JP2005349795A - インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速記録においても安定したインク供給が行える信頼性の高いインクカートリッジおよびインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 インクカートリッジ１００内の空間は円筒状の隔壁１３８によって仕切られて、隔壁１３８の内側に位置する負圧発生部材収容室１３４と、隔壁１３８の外側に位置する液体収容室１３６とに分けられている。負圧発生部材収容室１３４は大気連通口１１２を介して大気に連通し、インク供給口１１４に連通しており、内部に負圧発生部材１３２を収容している。液体収容室１３６は液体のインク１２５をそのまま収容している。負圧発生部材収容室１３４と液体収容室１３６は隔壁１３８に形成された連通部１４０を介してのみ連通している。負圧発生部材１３２の下部内周部の全てが、隔壁１３８の全周にわたって連続して形成されている連通部１４０を介して液体収容室１３６内のインク１２５に接している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドへ供給する液体を貯留する液体収容容器であるインクカートリッジと、そのインクカートリッジを搭載しているインクジェット記録装置に関するものである。

一般にインクジェット記録装置に用いられる液体収容容器であるインクカートリッジは、インクを吐出する記録ヘッドに対するインク供給を良好に行なうために、インクカートリッジ内に貯溜されているインクの保持力を調整する構成が設けられている。この保持力は、記録ヘッドのインク吐出部の圧力を大気に対して小さくするためのものであることから「負圧」と呼ばれており、この保持力を発生させる部材は負圧発生部材と呼ばれている。

本出願人は、特許文献１などにおいて、インクを吸収保持する負圧発生部材を用いつつ、インクカートリッジの単位体積あたりのインク収容量を増加させ、かつ安定したインク供給を実現できる、液体収容室を備えたインクカートリッジを提案している。このようなインクカートリッジの概略断面構成図を図１２（ａ）に示している。このインクカートリッジ１０の内部は、連通口（連通部）４０を有する仕切り壁（隔壁）３８で２つの空間に仕切られている。一方の空間は、仕切り壁３８の連通口４０を除いて密閉され、液体のインク２５を直接保持する液体収容室３６であり、他方の空間は、負圧発生部材３２を収容する負圧発生部材収容室３４である。負圧発生部材収容室３４を形成する壁面には、インク消費に伴うインクカートリッジ１０内への大気の導入を行うための大気連通部（大気連通口）１２と、図示しない記録ヘッドへインクを供給するための供給口１４を備えるインク供給部１４とが形成されている。図１２において、負圧発生部材３２がインクを保持している領域については斜線部で示している。なお、図１２に示す例では、負圧発生部材収容室３４と液体収容室３６の、連通口４０の近傍には、液体収容室３６に対し大気の導出を促進するための大気導出溝５０が設けられており、大気連通部１２の近傍にはリブ４２が設けられて負圧発生部材３２がない空間（バッファ室）４４が形成されている。

このインクカートリッジ１０では、不図示の記録ヘッドにインクが供給されて負圧発生部材３２内のインクが消費され、図１２に示す気液界面位置（図面中でインクを保持している領域を示す斜線部の最上部位置）が位置６１にまで下がってくると、以後のインク消費に伴って、大気連通口１２から負圧発生部材収容室３４に空気が導入され、仕切り壁３８の連通口４０を通じて液体収容室３６に入る。これに替わって、液体収容室３６内のインクが、仕切り壁３８の連通口４０を通って負圧発生部材収容室３４内に入り負圧発生部材３２に充填される。このような空気とインクの移動を「気液交換動作」と称する。この気液交換動作によって、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液体収容室３６内のインクが、負圧発生部材収容室３４内に移動して負圧発生部材３２に充填される。こうして、負圧発生部材３２が一定量のインクを保持する（界面６１の位置を維持する）ことによって、記録ヘッドの負圧状態をほぼ一定に保つので、記録ヘッドへのインク供給が安定する。このような小型化と高使用効率とを兼ね備えたインクカートリッジは本出願人により製品化されており、現在も実用に供されている。

また、本出願人は、特許文献２において、このインクカートリッジの負圧発生部材として、熱可塑性を有するオレフィン系樹脂からなる繊維を用いているインクカートリッジを提案している。このインクカートリッジはインクの貯蔵安定性に優れるとともに、インクカートリッジ筐体と繊維体材料とが同種の材料からなるためリサイクル性にも優れている。
特許第２９５１８１８号公報 特開平８−２０１１５号公報

近年のインクジェット記録装置は、記録速度の高速化が進み、インクカートリッジからインクジェットヘッドへの単位時間当たりのインク供給量が増えている。そのために、上述した構成の従来のインクカートリッジでは、インクの供給量が増大した状態でインク供給を続けた場合に、空気の液体収容室への供給が追いつかず、インク供給に見合うだけの空気が液体収容室へ供給できない。それによって、負圧発生部材（吸収体）内の液面（界面）が低下し、その結果、インクの記録ヘッドへの供給が間に合わず、液体収容室３６内のインクが残っているにもかかわらず、インク供給が途絶えてしまうインク切れが生じる場合があった。

ここで、従来のインクカートリッジのインク切れのメカニズムについて図１２を参照して説明する。図１２（ａ）は、従来のインクジェット記録装置におけるインクタンクから、比較的少量のインクをインクジェット記録ヘッド（不図示）へ供給している時の気液交換状態を示している。この状態では、インクジェット記録ヘッドへのインク供給量が比較的少ないので、液体収容室３６から導出されるインク量とそれに伴って液体収容室３６へ導入される空気の量とが釣り合っている。すなわち、負圧発生部材３２内の気液界面６１が、大気導出溝５０の上端と負圧発生部材３２の当接する点５１の近傍で、略一定の位置に保たれている。

それから、インクジェット記録ヘッドへのインク供給量がさらに増えると、気液交換時の空気の通り道は、大気導出溝５０の上端（図１２（ａ）に幅方向線分で示す）と負圧発生部材３２の当接する部分（図１２（ａ）に点５１で示す）の一部あるいは全域のみであるため、空気のインク収容室への導入が追いつかず、増大したインク供給量に見合うだけの空気をインク収容室へ導入できない。そのため、前記した空気の通り道を通って、導入可能な空気量に見合うインクが導出されるのに加えて、負圧発生部材に保持されたインクも余分に導出される（動作Ａ）。すなわち、図１２（ｂ）に示すように負圧発生部材３２内の気液界面６１が低下していく。

このような気液界面６１の低下に伴って、大気導出溝５０に当接している負圧発生部材３２の液体収容室に対して気体を導出する気体導出面３３（以後、気体導出面と呼ぶ）の面積が広がり、空気の通り道がより広く確保され、液体収容室３６へより多くの空気が導入される（動作Ｂ）。

この動作Ａと動作Ｂが組み合わされて、インク供給量に見合う量の空気が液体収容室へ導入されるまで、気液界面６１が降下して気体導出面３３の面積が広がる。最終的には、インク収容室からのインク導出量とインク供給口からのインク供給量のバランスがとれた時点で、降下してきた気液界面６１はその位置で安定化し、増大したインク供給量を供給し続けられる。

しかしながら、この場合、気液界面６１の降下による負圧の増大も引き起こされ、インクジェット記録ヘッドへの安定した負圧によるインク供給ができなくなる。これによって、このインクジェット記録装置による記録（印字）の乱れ等が引き起こされる。また、インク供給量が従来の３倍や５倍になるなど、予想を上回るインク供給量にまで増大した場合には、気液界面６１が降下し続けても、前記したようなインク導出量とインク供給量とのバランスがとれた状態に到達できず、図１２（ｃ）に示すように、気体導出面３３の面積が広がる効果以上に、負圧発生部材３２内の気液界面６１がさらに降下し続け、ついには気液界面６１がインク供給口１４に達し、インク切れを引き起こすことがあった。

本発明の目的は、前記した問題に鑑みて、より高速化したインクジェット記録においても、インク切れを起こすことなく安定したインク供給が行えて、記録の乱れ等を起こすことのない、信頼性の高いインクカートリッジおよびインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明は、記録ヘッドに液体を供給する液体供給口と、大気と連通する大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容している負圧発生部材収容室と、液体を収容する液体収容室と、負圧発生部材収容室と液体収容室とを連通させる連通部を有し、連通部を以外の部分では負圧発生部材収容室と液体収容室とを隔離する仕切り壁とを備えたインクカートリッジであって、液体収容室は連通部を除いて実質的に密閉されており、負圧発生部材収容室の周囲は液体収容室に囲まれており、連通部が仕切り壁に連続して、または仕切り壁内の複数箇所に形成されていることを特徴とする。

この構成によると、負圧発生部材の周囲の広い範囲、もしくは複数個所に気体導出面を設けていることになる。記録ヘッドへの単位時間当たりの液体供給が増えた場合でも、負圧発生部材内の気液界面が気体導出面に達すると、負圧発生部材の周囲の広い範囲、もしくは複数個所で気液交換が可能となるため、気液界面を降下させず広い気体導出面が確保され、液体の導出に見合った空気を液体収容室内へ速やかに導入することができる。従って、負圧発生部材内の気液界面を降下させ過ぎることがなく、従来のようなインク切れ等を引き起こすことなく記録ヘッドへ安定した液体の供給を行うことができる。

本発明によれば、気体導出面を負圧発生部材の周囲の広い範囲、もしくは複数個所に設けることで、この気体導出面内のメニスカス力が略一定になる。従って、次々とメニスカスが破壊し、負圧発生部材の周囲に広い気体導出面が確保され、液体収容室内へ導入される空気の通り道が数多く確保できるので、負圧発生部材内の気液界面をほとんど降下させることなく、インクの導出に見合った大量の空気を液体収容室内へ速やかに導入することができる。したがって、従来のようなインク切れ等を引き起こすことなく記録ヘッドへ安定した液体の供給を行うことができる。これにより、高速化に対応した信頼性の高いインクカートリッジおよびインクジェット記録装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において、同一の部分には同一の符号を付与している。各断面図は、インクカートリッジにおいて、負圧発生部材内のインクの消費が進み、液体収容室からのインクを消費している（気液交換している）状態を示しており、負圧発生部材内のインクを保持している領域は斜線部で示している。なお、各図面において、簡略化のために、気体（気泡）の導出している状態を連通部の一部のみに図示している場合もある。また、以下の説明においては、インクを例に挙げているが、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おける記録媒体に対する処理液などの液体に関しても同様に適用可能である。

（第１の実施形態）
図１，２は本発明の第１の実施形態のインクカートリッジの概略図であり、図１（ａ）はその外観図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図１（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図、図２（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示し、図２（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示している。

（インクカートリッジの構成）
図１，２に示すインクカートリッジ（液体収容容器）１００は、円柱状の負圧発生部材１３２が収容されている負圧発生部材収容室１３４の周囲を、円筒状の液体収容室１３６が取り囲み、負圧発生部材室１３４と液体収容室１３６が隔壁（仕切り壁）１３８によって仕切られている構成である。すなわち、図２（ａ）に示すように、インクカートリッジ１００内の空間は円筒状の隔壁１３８によって仕切られて、隔壁１３８の内側に位置する負圧発生部材収容室１３４と、隔壁１３８の外側に位置する液体収容室１３６とに分けられている。そして、負圧発生部材収容室１３４は、上部で大気連通口１１２を介して大気に連通し、下部では、中央領域近傍に配置されているインク供給口１１４に連通しており、内部に負圧発生部材１３２を収容している。液体収容室１３６は、実質的に密閉されて液体（インク）１２５をそのまま収容している。

負圧発生部材収容室１３４と液体収容室１３６は、インクカートリッジ１００の底部付近で、隔壁１３８に形成された連通部１４０を介してのみ連通している。負圧発生部材収容室１３４の１つの壁をなすインクカートリッジ１００の上壁部には、内部に突出する形態の複数のリブ１４２が一体的に成形され、負圧発生部材収容室１３４に圧縮状態で収容されている負圧発生部材１３２に当接している。このリブ１４２により、上壁部と負圧発生部材１３２の上面との間に、空間（エアバッファ室１４４）が形成されている。

負圧発生部材収容室１３４に設けられている、インク供給口１１４を備えたインク供給筒には、負圧発生部材１３２より毛管力が高くかつ物理的強度の強い圧接体１４６が配設され、負圧発生部材１３２と圧接している。

次にこのインクカートリッジの製造方法について簡単に説明する。

インクカートリッジ１００は、上端が開口で、中空のケース１０４と、円筒状の隔壁１３８と、リブ１４２が設けられている蓋１０５と、負圧発生部材１３２と、圧接体１４６とによって形成されている。まずケース１０４内の所定位置（インク供給筒内）に圧接体１４６を挿入し、次にケース１０４内に負圧発生部材１３２を挿入する。続いて、蓋１０５をケース１０４の上面開口部に配置して溶着する。こうして、負圧発生部材収容室１３４を隔壁１３８の内側に、液体収容室１３６を隔壁１３８の外側にそれぞれ形成し、負圧発生部材収容室１３４と液体収容室１３６をそれぞれ、隔壁１３８の連通部１４０を除いて実質的に密閉状態にする。最後にインク注入口からインク１２５を注入してインクカートリッジ１００を完成させる。

（気体導出面）
負圧発生部材１３２を収容している負圧発生部材収容室１３４の周囲が、インク１２５がそのまま収容されている液体収容室１３６に囲まれており、隔壁１３８の下部の連通部１４０を介して液体収容室１３６内のインク１２５に直接、接している負圧発生部材の周囲の全ての面が、気体を導入可能な構成となっている。

（負圧発生部材の材質）
負圧発生部材１３２としては、発泡ポリウレタン等の多孔質体や繊維材料等、毛管力を有する様々な材質のものを用いることができる。特に、繊維材料は、ウレタン等の多孔質体等に比べて材料の選択自由度が大きいので、インク接液性に優れた材料を選択して負圧発生部材１３２を形成することができ、インクの接液安定性に優れたインクカートリッジを提供できる。また、繊維材料として、熱可塑性の樹脂やインクカートリッジ本体と同材質の材料を選択することで、リサイクル性にも優れたインクカートリッジを提供できる。この他、繊維材料に芯鞘構成の繊維材料を選択することで、繊維同士の交点を確実に固定できるので、インク保持力（毛管力）が安定し、インク保持特性、すなわち負圧特性の安定したインクカートリッジを提供することができる。本実施形態では、負圧発生部材１３２として、芯部がポリプロピレンからなり、鞘部がポリエチレンからなるオレフィン系樹脂の繊維材料を熱成形したものを使用している。これは、ポリプロピレンとポリエチレンの融点の違いを利用し、熱成形する時の温度を、融点の低い材料の融点と融点の高い材料の融点との間に設定する（例えばポリエチレンの融点より高く、ポリプロピレンの融点より低く設定する）ことで、融点の低い繊維材料を接着剤として利用することができ、繊維同士の交点を、相対的に融点の低い鞘部のポリエチレンを溶融させ固定することが容易にでき、上述したような優れたインクカーリッジを容易に得ることができるので、より好ましい構成である。

（気液交換動作）
負圧発生部材収容室１３４に収容されている負圧発生部材１３２は、多数の毛細管の集合体とみなすことができ、そのメニスカス力により負圧を発生させることができる。通常、インクカートリッジ１００には、その使用開始直後には負圧発生部材１３２中に十分な量のインク１２５が含浸されているので、各々のみなし毛細管の水頭高さは十分高いところに位置している。

インクがインク供給口１１４を介して、図１（ａ）に概略的に示している、液体（インク）を吐出するインクジェット方式の記録ヘッド１０１へ供給されて消費されると、負圧発生部材収容室１３４の底部の圧力が低下し、各みなし毛細管の水頭高さも低下する。すなわち、インク消費に従って、負圧発生部材１３２の気液界面１６１が降下していく。さらにインクが消費されて気液界面１６１がより降下すると、図２（ａ）に示す状態になる。そして、本実施形態において、負圧発生部材１３２の周囲に位置する気体導出面２００の一部のメニスカスが破られ、図２（ａ）に示す位置にて気液界面１６１が安定してそれ以上ほとんど降下することなく、大気が液体収容室１３６に導入される。

液体収容室１３６に大気が導入されると、その分、液体収容室１３６の圧力が負圧発生部材収容室１３４の底部の圧力よりも高くなり、その圧力差をなくす分だけ、インク１２５が液体収容室１３６から負圧発生部材収容室１３４に供給される。

それから、単位時間当たりのインク消費量がさらに増加すると、本実施形態においては、負圧発生部材１３２の周囲に位置する気体導出面のメニスカス力は略一定のまま、図２（ｂ）に示すようにメニスカスが各所で次々に破壊され、最終的には負圧発生部材１３２の全周にわたって、広い面積の気体導出面２００が確保される。すなわち、導入される空気の通り道が数多く確保できるので、負圧発生部材１３２内の気液界面１６１を降下させることなく、インクの導出に見合った大量の空気を液体収容室１３６内へ速やかに導入することができる。また、インク供給口１１４を介してのインク消費量が減少したり中断されたりすると、気液界面１６１が上昇して気体導出面のメニスカスが再生し保持されることにより、気液交換動作が停止する。

また、先に述べたように気体導出面が負圧発生部材１３２の全周に配されているので、全周の何処からでも気液交換が開始可能であり、基本的に気体導出面のメニスカス力は略一定であるため、同時に全周にて気液交換動作が起こることが可能となる。

したがって、先に述べたように気液交換動作が開始されてから、気液界面がほとんど降下することなく気液交換動作が行える。

また、本実施形態では、従来から公知である、負圧発生部材収容室の内面が略多角柱の複数の面からなる構成と異なり、ある面と他の面が交差する稜線部や、３つの異なる面が交差する角部が存在しないため、稜線部とそこに位置する負圧発生部材との間に隙間が生じ、その隙間が供給口から液体収容室まで連通してしまうことで、その隙間を介して供給口から空気が進入し、所望しない気液交換動作が起こり、インク供給口１１４よりインクが漏れる現象等が防止できる。さらに、負圧発生部材１３２が円柱（ここで言う「円柱」とは楕円柱も含む）であり、また負圧発生部材１３２を収容する負圧発生部材収容室１３４が円柱形状であるため、その負圧発生部材収容室１３４を形成する内壁の稜線が上面と下面にしか発生しないので、負圧発生部材１３２を、底面部分においてインク供給口１１４が連通部１４０に非接触となるよう配置しさえすれば、負圧発生部材１３２の全周が気体導出面として使用可能であり、気体導出面が最も効率よく形成できる構成である。

以上のような構成により、従来のようなインク切れを引き起こすことなくインクジェット記録ヘッドへ安定したインクの供給を行うことができる。これにより、高速化に対応した信頼性の高いインクカートリッジおよびインクジェット記録装置を得ることができる。

（インクジェット記録ヘッドへのインク供給時の流抵抗低減）
図３のグラフはインクジェット記録ヘッド１０１へのインク供給時の流抵抗を表したものである。縦軸はインク供給時の流抵抗を含めた動的負圧（全負圧）、横軸はインクカートリッジから供給されるインクの総消費量を示し、従来のインクカートリッジの全負圧と、本実施形態のインクカートリッジ１００の使い初めから使いきりまでの全負圧と、従来のインクカートリッジにおいて気液交換が十分に行われたと仮定したときの全負圧と、従来と本実施形態のインクカートリッジの静負圧の推移を折れ線グラフにて表したものである。単位時間当たりのインク供給流量は全て同じである。

従来のインクカートリッジの全負圧に着目すると、インクの消費量が増えるにつれ全負圧も高くなっている。これは単位時間当たりのインク供給流量に対し、気液交換が間に合わず安定したインク供給ができていないためである。また、従来のインクカートリッジで気液交換が間に合ったと仮定したときの負圧のグラフを、本実施形態のインクカートリッジ１００の全負圧と比べると、本実施形態のインクカートリッジ１００の方が従来のインクカートリッジよりも低い負圧でインクを供給できる。

これは、前述した通り、本実施形態のインクカートリッジ１００は気体導出面を一気に広げることができるので、従来のインクカートリッジ１００と比べ、負圧発生部材１３２内の気液界面１６１を降下させることなく、インクの導出に見合う大量の空気をインク収容室内へ速やかに導入することができる。そのため、従来のインクカートリッジの方が本実施形態のインクカートリッジに比べ、気液交換に必要な気体導出面積を得るまで時間がかかる。つまり、本実施形態のインクカートリッジは、従来のインクカートリッジが安定した気液交換をするのに必要な気体導出面積を得るよりも短時間で、安定した気液交換動作を開始できるため、従来のインクカートリッジよりも早い時間（少ないインク消費量）で流抵抗が安定し、その結果低い負圧で安定したインク供給ができる。

（第２の実施形態）
図４，５は本発明の第２の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図１，２と同様に、図４（ａ）は外観図、図４（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図４（ｄ）はＣ−Ｃ断面図、図５（ａ）は単位時間当たりのインク消費量の比較的少ない状態、図５（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示している。

本実施形態の基本的な構成および動作は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。第１の実施形態と異なる点は、気体導出面２００が形成される負圧発生部材１３２の形状である。第１の実施形態では円柱形状であったが、本実施形態では、図示するように四角柱である。ここでは、第１の実施形態でも説明したインク漏れを防ぐ構成として、負圧発生部材収容室１３４を形成する内壁の稜線が連通部と非接触となるように仕切り壁１３８が構成されている。連通部１４０は、第１の実施形態のように仕切り壁１３８の全周に亘って連続して形成されたものではなく、仕切り壁１３８の複数個所に形成されている。

本実施形態によれば、本発明の特徴である気体導出面２００が、負圧発生部材収容室１３４を形成する内壁の稜線部に設けられている仕切り壁１３８によって、第１の実施形態に比べて面積が若干小さくなっている。しかし、負圧発生部材収容室１３４に負圧発生部材１３２を挿入する際に、負圧発生部材収容室１３４の内壁の稜線部に形成されている仕切り壁１３８に沿って挿入できるため、第１の実施形態よりも生産性にすぐれた構成であり、本発明の効果が確実に得られる構成である。

（第３の実施形態）
図６，７は本発明の第３の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図１，２と同様に、図６（ａ）は外観図、図６（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図６（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図６（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図、図７（ａ）は比較的単位時間当たりのインク消費量の少ない状態を、（ｆ）は、単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示したものである。

前記した第１，２の実施形態では負圧発生部材収容室１３４の周囲を液体収容室１３６が取り囲んでいたが、本実施形態ではその逆に、液体収容室１３６の周囲を負圧発生部材収容室１３４が取り囲んでいる。それ以外の構成や気液交換動作の基本的な原理は前記した各実施形態と同様であるため説明は省略する。

本実施形態によれば、第１の実施形態の説明中に述べたように、負圧発生部材１３２と負圧発生部材収容室１３４の内壁の稜線の圧接が不十分であったときなどに発生するインク漏れ等を防止するために壁などを底面部分に形成する必要がなく、より簡単な構成にて信頼性が確保できる。

図８，９には本実施形態の変形例を示している。図８は本発明の変形例の液体収容容器の概略図であり、図８（ａ）は外観図、図８（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図８（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図８（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図、図９（ａ）は単位時間当たりのインク消費量の比較的少ない状態、図９（ｂ）は、単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示している。基本的な構成や動作は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

本変形例では、第２の実施形態と同様に負圧発生部材１３２が四角柱形状であるが、第２の実施形態とは、気体導出面２００が形成される負圧発生部材１３２が収容される負圧発生部材収容室１３４の液体収容容器１００への配置が異なっている。すなわち、第２の実施形態では、四角柱形状の負圧発生部材１３２が収容される負圧発生部材収容室１３４の周囲を、液体収容室１３６が取り囲むように配置されているが、本変形例では、液体収容室１３６が、四角柱形状の負圧発生部材１３２を収容している負圧発生部材収容室１３４をコの字状に囲んでいる。本変形例によれば、本発明の特徴である気体導出面２００が、第２の実施形態に比べて面積が３／４程度に縮小してしまうが、負圧発生部材収容室１３４に負圧発生部材１３２を挿入する際に、液体収容室１３６に囲まれていない一面に沿って挿入できるため、第２の実施形態よりもさらに安定して負圧発生部材１３２が挿入でき、生産性にすぐれている。

（第４の実施形態）
図１０，１１は本発明の第４の実施形態の液体収容容器１００の概略図であり、図１，２と同様に、図１０（ａ）は外観図、図１０（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図１０（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図１０（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図、図１１（ａ）は単位時間当たりのインク消費量の比較的少ない状態、図１１（ｂ）は、単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示している。基本的な構成や動作は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態が第１実施形態と異なる点は、負圧発生部材を２つに分けた点である。すなわち、負圧発生部材収容室１３４には、互いに圧接する第１および第２の負圧発生部材１３２ａ，１３２ｂが収容され、第１の負圧発生部材１３２ａの毛管力は第２の負圧発生部材１３２ｂの毛管力よりも高い。そして、第１および第２の負圧発生部材１３２ａ，１３２ｂの互いに圧接する界面は、隔壁１３８と交差する方向に位置している。第１の負圧発生部材１３２は連通部１４０と連通するとともに圧接部の界面を介してのみ大気連通口と連通可能であり、第２の負圧発生部材１３２ｂは圧接部の界面を介してのみ連通部１４０と連通可能である。２つの負圧発生部材１３２ａ，１３２ｂの互いに圧接する界面よりも下方に、気体導出面２００が構成され、また隔壁１３８の下端（連通部１４０の上端）が位置している。

本実施形態によれば、インクの消費に伴って負圧発生部材内の気液界面１６１が降下する過程で、第１の負圧発生部材１３２ａの毛管力は第２の負圧発生部材１３２ｂの毛管力よりも高いので、確実に、上方の第２の負圧発生部材１３２ｂのインクが消費された後に、第１の負圧発生部材１３２ａ中のインクが消費されるので、気液界面１６１が第１の負圧発生部材１３２ａと第２の負圧発生部材１３２ｂの界面３００で一度略水平となった後、気体導出面の位置まで気液界面が降下する。従って、前述の各実施形態に比べて、図中の破線で示した気液界面１６１のようにより水平に近い状態で気液交換がなされるので、より望ましい。加えて、本出願人が提案している特許第３２７８３１０号と同様に、物流時の信頼性も確保できる。

さらに、インクカートリッジ１００の気液交換開始前の負圧発生部材１３２ａ，１３２ｂ内の気液界面１６１が、２つの負圧発生部材１３２ａ，１３２ｂの圧接部の界面で一度リセットされるので、気液交換開始時の気液界面１６１の位置のばらつきがより小さく抑えられ、気液交換時の負圧のさらなる安定化が期待できる。

また、前述のいずれの実施形態も負圧発生部材収容室１３４の形状と液体収容容器１００の形状が同一形状であったが、例えば負圧発生部材収容室１３４の形状が円柱状であり、液体収容容器１００の形状が四角柱形状であっても、本発明の目的を達成できることは言うまでもない。

さらに、前記した各実施形態では、液体収容室１３６に囲まれている負圧発生部材室１３４、または負圧発生部材収容室１３４に囲まれている液体収容室１３６の形状が、円柱形状または四角柱形状の構成のみが説明されているが、三角柱や多角柱形状の構成であっても、本発明の目的を達成できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図１（ａ）は外観図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図１（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第１の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図２（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示した図、図２（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示した図である。 インクジェット記録ヘッドへのインク供給時の流抵抗を表すグラフである。 本発明の第２の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図４（ａ）は外観図、図４（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図４（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第２の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図５（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示した図、図５（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示した図である。 本発明の第３の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図６（ａ）は外観図、図６（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図６（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図６（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第３の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図７（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示した図、図７（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示した図である。 本発明の第３の実施形態の液体収容容器の変形例の概略図であり、図８（ａ）は外観図、図８（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図８（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図８（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第３の実施形態の液体収容容器の変形例の概略図であり、図９（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示した図、図９（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示した図である。 本発明の第４の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図１０（ａ）は外観図、図１０（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図１０（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、図１０（ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第４の実施形態の液体収容容器の概略図であり、図１１（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示した図、図１１（ｂ）は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示した図である。 従来の液体収容容器の概略断面図であり、図１２（ａ）は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない時の気液交換の状態を示した図、図１２（ｂ）はインクジェット記録ヘッドへのインク供給量が増加した場合の気液交換時の状態を示した図、図１２（ｃ）はインクジェット記録ヘッドへのインク供給量がさらに増加したときの気液交換時の状態を示した図である。

符号の説明

１００ インクカートリッジ（液体収容容器）
１０１ 記録ヘッド
１０４ 中空のケース
１０５ 蓋
１１２ 大気連通口
１１４ インク供給口
１２５ インク
１３２ 負圧発生部材
１３２ａ 第１の負圧発生部材
１３２ｂ 第２の負圧発生部材
１３４ 負圧発生部材収容室
１３６ 液体収容室（インク収容室）
１３８ 隔壁（仕切り壁）
１４２ リブ
１４４ エアバッファ室
１４６ 圧接体
１４０ 連通部
１６１ 気液界面
２００ 気体導出面

Claims (14)

1. 記録ヘッドに液体を供給する液体供給口と、大気と連通する大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容している負圧発生部材収容室と、
   液体を収容する液体収容室と、
   前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを連通させる連通部を有し、該連通部を以外の部分では前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを隔離する仕切り壁とを備えたインクカートリッジであって、
   前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
   前記負圧発生部材収容室の周囲は前記液体収容室に囲まれており、
   前記連通部が前記仕切り壁に連続して、または前記仕切り壁内の複数箇所に形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と、大気と連通する大気連通口を有し液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、
   前記負圧発生部材収容室と連通し、該連通部を除き実質的に密閉された液体を収容する液体収容室と、
   前記連通部を除いて前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁とを備えたインクカートリッジであって、
   前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
   前記液体収容室の周囲は前記負圧発生部材収容室に囲まれており、
   前記連通部が前記仕切り壁に連続して、または前記仕切り壁内の複数箇所に形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
3. 前記液体収容室、前記連通部、および前記負圧発生部材収容室が液体を収容していることを特徴とする請求項１または２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記負圧発生部材内の液体の消費にともなって、前記大気連通口から前記負圧発生部材収容室に導入された空気が前記連通部を通って前記液体収容室に入るとともに、前記液体収容室内の液体が前記連通部を通って前記負圧発生部材収容室に導入されて前記負圧発生部材に充填される際に、前記負圧発生部材の、前記液体収容室と連通している側面の実質的に全周から、前記負圧発生部材収容室内の空気の排出が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
5. 前記連通部が前記仕切り壁の全周にわたって連続して形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
6. 記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と、大気連通口を有し液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、
   前記負圧発生部材収容室と連通し、該連通部を除き実質的に密閉された液体を収容する液体収容室と、
   前記連通部を除いて前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁とを備えたインクカートリッジであって、
   前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
   前記負圧発生部材収容室の周囲が、一部を除いて前記液体収容室に囲まれており、
   前記連通部が、前記負圧発生部材収容室の周囲の一部を除いて、前記仕切り壁に連続して、または前記仕切り壁内の複数箇所に形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
7. 記録ヘッドへ液体を供給する液体供給口と、大気連通口を有し液体を吸収保持する負圧発生部材を収容した負圧発生部材収容室と、
   前記負圧発生部材収容室と連通し、該連通部を除き実質的に密閉された液体を収容する液体収容室と、
   前記連通部を除いて前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを仕切る仕切り壁とを備えたインクカートリッジであって、
   前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
   前記液体収容室の周囲が、一部を除いて前記負圧発生部材収容室に囲まれており、
   前記連通部が、前記液体収容室の周囲の一部を除いて、前記仕切り壁に連続して、または前記仕切り壁内の複数箇所に形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
8. 前記負圧発生部材が円柱形状である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
9. 前記大気連通口が、前記インクカートリッジの使用状態における上面に配置され、前記負圧発生部材収容室に連通しており、
   前記供給口が、前記インクカートリッジの使用状態における前記負圧発生部材収容室の下面に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
10. 前記供給口が前記負圧発生部材収容室の中央領域近傍に配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
11. 前記負圧発生部材収容室は、互いに圧接する第１および第２の負圧発生部材を収容しており、
    前記第１の負圧発生部材の毛管力は前記第２の負圧発生部材の毛管力よりも高く、
    前記第１および第２の負圧発生部材が互いに圧接する界面は、前記仕切り壁と交差する方向に位置しており、
    前記第１の負圧発生部材は前記連通部と連通し、かつ前記液体供給口と当接するとともに、前記界面を介してのみ前記大気連通口と連通可能であり、
    前記第２の負圧発生部材は前記界面を介してのみ前記連通部と連通可能であり、
    前記第１および第２の負圧発生部材が互いに圧接する界面が、液体収容室に対して気体を導出する気体導出面の上方に位置している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
12. 前記仕切り壁の下端部が、前記第１および第２の負圧発生部材の互いに圧接する界面よりも下方に位置している、請求項１１に記載のインクカートリッジ。
13. 前記負圧発生部材が繊維材料からなる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のインクカートリッジと、前記インクカートリッジから供給される液体を吐出する記録ヘッドとを有しているインクジェット記録装置。

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