JP4144842B2

JP4144842B2 - 液体収納容器

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Publication number: JP4144842B2
Application number: JP2001398217A
Authority: JP
Inventors: 英幹小倉; 博之石永; 伸行桑原; 哲也大橋; 良二井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003191495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体収納容器に関し、詳しくは、シート部材を用いて形成される袋状のインク等、液体の収納容器における、外部に対する負圧の発生機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部に対して一定の負圧を保持して液体を供給する方式は、インクジェット記録の分野でよく知られたものである。例えば、インクタンクは、これから供給されるインクを吐出する記録ヘッドにおける圧力に対して所定の範囲で負圧を保つことにより、記録ヘッドにおけるインク吐出動作によって良好にインクを供給できるとともに、そのインクタンクが単体で扱われるときなどにそれ自体からのインク漏れを防止している。
【０００３】
このような負圧発生機構を備えたインクタンクは、多くはそのインク供給に水頭差を利用する必要がなく、インクタンクと記録ヘッドとの距離を短くすることができるものである。このような点から、記録ヘッドと一体化された形態のものが多い。本明細書では、このようなインクタンクと記録ヘッドとが一体化されたものをインクジェットカートリッジと称する。なお、インクジェットカートリッジは、記録ヘッドとインクタンクとが常時一体の構成と、記録ヘッドとインクタンクが別体で、使用時に一体とされる構成とに分けることができる。
【０００４】
負圧発生の具体的構成の一つは多孔質部材を用い、その毛管力によって負圧を発生するものである。すなわち、インクタンク内部にスポンジ等の多孔質部材が、好ましくは圧縮状態で収納され、また、インク供給口から遠い位置にその内部と外気とを連通するための大気連通口が設けられる。この多孔質部材を用いるインクタンクは、しかし、多孔質部材の存在によって基本的にインク収納効率が低くなる。これに対し、多孔質部材をインクタンク内の全部でなく一部に設けた構成も知られている。これは、インクタンクのインク供給口が設けられた側に多孔質部材を収納し、インク供給口から遠い部分は直接インクを収納するようにしたものである。
【０００５】
このような多孔質部材の毛管力を利用して負圧を発生するインクタンクの負圧特性は多孔質部材自体の毛管力を調節することにより適正な範囲に設定でき、記録ヘッドへの安定したインク供給を確保している。しかし、さらなるインクの収容効率の向上を考慮すると、多孔質部材を用いたものは未だ不充分である。
【０００６】
これに対し、袋とバネの組み合わせた構成の袋状容器や、ゴム製のインク収納容器を用いたインクタンクが知られており、これらは直接インクを収納するものであることから収納効率は比較的高いものといえる。例えば、袋状のインク収納部にバネを設け、インクの導出による袋の内方への変形に抗する力を与えることで負圧を形成するもの（特開昭５６-６７２６９号公報、特開平６-２２６９９３号公報など参照）や、米国特許第４５０９０６２号公報に開示されているゴム製インク収納部のような、円錐形形状の円錐部を丸めた形状のもので、その丸めた円錐部を円錐周面厚みよりも薄くするという構成のものが知られている。
【０００７】
また、袋状のインク収納容器にバネを用いて負圧を発生させるインクタンクは、シートに接しているバネの反力により生じる力を負圧に変換して利用するため、そのバネ設計により負圧調整が可能となるため、多孔質部材による負圧設計に比べて負圧設計が容易となる利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなでバネとシートを用いた従来のインクタンクは、その負圧特性について、負圧が安定した状態でインクを供給できる範囲が狭い、もしくは負圧の挙動が不安定であるという問題があった。
【０００９】
バネとシートを用いた従来のインクタンクとして、比較的大容量（例えば、３０〜４０ｃｃ）のものがあるが、このようなタンクでは、その製造上シート材の形状のばらつきが生じ易く、また、それによってインク導出に伴うシート材の変形にもばらつきが生じ易い。この結果、インク導出に伴った、負圧が一定の好ましい範囲にない領域が多く存在したり、または、インク導出に伴う、タンクごとにあるいは供給ごとに負圧の特性が異なることがある。この場合、安定したインク供給が行なえないばかりか、例えば初期の負圧が好ましい範囲でない領域で、導出されるインクの量が多くなることがある。
【００１０】
そして、この従来の構成を、比較的小容量（〜３０ｃｃ）のインク収納容器に適用すると上述の問題はより顕著となる。特に、初期の負圧が好ましくない領域で使用するインクの量が相対的に多くなり、良好な供給状態で導出できるインク量を十分に確保できない恐れがある。
【００１１】
本発明は、上述の従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、インク導出に伴う、負圧が所定の好ましい範囲で液体を供給できる領域を長くでき、また、安定した負圧特性を示す液体収納容器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明では、外部に液体を供給し、かつその液体を貯蔵するための液体収納容器であって、前記容器を形成し可撓性のシート材よりなる可動部材であって、側部と頂部を有する凸形状に成型された可動部材と、該可動部材が液体の供給に伴って変形する方向とは反対の方向に変形する力を当該可動部材に作用して当該容器内を外気に対して負圧に保つための、バネを含む負圧発生手段と、を具え、液体供給による液体の導出量に対する、該負圧発生手段による負圧の変化の関係である負圧特性が、第一線形領域と該第一線形領域より小さな負圧の変化率を有した第二線形領域とを含み、前記第一線形領域の負圧特性は前記可動部材の変形に依存し、前記第二線形領域の負圧特性は前記バネの弾性に依存し、前記液体供給による液体の導出に伴い、前記可動部材は、前記凸形状の前記側部が変形し、その後、前記凸形状の頂部が変位することを特徴とする。
【００１８】
以上の構成によれば、液体もしくはインクの導出量に対する負圧の変化の関係である負圧特性が、第一領域とその第一領域より小さな負圧の変化率を有した第二領域とを含むので、または、インクの導出に伴い、可動部材は、前記凸状の面部で、例えば平面もしくは曲面をなす側部が変形し、その後、負圧発生手段の力に抗して上記凸状の頂部が変位するので、インク導出の初期の段階、もしくは第一領域の負圧増大を大きくでき、比較的少ないインク等の導出量でインク等を供給するための所定の負圧に至ることができるきる。
【００１９】
また、可動部材は平坦な頂部を有した凸形状であるので、その変形において常に一定の形状を成し、これにより、変形を常に一定とすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係わるインク収納容器を一部破断で示す斜視図である。また、図２(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１に示すにインク収納容器を、それぞれ同図中ＺＸ面で切断した断面図、ＸＹ面で切断した断面図および側部の外装を外してＸ方向から見た図である。
【００２２】
これらの図に示すように、本実施形態のインク収納容器は、ほぼ矩形の輪を形成するフレーム１８の両側に可動部材１１およびそれに取り付けられる平面板１４を備えたものである。すなわち、こられの部材によってインクの収納空間が形成される。また、液体収納容器１０の外装１３は、可動部材１１などを外力から保護するシェルとしての役割を果たす。
【００２３】
可動部材１１は、変形可能な可撓性膜（シート部材）を凸状に成型したものであり、その側断面形状はほぼ台形(図２(ａ)、(ｂ)参照)をなすものである。そして、その凸状の頂部は板(平面部材)１４が全体に接続して平坦な面に形状が規制されており、また、その周縁部分はシート部材について上記凸状の側部をなすよう成型がされた部分である。すなわち、可動部材１１は、上記凸状の側部を形成することによってその変形の初期に一定の剛性を示すものである。また、収納空間内部には、２枚の板バネ４３が組み合わされたものが設けられる。それぞれのバネ４３は、ほぼ円弧の一部をなすものであり、それらの組み合わされたものが、これらに接する板１４からの力によって扁平になろうとするとき、その変位に応じた弾性力を生ずるものである。以上の可動部材１１とバネ４３の組み合わされた作用によって、後述される負圧特性を有することができる。また、可動部材１１は、環境温度の上昇などによって収納空間内の気体の圧力が高まったときには、それによって外側へ変位し収納空間内部の気体の膨張を許容するものである。
【００２４】
二つの可動部材１１が変位する方向と直交する方向で、鉛直方向下部に通気部１が設けれられる。この通気部１は、収納空間の負圧が増大したときに外気を導入し、また、収納空間内の気体が膨張したときそれによって収納空間からわずかに押し出されるインクをその内部に留める機能を有するものである。すなわち、通気部１は、インクメニスカスが形成される所定の通気口３０、通気口３０からわずかに押し出されるインクを保持するための蛇行した流路３１、流路３１の一端に設けられる疎水性の膜３２、さらにはこれら要素を覆うカバー１９によって構成されるものである。なお、この通気部と同じ機能、すなわち、収納空間内の負圧が所定値以上に増大したときは外部から大気を導入でき、一方、環境温度の上昇などによって収納空間内の気体が膨張したときはインクを外部にもらさないようにする機能を有するものであれば、本実施形態の通気部にに限定されないことはもちろんである。また、インク供給口１５は、記録ヘッドのジョイント(不図示)と接合し、これにより、インク収納容器から記録ヘッドへインクを供給することが可能となる。
【００２５】
図３は、本発明によるインク収納容器の収納空間内に生ずる理想的な負圧特性曲線を説明する図であり、同図中、横軸にインクの導出される量、縦軸に生ずる容器内部の負圧を示すものである。
【００２６】
同図に示すように、負圧特性は大きく３つの線形領域▲１▼、▲２▼、▲３▼に区分される。第一線形領域▲１▼は、インクの使い始め（０ｃｃ）において比較的急激に負圧(圧力)が増す(減少する)領域であり、第二線形領域▲２▼は、インク導出に伴う負圧の変化が少ない領域である。さらに第三線形領域▲３▼は、急激に負圧が増す領域である。第一線形領域と第二線形領域それぞれの線形関係を示す二つの直線は、所定の曲線によってそれが接点Ａで接するように結ばれる。
【００２７】
本発明による理想負圧特性は、第一に、第一線形領域の範囲はできる限り短く第二線形領域に移行するものである。すなわち、比較的急激に負圧を増大して所定のインク供給の初期負圧に至ることである。この領域が小さいことは少量のインク導出で負圧特性が安定した第二線形領域に移行できることを意味するものである。第二に、第二線形領域の範囲ができるだけ長いもの、換言すれば負圧の変化が第一線形領域より緩やかな(傾きが小よりである)ことである。このことは、負圧が比較的安定したインク供給を長く維持できることを意味する。また、この二つの特性を合わせることにより、有効使用インク量を多くすることが可能となる。後述されるように、第一線形領域▲１▼の負圧特性は、主に可動部材１１の変形に依存し、また、第二線形領域▲２▼の負圧特性は、バネ４３の弾性力に依存して定められるものである。
【００２８】
また、本発明による理想負圧特性はその再現性が高いものでもある。特に、初期負圧の発生に影響を与える第一線形領域の再現性が重要である。この再現性も主に可動部材１１の変形に依存して決定される。
【００２９】
なお、この再現性を確保する上で、第一線形領域で導出されるインク量は、収納空間の容量にかかわらず、０．５、またより好ましくは０．２ｃｃ以下であることが望ましい。あるいは、このインク量は、少なくとも収納されるインク容量の０％以上１０％以下であることが望ましい。
【００３０】
図４は、図１および図２に示した本実施形態のインク収納容器の負圧特性曲線を示す図である。
【００３１】
この負圧曲線は、図３に示した理想的な負圧曲線と類似していることが分かる。換言すれば、本実施形態のインク収納容器の、特に可動部材１１やバネ４３は、図３に示した理想的な負圧特性を得るべく設計されたものである。図４に示すように、ごく少量の（０．２ｃｃ程度）のインクが導出されて比較的急激に負圧が増大し初期負圧を発生する領域（第一線形領域）と、安定した負圧領域（第二線形領域）とが存在する。すなわち、第一線形領域および第二線形領域とみなすことができる二つの曲線(直線)と、これらを結ぶ曲線との二つの接点(Ａ)が認められる。
【００３２】
さらに、インクを導出することにより、インク収納容器内のインクの残量がわずかになると、再び急激に負圧が増大する領域である、第三線形領域が認められる。この第３線形領域は、容器内のインクをほとんど導出し、さらにバネ４３もしくは可動部材１１が物理的に変形し難くなくなり、それによって急激な負圧の増大を生じる領域で、インク容器としての使いきりを示すものである。
【００３３】
図５(ａ)〜(ｄ)は、本実施形態のインク収納容器によって、上述した負圧特性がどのように実現されるかについて説明する図であり、図６は、上記負圧特性において図５に示される各状態に対応した領域を示す図である。
【００３４】
図５(ａ)は、インクの使用が始まった導出量がほぼゼロの段階を示す。このとき、可動部材１１は変形していないが、その後の第１線形領域では、板１４はバネ４３の応力が強い為ほとんど変位せず、板１４とフレーム１８に支持された側部のわずかなたるみが変形することで内部のインクを導出するが、側部は均一面を有しており、もともとたるみがほとんどない構成であるため、この部分がインク導出に寄与できる部分はわずかである。これは、可動部材１１が、前述したように凸状の側部をなすよう成型がされたものであり、この成型によって平面および曲面の均一面が構成され、一定の剛性および定形性を有するからである。詳細には、この剛性により伸縮がほとんどないためインク導出にともなう変形は、すぐに飽和して張力を発生する。この結果、インク導出に伴い負圧も急激に増大し、所定の負圧に到達することになる。図６の(ａ)で示す領域は上記のインクの使用が始まった導出量がほぼゼロの領域である。
【００３５】
図５(ｂ)は、上記の第１線形領域の変化を経て、第２線形領域の始まりである、インク供給の初期負圧の発生時の可動部材などの変位を示す図である。この図に示すように、この時点で可動部材１１は、それ以上変形しなくなり、応力が非常に高くなり、バネ４３の応力を超えるため、負圧特性は可動部材１１の側部からバネ４３に支配が取って代わられる。そして、その後は、バネ４３の弾性力が板１４の変位に対応することになる。この領域は、図６の(ｂ)に示す領域である。
【００３６】
図５(ｃ)は、図６の(ｃ)に示す負圧安定領域（第二線形領域）における板１４やバネ４３等の変位を示す図である。この図に示すように、この領域の変位は、可動部材１１が板の変位に伴う変形が生じつつも板１４とフレーム１８の支持が継続されているため、その張力が持続した状態でバネ４３に専ら依存するものである。この結果、バネ４３の弾性を適切に設計することにより、第２線形領域の変化率(傾き)を極めて平坦、すなわちインク導出量に対する負圧の変化を小さく抑えるように設定することができる。このように、負圧特性の支配を可動部材１１の側部とバネ４３に切り替わる接点Ａ領域を持つことで、インクが導出されて比較的急激に負圧が増大し初期負圧を発生する領域（第一線形領域）と負圧安定領域（第二線形領域）とを独立に最適化設計することができるのである。
【００３７】
図５(ｄ)は、インク収納容器内のインク量が極わずかになったときの可動部材などの状態を示す図であり、図５の(ｄ)に示す領域に対応する。この領域(第三線形領域)では、内部のインクもほとんど導出され、板１４や可動部材１１がほとんど変位できず、導出負圧が急激に増大する。
【００３８】
図７は、上述のように決定される負圧特性について、可動部材１１(シート)およびバネ４３それぞれによる寄与を説明する図である。
【００３９】
負圧特性は、図７(ｃ)に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３つの線形領域に分けられることは上述のとおりである。このうち、領域Ａは、図７(ａ)に示すようにシート(可動部材)の特性に依存する領域であり（バネ４３が剛体で全く変形をしないものに置き換えた場合、このような特性になる）、また、同様に領域Ｃは同様にシート(厳密にはそれにバネの組合わされたもの；これをシートの特性として近似)の特性に依存する領域である。また、領域Ｂは、図７(ｂ)に示すように、バネによる特性に依存した領域である（可動部材としてのシートのたるみが十分あって、張力が一切発生しないものを取り付けた場合、このような特性になる）。図７（ｃ）は（ａ）、（ｂ）をあわせたもので、本発明の構成の特性を示したものである。
【００４０】
図８は、比較例に係わるインク収納容器を示す斜視図である。この構成は、可動部材を形成する際、上述した実施形態のように凸状の成型は行なわず、平らなシート部材をインクを注入して膨らませたものである。しかも、上記実施形態の３０ｃｃ以下に対して比較的大容量(例えば、３０ｃｃ〜４０ｃｃ)のものである。また、図９は、この構成のインク収納容器について、２回の負圧測定をした結果を示す図である。
【００４１】
図９に示す負圧特性からわかるように、まず、測定Ａ、Ｂのいずれによる負圧特性においても、上述した実勢形態のような接点とみなされる点が存在しない。すなわち、比較例に係わる負圧特性は、ほぼ線形の特性を有する二つの曲線(直線)によって構成されるものではない。この結果、インク供給に適した所定の初期負圧に至るまでに比較的多くのインクが導出され、安定領域もほとんどないためインクジェットヘッドへのインク供給に用いた場合は、負圧変化による印字劣化などが発生することになる。
【００４２】
また、２回の測定で相互に異なる負圧特性を示すことがわかる。特に、第一線形領域に相当する初期負圧に至るまでの領域で、負圧もしくはインク導出量にバラツキが見られる。図９に示す例では、約４ｃｃ程度のバラツキが生じていることがわかる。このことは、インク収納容器ごとまたは充填されたインクが新たに供給されるごとに負圧特性が異なることを意味する。これに対し、本発明の実施形態によれば、前述したように可動部材は、それが凸形状に成型されることによる定形性を有するため、常に一定の形状となり、その結果、常に一定の負圧特性が期待できる。
【００４３】
比較例にかかるインク収納容器は、平坦なシート部材を成型することなく単に膨らませたものであることから、インク導出の初期の段階で上記の実施形態のように所定の剛性を有することがなく、インク導出に追随して比較的容易に変形する。このため、急激な負圧の増大は得られずに図９に示すような特性となる。
【００４４】
また、平坦なシートを単に膨らませた結果、そのインクタンクの外形を構成するシート部材の膨らみの形状にばらつきを生じることが多い。図８に示すように、平らなシート１１を膨らませた状態でフレーム１８に対して溶着しているため、バネおよび面部材により規制されていないシート面には多くのシワＳが生じる。このシワは不規則あるいは不均一なため、この部分での張力による応力もバラツキがあり、多量のインクを導出しないと所定の負圧が発生しない。また、変形の再現性も乏しくインク容器としての特性バラツキが大きい。シート部材のシワ部分に保持されているインク量のばらつきや、インク導出に伴うシワ部分の変形も特性ばらつきの要因となる。
【００４５】
(他の実施形態)
本実施形態は、上記実施形態に示したインク収納容器の製造方法に関するものである。特に、シート部材よりなる可動部材を凸状に成型し、また、フレームに固定する際の製造方法に関するものである。
【００４６】
図１０〜図１５は、このインク収納容器の構成および製造方法を説明する図である。
【００４７】
図１０は、本実施形態により製造されるインクタンク(インク収納容器)１２７を示す斜視図であり、四角枠状のフレーム１１５の上下の開口部に、上下のバネ・シートユニット１１４を取付けた密閉構造となっている。バネ・シートユニット１１４は、後述するように、バネ１０７と圧力板１０９から成るバネユニット１１２と、可撓性のタンクシート（可動部材）１０６とによって構成される。フレーム１１５には、インクタンク１２７から記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給口１２８と通気部１２９が形成されている。この通気部１２９は、上述した第一から第三の実施形態のものと同じ構造のものである。
【００４８】
図１１から図１５は、このようなインクタンク１２７の製造方法を説明するための図である。
【００４９】
まず、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、可撓性のタンクシート１０６を凸型に成型する工程の説明図である。
【００５０】
タンクシート１０６の成形素材としてのシート材料１０１は、原材料から大きなサイズのシート状に成型されたものであり、このシート材料１０１は、インクタンク性能の重要なファクターを占める。このシート材料１０１には、気体とインク成分の透過度が低く、かつ可撓性をもちつつ繰り返し変形に対する耐久性が要求される。その好適な材料としては、ＰＰ，ＰＥ，ＰＶＤＣ，ＥＶＯＨ、ナイロン等であり、また複合材として、アルミニウムやシリカを蒸着したものなどを用いることができ、さらに、これらを積層化して用いても良い。特に、耐薬品性に優れたＰＰやＰＥと、気体・水蒸気遮断性能に優れたＰＶＤＣを積層して用いることにより、優れたインクタンク性能を発揮することができる。また、このようなシート材料１０１の厚さは、柔軟性と耐久性に鑑みて、１０μｍ〜１００μｍ程度が適する。
【００５１】
このようなシート材料１０１は、図１１（ａ）のように、凸形状部１０３、バキューム孔１０４、および温度調整機構（図示せず）を有する成型金型１０２を用いて凸型に成型する。すなわち、シート材料１０１は、バキューム孔１０４に吸着され、成型金型１０２からの熱により凸形状部１０３に沿う凸型に成型される。シート材料１０１は、図１１（ｂ）のように凸型に成型されてから、図１１（ｃ）のように、タンクシート１０６として所定のサイズに切り出される。そのサイズは、次工程の製造装置に適したサイズであればよく、インクを収容するインクタンク１２７の容積などに応じて設定することができる。
【００５２】
図１２（ａ）は、インクタンク１２７の内部を負圧にするために用いられるバネユニット１１２の製造工程の説明図である。予め半円状に形成されたバネ１０７をバネ受け治具１０８に取り付けて、その上から、溶接電極１１１を用いたスポット溶接により圧力板１０９を取り付ける。圧力板１０９には、熱接着材１１０が付けられている。これらのバネ１０７と圧力板１０９とによって、バネユニット１１２が構成される。
【００５３】
図１２（ｂ）は、バネユニット１１２をタンクシート１０６に取り付ける工程の説明図である。受け治具(図示せず)の上に載置したタンクシート１０６の内面に、バネユニット１１２を位置決めして配置する。そして、ヒートヘッド１１３を用いて熱接着材１１０を加熱することにより、バネユニット１１２とタンクシート１０６とを接着して、バネ・シートユニット１１４を構成する。
【００５４】
図１３（ａ）は、バネ・シートユニット１１４をフレーム１１５に溶着する工程の説明図である。フレーム１１５は、フレーム受け治具１１６に固定される。フレーム１１５を取り囲むシート吸着治具１１７は、フレーム１１５が位置決め配置された後、バネ・シートユニット１１４をバキューム孔１１７Ａに吸着して、そのユニット１１４とフレーム１１５とを相対的に位置ずれなく保持する。その後、ヒートヘッド１１８により、フレーム１１５の図中上側の周縁部と、バネ・シートユニット１１４のタンクシート１０６と、の環状の接合面同士を熱溶着する。シート吸着治具１１７が、フレーム１１５の図１３（ａ）中、上側の周縁部と、バネ・シートユニット１１４のタンクシート１０６の周縁部分とを均一に対面させることにより、それらの接合面は、極めて均一に熱溶着されてシールされることになる。ゆえに、シート吸着治具１１７は、均一なシール性を確保すべく熱溶着する上において重要である。
【００５５】
図１３（ｂ）は、カッター（図示せず）によってフレーム１１５の外側にはみ出たタンクシート１０６の部分を切り取る工程の説明図である。このように、フレーム１１５からはみ出たタンクシート１０６の部分を切り取ることにより、バネ・シート・フレームユニット１１９が完成する。
【００５６】
図１４および図１５（ａ），（ｂ）は、このようなバネ・シート・フレームユニット１１９に、前述した工程により制作した他のバネ・シートユニット１１４を熱溶着する工程の説明図である。
【００５７】
図１４のように、バネ・シート・フレームユニット１１９は受け治具（図示せず）に取り付けられ、その受け治具と相対的に位置が規定された吸着治具１２０によって、バネ・シート・フレームユニット１１９の外周部が囲まれる。その受け治具は、バネ・シート・フレームユニット１１９のタンクシート１０６における外面の平面部１０６Ａに面接触して、その平面部１０６Ａを図１５（ａ），（ｂ）のように保持する。他のバネ・シートユニット１１４は、そのタンクシート１０６の外面の平面部１０６Ａが押さえ治具１２１によって吸着保持され、この押さえ治具１２１が下降することによって、バネ・シートユニット１１４側のバネ１０７の先端部１０７Ａ，１０７Ｂと、バネ・シート・フレームユニット１１９側のバネ１０７の先端部１０７Ａ，１０７Ｂとがほぼ同時に嵌合する。すなわち、バネ１０７の一方の先端部１０７Ａは凸状、他方の先端部１０７Ｂは凹状となっており、それぞれが自己アライメントにより嵌まり込むようになっており、それらのバネ１０７は、一対のバネ部材構成体として結合することにより１つのバネ部材を構成する。
【００５８】
さらに、押さえ治具１２１を下降させて、図１５（ａ）のように、それら一対のバネ１０７を圧縮させる。その際、押さえ治具１２１は、バネ・シートユニット１１４における図１４中、上側の平面部１０６Ａ、つまり凸部に形成されたタンクシート１０６の上側のフラット領域を幅広く押さえ込む。これにより、タンクシート１０６の平面部１０６Ａの位置が規制され、下側のユニット１１９や治具１２０に対して、バネ・シートユニット１１４が平行に保たれたまま接近する。したがって、図１５（ｂ）のように、バネ・シートユニット１１４のタンクシート１０６の周縁部分は、吸着治具１２０の面に接して、バキューム孔１２０Ａに吸引保持される共に、フレーム１１５の溶着面（同図中上側の接合面）にも均一に対面することになる。そして、この状態において、ヒートヘッド１２２により、バネ・シート・フレームユニット１１９のフレーム１１５の図中上側の周縁部と、バネ・シートユニット１１４のタンクシート１０６と、の環状の接合面同士を熱溶着する。
【００５９】
このように、上側のユニット１１４のタンクシート１０６の平面部１０６Ａと、下側のユニット１１９のタンクシート１０６の平面部１０６Ａとの平行度を維持しつつ、一対を成すバネ１０７を圧縮させることにより、それら一対のタンクシート１０６の平面部１０６Ａの平行度が高いインクタンク１２７を安定的に大量生産することができる。また、一対をなすバネ１０７は、図１５（ａ），（ｂ）中において左右均一に圧縮変形されるため、バネ・シートユニット１１４を傾けるような力を生じることがなく、一対のタンクシート１０６の平面部１０６Ａの平行度が高いインクタンク１２７をより安定的に生産することができる。さらに、インクタンク１２７内の容積変化に伴なって、一対をなすバネ１０７が図１５（ａ），（ｂ）中において左右均一に圧縮変形されるため、一対のタンクシート１０６の平面部１０６Ａは高い平行度を保ったまま対向間隔が変化することになり、この結果、インクを安定的に供給することができる。また、可撓性のタンクシート１０６の平面部１０６Ａを斜めに傾けるような無理な力が作用しないため、インクタンク１２７のシール性、耐圧性、耐久性が向上することになる。
【００６０】
その後、フレーム１１５の外側にはみ出たタンクシート１０６の部分を切り取ることによって、図１０のインクタンク１２７が完成する。インクタンク１２７の内部は、第１インク供給口１２８と第２インク供給口１２９によってのみ外部に連通する密閉構造となっている。
【００６１】
図１６は、上述した各実施形態のインク収納容器(インクタンク)またはインクジェットカートリッジ用いたインクジェット記録装置の一構成例を示す斜視図である。
【００６２】
本実施例の記録装置５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸５１、５２によって、キャリッジ５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ５３には、インクジェット記録ヘッド（図１６においては不図示）と、そのインクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンク(インク収納容器)１０が搭載される。インクジェット記録ヘッドとインクタンク１０は、上述した各実施形態と同様に構成されており、インクジェットカートリッジを構成するものであってもよい。記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置５０は、記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ、プラテン５７上の用紙Ｐのプリント領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。
【００６３】
インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネルギーとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギーを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギーによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、インクジェット記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。
【００６４】
キャリッジ５３の移動領域における図１６中の左端には、キャリッジ５３に搭載されたインクジェット記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）５８が設けられている。回復系ユニット５８には、記録ヘッド２０のインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、インクジェット記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吸引回復処理」ともいう）をする。また、キャップ内に向かって、インク吐出口から画像の寄与しないインクを吐出させることによって、インクジェット記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吐出回復処理」ともいう）をすることもできる。
【００６５】
本実施例の記録装置においては、インクジェット記録ヘッドと共にキャリッジ５３に搭載されたインクタンク１０から、インクジェット記録ヘッドに対してインクが供給されることになる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液体もしくはインクの導出量に対する負圧の変化の関係である負圧特性が、第一領域とその第一領域より小さな負圧の変化率を有した第二領域とを含むので、または、インクの導出に伴い、可動部材は、前記凸状の面部で、例えば平面もしくは曲面をなす側部が変形し、その後、負圧発生手段の力に抗して上記凸状の頂部が変位するので、インク導出の初期の段階、もしくは第一領域の負圧増大を大きくでき、比較的少ないインク等の導出量でインク等を供給するための所定の負圧に至ることができるきる。
【００６７】
また、可動部材は平坦な頂部を有した凸形状であるので、その変形において常に一定の形状を成し、これにより、変形を常に一定とすることができる。
【００６８】
この結果、インク導出に伴う、負圧が所定の好ましい範囲でインクを供給できる領域を長くでき、また、安定した負圧特性が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるインク収納容器を一部破断で示す斜視図である。
【図２】 (ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１に示すにインク収納容器を、それぞれ同図中ＺＸ面で切断した断面図、ＸＹ面で切断した断面図および側部の外装を外してＸ方向から見た図である。
【図３】本発明によるインク収納容器の収納空間内に生ずる理想的な負圧特性曲線を説明する図である。
【図４】図１および図２に示した本実施形態のインク収納容器の負圧特性曲線を示す図である。
【図５】 (ａ)〜(ｄ)は、本実施形態のインク収納容器によって、負圧特性がどのように実現されるかについて説明する図である。
【図６】負圧特性において、図５に示される各状態に対応した領域を示す図である。
【図７】負圧特性について、可動部材およびバネそれぞれによる寄与を説明する図である。
【図８】上記実施形態の比較例に係わるインク収納容器を示す斜視図である。
【図９】上記比較例の構成のインク収納容器について、２回の負圧測定をした結果を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかるインクタンクの斜視図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１０のインクタンクにおけるタンクシートの成型工程の説明図である。
【図１２】（ａ）は、図１０のインクタンクにおけるバネユニットの製造工程の説明図、（ｂ）は、図１０のインクタンクにおけるバネ・シートユニットの製造工程の説明図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、図１０のインクタンクにおけるバネ・シート・フレームユニットの製造工程の説明図である。
【図１４】図１０のインクタンクにおけるバネ・シートユニットとバネ・シート・フレームユニットの結合工程の説明図である。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、図１４の結合工程における要部の断面図である。
【図１６】上記各実施形態のインク収納容器および記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置一例を示す斜視図である
【符号の説明】
１０液体収納容器
１１可動部材
１３外装
１５液体供給口
１８フレーム
１９カバー
４３バネ

Claims

外部に液体を供給し、かつその液体を貯蔵するための液体収納容器であって、
前記容器を形成し可撓性のシート材よりなる可動部材であって、側部と頂部を有する凸形状に成型された可動部材と、
該可動部材が液体の供給に伴って変形する方向とは反対の方向に変形する力を当該可動部材に作用して当該容器内を外気に対して負圧に保つための、バネを含む負圧発生手段と、
を具え、
液体供給による液体の導出量に対する、該負圧発生手段による負圧の変化の関係である負圧特性が、第一線形領域と該第一線形領域より小さな負圧の変化率を有した第二線形領域とを含み、
前記第一線形領域の負圧特性は前記可動部材の変形に依存し、前記第二線形領域の負圧特性は前記バネの弾性に依存し、
前記液体供給による液体の導出に伴い、前記可動部材は、前記凸形状の前記側部が変形し、その後、前記凸形状の頂部が変位する
ことを特徴とする液体収納容器。
前記第一線形領域は、導出される液体の量に関して０ｃｃより大で０．５ｃｃ以下の領域であることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
前記第一線形領域は、導出される液体の量に関して０ｃｃより大で０．２ｃｃ以下の領域であることを特徴とする請求項２に記載の液体収納容器。
前記第一線形領域は、導出される液体の量に関して当該液体収納容器の容量の０％より大で１０％以下の領域であることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
前記負圧特性は、第二線形領域に隣接した第三線形領域をさらに含み、該第三線形領域の変化率は、前記第二線形領域の変化率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
前記液体収納容器の容量は、３０ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の液体収納容器。
前記負圧発生手段は、バネを用いて当該力作用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体収納容器。
前記液体収納容器内にはインクが収納されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体収納容器。