JP3387743B2 - インクタンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクを吐出して記
録を行うインクジェット記録装置に用いられるインクタ
ンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、インクジェット記録装置などのイ
ンクの供給方法において、記録手段とインク収容部を有
するインクタンクが別体であり、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が
主流となっている。この方法では、インク収容部から記
録手段までの経路が短いので、記録装置の小型化が容易
であり、また、インクの補給はインク収容部のみを交換
することにより可能であるため、ランニングコストが良
いという利点をもつ。

【０００３】このようにインクタンク部と記録手段とが
分離可能な構成のインク供給方法において、記録手段と
インクタンクとの結合部（以下、単に結合部と称する）
には、記録手段とインクタンクを一体とした時（以下、
単に結合時と称する）に、インクタンクの姿勢にかかわ
らずインク漏れを起さず、かつ安定してインクを供給す
ること、及び記録手段とインクタンクとを分離した時
（以下、非結合時）に、インクタンクの姿勢にかかわら
ずインク漏れを防ぐことが求められる。

【０００４】ここで、インク収容部に発泡体等の多孔質
部材を有する構成のインクタンクについては、インク供
給部に多孔質部材を配設することにより上述の課題を解
決しようとするものが多い。また、インク収容部に多孔
質部材が存在せず、インクを直接収容する構成のインク
タンクについては、特開平５−８４９２４号に開示され
ているように、インク供給部をゴムなどの弾性部材によ
り密封し、記録手段側のインク導入管の形状を中空針状
にする構成や、特開昭６３−１３７４９号に開示されて
いるように、インク供給部に弁を用いる構成が知られて
いる。また、特開平５−７７４３８号に開示されている
ように、インク収容部に多孔質部材が用いられている場
合と同様、結合部を多孔質部材からなるインク吸収体に
より構成するものも知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術においては、それぞれ解決すべき技術的課題があっ
た。

【０００６】即ち、結合部を多孔質部材からなるインク
吸収体により構成するの場合には、結合部の開口部分が
そのまま外気に触れる構成が一般的であるため、非結合
時にインクの蒸発を抑えるのが難しいという課題があ
る。この課題については、例えば、非結合時には結合部
の開口部分に樹脂フィルム等からなるシール部材を貼る
ことにより解決することが出来る。しかし、使用者がシ
ール部材を貼るのを忘れた場合にはインクの蒸発は避け
られない。

【０００７】また、インク供給部をゴムなどの弾性部材
により密封し、記録手段側のインク導入管の形状を中空
針状にする構成の場合には、長期にわたり中空針の抜き
差しを行うと、弾性部材に穴が開き、結合時及び非結合
時に、その部分からインク漏れが生じる恐れがある。さ
らに、結合、非結合の動作時に使用者の安全を確保する
ため、針の周囲を覆う部材を設け、それに応じて他方の
形状を変更するなどの工夫が必要とされる。このため、
インクタンク及び記録手段双方の結合部の形状が複雑に
なり、高価なものになるという課題があった。

【０００８】インク供給部に弁を用いる構成の場合に
は、弁を構成する部品点数が多く、機構が複雑であるた
め、結合と非結合をくり返し行う場合において、信頼性
に問題がある恐れがある。さらに、各部材をそれぞれ別
の材質で構成することが一般的であるため、コストダウ
ンの思想に反するのみならず、各部材について組込み
性、耐インク性とを考慮しながら材料を選択しなければ
ならないという課題もあった。

【０００９】本発明の目的は、上述の技術的課題を解決
し、結合時及び非結合時をくり返し行う場合、いずれの
状態においてもインクタンクの姿勢にかかわらずインク
漏れが無く、さらに結合時にあっては記録手段に安定し
てインクを供給し、非結合時においてインクの蒸発を抑
えることのできる、信頼性の高い結合部を有するインク
タンクを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の具体的な目的
は、以下の構成から理解できよう。

【００１１】本発明によるインクタンクは、インクを収
容するインク収容部と、吐出ヘッドへ前記インクを供給
するためのインク供給部と、を有するインクタンクにお
いて、前記インク供給部は、弾性変形可能でインクを保
持し、前記吐出ヘッドのインク導入管と直接接続可能な
圧接体と、前記インク収容部内のインクに直接接液する
とともに、該インクによりメニスカスを形成し前記イン
ク収容部内のインクを保持するインク供給部材と、を有
し、前記圧接体と前記インク供給部材とは空間を隔てて
設けられ、前記圧接体が前記吐出ヘッドのインク導入管
と接続する際に弾性変形し、前記インク供給部材に圧接
するとともに、前記空間内の空気を前記圧接体を介して
外部へ開放可能なことを特徴とすることで、上述の信頼
性の高い結合部を有するインクタンクを提供するもので
ある。

【００１２】さらに、インクタンクを、実質的な大気連
通部を有し略多角柱状であって、該多角柱の３面の延長
部がなす角部を有する外壁と、該外壁内面と同等もしく
は相似形の外面と前記外壁の角部に対応して角部とを有
し内部にインク収容部を形成すると共に前記外壁に対し
て剥離可能な内壁と、前記内壁が一体となる部分が前記
外壁に狭持されているピンチオフ部と、を有し、前記内
壁の厚さは略多角柱状の各面の中央域より角部を構成す
る部分の方が薄く、前記ピンチオフ部は対向する面に存
在し、前記内壁と前記外壁は、前記インク供給部が設け
られている面及びピンチオフ部を有する面を除いた面に
最大面積となる面を有していることを特徴とするインク
タンクとすることで、より一層の安定したインクの供給
及びインク収容効率に優れるインクタンクを提供するこ
とが出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明のインクタンクのインクジ
ェット記録ヘッドとの接合を説明する説明図であり、
（ａ）は本発明のインクタンクと、該インクタンクに接
続可能な記録ヘッドの該略図、（ｂ）は本発明のインク
タンクのインク供給口の記録ヘッドと接合されていない
ときの断面図、（ｃ）は本発明のインクタンクのインク
供給口の記録ヘッドと接合されたときの断面図である。

【００１５】図１（ａ）において、４０１は記録手段と
しての記録ヘッドユニットであり、フルカラー印刷が可
能なように、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ各
色用の記録ヘッドが一体的な構成となるように組み立て
られている。これらの記録ヘッドは、インクを吐出する
ための吐出口を有する液流路と、前記インク吐出口から
インクを吐出するための発熱抵抗素子とを有している。

【００１６】４０２は、それぞれの記録ヘッド部にイン
クを導入するためのインク導入部としてのインク供給管
であり、このインク供給管４０２の端部には気泡やゴミ
をトラップするためのフィルタ４０３が設けられてい
る。

【００１７】一方、インクタンク１００は、上述のイン
ク供給管との連結部であり、不図示のインク収容部から
記録ヘッドへインクの導出を可能にする略円筒形のイン
ク供給口１０３が設けられている。この記録ヘッドユニ
ット４０１とインクタンク１００とをあわせて、インク
ジェットカートリッジと称する。

【００１８】インク供給口には、図1（ｂ）に示すよう
に弾性力を有する吸収体からなる圧接体１０６と、イン
ク収容部内部のインクに直接接するインク供給部材１０
７とにより構成されている。

【００１９】圧接体１０６は、弾性変形可能でインクを
保持し、無数のインク流路を有するものであれば良い。
一方、インク供給部材１０７は、メニスカスによりイン
ク収容部内のインクを保持可能であり、外部の気圧変化
や衝撃などに対してインク漏れ及びインク収容部内への
空気の流入を防ぐことが出来る。インク供給部材１０７
としては、例えばインクの流通方向に複数の微少な貫通
空間を有する部材や、多孔部材等を用いることが出来
る。また、材質としては、繊維束等を用いることも出来
るが、特にインク収容部に吸収体を用いない場合には、
インク収容部内に繊維等から発生するゴミをなくすため
に、プラスティックや金属等を用いる方がより望まし
い。

【００２０】圧接体１０６とインク供給部材１０７との
間にはインク供給口の壁面内部に沿って空間確保部材１
０８が設けられており、該空間確保部材により、非結合
時には圧接体とインク供給部材との間に空間１０９が生
じ、該空間に空気を有する構成となっている。空間確保
部材は、非結合時に上述の空間１０９を形成するもので
あればどのような構成のものでもよく、インク供給部材
１０７及び圧接体１０６のインク供給口への取り付けを
工夫することで、結合と非結合を繰り返す場合において
も空間１０９が確実に生じるならば、設けなくてもよ
い。

【００２１】この空間１０９は、インク供給口において
インク供給部材１０７と圧接体１０６により囲まれてお
り、実質的な密閉空間を形成するため、前記空間の湿度
は大気中より高く、インク供給部材が外気に対して開放
されている場合に比べて、インクタンク内のインクの蒸
発を抑えることができる。さらに、直接インク収容部内
部のインクと接しているインク供給部材が、外気に直接
触れている圧接体と空間を隔てて設けられていることか
ら、使用者が誤ってインク供給口を触れても、インク収
容部からのインク漏れは起こらない。

【００２２】なお、外部の温度の上昇により、空間１０
９の空気が膨張することが考えられるが、この場合に
は、膨張した空気は圧接体１０６を介して外部へ開放さ
れるため、インク収容部内部へ空気が入り込むことはな
い。また、空間１０９の大きさは、次に説明する結合時
において、インク供給部材と圧接体が確実に接すること
ができるようなものに限られる。

【００２３】そして、図1（ｃ）に示すように結合時に
は、インク供給管４０２は圧接体１０６に圧接し、圧接
体は弾性変形を行いインク供給部材１０７と当接する。
この時、空間１０９に存在する空気は、圧接体１０６を
介して外部へ開放される。

【００２４】結合時において、インク収容部のインクは
インク供給部材１０７を通り、圧接体１０６のインク供
給部材と当接している部分を通り、インク供給管へと確
実に供給される。ここで、インク供給管の毛細管力が、
圧接体の毛細管力に比べて小さいと、よりインクをスム
ーズに供給できるので望ましい。

【００２５】次に、本発明のインクタンクの負圧発生手
段の構成及び動作原理について、図2乃至図３を用いて
詳細に説明する。

【００２６】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施例
にかかるインクタンクの構造の模式的概略図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図を示
している。図２（ｃ）を見ると分かるように、図１のタ
ンクの外壁を構成する面のうち、最大面積となっている
面は、図２（ａ）の断面図のように間接的に表示されて
いる面となる。また、図３は、図２のインクタンクにイ
ンクを収容し、インクタンクのインク供給部からインク
を導出したときの変化を（ａ）〜（ｄ）の順に示す概略
図であり、添字１は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図を、添字
２は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。本発明の
インクタンクは、後述するダイレクトブロー成形によ
り、インクタンク内壁と外壁を同時に一工程で成形され
る方法により製造されている。

【００２７】図２のインクタンク１００は、外郭を形成
する外壁１０１に対して分離可能な内壁１０２で囲まれ
た領域（以下、インク収容部と称する）にインクが収容
されている。外壁１０１は内壁１０２に比べて十分厚
く、インクの流出により内壁１０２が変形しても殆ど変
形することはない。また、外壁は空気取り入れ口１０５
を有している。内壁は溶着部（ピンチオフ部）１０４を
有し、この溶着部で内壁は外壁に係合する形で支持され
ている。

【００２８】ここで、図２のインクタンクについて詳述
すると、インクタンク１００は８つの平面から構成さ
れ、円筒状のインク供給部１０３が曲面として付加され
たものである。この８つの面のうち、インク供給部１０
３の両側にある内・外壁それぞれにおける最大面積の面
は、後述する６つの角部（α１、β１、β１、β１、β
１、α１）、（α２、β２、β２、β２、β２、α２）
で区分されている。

【００２９】この最大面積をなす内壁面の厚さは、略多
角柱状の各面の中央域より角部を構成する部分の方が薄
く、各面の中央域から前記角部それぞれに向かって徐々
に減少しており、インク収容部側に凸の形状を有してい
る。この方向は、言い換えると面の変形方向と同じであ
り、後述する変形を促進させる効果を有する。

【００３０】ここで内壁の角部は、後述するように３面
により構成されているので、結果として内壁の角部全体
の強度は中央域の強度に比べ相対的には強くなってい
る。また、面の延長から見れば、中央域に比べて厚さは
薄いので後述する面の移動を許容する。この内壁の角部
を構成する部分は、それぞれほぼ同等の厚さであること
が望ましい。

【００３１】インク供給部１０３は、内壁と外壁は分離
しにくい構成となっている。さらに後述する円筒の曲面
と平面との交差部であるγ１、γ２は、インク供給部が
略円筒形であることから、通常のインクジェット記録手
段からのインクの吐出による、インクの導出に伴う内壁
の変形に対してはつぶれにくい特性を有する。本実施例
のインクタンクでは、インク供給部は略円筒形である
が、略円筒形に限定されるものではない。多角柱形状で
あっても、インク収容部に比べインク供給部の大きさは
十分小さいために、インクの導出に伴う内壁の変形に対
してはつぶれにくい特性は変わらない。従って、インク
の消費が完全に終了したときでも、インク供給部では内
壁と外壁は変形することなく初期状態を維持している。

【００３２】尚、図２及び図３は模式的概略図であるた
め、インクタンクの外壁１０１とインクタンク内壁１０
２との位置関係は空間を隔てたように描かれているが、
実際は分離可能な状態になっていればよく、内壁と外壁
が接触していても、微少な空間を隔てて配置されるよう
に構成されていてもよい。したがって、いずれの場合に
おいても使用初期の状態（初期状態）において、インク
タンクは、外壁１０１の内面の形状に沿って、少なくと
も外壁１０１の角部α１、β１に対応した位置に内壁１
０２の角部α２、β２がくるように成形されている（図
３（ａ１）、（ａ２））。

【００３３】ここで、角部とは、略多面体により構成さ
れるインクタンクにおいて、少なくとも３つの面、より
好ましくは３つの平面の交差する交差部分、あるいはそ
の延長面の交差部に対応する部分を含む意味である。角
部の符号の意味は、αがインク供給口を有する面により
形成される角部、βはそれ以外の角部であり、添字１が
外壁であること、添字２が内壁であることを表してい
る。また、インク供給部は略円筒状に形成されている
が、ここで円筒の曲面と、実質的な平面との交差部分を
γで表すと、この交差部分においても外壁と内壁は対応
した位置にあり、それぞれを以下γ１、γ２と表記す
る。なお、角部には微小曲面部を設けて構成しても良
い。この時の面の定義は、多面体の微小曲面部を角部と
してとらえ、微小曲面部を除いた平面として定義する。

【００３４】インクジェット記録手段のインクジェット
記録ヘッドからインクが吐出された後、インク収容部の
インクは消費されはじめると、内壁１０２は、インク収
容部の体積が減少する方向に、面積最大の面の中央部か
ら変形をはじめる。ここで、外壁は内壁の角部の変位を
抑制する働きをする。本インクタンクは上述の角部α
２、β２によって区分された角部の位置変動がほとんど
ないので、インク収容部はインク消費による変形の作用
力と初期状態の形状に戻ろうとする作用力とが働き、負
圧を安定化せしめる方向に機能する。

【００３５】この時、空気取り入れ口１０５から、内壁
１０２と外壁１０１との間に空気が導入され、内壁の変
形を阻害することなく、インク使用時における安定した
負圧の維持をはかる働きをする。つまり、内壁と外壁の
空間は、空気取り入れ口１０５を介して外気に連通して
いる。この後、内壁の力と、記録ヘッドの吐出口におけ
るメニスカスの力が釣り合うことにより、インク収容部
内にインクが保持される（図３（ｂ１）、（ｂ２））。

【００３６】さらにインク収容部のかなりのインクが外
部に導出される（図３（ｃ１）、（ｃ２））と、前述と
同様にインク収容部が変形し、インク収容部の中央部分
が内方に向かう安定した潰れかたが維持される。さら
に、溶着部１０４も、内壁の変形規制部分となり、最大
面積を有する面に隣接する面について、相対的にピンチ
オフ部１０４を有する領域より、ピンチオフ部を有して
いない部分が先に変形を始め、外壁から離間する。

【００３７】しかし、上記の内壁変形規制部分だけで
は、インク供給部近傍の内壁が変形することでインク供
給部を塞いでしまい、インク収容部に収容されたインク
を十分使いきることができなくなる恐れがある。

【００３８】本発明では、図２（ｃ）に示す内壁の角部
α２は、初期状態において外壁の角部α１に沿って形成
されているので、内壁が変形する際に、内壁の他の部分
に比べて内壁の角部α２は変形しにくく、内壁の変形を
規制することができる。尚、本インクタンクの内壁は、
複数の角部α２のなす角度が９０度として表現されてい
る。

【００３９】ここで、内壁の角部α２の角度を、外壁の
角部α１を構成する実質的に平面形状をなす少なくとも
３面のうちの２面のなす角度、すなわち、２面の延長の
交差部分の角度として定義した。内壁の角部の角度を外
壁の角部の角度により定義するのは、後述する製造工程
において、外壁を基準に製造するためであり、すでに述
べたように内壁と外壁は初期状態においてほぼ相似形で
あるためである。

【００４０】このように、図３（ｃ１）、（ｃ２）にお
いては、図２（ｃ）に示す内壁の角部α２が対応する外
壁の角部α１に分離可能な状態で位置しており、一方、
インク供給口を有する面により形成される角部以外の内
壁の角部β２については、α２に比べるとやや対応する
外壁の角部β１から離れるようになる。しかし、図１お
よび図２に示す実施例では、対向する位置にあるβにつ
いても、そのなす角度が９０度以下により構成されてい
るものが多い。したがって、インク収容部を形成する他
の内壁の領域に比べれば、対応する外壁との位置関係を
初期状態に近い位置に保つことができるので、内壁の補
助的な支持を実現している。

【００４１】さらに、図３（ｃ１）、（ｃ２）において
は、後述する表面積最大の対向する面が、ほぼ同時に変
形を行うので、インク収容部の中心部が互いに接するよ
うになる。この中心部の接触部分（図３（ｃ１）、（ｄ
１）の斜線部）は、更なるインクの導出によりさらに広
がるようになる。すなわち、本発明のインクタンクは、
インクを導出するときに最大面積の面と、最大面積の面
に隣接する面とが形成するエッジが折れ曲がる前に、最
大面積の面が対向面と接触することになる。

【００４２】やがてインク収容部に収容されていたイン
クのほぼ全体を使い終える（以下、最終状態と称する）
が、この時の状態を図３（ｄ１）、（ｄ２）に示す。

【００４３】この状態において、インク収容部の接触部
分は、インク収容部のほぼ全域にわたり、内壁の角部β
２の中には、対応する外壁の角部β１から完全に離れる
ものも存在するようになる。一方、内壁の角部α２は、
最終状態においても対応する外壁の角部α１に分離可能
な状態で位置しており、最後まで内壁の変形規制部分と
なる。

【００４４】更に、この状態の場合、内壁の厚さによっ
ては、溶着部１０４が外壁から離れることが起こりうる
が、その場合、溶着部１０４は長さ成分を持っているた
め、変形する方向は限定される。従って、溶着部が外壁
から外れる場合でも、その変形は不規則ではなく、バラ
ンスをとりながら変形を行うことになる。

【００４５】本発明のインクタンクのインク収容部にイ
ンクを収容し、インク供給部からインクを導出したとき
の変化は以上の通りであり、最大面積の面から変形をは
じめ、最大面積の面と隣接する面が形成するエッジが折
れ曲がる前に最大面積の面が対向する面と接触し、イン
ク供給部を有する面により構成される角部以外の角部が
移動することで、インクタンクの変形の際に変形の優先
順位を有する構成となっている。

【００４６】ここで、安定した負圧発生機構の一つであ
る、略多角柱により構成されているインクタンク外壁の
実質的に平面形状をなす面のうち、面積最大の面の少な
くとも一つにおいて、内壁と固定されていないことにつ
いて更に詳しく説明する。

【００４７】上記の構成において、インクジェット記録
ヘッドからのインクの吐出により、インク収容部内のイ
ンクが減少すると、インクタンクの内壁は前述した変形
を規制する構成の条件下で、いちばん変形しやすいとこ
ろから変形をはじめようとする。ここで、本実施例で
は、多面体により構成されているインクタンク外壁の実
質的に平面形状をなす面のうち、表面積最大の面の少な
くとも一つにおいて、内壁と固定されていないことで、
この面に対応する内壁面の、ほぼ中央部分から変形がは
じまる。

【００４８】この面は実質的に平面形状をなしているの
で、インク収容部のインクの減少量に応じて、対向する
面に接する方向に一様に連続して変形を行う。従って、
吐出時及び非吐出時にインク収容部の不連続に大きい変
形がなく、インクジェット記録装置に用いられるインク
タンクとして最適な、より一層安定した負圧の保持及
び、インク吐出時の負圧の安定化を実現することが可能
である。

【００４９】さらに、本実施例のように対向する一組の
面が共に表面積最大であり、内壁と外壁との接合部分を
有さず、容易に剥離可能であると、２つの面がほぼ同時
に変形を行うので、負圧の保持及びインクと出自の負圧
の安定化をより一層はかることができる。

【００５０】本発明が適用されるインクジェット用イン
クタンクの容積は、最大で５００ｃｍ³、一般的に用いら
れる範囲では約５〜１００ｃｍ³である。

【００５１】また、インクタンクの表面積最大の面の、
他の面に対する大きさの比は、上記の容量のインクタン
クの場合、次のようにして望ましい範囲を決めることが
できる。すなわち、図4に示すように、本発明のインク
タンクを内部に含むことが可能な最小の大きさの直方体
を考え、直方体の辺を長い方からｌ１，ｌ２，ｌ３（ｌ
１≧ｌ２＞ｌ３）とすると、ｌ１とｌ３の長さの比は、
約１０：１〜約２：１が望ましい。この長さの比は、特
にインクタンクが略直方体の場合、表面積最大の面の、
全表面積に対する面積を決めることができる。また、本
発明のインクタンクは、面積最大の面が、その面に隣接
する面の面積の総和より大きくなっている。

【００５２】本発明者達により、内壁面の中央部の厚さ
がおよそ１００μｍで、角部近傍の厚み数μｍ〜１０μ
ｍ程度のインクタンクにて実験を行った。この場合、角
部は３面の交差部となるため、実質的な厚みは３倍程
度、つまり１０×３の３０μｍ程度厚みに相当するの強
度を持つことになる。

【００５３】このような条件で容器の負圧、およびつぶ
れかたに注目してみたところ、まず液体の導出がはじま
る初期の状態においては、前述した角部、および面と面
との交差部が面のつぶれを規制することにより所定の負
圧を発生することができた。

【００５４】さらに液体の導出が進むにつれて容器の最
大面積面の中央近傍部から変形が進む。さらに液体の導
出が進むにつれて、その面の内壁角部が対応する外壁角
部から離脱し始める。角部が離脱した直後においては角
部の元の形状を保った状態で離脱していくことで、面の
つぶれ規制を果たすことになるが、本構成の場合は内壁
が１００μｍと薄いため、液体の導出が進むにつれて角
部の形状が維持できなくなり徐々に変形していく。

【００５５】しかし、この際に液体容器を構成している
角部がすべて同時に離脱、変形するわけではなく、角部
それぞれについて個々に離脱、変形する優先順が発生す
る。

【００５６】この順序は、液体容器の形状、および角部
夫々の膜厚等の条件、さらに内壁同士が溶着され、外壁
により内壁が挟持されたピンチオフ部の位置によってき
まるものである。このピンチオフ部を本実施例のような
位置に設けることによりその部位における内壁の変形、
および外壁からの離脱を規制することができるので内壁
の不規則な変形を防止することができる。さらに本発明
のように対向する位置にピンチオフ部を設けることでよ
り安定した負圧発生が可能となる。

【００５７】このように、液体容器を構成している角部
が順々に離脱していくことにより液体導出初期から液体
使い切りにいたるまでの間、所定の負圧を安定して発生
することが可能となった。なお、本実施例の１００μｍ
程度の内壁の厚さでは使い切り状態において、角部およ
び面と面との交差部はインク供給部にかたよる方向に不
規則に変形する。

【００５８】次に、内壁面の中央部の厚さ１００〜４０
０μｍ、角部近傍の厚さ２０〜２００μｍの範囲の条件
で形成した液体容器において同様な実験を行った。この
場合、角部の強度が前述したものに比べかなり強くなっ
ている。

【００５９】この膜厚条件で実験を行った場合、液体導
出初期においては、前述した膜厚の容器と同様に所定の
負圧を発生することができた。また、さらに液体の導出
が進むと面中央部近傍から徐々に外壁からの剥離、変形
が行われる。この変形に対応して角部も対応する外壁の
角部から離脱しはじめる。本膜厚条件のものにおいて
は、液体の導出がかなり進んでも角部のつぶれ規制力が
強いため角部の変形が微小に押さえられる。また初期の
形状をある程度保った状態で角部が離脱するためより安
定した負圧の発生が可能となる。使い切り状態にいたっ
ても角部により形状の安定化が達成されるため、内部の
液体の残りを最小限に押さえ、かつ最後まで負圧を安定
して発生可能となる。

【００６０】さらに実験を行った結果、より好ましい膜
厚の条件としては、内壁面の中央部近傍の厚さが１００
〜２５０μｍ、角部近傍の厚さが２０〜８０μｍのもの
が特に安定した負圧を発生できることがわかった。

【００６１】次に、上述のインクタンクの製造方法を簡
単に説明する。

【００６２】ここで、本発明で提供されるインクタンク
は、成形樹脂材料からなる二重壁構造を採用し、外壁を
厚くして強度を持たせ、一方で、内壁に柔らかい材質を
用い、さらに薄くすることで内部に収容された液体の体
積変動に追従可能としている。それぞれの壁に用いられ
る材質としては、内壁を耐液体性を持つものとし、外壁
を耐衝撃性等を持つものとすることが望ましい。

【００６３】本実施例においては、インクタンクを製造
する方法としてブローイングエアーを用いるブロー成形
を採用した。これは、インクタンクを構成する壁を実質
的に延伸していない樹脂で構成するためであり、これに
より液体収容部を構成するインクタンク内壁をどの方向
に対してもほぼ均一な負荷に耐えられるようにしてい
る。従って、特にある程度液体を消費した状態でインク
タンク内壁により収容された液体がどの方向に揺動して
も確実にインクタンク内壁は液体を保持することがで
き、総合的なインクタンクの耐久性を向上させている。

【００６４】このブロー成形方法としては、インジェク
ションブローを用いる方法、ダイレクトブローを用いる
方法、ダブルウオールブローを用いる方法などがある
が、ダイレクトブローを用いる方法について簡単に説明
する。

【００６５】まず、インジェクションノズルを多層ノズ
ルとして、内側の樹脂と外側の樹脂を型内に同時に射出
して第１、第２パリソンが一体化したものを用意する。
この場合には、内側の樹脂と外側の樹脂の接触する面は
樹脂同士が溶着しない材質をそれぞれ選択するか、液体
に対する接液性や形状により同系統の材質が必要となる
場合には、内側の材質あるいは外側の材質を多層構成と
して接触面に異種材料が位置するように樹脂を供給して
もよい。

【００６６】次に一体となったパリソンに対して、これ
を挟むように配置された金型が移動してパリソンを挟み
込み、エアノズルよりエアの注入がなされて金型に合っ
た形状にブロー成形される。この時、内壁と外壁とは隙
間なく密着されたものとなっている。また、パリソンは
粘性がある状態で加工されるため、内壁樹脂、外壁樹脂
ともに配向性を持たないものとなる。このようにインク
タンクの製造方法としてブロー成形を用いることによ
り、製造時の工程数の減少と、部品点数を少なくしたこ
と等による歩留まりの向上だけでなく、図２に示したよ
うに、インクタンク外壁１０１の形状に沿って、外壁１
０１の角部に対応した位置に内壁１０２の角部がくるよ
うに内壁１０２の形状を作ることができる。

【００６７】次に、液体供給部以外の内外壁の剥離を行
う。真空引きを行う以外の内壁と外壁の剥離の方法とし
ては、内壁と外壁を構成する成形樹脂に、熱膨張率（収
縮率）の異なる材料を用いる方法が挙げられる。この場
合は、ブロー成形後、成形物の温度が下がることにより
自動的に剥離させることが可能となり、工程数を減少さ
せることができる。また、同様にブロー成型時にパリソ
ンを型によって挟んだ部分に成形後外力をかけて内壁と
外壁を剥離させ、その隙間を空気に連通させることによ
り大気連通口として用いることができ、これはインクジ
ェット用のインクタンクとしては工程数を少なくできる
ことからより好ましい。

【００６８】このように、インク供給口を除く部分を一
体に成形した後、インクの注入を行う。インクを注入
後、インク供給部材１０７、空間確保部材１０８、圧接
体１０６を取り付けることでインクタンクは完成する。

【００６９】本発明のインクタンクに使用される材料と
しては、前述したようにポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂などが適用可能だが、内壁として使用される引
張弾性率が１５０〜３０００（kgf/cm２）程度の条件を
満たしていることが好ましい。この数値内において、容
器の形状、厚み、望まれる負圧性能等の条件により目的
にあった範囲の材料を選択可能である。

【００７０】なお、上述の説明において、インクタンク
の負圧発生手段の構成として、インクの導出に伴い変形
を行う袋状の構成の場合について説明を行ったが、負圧
発生手段としてはこれに限定されることなく、従来の多
孔質部材を用いる構成のものなど公知のものが使用でき
る。

【００７１】

【発明の効果】本発明のインクタンクを用いることで、
結合時及び非結合時をくり返し行う場合、いずれの状態
においてもインクタンクの姿勢にかかわらずインク漏れ
が無く、さらに結合時にあっては記録手段に安定してイ
ンクを供給し、非結合時においてインクの蒸発を抑える
ことのできる、信頼性の高い結合部を有するインクタン
クを提供することができる。

【００７２】特に、インクタンクの負圧発生機構とし
て、実質的な大気連通部を有し略多角柱状であって該多
角柱の３面の延長部がなす角部を有する外壁と、該外壁
内面と同等もしくは相似形の外面と前記外壁の角部に対
応して角部とを有し内部にインク収容部を形成すると共
に前記外壁に対して剥離可能な内壁と、前記内壁が一体
となる部分が前記外壁に狭持されているピンチオフ部
と、を有し、前記内壁の厚さは略多角柱状の各面の中央
域より角部を構成する部分の方が薄く、前記ピンチオフ
部は対向する面に存在し、前記内壁と前記外壁は、前記
インク供給部が設けられている面及びピンチオフ部を有
する面を除いた面に最大面積となる面を有している構成
を取ることで、インク収容効率及び使用効率の優れたイ
ンクタンクを少ない部品点数で容易に提供することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクタンクのインクジェット記録ヘ
ッドとの接合を説明する説明図であり、（ａ）は本発明
のインクタンクと、該インクタンクに接続可能な記録ヘ
ッドの該略図、（ｂ）は本発明のインクタンクのインク
供給口の記録ヘッドと接合されていないときの断面図、
（ｃ）は本発明のインクタンクのインク供給口の記録ヘ
ッドと接合されたときの断面図である。

【図２】本発明のインクタンクの模式的該略図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図であ
る。

【図３】（ａ１）〜（ｄ１），（ａ２）〜（ｄ２）は、
本発明のインクタンクのインク導出に伴う変形を示す該
略図である。

【図４】本発明のインクタンクの大きさを規定するため
の概略説明図である。

【符号の説明】

１００ インクタンク １０１ 外壁 １０２ 内壁 １０３ インク供給口 １０４ ピンチオフ部 １０５ 大気連通部 １０６ 圧接体 １０７ インク供給部材 １０８ 空間確保部材 １０９ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−7157（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71898（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−316082（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−254143（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容するインク収容部と、吐出
   ヘッドへ前記インクを供給するためのインク供給部と、
   を有するインクタンクにおいて、 前記インク供給部は、 弾性変形可能でインクを保持し、前記吐出ヘッドのイン
   ク導入管と直接接続可能な圧接体と、 前記インク収容部内のインクに直接接液するとともに、
   該インクによりメニスカスを形成し前記インク収容部内
   のインクを保持するインク供給部材と、を有し、 前記圧接体と前記インク供給部材とは空間を隔てて設け
   られ、前記圧接体が前記吐出ヘッドのインク導入管と接続する
   際に弾性変形し、前記インク供給部材に圧接するととも
   に、前記 空間内の空気を前記圧接体を介して外部へ開放
   可能なことを特徴とするインクタンク。
2. 【請求項２】 前記圧接体と前記インク供給部材との間
   に空間保持部材を有することを特徴とする請求項１に記
   載のインクタンク。
3. 【請求項３】 前記インクタンクは、 実質的な大気連通部を有し略多角柱状であって、該多角
   柱の３面の延長部がなす角部を有する外壁と、 該外壁内面と同等もしくは相似形の外面と、前記外壁の
   角部に対応して角部と、を有し、内部にインク収容部を
   形成すると共に前記外壁に対して剥離可能な内壁と、 前記内壁が一体となる部分が前記外壁に狭持されている
   ピンチオフ部と、 を有し、 前記内壁の厚さは略多角柱状の各面の中央域より角部を
   構成する部分の方が薄く、 前記ピンチオフ部は対向する面に存在し、 前記内壁と前記外壁は、前記インク供給部が設けられて
   いる面及びピンチオフ部を有する面を除いた面に最大面
   積となる面を有していることを特徴とする請求項１に記
   載のインクタンク。