JP3728053B2 - 吐出用液体収容容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出用液体収容容器に関し、特に、インクジェット記録装置に使用される液体状のインクや処理用の液体を保有するタンクとして好適な吐出用液体収容容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェット記録装置に使用されるインクタンクにおいては、インクジェットへッドにインクを供給するためのインク供給口と、インク消費に見合った容積の空気をインクタンク内に導入するための大気連通口との２つの開口部を備えている。
【０００３】
かかる２つの開口部を有するインクタンクにあっては、まず、記録時にインクジェットヘッドにインク切れ等を伴わず安定的にインクを供給できること、また、非記録時には様々な環境条件の変化においてもインクの洩れを確実に防止すること、および、インクタンクの交換の際の開封時におけるインクの漏出を確実に防止することが要求されている。
【０００４】
このような要求を満たすべく、インク等の液体を収容するための実質的に密閉された空間と、その側方に負圧発生部材を備えた負圧発生室とを有するインク収容容器が、本出願人によって提案されている。
【０００５】
かかるインク収容容器に関する代表的な先行出願として、特開平７−１２５２３２号、米国特許第５，５０９，１４０号明細書および特開平７−６８７７８号公報を挙げることができる。
【０００６】
特開平７−１２５２３２号公報には、側方からのインク供給管の挿入により負圧発生部材に圧縮分布を生じさせ、密閉空間内のインクを気液交換により合理的に消費していく発明が代表的な発明として開示されている。
【０００７】
また、米国特許第５，５０９，１４０号明細書は、インク収容容器内の構造として、気液交換促進構造を予め形成することで、気液交換のより早期かつ確実な負圧安定域を形成できる発明を代表的な発明として開示している。
【０００８】
さらに、特開平７−６８７７８号公報は、インク収容容器の底部からインク供給を行う構成の容器に対して、上記米国特許第５，５０９，１４０号に記載の発明を利用しつつ、底部におけるインクの一時的溜めとしての凹部を付加した発明を開示している。
【０００９】
上述の発明はいずれも、本出願人により製品化され現在も実用に供されている。
【００１０】
一方、実開昭５７−１６３８５号公報は、上述の発明とは考えの異なる、いわゆる、バードフィード（チキンフィード）方式によりインク供給を行う構成を開示している。
【００１１】
さらに、特開平７−１２５２３２号公報には、負圧発生部材を収容すると共に大気連通部を備えた負圧発生部材収納室と、該大気連通部から離れた位置に設けられた微少な連通部を介してのみ負圧発生部材収納室に連通され該負圧発生部材収納室に供給するインクを直接収納している液体収納室とで構成され、負圧特性を安定させ、インクの使用効率を高めるようにしたインクタンクが開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年におけるインクジェット記録装置の需要が増大する中、そのプリントの高速化やプリントの高品質化に対する要求もますます高くなってきている。
【００１３】
一方で、インクジェット記録装置の使用頻度が高くなり、インクの消費量が増大するからインクタンクを頻繁に交換する必要があるが、これは消費者にとっては煩わしいことである。従って、このインクタンクの交換頻度を低減するために大容量のインクタンクの出現が求められている。
【００１４】
また、高品質化のためには、記録媒体上でのインクの滲み、いわゆる、フェザリングを避ける意味から、表面張力の大きいインクを用いることが好ましい。
【００１５】
そこで、本発明者等は、液体を実質的な密閉空間に収容し、その空間の側方に負圧発生部材を有する負圧発生室を具備した液体収容容器の大型化を目指す検討に入った、特に、負圧発生部材を有する負圧発生室を底面に沿った方向に大型化し、全体的にも容器外壁が形成する容積も大幅に増加する（例えば、３０ｃｍ³ 以上）ことを目指した。
【００１６】
前述した、本出願人の発明によって、気液交換システム全体は技術的に完成したものであるため、その気液交換技術を導入して検討したところ、別の技術的問題に直面した、すなわち、大型化された液体収容容器であるために、負圧発生部材自体のばらつき要素が大きく影響し始め、歩留まりが悪くなる場合があった。
【００１７】
発明者等は、各種の観点から技術的要素を検討したところ、新たなる発明を完成するに至った。
【００１８】
本発明の目的は、液体収容容器の大型化によって、従来は無視し得た圧力損失のパラメータに係わる影響に注目し、大型化された容器であっても負圧発生部材のばらつきに影響されずに安定した負圧条件を維持しつつ、実質的に密閉された空間内の液体を効率よく供給できる新たな着想に基づく新規な構造の吐出用液体収容容器を提供することにある。
【００１９】
また、本発明は上記検討中に得られた圧力損失に関する知見、すなわち、気液交換構造の安定した状況を利用した新たな液体供給システムを提供するものである。
【００２０】
さらに、本発明は単位時間当たりの液体供給量が異なる容器であっても、共通構造の容器により対応できる技術的関係式を教示するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の吐出用液体収容容器は、大気と連通する大気連通部と液体噴射ヘッドに液体を供給するための吐出用液体供給口とを備え内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、前記負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、前記連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とを連通する前記連通路を規定し、両室を仕切る隔壁と、前記隔壁の前記負圧発生部材収納室側に設けられ、前記隔壁の途中から前記連通路に至る経路として構成され、前記負圧発生部材収納室から前記液体収納室に大気を導入するのに利用される大気導入経路と、を備える吐出用液体収容容器であって、前記大気導入経路の全部あるいは大気導入経路の一部分が、次に示す条件式を満たす毛管力発生部として構成されていることを特徴とする。
【００２２】
Ｈ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ
ここで、ｈは、前記毛管力発生部により発生される毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、発生する毛管力をΔＰｃとするとき、ｈ＝ΔＰｃ／ρｇ、Ｈは毛管力発生部と液体噴射ヘッド吐出口形成面の位置ヘッドの差、Ｈｓは、負圧発生部材の毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、負圧発生部材の毛管力をΔＰｓとするとき、Ｈｓ＝ΔＰｓ／ρｇ、Ｈｐは負圧発生部材内の気液交換が始まった状態における気液界面と毛管力発生部の位置ヘッドの差、Δｈは連通路と吐出用液体供給口との間の負圧発生部材における圧力損失を前記密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、圧力損失をΔＰｅとするとき、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇである。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明の吐出用液体収容容器は、大気と連通する大気連通部と液体噴射ヘッドに液体を供給するための吐出用液体供給口とを備え内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、前記負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、前記連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とを連通する前記連通路を規定し、両室を仕切る隔壁と、前記隔壁の前記負圧発生部材収納室側に設けられ、前記隔壁の途中から前記連通路に至る経路として構成され、前記負圧発生部材収納室から前記液体収納室に大気を導入するのに利用される大気導入経路と、を備える吐出用液体収容容器であって、前記大気導入経路の全部あるいは大気導入経路の一部分が、次に示す条件式を満たす毛管力発生部として構成されていることを特徴とする。
【００２４】
Ｈ＋ｈｍ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ
ここで、ｈは、前記毛管力発生部により発生される毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、発生する毛管力をΔＰｃとするとき、ｈ＝ΔＰｃ／ρｇ、Ｈは毛管力発生部と液体噴射ヘッド吐出口形成面の位置ヘッドの差、Ｈｓは、負圧発生部材の毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、負圧発生部材の毛管力をΔＰｓとするとき、Ｈｓ＝ΔＰｓ／ρｇ、Ｈｐは負圧発生部材内の気液交換が始まった状態における気液界面と毛管力発生部の位置ヘッドの差、Δｈは連通路と吐出用液体供給口との間の負圧発生部材における圧力損失を前記密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、圧力損失をΔＰｅとするとき、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇ、ｈｍは設計マージン毛管力を前記密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示した設計マージンを示すもの、すなわち、設計マージン毛管力をΔＰｍとするとき、ｈｍ＝ΔＰｍ／ρｇである。
【００２５】
さらに、請求項３に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記毛管力発生部は、Ｌをその周囲長およびＳをその断面積とするとき、前記ｈが次式で表されるものであることを特徴とする。
【００２６】
【数６】
ｈ＝Ｌ／Ｓ×γ／ρｇ×ｃｏｓθ
但し、ρは吐出用液体の密度、ｇは重力加速度、γは吐出用液体の表面張力、θは吐出用液体の接触角である。
【００２８】
請求項４に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記吐出用液体供給口は吐出用液体収容容器の底部に形成されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項５に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記大気導入路は、気液交換後、その上端が大気との連通状態を維持することを特徴とする。
【００３０】
請求項６に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記大気導入経路は、上部が前記毛管力発生部よりも断面積が大きい通路であることを特徴とする。
【００３１】
請求項７に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、少なくとも前記毛管力発生部は、複数本設けられていることを特徴とする。
【００３２】
請求項８に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記大気導入経路は、一面が前記負圧発生部材で塞がれた溝で形成されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項９に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記毛管力発生部は矩形断面を有した、その幅×深さの寸法が、０．２０〜０．４０ｍｍ×０．２０〜０．４０ｍｍであることを特徴とする。
【００３４】
請求項１０に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記毛管力発生部の長さ寸法が、２〜１０ｍｍであることを特徴とする。
【００３５】
請求項１１に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記大気導入経路の高さは前記連通路の上縁から１０〜３０ｍｍであることを特徴とする。
【００３６】
請求項１２に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器において、前記連通路と前記吐出用液体供給口との距離は、１０〜５０ｍｍであることを特徴とする。
【００３７】
請求項１３に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器において、前記負圧発生部材は、ポリウレタンフォームの吸収体であることを特徴とする。
【００３８】
請求項１４に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の吐出用液体収容容器において、前記吐出用液体供給口に前記負圧発生部材に当接させて圧固体を配設したことを特徴とする。
【００３９】
請求項１５に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１４に記載の吐出用液体収容容器において、前記圧固体は、ポリプロピレンのフェルトであることを特徴とする。
【００４０】
請求項１６に記載の発明の吐出用液体収容容器は、請求項１ないし１５のいずれかに記載の吐出用液体収容容器において、前記吐出用液体収容容器は、液体噴射ヘッドに供給するインクを収容するものであることを特徴とする。
【００５６】
本発明による吐出用液体収容容器は、上部で大気に連通し下部でインク供給口に連通し内部に負圧発生部材を収容する負圧発生部材収納室と、吐出用液体を直接に収容する実質的に密閉された液体収納室とを備え、前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とが底部の連通路を介して連通されているので、吐出用液体が充填されたとき、液体収納室には吐出用液体のみが収容され、負圧発生部材収納室の負圧発生部材に所定の高さの気液界面位置にまで吐出用液体が含浸される。そして、吐出用液体供給口を介して吐出用液体が消費されるに連れ、気液界面が低下し、毛管力発生部を有し前記負圧発生部材収納室から前記液体収納室に大気を導入する大気導入路の上端に気液界面が到達すると、大気が大気導入路に導入される。すると、該大気導入路に構成された毛管力発生部の毛管力に打ち勝って、大気が連通路を介して液体収納室に入り込む。そこで、液体収納室のインクが代わりに負圧発生部材収納室に供給される、気液交換が行われることになる。この結果、前記大気導入路の毛管力発生部に再度インクが充填されて、毛管力が発生し、液体収納室からのインクの供給が停止される。
【００５７】
吐出用液体の消費中の大半はこの気液交換が連続的に行われ、負圧発生部材内の発生負圧はこの大気導入路の毛管力発生部の毛管力により決定される。従って、この毛管力を所定の値に設定することにより、発生負圧をほぼ一定に制御することができ、負圧特性の安定化が図れる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき添付図面を参照しつつ説明する。
【００５９】
本発明の好適な実施の形態の一つの概要を、まず、図１および図２を参照して説明する。
【００６０】
まず、本実施の形態にかかる吐出用液体収容容器としてのインクタンク１０は、略直方体状をなしており、その上壁１０Ｕには、インクタンク内部と通じる穴である大気連通口１２が設けられている。
【００６１】
この通気孔１２は射出成形により形成されるために、一般的に直径１ｍｍ程度が普通である。インクの蒸発は一種の拡散現象であるために、拡散通過に比例して増加するし、拡散距離の２乗に比例して少なくなる。そこで、図１３（Ａ）、（Ｂ）に詳しく示すように、通気孔１２が形成された部分につながるような溝を上壁１０Ｕに形成し、この溝をジグザグや複雑な迷路形状にした大気連通溝１１としている。そして、この長い複雑な大気連通溝１１を覆うフィルム部材（不図示）をインクタンク１０の上壁１０Ｕに熱溶着により、あるいは接着剤もしくは粘着剤で貼り付けて、長く複雑な大気連通通路を構成している。このようにすることにより、通気孔１２を直接大気に開口させる場合と比較して、インクの蒸発量が１／１０００〜１／１００００に低減される。なお、図１３（Ｂ）に示すものは、使用量の多いブラックインク用である。
【００６２】
そして、フィルム部材の一部分はそのままインクタンク１０の端面を越えて延長され、摘み部分となっている。摘み部分の一部には、摘み部分であることを明確に認識させるための表示部が形成されている。フィルム部材の一部の両縁には切断補助のための切れ目が前記大気連通溝１１を外して設けられており、この切れ目からフィルム部材が切断されることにより、大気連通溝１１の一端が露出され、この大気連通溝１１の一部分が大気と連通することで大気連通口１２が開封されることとなる。なお、図１には図示の簡略化のために、上壁１０Ｕには大気連通口１２のみが示されている。
【００６３】
また、インクタンク１０の下壁１０Ｂには、筒状に突出した形態で吐出用液体供給口としてのインク供給口を有するインク供給筒１４が形成されている。そして、物流過程では大気連通口１２はフィルムシート等で、また、このインク供給筒１４はインク供給口密閉部材としてのキャップにより塞がれて密閉されている。
【００６４】
１６はインクタンク１０の外側に弾性変形自在に一体に成形されたレバー部材であり、その中間部に係止用突起が形成されている。
【００６５】
２０は、上述のインクタンク１０が装着されるヘッド一体型のタンクケースであり、本実施の形態では、例えば、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの各色のインクタンク１０（１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ）を収容する。タンクケース２０の下部にはカラーインクジェットヘッド２２が一体的に設けられている。カラーインクジェットヘッド２２はその複数の吐出口が下向きに形成されている（以下、この吐出口が形成されているヘッドの面を吐出口形成面と称す）。
【００６６】
そして、インクタンク１０は、図１（Ａ）に示す状態から、ヘッド一体型のタンクケース２０に、そのインク供給筒１４がカラーインクジェットヘッド２２の不図示のインク供給筒受け部に係合し、かつ、カラーインクジェットヘッド２２のインク通路筒がインク供給筒１４内に進入するように押し込まれる。すると、レバー部材１６の係止用突起１６Ａがヘッド一体型のタンクケース２０の所定箇所に形成された不図示の突起に係合し、図１（Ｂ）に示す正規の装着状態が得られる。なお、このインクタンク１０が装着された状態のヘッド一体型のタンクケース２０は、不図示のインクジェット記録装置のキャリッジにさらに搭載されプリント可能状態とされる。しかしてこの状態で、インクタンク１０の底部とヘッドの吐出口形成面との間には所定の水頭差Ｈが形成されることになる。
【００６７】
ここで、インクタンク１０の全実施の形態に共通する内部構造につき、図２を参照して説明する。
【００６８】
本実施の形態のインクタンク１０は、上部で大気連通口１２を介して大気に連通し下部でインク供給口に連通し内部に負圧発生部材としての吸収体３２を収容する負圧発生部材収納室３４と、液体のインクを収容する実質的に密閉された液体収納室３６とに隔壁３８でもって仕切られている。そして、負圧発生部材収納室３４と液体収納室３６とはインクタンク１０の底部付近で隔壁３８に形成された連通路４０を介してのみ連通されている。
【００６９】
負圧発生部材収納室３４を画成するインクタンク１０の上壁１０Ｕには、内部に突出する形態で複数個のリブ４２が一体に成形され、負圧発生部材収納室３４に圧縮状態で収容される吸収体３２と当接している。しかして、上壁１０Ｕと吸収体３２の上面との間にエアバッファ室４４が形成されている。吸収体３２は熱圧縮ウレタンフォームで形成されており、後述するように所定の毛管力を発生すべく、圧縮状態で負圧発生部材収納室３４内に収容されている。この所定の毛管力を発生するための吸収体３２のポアサイズの絶対値は、使用するインクの種類、インクタンク１０の寸法、インクジェットヘッド２２の吐出口形成面の位置（水頭差Ｈ）等により異なるが、後述の毛管力発生部としての毛管力発生溝または通路での毛管力よりも大きい毛管力を発生できることが必要であり、そのためには、約５０個／インチ以上であることが最低必要である。
【００７０】
また、インク供給口１４Ａを画成しているインク供給筒１４内には、ディスク状ないしは円柱状の圧固体４６が配置されている。圧固体４６は、例えば、ポリプロピレンのフェルトにより形成され、それ自体は外力により容易に変形しないものである。圧固体４６は、上述のタンクケース２０に装着されていない図２に示す状態において、吸収体３２を局所的に圧縮するよう吸収体３２に押し込まれた状態に保持されている。このために、インク供給筒１４の端部には、圧固体４６の周辺に当接するフランジが形成されている。
【００７１】
なお、この押し込み量は、上述のカラーインクジェットヘッド２２のインク通路筒がインク供給筒１４内に進入されたとき、１．０〜３．０ｍｍ、取り外されて進入していないとき、０．５〜２．０ｍｍとするのが好ましい。これは、インクの良好な流れを確保しつつ、インクタンクが取り外されたときのインクたれを防止するためである。
【００７２】
また、インク供給口部分には圧固体４６が配されており、圧固体４６が吸収体３２に押し付けられているので、吸収体３２の圧固体４６に接する部分は変形する。従って、インク供給口１４Ａが気液交換口である連通路４０に近すぎると、吸収体３２の変形による歪みの影響が気液交換口に及ぶので、インクタンクの製造ばらつきが大きくなる。最悪の場合には、適正な負圧を発生できずにインク供給口１４Ａからインク垂れを起こすこともある。逆に、インク供給口１４Ａが気液交換口である連通路４０から離れ過ぎていると、後述する気液交換動作時に連通路４０からインク供給口１４Ａまでの流抵抗が大きくなり、インクの消費速度が速いときに圧力損失によりインク切れを起こす場合がある。従って、連通路４０からインク供給口１４Ａまでの距離はほぼ１０〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００７３】
次に、負圧発生部材収納室３４と液体収納室３６との容積の関係について述べる。インクタンク１０の使用途中、すなわち、液体収納室３６の上部に空気が存在する状態で温度変化や気圧変化に曝されると、液体収納室３６の上部の空気が膨張し、インクが負圧発生部材収納室３４に押し出されることがある。この押し出されたインクは負圧発生部材収納室３４の吸収体３２に吸収される。従って、吸収体３２の容積は、実際の使用上想定されるあらゆる条件において予測される量の押し出されたインクに対して充分な吸収能力があるよう設定されるべきである。
【００７４】
ところで、大容量インクタンクの場合には、吸収体３２の高さも高くなる（例えば、４０ｍｍ以上）ので重力に抗してインクを吸い上げねばならず、結果として、吸収能力は単純に容積のみでは決定できない。特に、押し出されてくるインクの吸収体３２内での液位（気液界面）を高く必要とするときには、重力に抗して吸収体３２が吸い上げる液位上昇速度が追いつかず、インク供給口からインクが漏れてしまう場合がある。この液位上昇速度を抑制するためには負圧発生部材収納室３４の底面積を広くとることが望ましい。
【００７５】
しかし、限られた全体の容積の中で負圧発生部材収納室３４の底面積を大きくとると、結局、負圧発生部材収納室３４の容積を大きくとることになり、その結果、液体収納室３６の容積が小さくなってしまい収容できるインク量が少なくなってしまう。
【００７６】
一方、吸収体３２のインク吸収速度はインクの表面張力によっても影響される。例えば、収容される液体の表面張力γ（ｄｙｎ／ｃｍ）を３０〜５０程度に変化させた場合、通常使用する環境として想定される５〜３５℃程度の温度変化を想定し、収容容量の最適化を図ったところ、液体の種類によっても異なるが、負圧発生部材収納室３４と液体収納室３６との容積比としては、ほぼ１：１〜５：３の範囲となった。
【００７７】
また、負圧発生部材収納室３４のエアバッファ室４４の大きさは、容積効率の点からはできるだけ小さくするのが望ましい。しかしながら、負圧発生部材収納室３４内に急にインクが流入したときに、大気連通口１２からインクが噴き出すのを防止するに足る容量を確保することが必要であり、そのためには、エアバッファ室４４の容積は負圧発生部材収納室３４の容積の約１／５〜１／８とするのが好ましい。
【００７８】
次に、負圧発生部材としての吸収体３２で発生する負圧を制御する構造につき説明する。
【００７９】
まず、第１の形態は、図１０に示すように、隔壁３８の下方の負圧発生部材収納室３４側に、負圧発生部材としての吸収体３２に面し下端が連通路４０に連通する大気導入路の毛管力発生部を形成する通路６１が２つ平行に形成されている。毛管力発生部を形成する通路６１は、後述するように、隔壁３８内の溝面と吸収体３２側の一面により、毛管力を発生する毛細管とみなすことができる。
【００８０】
また、第２の形態は、図１１に示すように、隔壁３８の下方の負圧発生部材収納室３４側に、上端が負圧発生部材としての吸収体３２に当接して開口する大気導入路の第１通路５４と、該第１通路５４に連通し下端が連通路４０に連通する第２通路６４とがそれぞれ２つ平行に形成されている。この第１通路５４と第２通路６４とによって大気導入溝が構成され、第２通路６４の一部に毛管力発生部を有している。さらに、毛管力発生部を形成する第２通路６４の下端は図１１（Ｄ）に示すように、連通路４０の上側の長手方向に形成した溝６５に連続するようにしてもよい。このようにすると、第２通路６４の下端において吸収体３２の溝内への喰い込みがあっても通路が確実に確保される。また、この形態は、第２通路６４より大きい第１通路５４が設けられているので、大気導入の確実性が担保され、気液交換開始時の抵抗が低減される。第２通路６４は、後述するように、隔壁３８内の溝面と吸収体３２側の一面により、毛管力を発生する毛細管とみなすことができる。尚、図１１（Ｄ）では、第２通路６４の下端にエアが通りやすいようにテーパを設けている。
【００８１】
さらに、第３の形態では、隔壁３８の下方の負圧発生部材収納室３４側に、図３に拡大して示すように、上端が負圧発生部材としての吸収体３２に当接して開口する大気導入路の第１通路５０と、該第１通路５０に連通し下端が連通路４０に連通する第２通路６０とがそれぞれ３つ形成されている。
【００８２】
なお、本第３の形態では、第１通路５０および毛管力発生部を形成する第２通路６０は隔壁３８の幅方向中央に形成された凹部７０の底面に形成されている。凹部７０は隔壁３８の面に対しなだらかに傾斜する３つの面７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｂと隔壁３８の面に平行な底面７０Ｃから形成されている。そして、連通路４０の幅はこの凹部７０の幅とほぼ等しくされている。しかして、負圧発生部材収納室３４に収容された吸収体３２は、隔壁３８の面および凹部７０を形成する３つの面７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｂと底面７０Ｃに圧接する。第２通路６０は、隔壁３８内の３つの面と吸収体３２側の一面により、毛管力を発生する毛細管とみなすことができる。この形態は、凹部７０の底面に第１通路５０および第２通路６０が形成されているので、前形態に比べ、さらに、大気導入の安定化が図られ、気液交換が安定的に行われる。また、連通路４０に空気泡の溜まりが発生するのを防止する効果もある。
【００８３】
次に、上述した毛管力発生溝の断面形状の諸形態につき、図１２を参照して説明する。
【００８４】
図１２（Ａ）に示す例は、台形断面としたものであり、今、開口部の幅をＷ１、底部の幅をＷ２、深さ（高さ）をＤ、斜面長（斜面の傾斜角は１．３度）をｄとすると、その周囲長Ｌは、Ｌ＝Ｗ１＋Ｗ２＋２ｄ、断面積Ｓは、Ｓ＝Ｄ（Ｗ１＋２）／２となる。
【００８５】
また、図１２（Ｂ) に示す例は、矩形断面としたものであり、今、開口部の幅をＷ、深さ（高さ）をＤとすると、その周囲長Ｌは、Ｌ＝２（Ｗ＋Ｄ）、断面積Ｓは、Ｓ＝ＤＷとなる。
【００８６】
さらに、図１２（Ｃ) に示す例は、半円形断面としたものであり、今、開口部の幅、すなわち、直径を２ｒをとすると、その周囲長Ｌは、Ｌ＝ｒ（２＋π）、断面積Ｓは、Ｓ＝πｒ² ／２となる。
【００８７】
なお、図１２（Ｄ）には半円形と矩形とを組み合わせた断面の例、図１２（Ｅ）には三角形断面の例を示すが、それぞれの周囲長および断面積は容易に求められるので、式の提示は省略する。
【００８８】
なお、上述の実施の形態では、第１および第２の通路として、それぞれ、溝により形成する例を示したが、この溝に換え、図４に示すように、大気導入路を通路そのもので形成してもよい。すなわち、隔壁３８の下方に、上端が負圧発生部材としての吸収体３２に当接して開口する第１通路としての大気導入通路５６と、該大気導入通路５６に連通し下端が連通路４０に連通する第２通路としての毛管力発生通路６６とを形成するようにしてもよい。このようにすると、毛管力発生通路６６は、溝の一部を吸収体３２で塞ぐ構造を採る必要がないので、吸収体３２の影響を受けることなく、毛管力発生を設定することができる。
【００８９】
ここで、上述した本実施の形態におけるインクタンクの動作原理につき説明する前に、図１４ないし図１６を参照して、以下で用いる用語の定義を明らかにしておく。
【００９０】
図１４は液体収納室３６にインクを充填した状態を示し、かかる状態においてインクは吸収体３２にその毛管力によって吸上げられ、気液界面ＬＬの位置をとる。吸収体毛管力をインク密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換した吸収体毛管力Ｈｓは、気液交換前の気液界面ＬＬとこれに連続した液柱内の大気圧位置と高さの差として測定される。
【００９１】
次に、図１５はインクの消費に伴い気液交換が始まった状態を示し、Ｈｐは負圧発生部材としての吸収体３２内の気液界面ＬＬと毛管力発生部を形成する第２通路６０内の毛管力発生部６０ａとの高さの差である。ここで、図１５に示す例は、熱圧縮吸収体３２を用いた場合で、吸収体３２は予め均一に熱圧縮され、その後負圧発生部材収納室３４内に挿入されるので、吸収体３２内の圧縮率の分布はかなり均一となる。従って、吸収体３２内の気液界面ＬＬはほぼ水平で両端が少し持ち上がる程度である。
【００９２】
また、図１６は同じくインクの消費に伴い気液交換が始まった状態を示すが、これは無圧縮吸収体３２を用いた場合で、負圧発生部材収納室３４の容積よりもかなり大きな体積の吸収体を体積比で４〜４．５倍程度圧縮して挿入するので、圧縮率の分布が不均一になり易い。従って、吸収体３２内の気液界面ＬＬは、図示の如く、全体的に下向きに凸で両端が高く持ち上がった形態となる。この場合、Ｈｐは気液界面ＬＬの最下点と毛管力発生部６０ａとの高さの差となる。
【００９３】
さらに、図１５および図１６において、Δｈは連通路４０と吐出用液体供給口１４Ａとの間の負圧発生部材である吸収体３２における圧力損失をインク密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換した損失ヘッドであり、圧力損失をΔＰｅとするとき、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇとなる。圧力損失は吸収体３２内で発生するので、図示のように吸収体３２の端部と吐出用液体供給口１４Ａの端部との間の圧力損失である。液体収納室３６と連通路４０との間の圧力損失はほぼ０であるので、Δｈを測定するためには、液体収納室３６内の圧力と供給口１４Ａの端部との圧力ヘッドの差を求めればよい。
【００９４】
なお、以下の動作原理の説明では、大気導入路に第１通路５０および第２通路６０が形成された形態を用いて行うが、毛管力発生溝のみが形成された形態、および大気導入通路５６および毛管力発生通路６６が形成された実施の形態の場合も原理は同じである。
【００９５】
インクジェット記録装置が稼働すると、インクジェットヘッド２２からインクが吐出されインクタンク１０にインク吸引力が生ずる。
【００９６】
負圧発生部材収納室３４内の負圧発生部材である吸収体３２中に充分な量のインクが含浸されているときは、負圧発生部材中のインクが消費され、そのインクの上面（気液界面）（図２にＬＬで示す）が低下する。このときの発生負圧の大きさは、負圧発生部材の気液界面における毛管力と吐出口形成面からの気液界面ＬＬの高さにより決定される。
【００９７】
さらに消費が進み、気液界面ＬＬが大気導入路の第１通路５０の上端部に到達した後、液体収納室３６の底部の圧力が第２通路６０内よりも低くなると、第１通路５０および第２通路６０を通じて液体収納室３６に大気が供給される。この結果、液体収納室３６内の圧力は大気導入分上昇し、この上昇した圧力と負圧発生部材である吸収体３２の圧力との差を解消すべく、液体収納室３６から吸収体３２中へ連通路４０を介してインクが供給される。すなわち、気液交換が行われる。この時点でタンク底部の圧力はインク供給量分上昇し、液体収納室３６への大気の供給が停止する。
【００９８】
インク消費中は、上述の気液交換が連続的に行われることで、液体収納室３６のインクが負圧発生部材収納室３４内へ供給されるので、液体収納室３６内のインクを消費中の発生負圧は第２通路６０で発生する毛管力により決定される。従って、第２通路６０の寸法を選定することにより、液体収納室３６内のインクを消費しているときの発生負圧を決定できる。
【００９９】
さらに、図５を参照しつつ、本発明に係るインクタンク１０の動作原理につき詳述する。
【０１００】
負圧発生部材収納室３４に収容されている負圧発生部材（吸収体）３２には多数の毛細管が形成されている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。通常、インクタンク１０には、その使用開始直後では負圧発生部材である吸収体３２中に充分なインク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充分高いところに位置している。
【０１０１】
インク供給口１４Ａを介してインクが消費されると、負圧発生部材収納室３４の底部の圧力が低下し、各みなし毛細管の水頭も低下する。すなわち、図５（Ａ）に示すように、インク消費に従って、負圧発生部材３２の気液界面ＬＬが低下していく。なお、このときの各水頭の高さは全てが等しいわけではなく、負圧発生部材である吸収体３２内に存在する圧力損失により、インク供給口１４Ａに近いみなし毛細管の水頭がより低くなる。
【０１０２】
また、このときのインクタンク１０内での発生負圧は負圧発生部材３２の持つ毛管力により、および、インクジェットヘッド２２の吐出口形成面での圧力は気液界面ＬＬと吐出口形成面との高さの差で決まる。
【０１０３】
さらにインクが消費されると、気液界面ＬＬが低下し、図５（Ｂ）に示す状態となり、大気導入路の第１通路５０の上端が気液界面ＬＬの上側に位置し、第１通路５０内に大気が入る。このとき、吸収体３２のみなし毛細管の持つ毛管力に比べ、毛管力発生部である第２通路６０に発生される毛管力が小さくなるように設定されているので、さらなるインクの消費により第２通路６０内のメニスカスが破られ、図５（Ｃ）に示すように、気液界面ＬＬが低下することなく、大気Ｘが第２通路６０および連通路４０を通って、液体収納室３６に導入される。
【０１０４】
液体収納室３６に大気Ｘが導入されると、その分、液体収納室３６の圧力が負圧発生部材収納室３４底部の圧力よりも高くなり、その圧力差をなくす分、インクが液体収納室３６から負圧発生部材収納室３４に供給される。すると、第２通路６０の発生する負圧よりも圧力が高くなり、第２通路６０にインクが流入してメニスカスを形成するので、さらなる大気の液体収納室３６への導入が停止されるのである。
【０１０５】
ここで、さらにインクが消費されると、上述のように、気液界面ＬＬは低下することなく、第２通路６０内のメニスカスが再度破られ、大気が液体収納室３６に導入される。従って、気液界面ＬＬが大気導入路の第１通路５０の上端に到達した後は、気液界面ＬＬが低下することなく、換言すると、大気導入路の上端が大気との連通状態を維持したまま、第２通路６０内のメニスカスの破壊および再生が、インクの消費中、繰り返され、インクタンク１０内に発生される負圧がほぼ一定に制御されることになる。この負圧は、第２通路６０内のメニスカスを大気が破る力で決定され、上述のように、第２通路６０の寸法と使用するインクの特性（表面張力、接触角、密度）とにより決定される。
【０１０６】
従って、毛管力発生部である第２通路６０で発生される毛管力を、液体収納室に収容される吐出用液体であるインクないしは処理用液体の色、種類により異なることがある毛管力のうちの下限値と上限値との間になるように設定すれば、インクタンク１０の構造を変更することなく、同一構造のインクタンク１０を全ての種類のインクないしは処理用液体に用いることができる。
【０１０７】
なお、インクジェットヘッド２２の吐出口形成面における圧力は、第２通路６０の毛管力、吸収体３２の圧力損失、および、インク供給口１４Ａが形成されたインクタンク底部と吐出口形成面との相対高さ等の和で決まる。
【０１０８】
ここで、上述の第２通路６０、６１、６４および後述する第２通路６２、６３に要求される寸法仕様につき述べる。
【０１０９】
上述のように、インクの消費が進むにつれ、インク切れを生ずることなくインクの供給が行われるためには、インクタンク１０内に発生される負圧がほぼ一定に制御されることが必要である。また、インクタンク１０がヘッド一体型のタンクケース２０に装着され、さらに、不図示のインクジェット記録装置のキャリッジに搭載されプリント可能状態とされた状態では、インクタンク１０の底部の毛管力発生部とヘッドの吐出口形成面との間には所定の位置ヘッドの差が形成されている。この状態で、ヘッドの吐出口からインクが漏出しないようにするためには、吐出口形成面における吐出口内のインク圧力が、常に、大気圧よりも低くなければならない。
【０１１０】
また、液体収納室３６内のインクを使い切るまでは、気液界面ＬＬの高さを安定的に維持しておく必要がある。そのためには、インク消費中にインクが吸収体３２内を流れる時に発生する圧力損失に抗して、吸収体３２内の気液界面ＬＬのメニスカスを安定的に維持する必要がある。
【０１１１】
これらの条件を満たすには、毛管力発生部の発生する毛管力は以下の式を満足しなければならない。すなわち、
【０１１２】
【数７】
Ｈ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ (1)
ここで、ｈは、前記毛管力発生部により発生される毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換した毛管力、すなわち、発生する毛管力をΔＰｃとするとき、ｈ＝ΔＰｃ／ρｇ、Ｈは毛管力発生部と液体噴射ヘッド吐出口形成面の位置ヘッドの差、Ｈｓは、負圧発生部材の毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換した毛管力、すなわち、負圧発生部材の毛管力をΔＰｓとするとき、Ｈｓ＝ΔＰｓ／ρｇ、Ｈｐは負圧発生部材内の気液界面と毛管力発生部の位置ヘッドの差、Δｈは連通路と吐出用液体供給口との間の負圧発生部材における圧力損失を前記密度ρと動力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換した損失ヘッド、すなわち、圧力損失をΔＰｅとするとき、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇ、である。
【０１１３】
ところで、一般に、毛細管内に発生する毛管力をΔＰｃとするとき、それを長さの次元に変換した毛管力ｈは、次式で表される。
【０１１４】
【数８】
ｈ＝Ｌ／Ｓ×γ／ρｇ×ｃｏｓθ (2)
ここで、Ｌはこの管の周囲長（ｃｍ）、Ｓは断面積（ｃｍ² ）、γはインクの表面張力（ｄｙｎ／ｃｍ）、θは接触角、ρは密度（ｇ／ｃｍ³ ）、および、ｇは重力加速度（９８０ｃｍ／ｓ² ）である。
【０１１５】
従って、結局、毛管力発生部の寸法は、（１）式を（２）式に代入することにより、下記の式を満足することが要求される。
【０１１６】
【数９】
1/cosθ×ρg/γ× H＜L/S ≦ 1/cosθ×ρg/γ× (Hs-Hp-Δh) (3)
但し、Ｌは毛管力発生部の周囲長、Ｓはその断面積、ρはインクの密度、ｇは重力加速度、γはインクの表面張力、θはインクの接触角である。
【０１１７】
ところで、実際にインクジェット記録装置で使用される際には、キャリッジの走査や様々の衝撃による加速度や、環境変化による温度変動、圧力変動が加わるので、吐出口形成面における吐出口内のインク圧力は安全を見込んで少なくとも大気圧より−１０ｍｍＨ₂ Ｏ程度よりも小さくすることが好ましい。
【０１１８】
これを考慮すると、長さの次元に変換した毛管力ｈは次式を満足することが望ましい。
【０１１９】
【数１０】
Ｈ＋ｈｍ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ (4)
従って、（３）式は以下のようになる。
【０１２０】
【数１１】
1/ cosθ×ρg/γ×(H+hm)＜L/S ≦1/ cosθ×ρg/γ× (Hs-Hp-Δh)
ここで、図１２（Ａ）に示す台形断面の第２通路６０を代表的に用いて、具体的な数値を求める。
【０１２１】
（実施例１）今、開口部の幅Ｗ１＝０．２５ｍｍ、底部の幅Ｗ２＝０．２４ｍｍ、深さＤ＝０．３８ｍｍとすると、斜面長（斜面の傾斜角は１．３度）ｄもほぼ０．３８ｍｍであり、Ｌ／Ｓは１３５ｃｍ^-1である。そして、表面張力４６．５ｄｙｎ／ｃｍのインクを用いた場合、気液交換時静負圧は−５．２ｃｍであった。よって、ｈｍが１ｃｍで、Ｈが２．７ｃｍ、Ｈｓ＝１０ｃｍ、Ｈｐ＝１．２ｃｍ、Δｈ＝１．５ｃｍの場合、９６＜Ｌ／Ｓ≦１８９となる。
【０１２２】
（実施例２）次に、開口部の幅Ｗ１＝０．２６ｍｍ、底部の幅Ｗ２＝０．２５ｍｍ、深さＤ＝０．３２ｍｍとすると、斜面長（斜面の傾斜角は１．３度）ｄもほぼ０．３２ｍｍであり、Ｌ／Ｓは１４０ｃｍ^-1である。そして、表面張力３４．８ｄｙｎ／ｃｍのインクを用いた場合、気液交換時静負圧は−４．９ｃｍであった。よって、ｈｍが１ｃｍで、Ｈが２．７ｃｍ、Ｈｓ＝１０ｃｍ、Ｈｐ＝１．２ｃｍ、Δｈ＝１．５ｃｍの場合、１０６＜Ｌ／Ｓ≦２０９となる。
【０１２３】
（実施例３）さらに、開口部の幅Ｗ１＝０．２５ｍｍ、底部の幅Ｗ２＝０．２３ｍｍ、深さＤ＝０．３４ｍｍとすると、斜面長（斜面の傾斜角は１．３度）ｄもほぼ０．３４ｍｍであり、Ｌ／Ｓは１４３ｃｍ^-1である。そして、表面張力４１．６ｄｙｎ／ｃｍのインクを用いた場合、気液交換時静負圧は−４．３ｃｍであった。よって、ｈｍが１ｃｍで、Ｈが２．７ｃｍ、Ｈｓ＝１０ｃｍ、Ｈｐ＝１．２ｃｍ、Δｈ＝１．５ｃｍの場合、１２３＜Ｌ／Ｓ≦２４３となる。
【０１２４】
第２通路６０の断面積は、必要な毛管力を発生する寸法として、幅×深さが、０．２０〜０．４０ｍｍ×０．２０〜０．４０ｍｍ程度であるが、吸収体３２の溝内への侵入量を少なく抑えるには、幅が深さよりも小さいことが好ましい。
【０１２５】
なお、第１通路５０の断面積は第２通路６０の断面積よりも大きければよい。第２通路６０の長さは、連通路４０の上端から２〜１０ｍｍ程度でよい。短すぎると吸収体３２の圧接が安定せず、長すぎると吸収体３２の侵入の影響を受けやすいので、４ｍｍ程度が好ましい。
【０１２６】
また、第１通路５０の上端の高さは、前述のように、吸収体３２の気液界面の高さを規制するので、インク切れを生ぜず、かつ、吸収体３２のバッファ能力を損なうことのない位置に設定する。好ましくは、連通路４０の上端から１０〜３０ｍｍ程度である。
【０１２７】
図６に、このインクジェットヘッド２２の吐出口形成面における圧力がインク消費に応じて変化する様子を示す。インクタンク１０の使用開始直後の初期状態では、吸収体３２内のメニスカスは後退接触角と前進接触角との間にあり、若干量のインクの消費で後退接触角の発生する負圧Ｐ１に達する。
【０１２８】
その後、気液界面ＬＬが第１通路５０の上端に到達する前の吸収体３２に含浸されたインクを消費する間は、吸収体３２の毛管力と気液界面ＬＬと吐出口との水頭差とにより発生負圧が決定され、インクの消費に伴いその負圧は気液界面ＬＬが第１通路５０の上端に到達するまで低下していく（Ｐ１からＰ２の期間、図５（Ａ）に対応する）。
【０１２９】
そして、気液界面ＬＬが第１通路５０の上端に到達すると、それまで吸収体３２が発生負圧を決定していたのが、第２通路６０の発生する負圧に切り替わり、圧力がＰ２（図５（Ｂ）に対応する）からＰ３（図５（Ｃ）に対応する）に上昇する。その後、気液が交換されつつ液体収納室３６内のインクが消費される間は、発生負圧が一定（Ｐ３）に保たれる。
【０１３０】
そして、液体収納室３６内のインクが全て消費される直前では、連通路４０に大気とインクとが共存し、液体収納室３６内に残存したインクが吸収体３２に吸収されるので、一時的に圧力が上昇（Ｐ４）する。
【０１３１】
さらにインクの消費が続くと、吸収体３２内のインクが消費され、圧力の低下と共に供給限界となり、インクタンク１０の使用限度となる。
【０１３２】
次に、図８および図９を用いて、本発明のさらに他の実施の形態を上述した実施の形態を模式的に示した図７と対比しつつ説明する。なお、図７ないし図９において、（Ａ）におけるハッチングは部材の断面を示すが、（Ｂ）においては、吸収体３２の接触面を示している。
【０１３３】
図７は上述した実施の形態を模式的に示したものであり、第１通路５０および第２通路６０がそれぞれ３つ、１対１の対応関係で隔壁３８に設けられた形態である。
【０１３４】
図８に示す形態は、大気導入路の第１通路５２および毛管力発生部である第２通路６２を１対２の対応関係で設けたものである。従って、この形態では、２つの第１通路５２と４つの第２通路６２とが隔壁３８に形成されている。
【０１３５】
また、図９に示す形態は、大気導入路の第１通路５３および毛管力発生部である第２通路６３を概ね１対５の対応関係で設けたものである。ただし、この場合には、１つの第１通路５３の幅が広く、吸収体３２が溝内に侵入しすぎて通路が確保されなくなる可能性があるので、溝内にリブ５５を形成して吸収体３２を支持するのが好ましい。なお、第２通路６３の個数は３以上の複数であれば、５つでなくてもよい。
【０１３６】
なお、本発明は、大容量のインクタンクに適用すべくなされたものであるが、これに限らず適用できることは言うまでもない。
【０１３７】
上述した実施例では、毛管力発生部を形成する第２通路が、気液交換しない際には、液体収容容器内に収容されている液体によって大気に対して遮断されている構成例を示しているが、本発明の条件を満足していれば、毛管力発生部は大気に対して開放されていても良い。これは、この毛管力発生部が本発明の条件下で、つり合い関係を保持できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のインクタンクおよびヘッド一体型タンクケースを示す斜視概略図であり、（Ａ）は装着前、（Ｂ）は装着後を示す。
【図２】本発明の実施の一形態のインクタンクを示す断面図である。
【図３】図２のインクタンクの要部を示す斜視図である。
【図４】本発明のインクタンクの他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図５】本発明のインクタンクの動作原理を説明するための概略断面図である。
【図６】本発明にかかるインクタンクを用いたインクジェットヘッドの吐出口形成面での発生負圧のインク消費に対する変化を示すグラフである。
【図７】図２のインクタンクの要部を示す（Ａ）模式的断面図および（Ｂ）隔壁の模式的正面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す（Ａ）模式的断面図および（Ｂ）隔壁の模式的正面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態を示す（Ａ）模式的断面図および（Ｂ）隔壁の模式的正面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態を示す（Ａ）隔壁の模式的斜視図、（Ｂ）隔壁の模式的断面図および（Ｃ）隔壁の模式的正面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態を示す（Ａ）隔壁の模式的斜視図、（Ｂ）隔壁の正面図、（Ｃ）隔壁の模式的断面図および（Ｄ）隔壁のさらに他の形態の模式的断面図である。
【図１２】本発明の毛管力発生部の種々の形態を（Ａ）〜（Ｅ）示す隔壁の模式的断面図である。
【図１３】本発明の実施の他の形態のインクタンクを示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施の形態のインクタンクを示す断面図であり、吸収体の毛管力Ｈｓを説明する。
【図１５】本発明の一実施の形態のインクタンクを示す断面図であり、気液交換時の毛管力発生部と吸収体内の気液界面ＬＬとの水頭差Ｈｐおよび吸収体の圧力損失Δｈを説明する。
【図１６】本発明の一実施の形態のインクタンクを示す断面図であり、気液交換時の毛管力発生部と他の吸収体内の気液界面ＬＬとの水頭差Ｈｐおよび吸収体の圧力損失Δｈを説明する。
【符号の説明】
１０ インクタンク
１２ 大気連通口
１４ インク供給筒
１４Ａ インク供給口
３２ 吸収体（負圧発生部材）
３４ 負圧発生部材収納室
３６ 液体収納室
３８ 隔壁
４０ 連通路
４２ リブ
４４ エアバッファ室
４６ 圧固体
５０、５２、５３ 大気導入溝（第１通路）
５５ リブ
５６ 大気導入通路（第１通路）
６０、６１、６２、６３ 毛管力発生溝（第２通路）
６６ 毛管力発生通路（第２通路）

Claims (16)

1. 大気と連通する大気連通部と液体噴射ヘッドに液体を供給するための吐出用液体供給口とを備え内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、
   前記負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、前記連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、
   前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とを連通する前記連通路を規定し、両室を仕切る隔壁と、
   前記隔壁の前記負圧発生部材収納室側に設けられ、前記隔壁の途中から前記連通路に至る経路として構成され、前記負圧発生部材収納室から前記液体収納室に大気を導入するのに利用される大気導入経路と、
   を備える吐出用液体収容容器であって、
   前記大気導入経路の全部あるいは大気導入経路の一部分が、次に示す条件式を満たす毛管力発生部として構成されていることを特徴とする吐出用液体収容容器。
   Ｈ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ
   ここで、ｈは、前記毛管力発生部により発生される毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、発生する毛管力をΔＰｃとするとき、ｈ＝ΔＰｃ／ρｇ、Ｈは毛管力発生部と液体噴射ヘッド吐出口形成面の位置ヘッドの差、Ｈｓは、負圧発生部材の毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、負圧発生部材の毛管力をΔＰｓとするとき、Ｈｓ＝ΔＰｓ／ρｇ、Ｈｐは負圧発生部材内の気液交換が始まった状態における気液界面と毛管力発生部の位置ヘッドの差、Δｈは連通路と吐出用液体供給口との間の負圧発生部材における圧力損失を前記密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、圧力損失をΔＰｅとするとき、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇである。
2. 大気と連通する大気連通部と液体噴射ヘッドに液体を供給するための吐出用液体供給口とを備え内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、
   前記負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、前記連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、
   前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とを連通する前記連通路を規定し、両室を仕切る隔壁と、
   前記隔壁の前記負圧発生部材収納室側に設けられ、前記隔壁の途中から前記連通路に至る経路として構成され、前記負圧発生部材収納室から前記液体収納室に大気を導入するのに利用される大気導入経路と、
   を備える吐出用液体収容容器であって、
   前記大気導入経路の全部あるいは大気導入経路の一部分が、次に示す条件式を満たす毛管力発生部として構成されていることを特徴とする吐出用液体収容容器。
   Ｈ＋ｈｍ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ
   ここで、ｈは、前記毛管力発生部により発生される毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、発生する毛管力をΔＰｃとするとき、ｈ＝ΔＰｃ／ρｇ、Ｈは毛管力発生部と液体噴射ヘッド吐出口形成面の位置ヘッドの差、Ｈｓは、負圧発生部材の毛管力を吐出用液体の密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、負圧発生部材の毛管力をΔＰｓとするとき、Ｈｓ＝ΔＰｓ／ρｇ、Ｈｐは負圧発生部材内の気液交換が始まった状態における気液界面と毛管力発生部の位置ヘッドの差、Δｈは連通路と吐出用液体供給口との間の負圧発生部材における圧力損失を前記密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示したもの、すなわち、圧力損失をΔＰｅとするとき、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇ、ｈｍは設計マージン毛管力を前記密度ρと重力加速度ｇの積で割り長さの次元に変換して示した設計マージンを示すもの、すなわち、設計マージン毛管力をΔＰｍとするとき、ｈｍ＝ΔＰｍ／ρｇである。
3. 前記毛管力発生部は、Ｌをその周囲長およびＳをその断面積とするとき、前記ｈが次式で表されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の吐出用液体収容容器。
   ｈ＝Ｌ／Ｓ×γ／ρｇ×ｃｏｓθ
   但し、ρは吐出用液体の密度、ｇは重力加速度、γは吐出用液体の表面張力、θは吐出用液体の接触角である。
4. 前記吐出用液体供給口は吐出用液体収容容器の底部に形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
5. 前記大気導入経路は、気液交換後、その上端が大気との連通状態を維持することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
6. 前記大気導入経路は、上部が前記毛管力発生部よりも断面積が大きい通路であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
7. 少なくとも前記毛管力発生部は、複数本設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
8. 前記大気導入経路は、一面が前記負圧発生部材で塞がれ溝で形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
9. 前記毛管力発生部は矩形断面を有した、その幅×深さの寸法が、０．２０〜０．４０ｍｍ×０．２０〜０．４０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
10. 前記毛管力発生部の長さ寸法が、２〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
11. 前記大気導入経路の高さは前記連通路の上縁から１０〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
12. 前記連通路と前記吐出用液体供給口との距離は、１０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
13. 前記負圧発生部材は、ポリウレタンフォームの吸収体であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
14. 前記吐出用液体供給口に前記負圧発生部材に当接させて圧固体を配設したことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。
15. 前記圧固体は、ポリプロピレンのフェルトであることを特徴とする請求項１４に記載の吐出用液体収容容器。
16. 前記吐出用液体収容容器は、液体噴射ヘッドに供給するインクを収容するものであることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の吐出用液体収容容器。

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