以下に、このインク残量検知手段による、
インク収納容器２０１内のインクの残量検知について説
明する。
【０２３３】インク残量検知は、ホルダー１５０側の電
極２７０と共通液室１６４内の電極２９０との間にパル
ス電圧を印加し、そのときの電極２７０とインクとの対
向面積に応じて変化するキャパシタンス（静電容量）を
検出することによって行う。例えば、両電極２７０、２
９０間に、ピーク値が５Ｖの矩形波パルス電圧をパルス
周波数１ｋＨｚで印加し、その回路の時定数およびゲイ
ンを演算処理することで、インク収納容器２０１内のイ
ンクの有無を検知することができる。
【０２３４】インクの消費によりインク収納容器２０１
内のインク残量が減少してくると、インク液面はインク
収納容器２０１の底面に向かって下降してくる。さら
に、インク残量が減少し、インク液面がインク収納容器
２０１の底面の傾斜領域に達すると、インクの消費に伴
い、電極２７０とインクとの対向面積が徐々に小さくな
り（電極２７０とインクとの距離はほぼ一定）、キャパ
シタンスが減少し始める。
【０２３５】最後には、電極２７０と対向する部位には
インクが存在しなくなり、ゲインの低下および、インク
による電気抵抗の上昇を、印加パルスのパルス幅を変え
たり、パルス周波数を変えたりして時定数を演算するこ
とで検出でき、これをもって、インク収納容器２０１内
のインクが非常に少ないことを判定する。
【０２３６】以上が、インク残量の検出の概略である
が、実際には、本実施形態のインク収納容器２０１は、
内袋２２０と筐体２２０とで構成されており、インクの
消費とともに、負圧制御室容器１１０内の負圧とインク
収納容器２０１内の負圧とのバランスを保つように、両
者の間での気液交換、及び、外気連通口２２２を介して
の筐体２１０と内袋２２０との間への空気の導入を行い
ながら、内袋２２０は内容積減少方向に内側へ変形して
いく。
【０２３７】この変形の際、図６に示すように、内袋２
２０はインク収納容器２０１のコーナー部で規制を受け
ながら変形する。内袋２２０の変形、すなわち筐体２１
０からの剥離あるいは離脱は、最大面積面（図６に示す
断面とほぼ平行な面）となる２つの面で一番大きく、そ
の面と隣接する面である底面では小さい。それでも、内
袋２２０の変形に伴って、インクと電極２７０との距離
は大きくなり、キャパシタンスはその距離に反比例して
小さくなる。しかしながら、本実施形態では、内袋２２
０の変形方向とほぼ直交する面に電極２７０の主領域が
あり、内袋２２０が変形しても、電極２７０と内袋２２
０の底部近傍領域とはほぼ平行に保たれる。その結果、
静電容量を形成する面積が確保され、確実な検出が可能
となる。
【０２３８】また、前述したように本実施形態では、イ
ンク収納容器２０１の底面と後端面とのなすコーナー部
の角度が９５度以上の鈍角を構成しているため、他のコ
ーナー部に比べて内袋２２０が筐体２１０から離脱し易
い。その結果、ジョイント口２３０に向かって内袋２２
０が変形した際にも、インクをジョイント口２３０に向
かって排出し易く構成される。
【０２３９】以上、本実施形態の構成の説明を個別に行
ったが、これらは適宜組み合わせても可能なものであ
り、組み合わせることによりさらなる効果も可能であ
る。
【０２４０】例えば、ジョイント部を長円構成と前述の
弁構成とを組み合わせることで、着脱時の摺動を安定さ
せ、弁の開閉についてもより確実な開閉が可能となる。
また、長円形状とすることで、インクの供給量を確実に
向上させることができる。この際、回動装着の支点が上
部にシフトするが、インクタンクの底面を上部に傾斜さ
せることで、こじれの少ない、安定した着脱動作が可能
となる。
【０２４１】＜インクジェットヘッドカートリッジ＞図
２３は本発明に適用可能なインクタンクユニットを用い
たインクジェットヘッドカートリッジの概略説明図であ
る。
【０２４２】図２３に示す形態のインクジェットヘッド
カートリッジ７０は、複数種類の液体（本実施形態の場
合、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の
３色）を吐出可能なインクジェットヘッドユニット１６
０にそれぞれの液体を収納した負圧制御室容器１１０
ａ、１１０ｂ、１１０ｃが一体化された負圧制御室ユニ
ット１００を備えており、この負圧制御室ユニット１０
０に対してそれぞれの液体を収納したインクタンクユニ
ット２００ａ，２００ｂ，２００ｃを互いに着脱可能と
している。
【０２４３】本実施形態では、それぞれのインクタンク
ユニット２００ａ，２００ｂ，２００ｃを対応する負圧
制御室容器１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに誤りなく装
着させるために、インタンクユニット２００の外面の一
部を覆うのホルダー１５０を設けるとともに、インクタ
ンクユニット２００の装着方向前面に凹部を有するＩＤ
部材２５０を設け、負圧制御室容器１１０にＩＤ部材２
５０の凹部と対応する凸状のＩＤ部材１７０を設けるこ
とで、確実に誤装着を防止する構成となっている。
【０２４４】本発明においては、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。
【０２４５】＜記録装置＞次に、上述のインクタンクユ
ニット、あるいはインクジェットヘッドカートリッジを
搭載可能なインクジェット記録装置の一例について、図
２４を用いて説明する。
【０２４６】図２４に示す記録装置は、インクタンクユ
ニット２００及びインクジェットヘッドカートリッジ７
０を着脱自在に搭載可能なキャリッジ８１と、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８２と、被記録媒体としての記録
用紙が搬送される給紙面８３とを備える。
【０２４７】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、ベルト８４がモ
ータなどにより駆動されることで図中の左方向へ走査さ
れる。この走査中に、給紙面（プラテン）８３上に搬送
された記録用紙に向けてヘッドよりインクを吐出するこ
とで印字が行なわれる。
【０２４８】以上説明したように本実施形態の上記構成
は、従来にはない構成であって、それぞれが単独で有効
なものをもたらすとともに、複合的にも各構成要件があ
ることで有機的な構成をもたらすものである。すなわ
ち、上述における各構成は単独でも複合的に見ても優れ
た発明であり、本発明にとって好ましい構成例を開示し
ているものである。なお、本発明の弁機構は、上述の液
体収納容器において最も好適に利用可能なものである
が、液体収納容器の形状としてはこの形態に限定される
ことなく、供給口部において液体を直接収容する、他の
容器にも適用することができる。
【０２４９】〈液体検知に関する補足説明〉次に、本発
明の最大の特徴である、液体の有無検知（あるいは残量
検知）に関する補足説明を行う。
【０２５０】まず、図２などに示される本発明のインク
ジェットヘッドカートリッジに用いられるインクジェッ
トヘッドユニット１６０の断面構成について、ノズルの
長手方向に沿った断面図である図２６を参照して補足説
明する。図２６において、Ａｌからなる支持基板１９０
に支持されたシリコン基板１９１には、ＳｉＯ2からな
る蓄熱層１９２が積層され、その上に、ＴａＮからなる
発熱抵抗層１９３が形成されている。発熱抵抗層１９３
上には発熱抵抗用の配線１９４ａが形成され、この配線
１９４ａで挟まれた領域が熱作用部となる。一方、共通
液室１６４側においては後述する電極２９０用の配線１
９４ｂが形成されている。なお、ノズル１６３と反対側
の端部には、外部との電気的接続のためのコンタクトパ
ッド１９７が設けられている。そして、配線１９４ａ上
には、ＳｉＮからなる保護層１９５及びＴａからなる耐
キャビテーション層１９６が積層されている。一方、配
線１９４ｂ上には、同じく保護層１９５及び、電極２９
０が設けられている。電極２９０はＴａからなり（本構
成では耐キャビテーション層１９６と一体の膜であ
る）、一部の領域（図２６参照）では配線１９４ｂと接
続する保護層１９５を形成している。このように構成さ
れたヘッド用基体上に、ノズル１６３を仕切る流路壁、
及び共通液室１６４にインクを供給するためのインク供
給口１９９が形成された天板１９８が接合され、これに
よってインクジェットヘッドユニット１６０が構成され
る。
【０２５１】上述した電極２９０は、共通液室１６４の
液室空間内に露出するように設けられ、通常の使用状態
においては常にインクと接触している。また、電極２９
０は、配線１９４ｂに対応したコンタクトパッド２８０
を介し、さらにインクジェットヘッドユニット１６０に
設けられた接続端子２８１を介してプリンタの電気制御
系と接続される。
【０２５２】これら２つの電極２７０，２９０で、イン
ク収納容器２０１内のインク残量検知手段が構成され
る。この２つの電極２７０，２９０間の等価回路を図２
７に示す。図２７に示すように、この等価回路は、イン
ク自体の持つレジスタンスと、電極２７０，２９０間に
存在するインクのキャパシタンスとのＲＣ直列回路であ
る。
【０２５３】さて、この回路によるインク収納容器２０
１内のインクの残量検知について、図２８を用いて補足
説明を行う。本実施例では、上述のように、ホルダー１
５０側の電極２７０と共通液室１６４内の電極２９０と
の間にパルス電圧を印加し、そのときの電極２７０とイ
ンクとの対向面積に応じて変化するキャパシタンス（静
電容量）を検出することによって行っている。
【０２５４】具体的には、図２８（ａ）に示すパルスを
電極２７０，２９０間に印加したとき、インク収納容器
２０１内にインクが十分に存在している場合には、イン
クの物性等によっても異なるが、図２８（ｂ）に示すよ
うな出力波形が観測される。インク収納容器２０１内の
インクがなくなると、インクがなくなったことによるキ
ャパシタンスの減少及びレジスタンスの増加に伴い、そ
れぞれ図２８（ｃ）及び図２８（ｄ）に示すような出力
波形が観測される。
【０２５５】なお、本実施形態では電極２９０を共通液
室１６４内に設けているが、電極２９０は、通常の使用
状態で常にインクに接触する位置であれば、他の部分、
例えば負圧制御室容器１１０内の吸収体１４０に設けて
もよい。
【０２５６】インクの消費によりインク収納容器２０１
内のインク残量が減少してくると、インク液面はインク
収納容器２０１の底面に向かって下降してくる。さら
に、インク残量が減少し、インク液面がインク収納容器
２０１の底面の傾斜領域に達すると、インクの消費に伴
い、電極２７０とインクとの対向面積が徐々に小さくな
り（電極２７０とインクとの距離はほぼ一定）、キャパ
シタンスが減少し始める。なお、この点に着目すれば、
電極２７０は、必ずしも本実施形態のようにインク収納
容器２０１の傾斜した底面と平行になるように配する必
要はなく、水平方向と平行に配してもよい。
【０２５７】そして、さらにインクが消費されると、電
極２７０と対向するインクの面積がさらに小さくなり、
電極２７０とインクとの対向面積が極めて小さくなると
キャパシタンスはほぼゼロとなり、インクが殆どなくな
った状態であることが検出される（図２８（ｃ））。
【０２５８】インク収納容器２０１内のインクが非常に
少なくなると、電極２７０と対向する部位にはインクが
存在しなくなり、ゲインの低下およびインクによる電気
抵抗の上昇を、印加パルスのパルス幅を変えたり、パル
ス周波数を変えたりして時定数を演算することで検出で
き（図２８（ｄ））、これをもって、インク収納容器２
０１内のインクを使い切ったと判定する。
【０２５９】すなわち、矩形波パルスを印加した際に得
られる出力（波形全体の高さ）は、キャパシタンスに概
ね比例し、キャパシタンスの減少に伴いｈb→ｈcと変化
するため、この間に所望のインクレベル（本実施例の場
合「インクなし」）に対応した閾値を予め装置に設定し
ておくことで、検出値との比較演算によりインクレベル
が検出可能である。また、出力波形の時定数は、概ねレ
ジスタンスＲとキャパシタンスＣとの積で表されるた
め、レジスタンスの増大に伴い、同じ印加パルスであっ
てもｔc→ｔdのように変化していく。なお、複数の閾
値、あるいはインク消費量に伴う変化の情報を予め装置
に設定しておくことで、インク量をアナログ的に検知す
ることも可能である。
【０２６０】この時点では、負圧制御室容器１１０内に
は、下方の吸収体１４０の上部でインク界面を形成した
状態でインクがまだ残っている。従って、この時点でイ
ンクタンクユニット２００を交換すれば、続けて安定し
た状態でインクタンクユニット２００から負圧制御室容
器１１０へインクを供給することができる。
【０２６１】なお、図２に示す液体供給システムのイン
クタンクユニット２００に対して液体残量（有無）の検
知を行い、この検知にしたがってインクタンクユニット
２００の交換を行うことは、従来のインクタンクを交換
可能とするインクジェットヘッドカートリッジと比べ、
インクジェットヘッドカートリッジ側にインクを保持す
る負圧制御室ユニット１００を有したまま、インクタン
クユニット２００を交換する点で異なっている。上述の
液体供給システムでは、インクタンクユニット２００の
交換の際に負圧制御室ユニット１００内のインクと交換
された新たなインクタンクユニット内のインクとが容易
に接触し、インク供給経路を形成することができるの
で、インクタンユニット２００交換の際にインクジェッ
トヘッドカートリッジに対してインク供給経路をインク
で満たすための回復操作をする必要はない。その結果、
回復処理に伴う余分なインク消費を低減することもでき
る。このような利点を確実に得るためには、インクタン
クユニット２００内のインクの有無の検知を確実かつ安
価に行うことはきわめて重要であり、本発明を適用する
ことでこうした確実なインク有無検知を行うことは、上
述の液体供給システムにおける余分な液体の消費の防止
という観点からも、きわめて優れたものである。
【０２６２】〈種々の変形例〉次に、本発明の種々の変
形例について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以
下の各変形例については、特に断りのない限り、それぞ
れの変形例（図２に示す本実施形態も含む）を組み合わ
せ可能であり、組み合わせによって生じる種々の形態に
ついても、本発明に含まれるものとする。
【０２６３】（第１の変形例）図２９は、本発明の第１
の変形例のインクジェットカートリッジの断面図であ
る。
【０２６４】本変形例では、インクタンクユニット４０
０のインク収納容器４０１は、底面が使用状態における
水平面と平行になるように構成されている。また、それ
に伴い、負圧制御室ユニット３００のホルダー３５０
の、インク収納容器４０１の底面を受ける部分も、使用
状態における水平面と平行になるように構成されてい
る。また、ホルダー３５０側の電極４７０も、平板形状
の部材で構成され、ホルダー３５０に装着されたインク
収納容器４０１の底面と平行になるように、プリンタに
固定されている。その他の構成については図２に示す実
施例と同様であるので、その説明は省略する。
【０２６５】本変形例でも、インク収納容器４０１の内
袋４２０は、負圧制御室ユニット３００の負圧制御室容
器３１０内の負圧とのバランスをとるように、内側に変
形する。ここで、インク収納容器４０１の底面について
は、図２に示す実施例のように傾斜した構造ではない
が、内袋４２０の変形方向と垂直に電極４７０が設けら
れているので、やはり図２に示す実施例と同様の効果が
ある。
【０２６６】また、インク収納容器４０１の底面と後端
面とのなす角は鈍角には構成されていないので、内袋４
２０の変形の際には、このコーナー部での変形が、筐体
４１０によってやや規制を受ける。したがって、内袋４
２０の底面は中央部が盛り上がるように変形し、図２９
（ａ）に示すように、前端部と後端部の２ヶ所にインク
４６０が残ることもある。しかし、このインクジェット
カートリッジを搭載するキャリッジ（不図示）の移動と
ともに、図２９（ｂ）に示すように、負圧制御室容器３
１０との接続部であるジョイント口４３０側のインクと
一体となり、ジョイント口４３０から負圧制御室容器３
１０へ導出可能となる。その間、図２に示す実施例で述
べたとおり、インク収納容器４０１内のインク４６０が
消費されると、電極４７０に対向するインク４６０が殆
どなくなり、キャパシタンスがほぼゼロとなることによ
り、インク使い切りが近いことが検出される。
【０２６７】最後には、電極４７０と対向する部位には
インクが存在しなくなり、インク収納容器４０１内のイ
ンクがなくなると、インクによる電気抵抗が数１００ｋ
Ω以上まで上昇することが、印加パルスのパルス幅を変
えたり、パルス周波数を変えたりして時定数を演算する
ことで検出でき、これをもって、インク収納容器４０１
内のインクを使い切ったと判定する。
【０２６８】（第２の変形例）図３０は、本発明の第２
の変形例のインクジェットカートリッジの断面図であ
る。本変形例は、インクタンクユニット６００のインク
収納容器６０１の構成が図２に示す実施例と異なる。す
なわち、本変形例のインク収納容器６０１は、インクの
収納部分が、２重構造のものではなくインクの導出によ
っても変形しにくい筐体６１０のみで構成されている。
インク収納容器６０１は、ジョイント口６３０を除いて
密閉空間を形成しており、内部にはインクとともに、微
加圧源となる空気または窒素ガスが収納されている。そ
の他の構成は、図２に示す実施例と同様であるので、そ
の説明は省略する。
【０２６９】このように、インク収納容器６０１のイン
ク収納部が変形しない構成のインクタンクユニット６０
０であっても、図２に示す実施例と同様にしてインク収
納容器６０１内のインクの使い切りを検出することがで
きる。
【０２７０】（第３の変形例）本変形例では、図２に示
す実施例で述べたような、内袋と筐体との２重構造のイ
ンク収納容器を有するインクタンクユニットと、第２の
変形例で述べたような、筐体のみで構成されたインク収
納容器を有するインクタンクユニットとの両者を交換し
て使用可能なシステムにおける制御の例を、電極が検出
する状態を含めて、いくつかの段階に分けて、図３１〜
図３８を参照して説明する。なお、本変形例で説明する
インクジェットカートリッジは図２に示したものと同様
の構成のものであるので、図３１〜図３８では、図２と
同一の部分については図２と同一の符号を付している。
【０２７１】（１）インクタンク使い切り 図３１に示すように、インクタンクユニット２００内の
インクを使い切ると、気液交換によりジョイント口２３
０から導出されるインクが存在しなくなるため、大気連
通口１１５から吸収体１３０，１４０を介して、大気が
インク収納容器２０１の内袋２２０内へ導かれる。これ
により内袋２２０は、矢印に示すように筐体２１０に向
かう方向へ膨張復元し、筐体２１０と当接して安定す
る。
【０２７２】その間、下方の吸収体１４０内のインク界
面は、インクジェットヘッドユニット１６０へのインク
供給に伴い、インク収納容器２０１内にインクが存在し
気液交換動作を行っていたときの位置Ａから、位置Ｂに
向かって下降する。そして、インク界面が位置Ｂに到達
する前に、このインクタンクユニット２００を新たなも
のと交換する。なお、交換後の動作については、後述す
る（３）の段階で説明する。
【０２７３】（２）インクタンク装着 図３２は、新たなインクタンクユニット２００を装着し
た直後の状態を示している。
【０２７４】インクタンク２００が装着されると、ホル
ダー１５０の下方の電極２７０と、インクジェットヘッ
ドユニット１６０内に設けられた電極２９０（図２参
照）との間にパルス電圧を印加し、その時定数（または
ゲイン）から、インクが収容されたインクタンクユニッ
ト２００が装着されたか否かが検知される。インクタン
クユニットが装着されなかったり、使用済みのインクタ
ンクユニットが装着された場合には、警告を発し、ユー
ザにタンク装着を促す。
【０２７５】このようにインクタンクユニット２００が
装着されると、図３３に示すように、インク収納容器２
０１内のインクは、ジョイント口２３０及びジョイント
パイプ１８０を介して、下方の吸収体１４０とは直接、
上方の吸収体１３０とは間接的に接続される。そして、
インク収納容器２０１内の負圧と負圧制御室容器１０１
内の負圧とのバランスを維持するため、インク収納容器
２０１内のインクはジョイント口２３０及びジョイント
パイプ１８０を通って負圧制御室容器１１０へ流れ込
む。その結果、負圧制御室１１０内でのインク界面は、
前述した位置Ｂから上昇し、上方の吸収体１３０にまで
インクが吸収されて位置Ｃへ達する。
【０２７６】インク収納容器２０１から負圧制御室容器
１１０へのインクの移動に伴い、インク収納容器２０１
においては、インクを直接収納している内袋２２０が内
側に変形する。この時点では、内袋２２０の変形は、最
大面積面での変形が主であり、図３３に示す断面では、
筐体２１０からの剥離（離脱）はあまりみられない。
【０２７７】（３）インク消費段階１ インクジェットヘッドユニット１６０にインクを供給し
ていくと、負圧制御室容器１１０内のインクが消費さ
れ、図３４に示すように、負圧制御室容器１１０内のイ
ンクの界面は、上方の吸収体１３０内での位置である位
置Ｃから、下方の吸収体１４０内での位置である位置Ａ
に向かって下降していく。この間、同時にインク収納容
器２０１内のインクも消費され、その消費に伴って内袋
２２０が更に内側に変形し、内袋２２０は最大面積面以
外の面においても筐体２１０から離脱し始める。インク
界面が位置Ａまで下降してくると、図３５に示すよう
に、インク収納容器２０１内の負圧を一定に維持しよう
と、気液交換動作が始まる。
【０２７８】上記の内袋２２０の筐体２１０からの離脱
（具体的には、底面における離脱）は、２つの電極２７
０，２９０（図２参照）で構成されるインク残量検知手
段を利用して検出することが可能である。変形可能な内
袋２２０を持ったインク収納容器２０１の場合、内袋２
２０の変形に伴ってインクと電極２７０との距離が大き
くなり、その後、負圧のバランスがとられることにより
一定の距離で安定する。そして、この距離の変化による
キャパシタンスの変化、及びその後のほぼ安定した状態
を検出することで、気液交換状態であることを検出する
ことができる。
【０２７９】一方、図３０に示したような、内袋を持た
ないインク収納容器６０１を有するインクタンクユニッ
ト６００が負圧制御室容器１１０に接続された場合に
は、このような電極２７０とインクとの距離の変化がな
く、これによるキャパシタンスの変化も認められないた
め、これにより、インクタンクユニット２０１とは異な
る形態のインクタンクユニットが接続されたことがわか
る。
【０２８０】変形可能な内袋２２０をもったインクタン
クユニット２００を使用することを前提として設計され
たインク供給システムにおいては、内袋をもたないイン
クタンクユニットを装着した場合、このようなインクタ
ンクユニットは、インクタンクユニット自身には、図２
に示す実施例で述べたような環境変化によるインク収納
部内の空気の膨張を吸収するバッファ効果がないため、
負圧制御室容器１１０内にインクが溢れ、適正な負圧を
発生できない場合がある。
【０２８１】こうした不具合を回避するため、所定量の
インクを消費してもキャパシタンスが低下しないインク
タンクユニットは、内袋をもたない構造のタンクユニッ
トであるとして認識し、温度変化があった場合には、イ
ンクジェットヘッドユニット１６０のノズル１６３（図
２参照）から強制的にインクを吸引し、余分なインクを
排出することで、信頼性を確保することができる。
【０２８２】なお、プリンタには通常、環境温度を検出
する手段、あるいは記録ヘッドの温度検出手段等によ
る、プリンタ未使用時の間接的環境温度検出手段が設け
られており、上記の温度変化は、これを利用して知るこ
とができる。
【０２８３】（４）インク消費段階２ 気液交換を続けながらインクを消費していくと、図３６
に示すように、負圧発生室容器１１０内のインク界面を
位置Ａでほぼ安定させた状態で、インク収納容器２０１
内のインクが消費され、次第に、図３７に示すように、
インク収納容器２０１の内袋２２０の底面が徐々に現れ
てくる。これにより、内袋２２０内でのインク液面と内
袋底面との境界線がジョイント口２３０に向かって移動
し、インク収納容器２０１内のインクの電極２７０との
対向面積が減少していく。この間、キャパシタンスは連
続的に減少するので、これを利用して、インク収納容器
２０１内のインク残量が少なくなった時期でのインク収
納容器２０１内のインク残量をアナログ的に検出するこ
とができる。
【０２８４】（５）インク消費段階３ さらにインクを消費していくと、図３８に示すように、
インク収納容器２０１内のインクは、ジョイント口２３
０近傍の水平な部分のみに存在するようになり、さらに
このインクがなくなると、キャパシタンスがほぼゼロに
近づき、レジスタンス（電気抵抗）が極端に増大する。
これをもってインクタンクユニット２００のインクの使
い切りと判断し、プリンタは、ユーザへのタンク交換促
進の告知を行う。
【０２８５】（６）インクタンクユニット交換可能期 インクタンクユニット２００内のインクが空になると、
（１）の段階で説明したように、内袋２２０は筐体２１
０と当接するように、もとの状態に復元していく。ま
た、インクが空になっても、インクの供給方向に対して
インクタンクユニット２００の下流側にある、ジョイン
トパイプ１８０、下方の吸収体１４０、及びインクジェ
ットヘッドユニット１６０内にはインクが存在してお
り、印字の続行は可能である。この時点でユーザが新た
なインクタンク２００と交換すれば、それ以降は、
（２）の段階で説明したとおりである。また、使用中に
まだインクが残っている状態で一度取り外したインクタ
ンクユニットを再度装着した場合には、（３）または
（４）の段階で説明したとおりである。
【０２８６】また、上述したように、インクタンクユニ
ット２００内のインクがなくなっても、ある程度は印字
を続行することができる。しかし、負圧制御室容器１１
０内のインク界面が、新たなインクタンクユニットを接
続してもジョイント口１８０からインクジェットヘッド
ユニット１６０までの連続したインクパスを形成し得な
い位置（Ｂ）よりも低下すると、良好なインクパスの形
成が困難となる。
【０２８７】これを防止するために、上述した（５）の
段階が完了した時点で、ノズル（図２参照）からのイン
クの吐出回数のカウントによって、インクの消費量を換
算し、負圧制御室容器１１０内のインク界面が位置Ｂに
達する直前で印字動作を中断してユーザにタンク交換を
再度促し、インクを収容したインクタンクユニットが装
着されるまでは印字動作を再開しないといった制御が可
能である。
【０２８８】（第４の変形例）図３９は、本発明の第４
の変形例を説明する断面図である。本変形例のインク収
納容器は、前述の実施形態のように図１に示すような形
でインクジェットヘッドカートリッジなどのホルダに保
持されている。図３９は複数のインク収納容器２０１を
切断した断面図である。
【０２８９】具体的には、図３９の断面図に示すよう
に、ブラックインクを収納するインク収納容器２０１Ｂ
ｋ、シアンインクを収納するインク収納容器２０１Ｃ、
マゼンタインクを収納するインク収納容器２０１Ｍ、イ
エローインクを収納するインク収納容器２０１Ｙが、互
いに間隔ｐだけあけて並列に保持されている。
【０２９０】一つのインク収納容器２０１だけを考えれ
ば、上述したように、電極２７０，２９０間にはＲＣ直
列回路が構成されるが、このように、複数のインク収納
容器２０１Ｂｋ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙが隣接
している場合には、図４１（ａ）に示す等価回路のよう
に、各インク収納容器毎の静電容量Ｃ1〜Ｃ4の他に、隣
接するインク収納容器間にも、静電容量Ｃ12、Ｃ23、Ｃ
34が発生する。そして、これら隣接するインク収納容器
間の静電容量Ｃ12、Ｃ23、Ｃ34は、隣接するインク収納
容器内のインク量によって変化し、インク残量検出系の
時定数を変化させる要因となる。そこで、より正確なイ
ンク残量検出のためには、これらの静電容量Ｃ12、
Ｃ23、Ｃ34の大きさをできるだけ小さくし、これらの影
響を小さくする必要がある。
【０２９１】ここで、隣接するインク収納容器同士の関
係において、インク収納容器の側面積をＳ、インク収納
容器の内壁面間の距離（インク収納容器の側壁の厚さ×
２＋インク収納容器の間隔ｐ）をｄ、誘電率をεとした
とき、インク収納容器間静電容量Ｃabは、 Ｃab＝ε（Ｓ／ｄ）…式（１） で表わされる（より詳細にはｄは側面積全域に渡って撓
んだ分布をしており、収容容器を形成する樹脂と間隔Ｐ
のエアとの誘電率の積分式で表される。）。式（１）か
ら、インク収納容器間静電容量Ｃabを小さくするために
は、側面積Ｓを小さくする方法と、容器内壁間距離ｄを
大きくする方法が考えられる。側面積Ｓを小さくするの
は、インクの収納効率の観点から好ましくない。そこ
で、本変形例では、容器内壁間距離ｄを大きくすること
によって対応している。
【０２９２】より詳細には、プリントシステムを小型化
するためにキャリッジを小型化することを考慮し、イン
ク収納容器２０１Ｂｋ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙ
間の間隔ｄをできるだけ小さくするために、図３９に示
すように、各インク収納容器２０１Ｂｋ、２０１Ｃ、２
０１Ｍ、２０１Ｙについて、側壁の厚さをＴ1、ｔ1、電
極２７０と対向する底壁の厚さをＴ2、ｔ2（それぞれ大
文字のＴは筐体の厚みを、小文字のｔは内袋の厚みを表
す）としたとき、 Ｔ1＞Ｔ2、ｔ1＞ｔ2 の関係を満たすようにインク収納容器２０１Ｂｋ、２０
１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｙを成形している。これによ
り、すべての壁厚を均一に成形した場合に比べて、イン
ク収納容器間静電容量Ｃabを小さくすることができ、そ
の結果、相互干渉による影響を少なくし、インク残量を
より高精度に検出することができるようになる。
【０２９３】また、図４１（ｂ）に示すように、検出し
たいインク収納容器以外の検出回路を、電気的にGROUND
に落とすことで、相互緩衝をより低減することが出来
る。
【０２９４】ところで、本実施形態では、図２等でも説
明したように、インク収納容器２０１は、筐体２１０と
内袋２２０との二重構造であり、インクの導出に伴っ
て、内袋２２０が内側に変形する。しかも、この変形
は、前述したように、隣接するインク収納容器２０１と
の対向面である最大面積面で最も大きい。従って、本実
施形態のような内袋２２０を有するインク収納容器２０
１は、インクの導出に伴い容器内壁間距離ｄが大きくな
るものであるので、より好ましいものであるが、本発明
は、このような二重構造のインク収納容器２０１に限ら
れるものではなく、インクの導出に伴って変形する内袋
を有しないものであってもよい。この場合の例を図４０
に示す。図４０においても、側壁の筐体の厚みＴ1と、
底面の筐体の厚みＴ2とは、Ｔ1＞Ｔ2を満たしている。
【０２９５】また、上述した変形例では、インク収納容
器２０１は、図３９にも示したように、上壁と底壁とが
互いに平行、すなわち、使用状態においては、インク収
納容器２０１の幅方向について底壁が水平面と平行とな
る形状のものを示したが、幅方向にも水平面に対して傾
斜させ、インク残量が少なくなったときのインクと電極
との対向面積がより小さくなるようにしてもよい。
【０２９６】このようなインク収納容器の例を図４２に
示す。図４２（ａ）に示すインク収納容器５０１ａは、
幅方向略中央部が内方に突出した底壁を有している。イ
ンク収納容器５０１ａの底壁と対向する電極５７０ａ
も、インク収納容器５０１ａの底壁の形状に合せた形状
となっている。これにより、インク収納容器５０１ａ内
のインク残量が少なくなると、インクは、インク収納容
器５０１ａの幅方向両端部のみに残ることになる。一
方、インクが十分に残っている状態では、底壁が平坦な
場合と比べてインクと電極５７０ａとの対向面積が大き
くなっている。従って、インクが十分に残っているとき
と残量が少ないときとの対向面積の比が大きくなり、電
極５７０ａでの出力波形のＳ／Ｎ比も大きくなるので、
インクが無くなったことをより正確に検出することがで
きる。
【０２９７】同様に、図４２（ｂ）に示すインク収納容
器５０１ｂは、底壁が一様に傾斜し、インク５０２ｂは
幅方向一端部に残る構成となっているとともに、電極５
７０ｂもインク収納容器５０１ｂの底壁の形状に合せた
形状となっている。また、図４２（ｃ）に示すインク収
納容器５０１ｃは、かまぼこ状の底壁を有しインク５０
２ｃは幅方向中央部に残る構成となっているとともに、
電極５７０ｃもインク収納容器５０１ｃの底壁の形状に
合せた形状となっている。なお、図４２（ａ）〜（ｃ）
では、インク収納容器５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃは
壁面が単層のものとして描かれているが、図２等に示し
たような二重構造のものであってもよいし、図示のとお
り、筐体のみで構成されるものであってもよい。
【０２９８】（第５の変形例）図４３及び図４４は本発
明の第５の変形例を説明するための説明図である。本変
形例では、図２に示す前述の実施形態に対し、インク収
納容器２０１の底面に、インク収納容器２０１の幅方向
（図４３の奥行き方向）全域にわたって内側へ突出する
タンク内突起２０２が設けられている点が異なってい
る。
【０２９９】このタンク内突起２０２は、図４３に示す
ように、電極２７０と対向する位置よりも前方すなわち
ジョイント口２３０側に位置している。インク収納容器
２０１にタンク内突起２０２が設けられていることに伴
い、インク収納容器２０１のタンク内突起２０２に対応
する部分の外壁面は凹部となっており、ホルダ１５０
の、この凹部と対向する部位には、インクタンクユニッ
ト２００がホルダ１５０に装着されたときに凹部に嵌合
するホルダ突起１５２が設けられている。
【０３００】タンク内突起２０２について、図４４を参
照して詳細に説明する。タンク内突起２０２は、ジョイ
ント口２３０に対向する傾斜面（第１の面）２０２ａ
と、インクタンクユニット２００の後端面に対向する傾
斜面（第２の面）２０２ｂとの２つの傾斜面を有する。
ここで、使用状態における水平面に対する、第１の面の
なす角をθ1、第２の面のなす角をθ2としたとき、θ1
＞θ2の関係を満たしている。具体的には、本実施形態
では、θ1＝約６０°、θ2＝約３０°としている。ま
た、タンク内突起２０２に嵌合するホルダ突起１５１の
頂角を、本実施形態では約９０°とした。
【０３０１】このような突起を持ったインクタンク内の
インクが消費され、液面の位置がタンク内突起２０２の
頂点２０２ｃ（図４４参照）の位置よりも低下すると、
インクはインク内突起２０２を境に前後に分断される。
ここで、タンク内突起２０１の第１の面２０１ａ及び第
２の面２０１ｂの、水平面とのなす角θ1、θ2が、θ1
＞θ2の関係を満たすように形成されているので、イン
ク収納容器２０１の後端側のインクは、このインクタン
クユニット２００を搭載するプリンタの記録動作中のキ
ャリッジの往復運動によるインク収納容器２０１内のイ
ンクの揺動により、タンク内突起２０２を越えてジョイ
ント口２３０側へ排出され易くなる。一方、ジョイント
口２３０側のインクは、タンク内突起２０２を越えて後
端側へ戻りにくい構成となっている。
【０３０２】前述の実施形態のように、本変形例のよう
な分断構造をもたないインク収納容器の場合には、イン
ク収納容器２０１内のインクが消費されて、インク収納
容器２０１内のインクが無くなる状態において、インク
の表面張力により、インク収納容器２０１の底部にイン
クが膜状に残ることがある。本変形例では、インク収納
容器２０１の底壁にタンク内突起２０２を有するので、
仮に、インク収納容器２０１の底部の電極２７０と対向
する領域にインクが膜状に残ったとしても、タンク内突
起２０２によりインクの連続性が分断される。その結
果、液体収納部２０１を介してのインクと電極２７０と
の間の電気回路のインピーダンスが上昇する。このとき
の時定数及びゲインの変化を検出することで、インク収
納容器２０１内のインクの残量が非常に少ないことを判
定することができる。
【０３０３】また、ホルダ１５０は、タンク内突起２０
２に嵌合するホルダ突起１５１を有するので、インクタ
ンクユニット２００をホルダ１５０に装着する際のイン
クタンクユニット２００の位置合わせ、及びホルダ１５
０へのインクタンクユニット２００の保持を確実に行う
ことができる。しかも、ホルダ１５０へのインクタンク
ユニット２００の装着は、前述したような略回動動作に
よって行われるので、図４４に示したθ1とθ2との関係
をθ2＞θ1とすることにより、インクタンクユニット２
００の装着をスムーズに行うことができる。
【０３０４】なお、上述した変形例では、筐体２１０と
内袋２２０との二重構造のインク収納容器２０１を例に
挙げて説明したが、本発明におけるインク収納容器はこ
れに限らず、筐体２１０のみで構成されるものであって
もよい。また、インク収納容器内のインク残量が、検出
すべき残量となったときに、電極２９０と対向する領域
のインクをジョイント口２３０側と連続しないように分
断させる構造として、本変形例はタンク内突起２０２を
例に挙げたが、上記のようにインクを分断することがで
きる構造であれば、単にジョイント口２３０側の高さを
低くした階段状の段差として構成してもよい。ただし、
このような構造は、段差として高くなっている部分につ
いては、その分だけインクの収納効率が低下することに
なるので、本変形例に示したような突起形状がより好ま
しい。
【０３０５】（第６の変形例）図４５は、本発明の第６
の変形例を説明するための模式的説明図である。本変形
例では、同じ種類のインクを収容する２つのインク収納
容器１２０１と１２０２とが、インクジェットヘッドユ
ニット１６０の共通のノズルにそれぞれインクを供給す
るように、インク供給経路１１００によって連通してい
る点に特徴がある。
【０３０６】このような形態の場合、図４５に示すよう
に各変形例と同様に電極２７０，２９０を設けると、こ
れらの２つのタンクは同時にそのインクの有無（あるい
は残量）をこのインク検出手段によって検出されること
になる。図４６（ａ）及び（ｂ）は、インク検出手段に
よる検出結果の一例を示している。
【０３０７】図４５に示すようなインク供給システムの
場合、一般的にはインク収納容器１２０１、１２０２の
双方からインクが導出される場合と、いずれか一方から
優先的にインクが導出される場合とがある。図４６
（ａ）は、一方のインク収納容器１２０１のインクが優
先的に消費された場合の、図２８（ａ）に示す引加パル
スが加えられた場合の、出力波形の最大値ＶＨを、イン
ク消費量を横軸に模式的に示したものである。図４６
（ａ）において、区間ｃ１、ｃ２、ｃ３はそれぞれ図４
６（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）の状態に相当する。区
間ｃ１では、ＶＨ≒Ｖであり、区間ｃ２ではＶＨ≒Ｖ’
となった後、区間ｃ３では、ＶＨ≒０である。区間ｃ２
では、一方のインク収納容器１２０１のインクのみが消
費されている。
【０３０８】一方、図４６（ｂ）は、インク収納容器１
２０１及び１２０２の双方のインクが消費された場合
の、図２８（ａ）に示す引加パルスが加えられた場合
の、出力波形の最大値ＶＨを、インク消費量を横軸に模
式的に示したものである。図４６（ｂ）において、区間
ｄ１、ｄ２、ｄ３はそれぞれ図４６（ｄ）に示す（ｄ
１）、（ｄ２）、（ｄ３）の状態に相当する。区間ｄ１
では、ＶＨ≒Ｖであり、区間ｄ３では、ＶＨ≒０であ
る。この場合、区間ｄ２では、２つのインク収納容器の
いずれもインクがほぼ消費される状態を示しており、急
激にＶＨが変化している。
【０３０９】このように、複数の容器で共通の液体を供
給する場合、電極２９０はインク流路１１００を介して
インク収納容器１２０１にも１２０２にも液体で連通し
ているので、全ての容器が空になった場合の波形の変化
と比較することで、インクタンクの交換を確実に行うこ
とができる。
【０３１０】さらに、インク収納容器１２０１と１２０
２とが互いに分離可能である場合には、上述の検出結果
を利用して、Ｖ’の値がしばらく続くときに、いずれか
一方のインク収納容器が空である、との警告を記録装置
や該記録装置を制御する制御装置上で表示させ、ユーザ
に交換を促すようにしてもよい。
【０３１１】また、３つの液体収納容器が連通路を介し
て接続されている場合、ＶＨ≒２／３Ｖがしばらく続く
ときには３つの容器のうちのいずれか一つの容器が空
に、ＶＨ≒１／３Ｖがしばらく続くときには３つの容器
のうちのいずれか二つの容器が空に、なったとそれぞれ
判断することが出来る。
【０３１２】（第７の変形例）図４７は、本発明の第７
の変形例を説明するための模式的説明図である。本変形
例では、前述の第６の変形例に対し、２つの液体収納容
器１２０１、１２０２の底部に対向する電極２７０の、
容器１２０１へ対向する部分の面積と、容器１２０２へ
対向する部分の面積との比が異なる（本変形例の場合概
ね２：１）となっている点が異なっている。
【０３１３】本変形例において、図４７に示すように各
変形例と同様に電極２７０，２９０を設けると、これら
の２つのタンクは同時にそのインクの有無（あるいは残
量）をこのインク検出手段によって検出されることにな
る。図４８（ａ）及び（ｂ）は、インク検出手段による
検出結果の一例を示している。また、図４８（ａ）の区
間ｃ１、ｃ２、ｃ３における液体収納容器１２０１、１
２０２の状態をそれぞれ図４８（ｃ１）、（ｃ２）、
（ｃ３）に示し、図４８（ｂ）の区間ｃ１’、ｃ２’、
ｃ３’における液体収納容器１２０１、１２０２の状態
をそれぞれ図４８（ｃ１’）、（ｃ２’）、（ｃ３’）
に示す。
【０３１４】図４８（ａ）に示すように、対向電極の対
向面積の小さい容器１２０２内のインクが先に消費され
た場合、区間ｃ２において、ＶＨ≒Ｖ’（≒２／３Ｖ）
がしばらく検出される。一方、図４８（ｂ）に示すよう
に、対向電極の対向面積の大きい容器１２０１のインク
が先に消費された場合、区間ｃ２’において、ＶＨ≒
Ｖ’’（≒１／３Ｖ）がしばらく検出される。
【０３１５】したがって、本変形例の場合には、前述の
第６の変形例の場合とは異なり、検出結果から一方の容
器内のインクが無くなったことをユーザにアナウンスす
る場合、いずれの容器が空になったのかについてまでア
ナウンスすることが可能である。
【０３１６】なお、上述の変形例では２つの容器の場合
で説明したが、ｎ個のタンクの場合には、電極の対向面
積比を概ね２n-1：２n-2：.：２0（ｎ≧３）とすればよ
い。また、上述の変形例では電極の対向面積比を変化さ
せたが、電極とタンク底面との距離の比としてもよい。
【０３１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体供給容器の底面を水平面に対して傾斜させたり、あ
るいは、液体収納部を変形することで負圧を発生可能な
部材で構成することで、液体供給容器の液体残量が少な
くなったときの、液体の電極との対向面積の変化を利用
して、液体残量が少なくなったことを検出することがで
きる。液体供給容器と負圧発生部材収納室とが分離可能
な場合、この時点で液体供給容器を交換すれば、引き続
き安定して液体供給容器から負圧発生部材収納室へ液体
を供給することができる。
【０３１８】また、液体供給容器（液体収納部）の壁面
の厚さを、隣接する液体供給容器と対向する側壁の厚さ
が、電極と対向する底壁の厚さよりも大きくすることに
より、隣接する液体供給容器との間に発生する静電容量
の影響を少なくすることができる。その結果、目的とす
る液体供給容器内の液体の残量をより精度良く検出する
ことができ、外部への液体の供給を安定して行うことが
できる。
【０３１９】また、液体供給容器（液体収納部）の液体
残量検出用の電極と対向する底壁に分断構造を有するこ
とで、底壁に液体が膜状に残った場合でも確実に液体の
残量を検出することができ、結果的に外部への液体の供
給を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態であるインクジェット
ヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図２】図１のカートリッジの断面図である。
【図３】図２に示したインクタンクユニットについて説
明するための斜視図である。
【図４】図２の負圧制御室ユニットが取り付けられたホ
ルダーにインクタンクユニットを装着する動作について
説明するための断面図である。
【図５】本発明に適用可能な弁機構の開閉動作を説明す
るための断面図である。
【図６】図２に示したインクジェットヘッドカートリッ
ジにおけるインクの供給動作について説明するための断
面図である。
【図７】図６に基づいて説明するインク消費動作におけ
るインクの状態について説明するための図である。
【図８】図６に基づいて説明するインク消費動作で内袋
の変形による内部圧力変動の抑制効果について説明する
ための図である。
【図９】本発明に適用可能な弁機構における弁枠と弁体
との関係を示す図である。
【図１０】本発明に適用可能な弁機構の開閉動作時に係
合するジョイントパイプの先端部の形状の一例を示す斜
視図である。
【図１１】本発明に適用可能な弁機構と比較するための
形態例を示す図である。
【図１２】図１１の弁機構における拗れの状態を示す図
である。
【図１３】図１１の弁機構におけるシール状態を示す図
である。
【図１４】本発明に適用可能な弁機構を示す図である。
【図１５】図１４の弁機構における拗れの状態を示す図
である。
【図１６】図１４の弁機構におけるシール状態を示す図
である。
【図１７】図１４の弁機構における弁体のジョイントパ
イプ先端部との係合形状を説明するための図である。
【図１８】本発明に適用可能なインクタンクの製造方法
を説明するための図である。
【図１９】図２に示したインク収納容器の内部構成例を
示す断面図である。
【図２０】図２に示した負圧制御室容器内の吸収体を説
明するための図である。
【図２１】図２に示した負圧制御室容器内の吸収体を説
明するための図である。
【図２２】図２に示したインクタンクユニットの回動に
よる着脱動作を説明するための図である。
【図２３】本発明に適用可能なインクタンクユニットを
用いたインクジェットヘッドカートリッジの概略説明図
である。
【図２４】本発明のインクジェットヘッドカートリッジ
を適用可能な記録装置の概略構成を示す図である。
【図２５】本発明に適用可能なインクタンクユニットの
接続箇所の構成部品の寸法を説明するための図である。
【図２６】図２に示したインクジェットヘッドユニット
の断面図である。
【図２７】図２に示した２つの電極間の等価回路図であ
る。
【図２８】インクタンクユニット内のインク残量検出の
ときの印加パルス及び出力波形を示す図である。
【図２９】本発明の第１の変形例のインクジェットカー
トリッジの断面図である。
【図３０】本発明の第２の変形例のインクジェットカー
トリッジの断面図である。
【図３１】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３２】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３３】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３４】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３５】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３６】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３７】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３８】本発明の第３の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図３９】本発明の第４の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図４０】本発明の第４の変形例の更なる変形例を説明
する、インクジェットカートリッジの断面図である。
【図４１】複数のインク収納容器が互いに隣接して配置
された状態でのインク残量検出系の等価回路の一例を示
す説明図である。
【図４２】インク収納容器の幅方向の断面形状のいくつ
かの変更例を示す図である。
【図４３】本発明の第５の変形例を説明する、インクジ
ェットカートリッジの断面図である。
【図４４】本発明の第５の変形例のインク収納容器のタ
ンク内突起近傍を説明するための部分断面図である。
【図４５】本発明の第６の変形例を説明するための説明
図である。
【図４６】図４５に示す変形例でのインク検出結果の例
およびその状態でのインク収納容器の状態を示す図であ
る。
【図４７】本発明の第７の変形例を説明するための説明
図である。
【図４８】図４７に示す変形例でのインク検出結果の例
およびその状態でのインク収納容器の状態を示す図であ
る。
【符号の説明】
２１ 繊維 ７０ インクジェットヘッドカートリッジ ８１ キャリッジ ８２ ヘッド回復ユニット ８３ 給紙面 ８４ ベルト １００ 負圧制御室ユニット １０２ シール面 １１０ 負圧制御室容器 １１３ｃ 境界面 １１５ 大気連通口 １１６ バッファ空間 １２０ 負圧制御室蓋 １２１ ガイド部 １３０，１４０ 吸収体 １３１ 供給口 １５０ ホルダー １５１ 底部 １５５ インクタンク係止部 １６０ インクジェットヘッドユニット １６１ フィルタ １６２ インク流路 １６４ 共通液室 １６５ インク供給管 １７０ ＩＤ部材 １８０ ジョイントパイプ １８０ａ シール用突起 １８０ｂ 弁開閉用突起 １８１ａ 上側開口部 １８１ｂ 下側開口部 ２００ インクタンクユニット ２０１ インク収納容器 ２１０ 筐体 ２１０ａ 係合部 ２１１ａ，２１１ｂ 接触面 ２２０ 内袋 ２２１ ピンチオフ部 ２２１ａ 内袋露出部 ２２２ 外気連通口 ２３０ ジョイント口 ２５０ ＩＤ部材 ２５０ａ クリック部 ２５１ 傾斜面 ２５２ ＩＤ用凹部 ２５３ 係合穴 ２６０ ジョイントシール面 ２６０ａ 第１弁枠 ２６０ｂ 第２弁枠 ２６０ｃ 開口 ２６１ 弁体 ２６２ 弁蓋 ２６２ａ 弁蓋溶着ガイド ２６２ｂ Ｒ部 ２６３ 付勢部材 ２６４ 第１弁枠シール部 ２６５ 弁体シール部 ２６６ クリアランス ２６７ エラストマー ２６８ 弁体フランジ部 ２７０，２９０ 電極 ２８０ ゴムムジョイント部 ２８１ 接続端子 ３００，４０１ インク ４００ 溶着ホーン ４０２ インク注入ノズル ５１０ 係合凸部 ５１１ 係合凹部 ５１２ ピンチオフ ５１３ 爪 ５１４ リブ穴 ５５０ 係合矢印部 ５５１ 係合スリット ５５２ 係合軸 ５５３ 係合穴 ５５４ 係合レール溝 ５５５ 係合レール ６００ 回転中心 ６０１ インクタンクユニット係止部上端 ６０２ インクタンクユニット係止部下端 ６０３ インク供給口中心高 Ｌ 気液界面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越川 浩志 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 (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 Ｆターム(参考） 2C056 EA29 EB20 EB51 FA10 KB05 KB08 KC01 KC05 KC06 KC09 KC14 KC16 KD06 2F014 AB01 DA02 EA10

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部に液体を導出するための液体導出部
    部を備えた液体供給容器の下方に配置された電極を備
    え、前記液体供給容器内の液体と前記電極との対向面積
    に対応する静電容量によって前記液体供給容器内の液体
    有無を検知する検知手段を有する液体供給システムであ
    って、 前記電極は前記液体供給容器の底面と平行かつ非接触に
    配置されるとともに，前記液体供給容器の底面は、前記
    液体供給容器の一端から他端に向けて水平面に対して傾
    斜し、低いほうの下端部に前記液体導出部を有すること
    を特徴とする液体供給システム。
  2. 【請求項２】 前記液体供給容器の底面は、前記液体導
    出部の近傍に水平面と平行な部分を有し、前記電極は、
    前記傾斜した部分から前記水平面と平行な部分まで延び
    ている請求項１に記載の液体供給システム。
  3. 【請求項３】 前記液体供給容器は、筐体と，該筐体の
    内面と略同等の外面を有し前記液体導出部を除いて実質
    的な密閉空間を形成するとともに内部に収納された液体
    の導出に伴い変形する液体収納部と、を備えるととも
    に，前記検知手段は、前記液体収納部の変形による前記
    液体収納部内の液体と前記電極との距離の変化に基づく
    静電容量ないしは時定数の変化を検知する請求項１に記
    載の液体供給システム。
  4. 【請求項４】 前記液体供給容器をその底面が前記電極
    に対向するように互いに隣接して複数備えるとともに、
    該液体供給容器のそれぞれは、隣接する液体供給容器と
    対向する側面の厚さが，前記電極と対向する底面の厚さ
    よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液体供
    給システム。
  5. 【請求項５】 前記液体供給容器の前記電極と対向する
    部位よりも前記液体供給部側の領域に、前記液体供給容
    器内の液体の残量が検出すべき残量となったとき、前記
    電極と対向する領域の液体を前記液体供給部側と分断さ
    せる分断構造を有することを特徴とする請求項１に記載
    の液体供給システム。
  6. 【請求項６】 前記液体供給容器をその底面が前記電極
    に対向するように互いに隣接して複数備えるとともに，
    該複数の液体供給容器のうち、同じ液体を収容する液体
    供給容器のそれぞれの液体導出部同士を連通させる液体
    導出経路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記
    載の液体供給システム。
  7. 【請求項７】 前記静電容量の変化により、前記複数の
    液体収納容器のうち所定の個数の容器内の残量を検知す
    ることを特徴とする請求項６に記載の液体供給システ
    ム。
  8. 【請求項８】 前記電極と前記複数の液体収納容器との
    対向面積が、それぞれ異なるように設けられていること
    を特徴とする請求項６に記載の液体供給システム。
  9. 【請求項９】 前記検知手段により前記静電容量ないし
    は時定数の変化を検知することで前記液体供給容器内の
    液体残量を検知することを特徴とする請求項１に記載の
    液体供給システム。
  10. 【請求項１０】 前記液体導出部を介して前記液体供給
    容器と接続されるとともに負圧発生部材を内部に収納す
    る負圧発生部材収納室を備え、該負圧発生部材収納室は
    前記液体導出部を介して供給される液体を外部に導出す
    るための液体供給部を有することを特徴とする請求項１
    に記載の液体供給システム。
  11. 【請求項１１】 前記液体導出部は前記液体供給容器の
    最大面積面に挟まれる面に設けられ、前記液体供給容器
    の前記液体導出部が設けられた面と反対側の面と前記底
    面とのなす角が鈍角である請求項１０に記載の液体供給
    システム。
  12. 【請求項１２】 前記負圧発生部材収納室と前記液体供
    給容器とは前記液体導出部で分離可能である請求項１０
    に記載の液体供給システム。
  13. 【請求項１３】 外部に液体を供給するための液体供給
    部を有するとともに、負圧発生部材を内部に収納する負
    圧発生部材収納室と、 接続部を介して前記負圧発生部材収納室と接続され、前
    記接続部を除いて実質的な密閉空間を形成する液体収納
    部を有する液体供給容器と、 少なくとも、前記液体供給容器の下方に前記液体供給容
    器の底面と平行に配置された電極を有し、前記液体収納
    部内の液体と前記電極との対向面積に対応する静電容量
    によって前記液体収納部の液体残量を検知する検知手段
    とを有し、 前記液体収納部は、前記液体供給容器の内面と実質的に
    相似形であり、前記液体供給容器の底面部に対応する領
    域が変形することで負圧を発生可能な部材で構成されて
    いることを特徴とする液体供給システム。
  14. 【請求項１４】 それぞれ外部に液体を供給するための
    液体供給部を備える複数の液体供給容器の下方に配置さ
    れた電極を備え、前記液体供給容器内の液体と前記電極
    とのインピーダンスによって前記液体供給容器内の液体
    残量を検知する検知手段を有する液体供給システムにお
    いて、 前記液体供給容器は互いに隣接して配置され、前記液体
    供給容器の、隣接する液体供給容器と対向する側壁の厚
    さが、前記電極と対向する底壁の厚さよりも大きいこと
    を特徴とする液体供給システム。
  15. 【請求項１５】 外部に液体を供給するための液体供給
    部を備えた液体供給容器の下方に配置された電極を備
    え、前記液体供給容器内の液体と前記電極とのインピー
    ダンスによって前記液体供給容器内の液体残量を検知す
    る検知手段を有する液体供給システムであって、 前記液体供給容器の前記電極と対向する部位よりも前記
    液体供給部側の領域に、前記液体供給容器内の液体の残
    量が検出すべき残量となったとき、前記電極と対向する
    領域の液体を前記液体供給部側と分断させる分断構造を
    有することを特徴とする液体供給システム。
  16. 【請求項１６】 液体を収納する液体収納部と、該液体
    を外部に導出する液体導出部とを備える液体供給容器で
    あって、 前記液体供給容器は、前記液体との対向面積に対応する
    静電容量によって前記液体収納部内の液体の残量を検知
    するために前記液体供給容器の下方に配置される電極に
    対向する底面を備えていることを特徴とする液体供給容
    器。
  17. 【請求項１７】 前記底面は前記電極に対して傾斜して
    配置される請求項１６に記載の液体供給容器。
  18. 【請求項１８】 前記液体収納部は変形可能であり、外
    部に該液体収納部を保護する筐体を備えている、請求項
    １６に記載の液体供給容器。
  19. 【請求項１９】 液体を収納する液体収納部と該液体を
    外部に導出する液体導出部とを備え、前記液体収納部を
    隣接させて複数個並べて配置される液体供給容器であっ
    て、 前記液体収納部は、前記液体とのインピーダンスによっ
    て前記液体収納部内の液体の残量を検知するために電極
    が下方に対向配置される底壁を備え、 前記液体収納部の、隣接する液体収納部と対向する側壁
    の厚さが前記底壁の厚さよりも大きいことを特徴とする
    液体供給容器。
  20. 【請求項２０】 液体を収納する液体収納部と該液体を
    外部に導出する液体導出部とを備えた液体供給容器であ
    って、 前記液体収納部は、前記液体とのインピーダンスによっ
    て前記液体収納部内の液体の残量を検知するために電極
    が下方に対向配置される底壁を備え、 前記底壁の前記電極と対向する部位よりも前記液体導出
    部側の領域に、前記液体収納部内の液体の残量が検出す
    べき残量となったとき、前記電極と対向する領域の液体
    を前記液体導出部側と分断させる分断構造を有すること
    を特徴とする液体供給容器。
  21. 【請求項２１】 前記分断構造は、前記液体収納部の内
    底壁に、前記電極と対向する領域から前記液体導出部へ
    向かう方向と交差する方向に全域にわたって設けられた
    突起である、請求項２０に記載の液体供給容器。
  22. 【請求項２２】 前記突起は、前記液体導出部側の第１
    の面と、前記電極と対向する側の第２の面とを有し、 使用状態における水平面に対する、前記第１の面の角度
    をθ１、前記第２の面の角度をθ２としたときθ１＞θ
    ２の関係を満たしている、請求項２０に記載の液体供給
    容器。
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