JP2007152839A - 液体収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 負圧発生部材におけるインク供給口近傍領域をより密にインク保持することが可能であって記録ヘッドへの高流量インク供給にも対応する。また、生産性が高く低コストであり、且つ複雑で大型な生産装置を用いずとも製造可能な液体収納容器及び該液体収納容器への液体充填方法を提供。
【解決手段】 液体供給口と大気連通口を備え内部に繊維材料からなる負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室と連通する連通部を備えるとともに実質的な密閉空間を形成し、前記負圧発生部材収納室へ供給する液体を貯留する液体収納室と、を有する液体収納容器であって、前記液体収納容器の内部底面には液体収納室から前記液体供給口近傍に渡って液体が充填される液体導入溝が配され、前記負圧発生部材の繊維の主たる方向が前記連通部から前記液体供給口に向かう方向に配列されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に着脱自在に搭載される液体を収容した液体収納容器および液体収納容器の液体充填方法に関する。

インクジェット記録装置に用いられる記録手段の一形態として、記録ヘッドを有するキャリッジに液体収納容器が着脱自在に搭載可能であって、その液体収納容器のインクにて記録を行うものがある。このようなタイプの液体収納容器は、記録ヘッドに対して、所定の負圧を発生させる必要があり、その一方法として、液体収納容器に負圧発生部材が挿入されており、その負圧発生部材にインクを含浸させたものがある。

さらに特許文献１、特許文献２において、負圧発生部材を利用しつつも液体収納容器の単位体積あたりのインク収容量を増加させ、且つ安定したインク供給を実現できる液体収納室を備えた液体収納容器が提案されている。

ここで図１１に上述の構成を利用した液体収納容器の概略断面構成図を示す。インクカートリッジ内部は連通孔１１２（連通部）を有する仕切り壁で２つの空間に仕切られている。一方の空間は仕切り壁の連通孔を除いて密閉されるとともにインクを直接保持する液体収納室、他方の空間は負圧発生部材を収納する負圧発生部材室になっている。この負圧発生部材室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部１０１（大気連通口）と、不図示の記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給口１０２とが形成されている。

上述した構成の液体収納容器へのインク充填方法としては特許文献４、特許文献５、特許文献６が提案されている。

特許文献４は、インク供給口と大気連通口を塞いだ状態で液体収納室に設けられているインク注入口からエアを抜くことでインクタンク内を減圧状態とし、前記インク注入口からインク注入を行う。液体収納室内を充填した後、インク注入口を封止しインク供給口からインクを注入して負圧発生部材収納室内にインク充填するインク充填方法である。このインク充填方法によれば、液体収納室への充填スピードを早めることができ、また確実にインクを充填することが可能となる。

さらに特許文献５は液体収納室にエア排出口とインク注入口を設けており、最初にインク供給口と大気連通口を封止し、液体収納室に設けられているインク注入口からインクを注入しエア排出口からエアを抜いて液体収納室内にインクを充填する。その後、エア排出口を塞ぎ、大気連通口を開放してインク注入を行う注入方法である。この方法によれば、特許文献４同様、確実にインク充填することが可能となる。

さらに特許文献６は、最初に、液体収納室と負圧発生部材収納室とを連通する連通部を上方に向けた姿勢でインクタンクを固定し、液体収納室に設けられているインク注入口よりインクを充填し液体収納室内にインク充填する。次に、インクタンクの姿勢を液体供給口が下に向く姿勢に固定し、負圧発生部材収納室内にインク充填する方法である。この方法によれば、液体収納室のエアは連通部より確実に排出され、またインクタンク姿勢を変更することで、インク供給口近傍のスペースに溜まっているエアを上方へ排出することが可能となる。

以上説明した特許文献のインク充填方法については、インクタンクにインクを充填する際インクが漏れることなく確実にインク充填できるため有効な充填方法である。

一般に、液体は負圧発生部材に浸透する場合、液体供給源近傍が最も密に（インクリッチに）液体保持され、液体供給源から浸透距離が離れるにつれて徐々にインクは疎に保持される。特許文献４、特許文献５の第４実施例によれば、負圧発生部材へのインク充填はインク供給口から行なわれている。つまり、負圧発生部材内はインク供給口近傍が最も密にインク充填されることになる。

このインク供給口近傍の負圧発生部材をより密にインク保持させる目的としては、インクタンクのインク供給性能を向上させることにある。例えば、高密度ノズル配列あるいは長尺の記録ヘッドを用いて、高速印字や回復操作が行なわれると、記録ヘッド内のインクが大量に消費され、記録ヘッド内は瞬間的に極めて高い負圧状態となる。インク供給口近傍の負圧発生部材のインク充填状態が疎の状態において、上述した記録ヘッド内が瞬間的に極めて高い負圧状態となると、インクのみならず負圧発生部材内に存在しているエアまでもが一緒に記録ヘッドに供給される場合があった。また負圧発生部材収納室壁面と負圧発生部材との間に形成されるパスからエアを引き込む恐れも発生していた。この記録ヘッドへのエアの巻き込みが発生すると、不吐等の印字障害を引き起こすことがあった。そこでエアの進入を抑制するために、インク供給口近傍のエアの排除、且つエアブロックとなるインクの壁の形成、つまりインクを密に充填された領域がインク供給口近傍には必要となっていた。

上述したように特許文献４及び特許文献５はインク供給口近傍の負圧発生部材をより密にインク保持させることが可能であるため、インク供給性能の高いインクタンクを製造するインク充填方法としても広く普及されてきた。
特開平７−１２５２３２号公報 特開平６−４００４３号公報 特開平８−２０１１５号公報 特開平１１−４８４９０号公報 特開平７−７６０９７号公報 特開平８−９０７８５号公報

しかしながら、近年の急速なインクジェット記録装置の普及に伴い、インクタンクをより低コストで市場に提供することが求められている。また、インクタンクの製造工程におけるインク注入工程についても、より低コスト且つ生産性の高いインク注入方法が求められていた。

このような観点からみれば、上述したインクタンクが小型化、高効率化を兼ね備えたものであっても、上記特許文献のインク注入方法では、以下に示す低コスト及び生産性向上の実現を阻害する要因があった。

一つには、減圧ポンプやインクタンクの姿勢を変化させる複雑な機構が付与されるため、装置の増大化とメンテナンス回数の増加に伴うコストアップの可能性がある。

さらには、上記方法では大気連通口やインク供給口の開閉のタイミングを図りつつ、且つインク注入口のみならずインク供給口からもインク注入を行う。そのため、高速充填を行う場合、ステップ切り替えにかかる時間のズレによりインク注入量のばらつきや液体収納室及び負圧発生部材収納室内のインク配分のばらつきが発生する恐れがある。

まず、従来技術のインク供給口からインク充填した場合について、図１２を参照して説明する。大気連通口１０１が開放状態でインク供給口１０２からインク充填されると、インクはまず負圧発生部材１１１に含浸する。負圧発生部材の負圧が発生しなくなるまでインクが含浸すると、負圧発生部材から溢れ出たインクが液体収納室１１０に入り充填されていくことになる。この充填では充填完了後に負圧が発生していないため、インク供給口からインクを抜いて負圧発生部材に気液界面を持たせ、負圧を発生させる必要があった。この際、負圧発生部材と負圧発生部材収納室との間にも自由インクが存在するため、この自由インクも取り去るために大量にインクを抜かなければならなかった。さらにこの充填方法ではインク充填量も増加することになるため、製造タクトも長くなってしまっていた。よって、このインク供給口からのインク充填方法では、インク供給口近傍の負圧発生部材は密にインク充填できるものの、インク充填量及びインク抜き量が増大するため、コストアップと、製造タクトアップによる生産性低下をもたらす注入方法となっていた。

次に、図１３（ａ）、（ｂ）を用いて液体収納室のインク注入口からインクを充填する場合について説明する。図１３（ａ）において、インク注入口からインクを充填すると、インクは一旦液体収納室内に溜まり、その後連通部を通り負圧発生部材に充填されていくことになる。この際、負圧発生部材は連通部を中心として略円弧状にインクが浸透していくことになる。ここで、図１３（ａ）に示すように、インク供給口は液体収納室から離れた位置に設けられている。これは、連通部近傍にインク供給口が配置された場合、液体収納室が上方に配置した姿勢で温度の上昇や減圧状態など環境変化が生じると、液体収納室内のエアが膨張し連通部やインク供給口近傍のインクが密に充填される。それにより負圧が著しく低減する可能性がある。この状態において衝撃等を受けると、インクがインク供給口から飛散し外部を汚す恐れがあった。上述したように、インク供給口は液体収納室から十分に離れた位置に設けられているため、インク充填時、インク供給口近傍の負圧発生部材にはインク疎に充填される場合がある。

また図１３（ｂ）のように、インク供給口上向きのインクタンク姿勢においてインク充填する際に、より顕著にインク供給口近傍の負圧発生部材が疎にインク充填される場合があった。これは、図１３（ｂ）に示すように、連通部上面（気液交換促進構造上部）から負圧発生部材上面までの距離（Ｌ１）が、連通部側面からインク供給口端部までの距離（Ｌ２）より短いインクタンク形態のインク充填の場合において発生していた。このインクタンク形態において、負圧発生部材にインクが充填されると、上述したように、負圧発生部材内のインクは略円弧状に浸透していくため、インク供給口端部よりも先に負圧発生部材上面にインクの浸透が到達することになる。この際、矢印のように、インクは負圧発生部材収納室壁面をつたって負圧発生部材とフタとの間のバッファ空間に溜まってしまう場合があった。このような状態においてさらにインク充填を継続しても、バッファ空間にさらにインクが溜まってしまい連通部から離れた領域にはインクが浸透していかず、インク供給口端部まで十分にインクが充填されない場合があった。この場合、高流量のインク供給が行われると、上述したように負圧発生部材内に存在しているエアや図１３（ａ）の矢印で示されるように、負圧発生部材収納室壁面と負圧発生部材との間に形成されるパスからエアが記録ヘッドへ引き込まれる場合があった。この記録ヘッドへのエアの巻き込みが発生すると、不吐等の印字障害を引き起こす恐れがあった。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、負圧発生部材におけるインク供給口近傍領域をより密にインク保持することが可能であって記録ヘッドへの高流量インク供給にも対応する。また、生産性が高く低コストであり、且つ複雑で大型な生産装置を用いずとも製造可能な液体収納容器及び該液体収納容器への液体充填方法を提供することである。

そのために本発明では、液体供給口と大気連通口を備え内部に繊維材料からなる負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室と連通する連通部を備えるとともに実質的な密閉空間を形成し、前記負圧発生部材収納室へ供給する液体を貯留する液体収納室と、前記連通部を除いて前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室を仕切るとともに前記連通部を形成する仕切り壁とを有する液体収納容器であって、
前記液体収納容器の内部底面には液体収納室から前記液体供給口近傍に渡って液体が充填される液体導入溝が配され、前記負圧発生部材の繊維の主たる方向が前記連通部から前記液体供給口に向かう方向に配列されていることを特徴とする。

インク充填において、複雑で大型な生産装置を使用しないで、また１箇所のインク注入口からインク充填できるため、生産性が良くまた低コストでインクタンクを生産することできる。また、液体収納室からインク供給口近傍までインク導入溝が有されており、インク充填時、インクは上記インク導入溝を通り負圧発生部材に充填されることとなるため、インク供給口近傍の負圧発生部材を密にインク充填することができる。さらに負圧発生部材の繊維方向が連通部からインク供給口へ向かう方向に配置されているため、インク供給口に向かう方向に対してインク流動抵抗が低く、スムースにインク移動可能となっている。この場合、記録ヘッドへの高流量インク供給が行われたとしても、エアの巻き込みを防止できるため極めて信頼性を高くすることができる。つまり、生産性向上及び低コスト生産の実現と、エア巻き込みのない信頼性向上の両立を成り立たせることが可能となる。

以下に本発明の実施形態における詳細について図面を用いて説明する。

なお、本発明に用いられる液体として、以下の実施例ではインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としてはインクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。

（液体収納容器の構造）
図１は本発明のインクタンク１００の概略説明図であり、インクタンク１００の最大面積面と平行な面に沿った側面図である。

図１において、インクタンク１００は、大別して、液体収納室１１０と負圧発生部材収納室１１１で構成されている。負圧発生部材収納室１１１の上部には大気と連通する大気連通口１０１を有しており、下部にインクタンク１００内のインクを記録ヘッド（不図示）に供給するインク供給口１０２が設けられている。また負圧発生部材収納室１１１の内部にはインクを保持し、記録ヘッドに対して負圧を与える、繊維材料から構成される負圧発生部材１０３が収容されている。負圧発生部材収納室１１１内の大気連通口１０１が有されている上壁１０５には、内部に突出する形態で複数個のリブ１０４が一体的に形成される。それにより圧縮状態で収容される負圧発生部材１０３と当接し、負圧発生部材１０３の負圧発生部材収納室１１１内での動きを規制している。このリブ１０４が配されているインクタンク１００上壁１０５と負圧発生部材１０３の上面との間には空隙部１０６が形成されている。また、インク供給口１０２には、負圧発生部材１０３より毛管力が高くかつ物理的強度の強い圧接体１０７が設けられており、負圧発生部材１０３と圧接している。さらに液体収納室１１０と負圧発生部材収納室１１１との間には連通部１１２が有されており、液体収納室１１０から連通部１１２を通り負圧発生部材室１１１に至る領域にはインクを導入するインク導入溝１０８が有されている。液体収納室にはインク注入口１０９が設けられており、本実施の形態のインクタンク１００にインク注入する場合、このインク注入口１０９よりインクを充填する。インク注入後には、インク注入口１０９の径よりも若干大きな径を有するポリプロピレンやＳＵＳで製造されたボール１１３を打ち込みインク注入口１０９を封止するように構成されている。

負圧発生部材収納室１１１におけるインク供給口１０２の位置は、液体収納室１１０と対向する負圧発生部材収納室１１１の壁面側に偏って配置されている。詳細には、連通部１１２上面（気液効果促進溝上部）から負圧発生部材１０３上面までの距離（Ｌ１）が、連通部１１２側面からインク供給口１０２端部までの距離（Ｌ２）より短くなっている。これは、インク漏れを抑制するために、連通部１１２とインク供給口１０２を離すために設定している。例えば、インク供給口１０２と液体収納室１１０とが隣接するように配置されてしまった場合、液体収納室室１１０が上方に配置したインクタンク姿勢において、温度の上昇や減圧状態などの環境変化が生じる。それにより液体収納室内１１０のエアが膨張し、連通部１１２及びインク供給口１０２近傍が非常にインクが密に充填され、負圧が著しく低減する場合があった。この状態において衝撃等を受けると、インクがインク供給口１０２から飛散し外部を汚す恐れがあった。そこで、上述したインク汚染を回避するために、連通部１１２から離れた位置にインク供給口１０２を配置するように設定している。

さらに、インク供給口１０２が負圧発生部材収納室１１１の壁面側に偏って配置されている理由として、以下の点も挙げられる。上記インクタンク１００は、特開平０８−０５８１０７で開示されているように、突起部１１４の上面を中心として回動し記録ヘッドに装着される構成となっている。装着後、インクタンク１００は記録ヘッドに対して突起部１１４の上面を受けて姿勢保持することになり、インクタンク１００の高さ方向は前記突起部１１４の上面で規定されることになる。インク供給口１０２は基準となっている突起部１１４側に有されており、インクタンク装着時にラッチレバー１１８側の寸法公差がふれてインクタンク１００が傾いた姿勢に保持されたとしても、インク供給口１０２は回動中心の近傍となる。そのため、高さ方向のバラツキを受けにくく、記録ヘッド側のインク導入管２００と良好に当接することが可能となっている。

また、インクタンク１００はインク供給口１０２に向かって徐々に断面積が減少するようにテーパが施されている（不図示）。これは負圧発生部材１０３を液体供給口１０２に向かうにつれて毛管力を高めるためであり、徐々に大気連通口１０１側からインクを消費する目的でこのような形状を構成している。

（液体収納容器の部品割り付け）
図２は本発明のインクタンク１００の部品割り付けを説明する分解図である。本インクタンク１００は負圧発生部材収納室１１１及び液体収納室１１０となり得る負圧発生部材収納室凹部１２１及び液体収納室凹部１２２を有する。また、負圧発生部材収納室凹部１２１の一面に液体供給口１０２が有されているポリプロピレン製の容器本体１２０と、負圧発生部材収納室凹部１２１及び容器本体１２０と同材質の蓋部材１２５とからなる。さらには、負圧発生部材１０３と液体供給口１０２に挿入される圧接体１０７と、記録用インク（不図示）とで構成されている。

圧接体１０７及び負圧発生部材１０３は容器本体１２０に挿入され、容器本体１２０内に圧接体１０７、負圧発生部材１０３が配された後に蓋部材１２５が容器本体１２０開口部に溶着されてインク注入前のインクタンクとなる容器本体１２０が構成されている。溶着手段は公知の溶着手段を用いることが可能だが、本実施例においては超音波溶着を採用している。この後に本発明とするところのインク充填方法によってインク充填されてインクタンク１００が完成となる。

（インク供給動作）
次に図３を参照しつつ、本実施例のインクタンク１００における液体供給動作について説明する。

インクタンク１００がインクジェット記録装置（不図示）に搭載されると、インク供給口１０２内にインクジェット記録装置側のインク導入管２００が挿入してきて圧接体１０７を押圧する。そのインク導入管２００の開口部には図のようにフィルタ２０１が取り付けられていることもある。そして、インクジェット記録装置が稼動することにより、インクジェット記録ヘッド（不図示）からインクが吐出されて、記録ヘッド内は負圧状態となり、インクタンク１００内のインクを吸引する力が働く。この吸引力により負圧発生部材１０３内のインクが記録ヘッドへ案内されることとなり、大気連通口１０１からはその消費した分のエアが負圧発生部材収納室１１１に導入されることになる。さらに記録ヘッドでのインクの消費が行なわれると、大気連通口１０１より負圧発生部材１０３内に導入されたエアは、連通部１１２を通じて液体収納室１１０に入る。これに替わって、液体収納室１１０からはインクが連通部１１２を通じて負圧発生部材収納室１１１の負圧発生部材１０３に充填されることになる。従って記録ヘッドによりインクが消費されてもその消費量に応じてインクが負圧発生部材１０３に充填され、負圧発生部材１０３は一定量のインクを保持し、記録ヘッドに対する負圧をほぼ一定に保つことが可能となっている。記録動作中は、このような動作が繰り返されることによって、インクをスムースに供給することが可能になる。

（インク導入溝）
次に、本発明の効果を発揮する構成となっているインク導入溝１０８について図４（ａ）、（ｂ）を用いて詳細説明する。図４（ａ）はインクタンク１００の最大面積面と平行な面に沿った側面図と底面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の断面図において、インク導入管２００が挿入された状態の拡大図である。

インク導入溝１０８は、インクタンク１００インク供給口１０２を有する壁面上に、液体収納室１１０から連通部１１２を通り負圧発生部材室内の１１１に至る領域まで連続的に直線形状で形成されている。断面は矩形形状である。このインク導入溝１０８は液体収納室１１０のインク注入口１０９からインク充填する場合、インクを負圧発生部材収納室１１１まで案内し、インク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３にインクを含浸させるために設けられる。インク導入溝１０８は、図４（ｂ）に示すように、インク導入管２００が圧接体１０７及び負圧発生部材１０３を押上げたとしても負圧発生部材１０３がインク導入溝１０８と当接しインク導入溝１０８を塞ぐ位置（○部）に配される。上記負圧発生部材１０３がインク導入溝１０８と非当接となってしまうと、環境変化や衝撃等によりインク導入溝１０８からインクが溢れ出す場合がある。それにより、インク供給口１０２と液体収納室１１０内のインクとが連通状態となってしまうため、インク供給口１０２から大量にインクが漏れ出すことがあった。よって記録ヘッドのインク導入管２００により圧接体１０７及び負圧発生部材１０３が押し上げられたとしても、確実にインク導入溝１０８は負圧発生部材１０３と当接し、負圧発生部材１０３によりインク導入溝１０８が塞がれる位置に配されている。本実施例において、インク導入溝１０８が配される位置はインク供給口１０２端部より約５ｍｍ（Ａ）の位置としている。

（負圧発生部材）
次に、本発明の特徴でもある負圧発生部材１０３について詳細説明する。

負圧発生部材１０３は熱可塑性を有するオレフィン系樹脂からなる繊維材料で構成されている。これは材料選択の自由度が大きいことからインク接液性に優れた材料を選択することができるためである。また、インクタンク１００と同材質を選択することで、リサイクル性にも優れることとなる。更に、繊維材料に芯鞘構成を選択することで、繊維同士の交点を確実に固定でき、インク保持力を安定させることができる。本実施例においては芯部をポリプロピレン、鞘部をポリエチレンからなる繊維材料を熱成形したものを使用している。これは、本実施例で採用しているポリプロピレンの融点は該ポリエチレンの融点よりも高く設定されており、熱成形温度を両者の中間に設定することでポリエチレンを溶解させ接着剤として繊維同士を固定することが可能となるためである。負圧発生部材１０３の繊維方向については図１に示すように、液体収納室１１０からインク供給口１０２へ向かう方向に構成されている。

（圧接体）
次に、インク供給口１０２に有されている圧接体１０７について説明する。

圧接体１０７は負圧発生部１０３材同様、熱可塑性を有するオレフィン系樹脂からなる繊維材料で構成されている。繊維方向も負圧発生部材１０３同様に液体収納室１１０からインク供給口１０２へ向かう方向としている。圧接体１０７の毛管力は負圧発生部材１０３の毛管力よりも高く設定しており、負圧発生部材１０３内のインクを確実に圧接体１０３に引き寄せることが可能となっている。

（インク充填方法）
次に、本発明の特徴とするところのインク充填方法について、図５（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

（容器本体を準備する工程）
図５（ａ）にインク充填前の容器本体１２０の最大面積面と平行な面に沿った側面図を示す。負圧発生部材１０３と圧接体１０７が挿入され蓋部材１２５が溶着された容器本体１２０はインク供給口１０２下向きの姿勢でインク充填装置の固定部材（不図示）により設置されている。この姿勢のままインク充填終了まで容器本体１２０の姿勢の変更は行なわれない。インク充填は液体収納室１１０の上面に有されているインク注入口１０９から行なわれる。

（インク注入前工程）
次に、図５（ｂ）に、インク充填が開始される直前の状態を示す。インク注入口１０９に相当する位置にインク充填装置（不図示）のインク注入ノズルが有されており、該ノズル２５０はインク注入口１０９に挿入するように稼動し、その状態でインク充填が開始される。ノズル２５０はインクが充填されているシリンジ（不図示）と連結されており、シリンジ内のインクを押し出すことにより、ノズル２５０からインクが排出される。また、インク充填前にインク充填装置に有されているインク供給口封止棒２５１がインク供給口１０２に当接し、インク供給口１０２を塞ぐように稼動する。これは液体収納室１１０内へのインク充填が行なわれると、インクは連通部１１２を通り負圧発生部材１０３に充填されることになる。この際、インク供給口１０２からインクが垂れ出てこないようにするためにインク供給口１０２を封止する目的で有されている。このインク供給口封止棒２５１のインク供給口１０２と当接する部分にはゴムが配されており、インク供給口１０２を密閉に保つことが可能となっている。

（インク注入工程）
次に、本発明の特徴とするところのインク充填に関して、図５（ｃ）を用いて説明する。図５（ｂ）の状態に容器本体１２０が設置されると、次にインク充填装置のシリンジが稼動してノズル２５０からインクが排出されることになる。液体収納室１１０内に充填されたインクは連通部１１２を通り負圧発生部材収納室１１１内に案内されることになる。この際、液体収納室１１０にはインク導入溝１０８の一部が有されているため、充填されたインクのうちの一部はインク導入溝１０８を通り負圧発生部材１０３に案内される。その他のインクについては、連通部１１２を通り負圧発生部材１０３に吸収されることになる。インク導入溝１０８に入り込んだインクは負圧発生部材１０３に吸収されながらも負圧発生部材１０３内のインク導入溝１０８を進み、最後にはインク導入溝１０８のインク供給口１０２側端部まで到着することになる。よってインクは、図５（ｃ）に示すように、連通部１１２とインク導入溝１０８のＬ字面から負圧発生部材１０３へ浸透するようになっている。

次に上述した連通部１１２とインク導入溝１０８から負圧発生部材１０３にインクが浸透していく際の浸透状態について説明する。

連通部１１２とインク導入溝１０８から負圧発生部材１０３にインクが浸透していくと、矢印のようにインク供給口１０２をカバーするようにインクが充填していくことになる。図６に、インク導入溝１０８が無く連通部１１２のみから、図５（ｃ）と同等量のインクを充填したインク浸透状態について示す。図５（ｃ）と図６を比較すると、インク導入溝１０８が有されている方がインク供給口１０２までインク充填されていることが分かる。図５（ｃ）に示すようなインク浸透状態となれば、インク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３をインク密に充填することが可能となる。一般に、液体は負圧発生部材に浸透する場合、液体供給源近傍が最も密に液体保持され、液体供給源から浸透距離が離れるにつれて徐々にインクは疎に保持される性質を有している。インク供給源となるインク導入溝１０８がインク供給口１０２近傍にあるため、このままインク充填を継続することでインク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３は密にインク充填されることになる。

さらに、本構成においては、負圧発生部材１０３に含浸したインクがインク供給口１０２をカバーするように浸透していくようにも設定されている。特開平０９−１７４８６７によれば、負圧発生部材１０３の繊維方向についてはインクの流動抵抗が低く、繊維方向と垂直方向にはインクの流動抵抗が高い移動しにくいことが開示されている。本構成においては上記インクの流動性を利用するべく負圧発生部材１０３の繊維方向を連通部１１２からインク供給口１０２に向かう方向となるように配置している。この構成により、インク供給口１０２近傍のインク導入溝１０８から負圧発生部材１０３に含浸したインクはインクタンク１００上方に浸透していくのではなく、主として水平方向に浸透していくことになるため、インク供給口１０２をカバーするように充填される。

本構成は上述したように、負圧発生部材１０３におけるインク供給口１０２近傍からのインク充填、及びインクが負圧発生部材１０３に含浸した後にインク供給口１０２をカバーするように浸透していく構成を採っている。そのため、インク供給口１０２近傍をより密にインク充填することが可能となっている。

上述したインク充填状態を得ることで、高密度ノズル配列あるいは長尺の記録ヘッドでの高速印字や回復操作による高流量インク供給が行われたとしても、インク供給口１０２近傍はインクが密に充填されている。そのため、インク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３内にはエアが存在しておらず、記録ヘッドへのエアの巻き込みは発生しない。また、負圧発生部材収納室１１１壁面と負圧発生部材１０３との間に形成されるパスからエアが進入してきたとしても、上記インクを密に充填されている領域がエアブロックとなるインクの壁となるため、決してエアが進入してくることはない。よって、いかなる記録ヘッドを用いたとしてもエアの巻き込みがないため、極めて信頼性の高いインクタンク１００とすることが可能となる。

（インク注入工程２）
次に、図５（ｃ）の状態からさらにインク充填した状態について図５（ｄ）を用いて説明する。さらにインク充填していくと、図５（ｄ）に示すように、負圧発生部材１０３の上方にインクが浸透していくことになる。上述したように、負圧発生部材１０３の繊維方向は連通部１１２からインク供給口１０２へ向かう方向に配置されているため、インクは積層されるように負圧発生部材１０３下方（矢印）から充填されていく。そして負圧発生部材１０３に浸透しているインクは、全体的に下方から上方にかけてインクが疎となるように充填される。このように負圧発生部材１０３内のインクが浸透されていると、衝撃等が加わったとしても、使用時、常に開放状態となっている大気連通口１０１からインクが外部に飛散することは発生しない。インク充填は、若干負圧発生部材１０３のインクが浸透していない領域を残したまま、ノズル２５０からのインク充填スピードを上げ、液体収納室１１０を十分にインク充填して終了となる。

ここで、圧接体１０７に関しても、インクが十分に浸透している。上述したように圧接体１０７も繊維材料で構成されており、その繊維方向は負圧発生部材１０３と同様の方向に配されている。これはインク充填後、インク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３がインク密に充填されていると、負圧が低下しインク供給口１０２からインクが垂れる恐れがあった。このインク漏れを抑制するために、圧接体１０７の繊維方向を連通部１１２からインク供給口１０２へ向かう方向に配置させ、インク流動抵抗を上げることで、インクを垂れづらい構成としている。また圧接体１０７も負圧発生部材１０３同様、インク密の領域から離れるにつれて疎にインクを保持することとなる。そのため、圧接体１０７の負圧発生部材１０３と接触している面よりも外部に現れている面のほうがインク疎となり、より外部へインク垂らさないようにすることが可能となっている。

（インク注入口封止工程）
図５（ｅ）にインク充填直後にインク注入口１０９を封止する工程について説明する。

図５（ｄ）の直後にインク充填装置のノズル２５０を本体２５０から引き抜き、インク注入口１０９を封止することとなる。インク注入口１０９の封止にはインク注入口１０９の径よりも若干大きな径を有するポリプロピレンやＳＵＳで製造されたボール１１３を打ち込むことによって行われる。本実施例においては、インクタンク１００はポリプロピレンで成形されているため、リサイクル性を考慮し、インクタンク１００と同材質のポリプロピレン製のボール１１３が使用されている。上記ボール１１３の打ち込みによるインク注入口１０９の封止を行うことで、一連のインク充填は終了となる。

上述したインク注入口１０９の封止工程の後に、インク供給口１０２からインクを若干抜き、負圧発生部材１０３の負圧をより発揮させる工程を追加しても問題ないことは言うまでもない。

以上説明してきたように、本実施例では、インクタンク１００姿勢の変更がない（装置の複雑化を要しない）。また、ポンプなどの付加装置を要しない。注入箇所が１箇所のみで大気連通口１０１及びインク供給口１０２の弁開閉の切り替えも必要ないといった生産性向上及び低コストとなる条件を満たす。さらにはインク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３を密にインク充填することの両立を達成することができるインク充填方法となっている。

なお、以上説明したインク充填方法は、インクタンク製造工程におけるインク充填方法として説明したが、本発明のインク充填方法は、インクエンドとなったインクタンクや使用途中のインクタンクに対しても好適に適用できるものである。つまり初期充填にも、使用開始後の再充填（リフィル）にも適用可能な液体充填方法である。

さらにユーザーによるインク充填において、本インク充填方法は好適である。本インク充填においては、上述したように、複雑かつ大型化となるインク充填装置を必要とせず、またインク注入箇所の変更や封止箇所の変更もないため、非常に簡単にインク充填できる。例えば、ノズルの２５０代わりに注射器と注射針を、インク供給口封止棒２５１の代わりにゴム部材を準備し、上述したインク充填方法の順序でインク注入すれば、本発明の効果となる信頼性の極めて高いインクタンク１００を得ることが可能となっている。

次に、図７を参照して、実施例１について説明する。実施例１ではインクタンク１００の構成における形態について説明する。上述した最良の形態と同様の部品構成であるため、各部については対応箇所に同一符号を付してある。また本説明では、最良の形態と比較して異なる点と、その作用効果についてのみ説明する。

図７は本実施の形態のインクタンク１００の底面図を示す。本インクタンク１００は幅に対して、インク供給口１０２が小さく、インク供給口１０２と負圧発生部材収納室１１１壁面との間に負圧発生部材１０３が密着することが可能な領域があるため、インク導入溝１０８を配置することができる。本実施例においてはインク供給口１０２の周りを囲うようにインク導入溝１０８が構成されており、負圧発生部材１０３へのインク充填時、よりインク供給口１０２を密にインク充填することができる。

次に、図８を参照して、実施例２について説明する。実施例２でもインクタン１００クの構成における形態について説明する。上述した最良の形態及び実施例１と同様の部品構成であるため、各部については対応箇所に同一符号を付してある。また本説明でも、最良の形態と比較して異なる点と、その作用効果についてのみ説明する。

図８に本実施の形態のインクタンク１００の底面図を示す。本インクタンク１００は底部の幅が広く構成されており、インク導入溝１０８が２本有されている。例えばインク導入溝１０８が幅の広い１本であった場合、負圧発生部材１０３がインク導入溝１０８に変形して入り込み、インクの移動を妨げることがあった。この負圧発生部材１０３の変形によるインク導入溝１０８内への入り込みを抑制するために、幅が狭いインク導入溝１０８を２本設けている。本実施例においては２本有しているが、これに限ったことではなく、負圧発生部材１０３で塞がれないインク導入溝１０８幅であり複数本有されていても全く問題ない。上述したように、インク導入溝１０８を複数本有されることで、エアの介在やゴミによりインク導入溝１０８が何本か塞がったとしても、他のインク導入溝１０８は液体収納室と連通しているためインク供給口１０２近傍をインク密に充填することが可能となる。

次に、図９を参照して、実施例３について説明する。実施例３では、インク充填方法その他の実施の形態について説明する。本実施例では上述した最良の形態で説明したインクタンク１００を用いてインク充填を行う。実施例１及び２同様、部品の各部については対応箇所に同一符号を付してある。また本説明でも、最良の形態と比較して異なる点と、その作用効果についてのみ説明する。

図９にインク充填工程における容器本体１２０の最大面積面断面図を示す。最良の形態と比較して、容器本体１２０の姿勢が異なり、インク供給口１０２が上方に向く方向に設置されている。これに伴い、インク注入口１０９は下方に開口が有することとなるため、インク充填を行うノズル２５０にはパッキン２５２が設けられており、不用意なインクの漏れ出しを防ぐように施されている。このようなインク充填を行うことで、液体収納室１１０をフルにインク充填することができるため、空間容積を最大限に活用することが可能となる。ここで、インク導入溝１０８は本図において、天面に配置されることになるが、インク導入溝１０８には毛管力があり、インクが入り込み移動可能となっているため、本実施例の発明とするところのインク導入溝１０８からのインク充填は問題なく行われる。インク導入溝１０８の毛管力Ｍ１と負圧発生部材の毛管力は１０３Ｍ２の関係は、Ｍ１≦Ｍ２であれば、インク導入溝１０８からのインク充填は十分機能する。

本実施例においても最良の形態と同様、の効果を奏する。

次に、図１０を参照して、実施例４について説明する。実施例４もインク充填方法その他の実施の形態について説明する。本実施例も実施例３同様、上述した最良の形態で説明したインクタンク１００を用いてインク充填を行い、各部については対応箇所に同一符号を付してある。また本説明でも、最良の形態と比較して異なる点と、その作用効果についてのみ説明する。

図１０にインク充填工程における容器本体１２０の最大面積面断面図を示す。最良の形態と比較して、容器本体１２０の姿勢が異なり、負圧発生部材収納室１１１が上方に向く姿勢で設置されている。インクの漏れ出しを抑制するため、実施例３同様、ノズル２５０にはパッキン２５２が設けられている。本実施例の姿勢に容器本体１２０を設置しインク充填することにより、インク供給口１０２近傍のほかに、最良の形態に対して、インクの自重も加わり仕切り壁１１５近傍もインク密に充填することが可能となる。矢印のように、大気連通口１０１と液体収納室１１０が直接連通すると、液体収納室１１０内にはエアが入り込むこととなるため、インク供給口１０２から液体収納室１１０内のインク全てが漏れ出すことになる。上記構成はこの最悪のインク漏れを確実に防止するために、大気連通口１０１との最短パス経路となる仕切り壁領域をインク壁となるインク密充填領域を設けて、確実にシャットアウトすることができる。このようにインク充填することで、さらに信頼性を向上させることが可能となる。ここで、実施例３同様、インク導入溝１０８には毛管力があるため、インクが入り込み移動可能となっており、本実施例の発明とするところのインク導入溝１０８からのインク充填は問題なく行われる。インク導入溝１０８の毛管力Ｍ１と負圧発生部材１０３の毛管力Ｍ２の関係も、Ｍ１≦Ｍ２ に保たれている。

本実施例においても最良の形態及び実施例３同様、上述した条件を満足するため、生産性向上及び低コストと、インク供給口１０２近傍の負圧発生部材１０３を密にインク充填することの両立を達成することができるインク充填方法となっている。

本発明の、インクタンクの概略説明図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った断面図である。 本発明の、インクタンクの部品割り付けを説明する図であり、インクタンクの分解図である。 本発明の、インクタンクにおける液体供給動作について説明する図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った側面図である。 本発明のインク導入溝を説明するための図であり、（ａ）本発明の液、インクタンクの概略説明図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った断面図及び底面図である。（ｂ）は、インクタンクのインク供給口近傍の最大面積面と平行な面に沿った断面拡大図である。 本発明の目的とするところのインク充填方法を説明するための容器本体の大面積面と平行な面に沿った断面図であり、（ａ）にインク注入前の状態を示す図、（ｂ）はインク注入前の準備状態を示す図、（ｃ）はインク充填初期状態を示す図、（ｄ）はインク充填が終了した状態の図、（ｅ）はインク充填が完了した状態の図である。 本発明を適用していない従来インクタンクインク充填を説明するための図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った断面図及び底面図である。 実施例１の形態を示す概略説明図であり、インクタンクの底面図を示す。 実施例２の形態を示す概略説明図であり、インクタンクの底面図を示す。 実施例３の形態を示す概略説明図であり、インク充填初期を示す底面図を示す容器本体の大面積面と平行な面に沿った断面図である。 実施例４の形態を示す概略説明図であり、インク充填初期を示す底面図を示す容器本体の大面積面と平行な面に沿った断面図である。 従来のインクタンクを示す概略説明図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った断面図である。 従来のインクタンクにおけるインク供給口からのインク充填を説明する図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った断面図であって、インク供給口が下向き姿勢におけるインク充填過程状態を示す図である。 従来のインクタンクにおけるインク注入口からのインク充填を説明する図であり、インクタンクの最大面積面と平行な面に沿った断面図であって、（ａ）はインク供給口が下向き姿勢におけるインク充填過程状態を示す図であり、（ｂ）はインク供給口が上向き姿勢におけるインク充填過程状態を示す図である。

符号の説明

１００ インクタンク
１０１ 大気連通口
１０２ インク供給口
１０３ 負圧発生部材
１０４ リブ
１０５ 上壁
１０６ 空隙部
１０７ 圧接体
１０８ インク導入溝
１０９ インク注入口
１１０ 液体収納室
１１１ 負圧発生部材収納室
１１２ 連通部
１１３ ボール
１１４ 突起部
１１８ ラッチレバー
１２０ 容器本体
１２１ 負圧発生部材収納室凹部
１２２ 液体収納室凹部
１２５ 蓋部材
２００ インク導入管
２０１ フィルタ
２５０ ノズル
２５１ インク供給口封止棒
２５２ パッキン

Claims (4)

1. 液体供給口と大気連通口を備え内部に繊維材料からなる負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室と連通する連通部を備えるとともに実質的な密閉空間を形成し、前記負圧発生部材収納室へ供給する液体を貯留する液体収納室と、前記連通部を除いて前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室を仕切るとともに前記連通部を形成する仕切り壁とを有する液体収納容器であって、
   前記液体収納容器の内部底面には液体収納室から前記液体供給口近傍に渡って液体が充填される液体導入溝が配され、前記負圧発生部材の繊維の主たる方向が前記連通部から前記液体供給口に向かう方向に配列されていることを特徴とする液体収納容器。
2. 前記液体供給口には液体を保持する繊維材料からなる圧接体が配されており、該圧接体の主たる繊維方向は前記負圧発生部材と同方向に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
3. 液体供給口と大気連通口を備え内部に繊維材料からなる負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室と連通する連通部を備えるとともに実質的な密閉空間を形成し、前記負圧発生部材収納室へ供給する液体を貯留する液体収納室と、前記連通部を除いて前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室を仕切るとともに前記連通部を形成する仕切り壁と、前記液体収納容器の内部底面に前記液体収納室から前記液体供給口近傍に渡って液体が充填される液体導入溝と、前記負圧発生部材の繊維の主たる方向が前記連通部から前記液体供給口に向かう方向に配列されており前記液体収納室上に液体充填可能な液体注入口が配されている前記液体収納容器を準備する第一の工程と、
   前記液体注入口から前記液体収納室内に液体を注入する第二の工程と、
   前記液体注入口を封止する第三の工程と、
   を有することを特徴とする液体収納容器の液体充填方法。
4. 前記第二の工程後に前記液体供給口から前記液体を吸引することにより、前記負圧発生部材の毛管力を発生させる工程を有することを特徴とする請求項３に記載の液体収納容器の液体充填方法。

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