JP3287791B2 - 液体収容室を有する液体収容容器への液体充填方法及び液体充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液体収容容器への液
体充填方法に関し、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への液体充填方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液体吐出記録装置、特にインクジェット
記録装置に用いられる液体収容容器、あるいは液体吐出
ヘッドカートリッジにおいては、インクジェットヘッド
等の記録手段に液体（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液体収容
容器（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】このようなインクタンクにあっては、ま
ず、記録時に記録手段に対してインク切れなどを伴わず
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漏れを確実に
防止できること等が要求されている。

【０００４】上記の要求を満たすべく、本出願人は特開
平7-125232号公報、米国特許第5,509,140号明細書及び
特開平7-68778号公報などにおいて、インクなどの液体
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液体収容
容器（インクタンク）を提案している。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】さらに、特開平7-68778号公報は、インク
収容容器の底面からインク供給を行なう構成の容器に対
して、上記米国特許第5,509,140号明細書に記載の発明
を利用しつつ、底面におけるインクの一時溜めとしての
凹部を付加した発明を開示している。

【０００８】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と連通する大気連通部を
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小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形成され、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。

【０００９】このような構成を有するインクタンク（イ
ンクジェットカートリッジ）に対するインク充填方法と
しては、特開平8-090785号公報に開示されているよう
に、常にインクタンクを傾斜させ、タンクの姿勢と、液
体吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給口と
大気連通部の開放・遮断のタイミングを図りながら注入
を行うものや、特開平8-132636号公報や、特開平8-2302
09号公報に見られるように、インクタンクを減圧環境下
においてインク充填を行うものが知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したインクタ
ンクに対するインク充填方法については、インクタンク
或いは該インクタンクと記録ヘッドとが一体化されたイ
ンクジェットカートリッジへインクを注入する際、イン
クの漏れ等がなく、確実に注入するという観点からは、
合理的な方法である。

【００１１】しかし、近年の急速なインクジェット記録
装置の普及に伴い、プリントの高速化、高品質化に対す
る要求もますます高くなっており、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。このような大容量のインクタンクにつ
いては、記録装置の小型化の観点から、液体を底面から
記録ヘッドへ供給する構造とすることが望ましい。

【００１２】そして、このような大容量のインクタン
ク、及びインクカートリッジを、より低コストで市場に
提供することが求められており、インクタンクの製造工
程におけるインクの充填についてもより低コスト且つ生
産性の高い方法が求められる。

【００１３】そこで、本発明者は、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、液体を底面からヘッドへ供給する
構造の液体収容容器について、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するととも
に、全体的にも容器外壁が形成する容積も大幅に増加す
るように大型化した場合であっても、高速充填が可能で
ある液体充填方法について検討を行なった。

【００１４】この検討の結果、液体を液体収納容器の底
面からヘッドへ供給する構造の大型化した容器に対し
て、従来の液体注入方法を適用すると、インク充填に何
らかの不都合が発生する場合があった。

【００１５】例えば、特開平8-090785号公報に開示され
るインク充填方法では、インクの注入量に基づいてイン
クタンクの姿勢を変化させ、大気連通口及びインク供給
口の開閉のタイミングを図るため、高速充填を行なう場
合、装置がより一層複雑化するだけでなく、ステップの
切り替えにかかる時間のずれなどにより、製造ばらつき
も増える恐れがある。

【００１６】また、特開平8-132636号公報に開示されて
いるインク充填方法では、インクタンク内部を減圧した
上で、多孔質部材側からインクを注入する方法であるた
め、大型化した多孔質部材を経由するために、多孔質部
材側が充填される前にインク室に突然インクが入り込
み、インク室内にインクを収容しない領域を多く残すと
いう問題があった。このような領域が多くなると、イン
クタンクの使用開始時等、物流形態である密閉状態を解
除する際に、解除する環境の気圧の影響を受けやすく、
インクが漏れ出たり、あるいは外部に液体を供給するた
めのインク供給口から空気が入り込み、安定した液体の
供給を実現できなくなる恐れがある。

【００１７】また、特開平8-230209号公報に開示される
インク充填方法では、液体を底面からヘッドへ供給する
構造の液体収容容器に急速に液体を充填すると、負圧発
生部材収納室への液体充填が負圧発生部材収納室と液体
収納室とを連通する連通部から行われるために、負圧発
生部材のインク充填レベルにばらつきが見られ、使用時
に液体収納室の液体を消費する前に大気連通部から記録
ヘッド部へ大気が導入され、インク切れなどを引き起こ
す恐れがあった。

【００１８】本発明の目的は、上述の液体を底面からヘ
ッドへ供給する構造の液体収容容器に対し、容器を大型
化した場合についても、液体充填レベルのばらつきを防
止し、かつ生産性に優れる液体充填方法、及び液体充填
装置を提供することにある。

【００１９】本発明の他の目的は、前述の目的に加え
て、あるいは単独で、大型化された上述の液体収容容器
の特徴が十分に発揮でき、使用時に、より安定した液体
供給を行うことが出来る液体充填方法を提供することで
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液体充填方法は、液体噴射ヘッドに液体を
供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部
とを備え内部に負圧発生部材を収納する第１室と、該第
１室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成す
るための第２室と、を有し、前記液体供給部を底面に設
けるとともに、前記第１室から大気を液体の供給のため
に前記第２室内へ供給するための気液交換促進構造を前
記第１室内に備える液体収容容器に対して液体を充填す
る方法であって、前記液体収容容器を密閉状態にして容
器全体を減圧する減圧工程と、前記減圧工程で所定の減
圧状態に保持された容器に、前記液体噴射ヘッドへの液
体供給時の姿勢で、前記第１室内の前記負圧発生部材の
気液交換促進構造近傍領域が液体で充填される前に前記
第２室に設けられたインク注入口から前記第２室内に液
体を充填する第２室内液体充填工程と、前記第２室内液
体充填工程後、前記液体供給部から前記第１室内に液体
を充填する第１室内液体充填工程と、前記第１室内液体
充填工程後、前記第１室の密閉状態を解除する解除工程
と、を有することを特徴とする。

【００２１】また、本発明の他の形態による液体充填方
法は、液体噴射ヘッドに液体を供給するための液体供給
部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に負圧発生
部材を収納する第１室と、該第１室に対しての連通を除
いて実質的な密閉空間を形成するための第２室と、を有
し、前記液体供給部を底面に設けるとともに、前記第１
室から大気を液体の供給のために前記第２室内へ供給す
るための気液交換促進構造を前記第１室内に備える液体
収容容器に対して液体を充填する方法であって、前記液
体収容容器を密閉状態にして容器全体を減圧する減圧工
程と、前記減圧工程で所定の減圧状態に保持された容器
に、前記液体噴射ヘッドへの液体供給時の姿勢で、前記
第１室内の前記負圧発生部材の気液交換促進構造近傍領
域が液体で充填される前に前記第２室に設けられたイン
ク注入口から前記第２室内に液体を充填する第２室内液
体充填工程と、前記第２室内液体充填工程後、前記液体
供給部から前記第１室内に液体を充填する第１室内液体
充填工程と、前記第１室内液体充填工程後、前記液体供
給部から前記第１室の液体を所定量排出する工程と、を
有することを特徴とする。

【００２２】ここで、本発明の液体充填方法とは、液体
収容容器の製造工程における液体注入のみならず、液体
収容容器を使用後或いは使用途中で再充填を行う場合に
おいても好適に適用できるものである。すなわち、本発
明は、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。

【００２３】上述のような本発明の液体充填方法によれ
ば、第２室内の液体充填を高速かつ確実に行なうことが
でき、第１室の液体供給部から液体を充填することで、
負圧発生部材に液体で濡れない部分を作ることなく均等
に液体を充填することができるので、注入精度の高く生
産性に優れる液体充填方法を提供することができる。

【００２４】また、前記第１室内液体充填工程後、前記
液体供給部から前記第１室の液体を所定量排出する工程
を有することで、適切な吸収能力を有し環境変化などに
対応するための領域を、負圧発生部材の大気連通部近傍
に確実に設けることができる。

【００２５】上述の液体充填方法は、単独でも注入精度
の高く生産性に優れる液体充填方法を提供することがで
きるが、より好ましい条件として、以下に列記するもの
を挙げることができる。

【００２６】解除工程を、第１室内液体充填工程が終了
する直前に行うことで、液体収容容器内への急激な気体
（空気）の導入を防ぎ、液体収容室内に不用意に気体が
入らないようにすることができる。

【００２７】また、第２室内液体充填工程の前に、前記
第１室の液体供給部から前記連通部に液体を充填するこ
とで、使用時のインク流路となる部分を確実に充填する
ことにより、大型化された上述の液体収容容器の使用時
に、より安定した液体供給を行うことが出来る液体充填
方法を提供することができる。

【００２８】これらは単独でもそれぞれより生産性を高
めるための特有の効果を有するが、組み合わせることに
より、より一層本発明の目的を達成することができる。

【００２９】本発明の液体充填方法は特に第２室の容積
が１０ｃｃ以上のものに特に好適に利用できるが、それ
以下の容積のものに対しても適用可能である。

【００３０】また、本発明の液体充填装置は、液体噴射
ヘッドに液体を供給するための液体供給部と大気と連通
する大気連通部とを備え内部に負圧発生部材を収納する
第１室と、該第１室に対しての連通を除いて実質的な密
閉空間を形成するための第２室と、を有し、前記液体供
給部を底面に設けるとともに、前記第１室から大気を液
体の供給のために前記第２室内へ供給するための気液交
換促進構造を前記第１室内に備える液体収容容器に対し
て液体を充填する液体充填装置であって、前記液体収容
容器の大気連通部を密閉することで該容器を密閉状態に
する密閉手段と、前記液体収容容器を密閉状態で減圧す
るための減圧手段と、所定の減圧状態に保持された容器
に、前記液体噴射ヘッドへの液体供給時の姿勢で、前記
第１室内の負圧発生部材の気液交換促進構造近傍領域が
液体で充填される前に前記第２室内の液体充填を完了す
る前記第２室への液体充填手段と、前記第２室内への液
体充填後、前記液体供給部から前記第１室内に液体を充
填する第１室への液体充填手段と、前記第１室内への液
体充填後、前記密閉手段による第１室の密閉状態を解除
する密閉解除手段と、を有することを特徴とする。

【００３１】このような本発明の液体充填装置によれ
ば、上述の液体充填方法を好適に実施可能な液体充填装
置を提供することができる。

【００３２】なお、本明細書中において、液体収容容器
の上面部とは、底面と対向する面のことである。上面部
が上方に位置する時、連通部は下方に位置する。

【００３３】また、第１室の上面部近傍の液体（イン
ク）が充填されない領域とは、負圧発生部材がない空間
（エアバッファ室）だけでなく、負圧発生部材が存在し
ていても液体（インク）が充填されない場合をも含む言
葉として用いている。

【００３４】さらに、液体収容容器の室について、負圧
発生部材収納室、インク（液体）収納室という表現は、
それぞれインク（液体）を保持・収納するための条件を
備えている場合に用い、第１室、及び第２室という表現
は、それより広義の、最終的にそれぞれインク（液体）
を保持・収納するための条件を備える途中の状態をも示
す場合に用いている。

【００３５】また、本発明において、気液交換促進構造
は、負圧発生部材が形成する負圧（液面に相当）を大幅
に変化させることなく、実質密閉の液体収納室内の液体
が負圧発生部材収納室へ供給できるように、大気を液体
収納室内へ導入するものであれば全てを含むもので、本
明細書中に例示したような大気導入路や、負圧発生部材
の気孔径分布を異ならせることによる優先大気導入路
や、管による導入路または吸収体と壁面との間に形成し
た微小な隙間などによって得ることができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照しつつ説明する。

【００３７】まずはじめに、本発明の液体充填方法を好
適に適用可能な液体収容容器の一形態を、図１及び図２
を参照して説明する。

【００３８】図１は、本発明の液体充填方法を適用可能
なインクタンクの一形態、及びインクタンクを着脱自在
に装着可能なヘッド一体型インクタンクホルダーを示す
概略斜視図であり、（Ａ）は、装着前、（Ｂ）は装着後
の様子を示している。

【００３９】吐出用液体収容容器としてのインクタンク
１０は、略直方体形状をなしており、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が設
けられている。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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）。

【００４３】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２
２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。

【００４４】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。

【００４５】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、第１収容室３４と第
２収容室３６とはインクタンク１０の底部付近で隔壁３
８に形成された連通口４０を介してのみ連通されてい
る。

【００４６】第１収容室３４を画成するインクタンク１
０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、第１収容室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、圧縮状態で第１収容室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。

【００４７】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
圧接体４６が配置されている。圧接体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。圧接体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、圧接体４６の周
辺に当接するフランジが形成されている。

【００４８】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。

【００４９】また、インク供給口部分には圧接体４６が
配されており、圧接体４６が吸収体３２に押し付けられ
ているので、吸収体３２の圧接体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
る連通口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
である連通口４０から離れ過ぎていると、後述する気液
交換動作時に連通口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、
連通口４０からインク供給口１４Ａまでの距離はほぼ１
０〜５０ｍｍであるのが好ましい。

【００５０】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１
０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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】まず、第１の形態は、図６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に面し下端が連通口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。

【００５７】また、第２の形態は、図７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
端が連通口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７（Ｄ）に示すよ
うに、連通口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７
（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。

【００５８】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５
０に連通し下端が連通口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。

【００５９】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、連通口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７
０Ａ、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、連通口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。

【００６０】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口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６
６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。

【００６１】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８ないし
図１０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。

【００６２】図８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。従って、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
の大気圧位置との高さの差として測定される。

【００６３】次に、図９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９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３
２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。

【００６４】また、図１０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。

【００６５】さらに、図９および図１０において、Δｈ
は連通口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＝Δ
Ｐｅ／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３
６と連通口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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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Ｌ
Ｌの高さにより決定される。

【００６９】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３
６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中へ連通口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、従っ
て、液体収納室３６への大気の供給が停止する。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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水頭差で決まる。

【００７５】さらにインクが消費されると、気液界面Ｌ
Ｌ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および連通口４０を通って、液体収納室３６に導
入される。

【００７６】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３
４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３
６への導入が停止されるのである。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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、 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、Ｈ
ｓ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、Ｈ
ｓ＝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は連通口と吐出用
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。

【００８４】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。

【００８５】 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（ｃ
ｍ²）、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。

【００８６】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。

【００８７】 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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】Ｈ＋ｈｍ＜ｈ≦Ｈｓ−Ｈｐ−Δｈ 従って、（３）式は以下のようになる。

【００９１】１／ｃｏｓθ×ρｇ／γ×（Ｈ＋ｈｍ）＜
Ｌ／Ｓ≦１／ｃｏｓθ×ρｇ／γ×（Ｈｓ−Ｈｐ−Δ
ｈ）

【００９２】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、０．２０〜０．４０
ｍｍ×０．２０〜０．４０ｍｍ程度であるが、吸収体３
２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。

【００９３】なお、第１通路５０の断面積は第２通路６
０の断面積よりも大きければよい。第２通路６０の長さ
は、連通口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。

【００９４】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、
連通口４０の上端から１０〜３０ｍｍ程度である。

【００９５】以上、本発明を好適に適用可能な、毛管力
発生部を形成するとともに負圧発生部材収納室から液体
収納室に大気を導入する大気導入路を隔壁に備える液体
収容容器についての説明を行なったが、次に、本発明の
液体充填方法について、図面を参照して説明する。

【００９６】（第１実施例）図１１〜１６は、本発明の
第１実施例における液体収容容器の液体注入工程を説明
するための説明図である。

【００９７】まず、図１１に示すように、前述の毛管力
発生部を形成するとともに負圧発生部材収納室から液体
収納室に大気を導入する大気導入路を隔壁に備える液体
収容容器１０を用意する。

【００９８】ここで、本実施例の液体収容容器１０は、
第２室の上面部に、液体を注入するためのインク注入口
５を有している。上面部とは、本実施例の液体収容容器
において、底面と対向する面のことである。

【００９９】次に、図１１に示すように、この液体収容
容器を連通部を下方に位置させた状態のまま、インク注
入装置に固定する。そして、インク供給口１４Ａと大気
連通口１２とを密閉し、インク注入口から液体収容容器
内部の空気を外部に排出して減圧する。この時の姿勢
は、液体噴射ヘッドのインク（液体）供給時の姿勢を示
している。

【０１００】図１１における本実施例のインク注入装置
は、充填用のインク２００を収容するインク溜１２０
と、液体収容容器を減圧するための排気ポンプ１１０
と、を備えており、そのほかにこれらとインクタンクと
を結ぶためのチューブなどからなる管や、経路中に設け
られる弁、タンクを密閉するための部材やタンクを使用
時の姿勢（すなわち、連通部を下にした状態）で固定す
るための固定具などを備えている。

【０１０１】インク溜１２０は大気に開放されており、
インク輸送管１１７が挿入されている。このインク輸送
管にはインク輸送用のポンプ１６０が設けられ、インク
溜から単位時間当たり所定のインク注入量で、インク輸
送管１１７から分岐したインク注入管１１２、１１５へ
インクを輸送することができる。２つのインク注入管１
１２、１１５はそれぞれその経路中に弁１１４、１１６
が設けられており、その先端はそれぞれインクタンクと
の結合部材１１９、１４０となっている。弁１１４を開
け、弁１１６を閉じることで、インク注入管１１２へイ
ンクを輸送することができ、弁１１４を閉じ、弁１１６
を開けることで、インク注入管１１５へインクを輸送す
ることができるが、さらに、ポンプに使用されるモータ
の回転数などを制御することで、それぞれのインク注入
管への単位時間当たりのインク注入量を異ならせること
も可能である。

【０１０２】排気ポンプ１１０には、液体収納容器を減
圧するための減圧管１１１と接続されている。減圧管１
１１は途中でインク注入管１１２と一体の管１１８とな
り、その先端には結合部材（シール部材）１１９が設け
られている。そして、減圧管１１１は、インク注入管と
一体となる部分と排気ポンプとの間の経路中に弁１１３
を備えている。

【０１０３】本実施例では、大気連通口１２は密閉部材
１３０により密閉し、インク供給口１４Ａには結合部材
１４０を結合させ、弁１１６を閉じることで、密閉状態
を実現している。そして、インク注入口５に結合部材１
１９を結合させ、弁１１４を閉じて弁１１３を開け、排
気ポンプ１１０を作動させることで減圧を行なう。減圧
の程度としては絶対圧力でおおよそ０．０１〜０.０５
気圧程度となっている。

【０１０４】減圧が終了した後、図１２及び図１３に示
すように、インク注入口５から第２室へインクを注入す
る。本実施例の場合、弁１１３を閉じ、排気ポンプ１１
０を停止した後、ポンプ１６０を作動させ弁１１４を開
くことで、所定のインク充填速度でインク注入口５から
第２室へインクを高速注入することができる。

【０１０５】ここで、液体収容容器は容器全体が減圧状
態にあるので、注入されたインクは第２室に充填される
が、同時に連通部４０を介して第１室にも充填されよう
とする。

【０１０６】第２室への液体充填速度が速く、第２室の
液体の充填が終了するまでに第１室に充填されるインク
量がごくわずかの場合、負圧発生部材に充填されるイン
クは、主として負圧発生部材の表面を沿って浸透し、界
面を形成する。しかし、この状態では、負圧発生部材中
インクが浸透している領域は、連通部近傍及び負圧発生
部材の表面の一部に限られるので、第１室の減圧状態
を、図１１に示す減圧工程終了時に比べそれほど変化さ
せないうちに、第２室内部に液体を収容しない領域を残
すことなく確実に液体の充填を完了させることができ
る。

【０１０７】一方、第２室への液体の充填速度が遅い場
合には、第１室へはその分インクが充填されることにな
る。その結果、負圧発生部材に充填されるインクの量が
増え、界面を形成した後、負圧発生部材の内部について
もインクが充填され、第１室の減圧状態が緩和される。
このため、第２室内にインクを収容しない領域を多く残
したまま容器全体の減圧が緩和され、第２室への液体の
充填はあるレベル以上は行われず、かわりに第１室への
液体の充填が行われてしまう。

【０１０８】特に、負圧発生部材の大気導入路上端近傍
について、この部分にまでインクが充填されるようにな
ると、第１室と第２室との流抵抗の違いから、第１室に
充填されるインクは、負圧発生部材内の抵抗の少ない部
分に充填され、流抵抗の高い部分はインクが充填されな
いままとなってしまう。その結果、負圧発生部材内を均
一にインクで充填することが難しくなり、特に液体収容
容器から液体吐出ヘッド部に対して液体を安定して供給
することが難しくなる場合がある。

【０１０９】そこで、本発明では、第２室内の残存空気
を減らし、確実に液体を充填することができるようにす
るために、充填する液体の充填スピードと、負圧発生部
材がその内部まで確実にインクを保持するためのインク
の吸い上げスピードとの関係に注目し、負圧発生部材が
その内部まで確実にインクを保持するためのインクの吸
い上げスピードより速くインク注入口からのインクの充
填速度を設定した。

【０１１０】このインク注入速度は、負圧発生部材がイ
ンクを吸い上げる毛管力から流抵抗を減じたものに打ち
勝つ速度であればよい。本発明者の実験では、負圧発生
部材として平均空孔径が９０〜２００個／inchの圧縮さ
れたポリウレタンフォームを用い、インクの表面張力γ
が３０〜５０dyn/cm、インク粘度が約２cps、図１２に
示す連通部の高さh1が2mm、断面積が１１〜１５mm²、第
２室の底面積が４．５〜１０mm²、高さH2が５１．５mm
の場合、上記インク注入スピードは１５cc／sec以上２
５cc/sec以下で注入した場合、大気導入路近傍の負圧発
生部材のインク保持レベルを大気導入路の高さＨ以下に
抑えることができるのを確認できた。

【０１１１】なお、インク充填速度に上限を設けたの
は、注入速度が速すぎると、負圧発生部材収納室に収納
されている負圧発生部材をずらしてしまう恐れが生じる
ためである。

【０１１２】このように第２室のインク充填が終了した
後、図１４に示すように、インク注入口５を密閉し、イ
ンク供給口１４Ａから第１室内にインクを充填する。本
実施例では、弁１１４を閉じ、結合部１１９をインク注
入口から取り外した後、ＳＵＳ製あるいは液体収容容器
と同種の樹脂材料からなるボール１５０でインク注入孔
を封止した。そして、ポンプ１６０のインク供給スピー
ドを調整した後、弁１１６を開けて、インク供給口１４
Ａから第１室内へのインク充填を開始した。

【０１１３】ここで、インク供給口１４Ａからインクを
充填することで、図１２及び図１３で説明した第２室側
からのインク充填時に第１室内の負圧発生部材内に充填
されたインク２００とあわせ、インク供給経路に確実に
インクを充填することができる。さらに、図１４及び図
１５に示すように負圧発生部材内にインクで濡れない領
域が発生しないように、ほぼ均一にインクを充填するこ
とが可能となる。

【０１１４】このときのインクの充填速度は、ポンプ１
６０のインク供給スピードを変化させることで、前述の
第２室に注入する速度より少し遅くした方が望ましい。
これは、充填速度が速すぎると、負圧発生部材の選定に
よっては、負圧発生部材と負圧発生部材を収納する第１
室の壁面との間など、充填されやすいところから充填さ
れる恐れがあるためである。本実施例では１５cc/sec程
度が良好であった。

【０１１５】図１５に示すように、第１室の負圧発生部
材への液体の充填が終了した後は、図１６に示すよう
に、インク供給口を密閉し、その後大気連通口を開放し
て、外部から第１室へ空気を導入することで、液体収容
容器の減圧状態を完全に解除する。本実施例では、弁１
１６を閉じ、ポンプ１６０を停止した後、密閉部材１３
０を大気連通口から取り外すことで、これらの動作を実
現している。

【０１１６】本実施例のように、大気連通口を開放して
減圧状態を解除することで、負圧発生部材へのインク充
填時に負圧発生部材より溢れたいわゆる自由インクが存
在していたとしても、この自由インクを負圧発生部材側
に押しもどし、保持させることができる。

【０１１７】また、本実施例では、弁１１６を開け、ポ
ンプ１６０を逆回転させてインク供給口１４Ａから所定
量の液体を抜き取ることで、負圧発生部材のバッファ室
と隣接する領域３２ａをインクを保持していない領域と
し、他の部分３２ｂに確実にインクを保持させ、その界
面２２０を図１６に示すようにほぼ水平にすることがで
きる。この工程は、図１６に示すような、負圧発生部材
のバッファ室近傍など、上面部側にインクを保持してい
ない領域を確保したい場合に、必要に応じて行なえばよ
い。

【０１１８】以上のように、本発明の液体充填方法によ
れば、第２室への液体の充填速度を速めることで、容器
に対する液体注入工程における注入時間を短縮するだけ
でなく、さらに第２室への確実なインク充填を行うこと
ができ、生産性を大幅に改善することが可能となる。本
発明の適用できる液体収容容器の大きさとしては、第２
室の容量が１０ＣＣ以上のものについて、特に好適に利
用可能であるが、これ以下の容量の容器に対しても適用
可能である。

【０１１９】また、充填されるインクなどの成分とし
て、例えばアセチノールの含有量が１％以下など、界面
活性剤成分の少ない、あるいは混入されていないインク
は、負圧発生部材に対する浸透性が低いため、負圧発生
部材に高速充填することが難しいが、本発明の液体充填
方法では、液体容器全体を減圧した後に液体を充填する
ことで、このようなインクに対してもインクを高速で充
填することが可能である。

【０１２０】（第２実施例）前述の実施例では、大気開
放工程をインク充填が完全に終了してから行なっている
が、負圧発生部材収納室のインク充填が完了する直前に
大気開放を開始させてもよい。このようにすることで、
第２室にインクが充填されていない部分が大気開放によ
り収縮し第２室内に空気を取り込もうとするのを防ぎ、
液体収容容器の急激な変化を一層緩和させることができ
る。

【０１２１】また、このような工程を行うことで、図１
５に示すようなエアバッファ室にインク２０１が付着す
ることを防ぐことができるので、エアバッファ室の形状
や構造に自由度を持たせることができる。

【０１２２】なお、本実施例においても、第１実施例で
述べたように、インク供給口から第１室の液体を所定量
排出する工程を組み合わせてもよい。

【０１２３】（第３実施例）前述の実施例では、第２室
へのインクの充填が完了してから第１室の液体供給口か
らインクを充填しているが、図１７に示すように、第２
室への液体の充填を行なう前に、第１室のインク供給口
１４Ａから少量のインクを供給してもよい。

【０１２４】本実施例では、インク輸送管１１５の弁１
１６と結合部材１４０との間に存在するわずかな量のイ
ンクが、タンクを固定し、減圧を開始すると同時に供給
されるようになっている。

【０１２５】このように第２室に液体を充填する前に、
第１室へのインクの微小量供給を行うことで、第１室へ
のインク充填工程において、より確実にインク供給経路
を確実に充填することができる。この時のインクの供給
量としては、図１７に示すようにインク供給口から連通
部の底部を濡らす程度が望ましい。

【０１２６】この第１室へのインクの微小量供給工程に
ついては、減圧と同時に行なってもよく、減圧工程後に
行なってもよい。

【０１２７】以上の各実施例を用いて説明した本発明の
液体充填方法を実現するための注入装置は、いずれも実
施例記載の注入装置に限定されることは言うまでもな
い。例えば、インク注入管と減圧管とを一体化した管１
１８を用いる代わりに、図１８に示すように、減圧管１
１１と液体収納容器１０とをシール部材２１５でシール
し、この結合部の内部にインク注入管１１２を設け、シ
ール部材２１０を介してインク注入管を減圧管の外部に
突出させるようにしてもよい。また、第２室にインク注
入口とは異なる開口を設け、一方に減圧管を、他方にイ
ンク注入管を接続するようにしてもよい。このようにす
ることで、減圧時に減圧管を経て排気ポンプへインクが
まわり、能力が低下するのを防ぐことができる。

【０１２８】また、以上の説明では充填される液体とし
てインクについて説明したが、液体収容容器が接続され
る液体吐出ヘッドから吐出可能な液体であれば、画質向
上用記録処理液など、インクに限らず他の液体について
も適用できることは言うまでもない。

【０１２９】なお、以上説明した各実施例では、液体収
容容器の製造工程における液体注入方法として説明した
が、本発明の液体充填方法は、液体収容容器を使用後或
いは使用途中で再充填を行う場合においても好適に適用
できるものである。すなわち、本発明は、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。

【０１３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の液体充填方法に
よれば、第２室への液体の充填速度を速めることで、容
器に対する液体注入工程における注入時間を短縮するだ
けでなく、さらに第２室への確実なインク充填を行うこ
とができ、注入精度の高く生産性に優れる液体充填方法
を提供することができる。

【０１３１】また、本発明の液体充填方法では、液体容
器全体を減圧した後に液体を充填することで、負圧発生
部材に対する浸透性の低いインクなどの液体について
も、を高速で充填することができる。

【０１３２】さらに、第１室へ液体を充填後、第１室の
液体を所定量排出することで、負圧発生部材のバッファ
室近傍に液体を保持しない部分を作ることができ、この
部分を適切な吸収能力を有し環境変化などに対応するた
めの領域とすることができる。

【０１３３】また、第２室内へ液体を充填する工程の前
に、前記第１室の液体供給部から前記連通部に液体を充
填することで、使用時のインク流路となる部分を確実に
充填することにより、大型化された上述の液体収容容器
の使用時に、より安定した液体供給を行うことが出来る
液体充填方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体充填方法が適用可能な一形態のイ
ンクタンク及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】本発明の液体充填方法が適用可能な一形態のイ
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】本発明の液体充填方法が適用可能な他の形態の
インクタンクの要部を示す断面図である。

【図５】本発明の液体充填方法が適用可能な一形態のイ
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】本発明の液体充填方法が適用可能なさらに他の
形態のインクタンクの（Ａ）隔壁の模式的斜視図、
（Ｂ）隔壁の模式的断面図、（Ｃ）隔壁の模式的正面図
である。

【図７】本発明の液体充填方法が適用可能なさらに他の
形態のインクタンクの（Ａ）隔壁の模式的斜視図、
（Ｂ）隔壁の模式的正面図、（Ｃ）隔壁の模式的断面
図、（Ｄ）隔壁のさらに他の形態の模式的断面図であ
る。

【図８】本発明の液体充填方法が適用可能な一形態のイ
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９】本発明の液体充填方法が適用可能な一形態のイ
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及び吸収
体の圧力損失Δｈを説明する。

【図１０】本発明の液体充填方法が適用可能な一形態の
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及び吸
収体の圧力損失Δｈを説明する。

【図１１】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１２】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１３】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１４】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１５】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１６】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１７】本発明の液体充填装置及び液体充填方法を説
明するための説明図である。

【図１８】本発明の液体充填方法を実現可能な他の形態
の液体充填装置の一部を示す説明図である。

【符号の説明】

５ インク注入口 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 負圧発生部材 ３４ 負圧発生部材収納室（第１室） ３６ 液体収納室（第２室） ３８ 隔壁 ４０ 連通路 ４２ リブ ４４ エアバッファ室 ４６ 圧固体 １１０、１６０ ポンプ １１３、１１４、１１６ 弁 １１９、１４０ 結合部材 １２０ インク溜

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体噴射ヘッドに液体を供給するための
   液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に
   負圧発生部材を収納する第１室と、該第１室に対しての
   連通を除いて実質的な密閉空間を形成するための第２室
   と、を有し、前記液体供給部を底面に設けるとともに、
   前記第１室から大気を液体の供給のために前記第２室内
   へ供給するための気液交換促進構造を前記第１室内に備
   える液体収容容器に対して液体を充填する方法であっ
   て、 前記液体収容容器を密閉状態にして容器全体を減圧する
   減圧工程と、 前記減圧工程で所定の減圧状態に保持された容器に、前
   記液体噴射ヘッドへの液体供給時の姿勢で、前記第１室
   内の前記負圧発生部材の気液交換促進構造近傍領域が液
   体で充填される前に前記第２室に設けられたインク注入
   口から前記第２室内に液体を充填する第２室内液体充填
   工程と、 前記第２室内液体充填工程後、前記液体供給部から前記
   第１室内に液体を充填する第１室内液体充填工程と、 前記第１室内液体充填工程後、前記第１室の密閉状態を
   解除する解除工程と、を有することを特徴とする液体充
   填方法。
2. 【請求項２】 前記第２室内液体充填工程の前に、前記
   第１室の液体供給部から前記連通部に液体を微小供給す
   ることを特徴とする請求項１に記載の液体充填方法。
3. 【請求項３】 前記解除工程を、前記第１室内液体充填
   工程が終了する直前に行うことを特徴とする請求項１に
   記載の液体充填方法。
4. 【請求項４】 前記第２室内液体充填工程において、液
   体の注入速度が１５ｃｃ／ｓｅｃ以上２５ｃｃ／ｓｅｃ
   以下であることを特徴とする請求項１に記載の液体充填
   方法。
5. 【請求項５】 前記大気連通部が前記液体収納容器の上
   面部に設けられるとともに、該大気連通部の下方に該大
   気連通部を介し大気と連通するエアバッファ室を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体充填方法。
6. 【請求項６】 前記液体収容容器の気液交換促進構造は
   毛管力を発生する毛管力発生部を備え，該毛管力発生部
   により発生される毛管力が、少なくとも次の条件を満た
   すことを特徴とする請求項１に記載の液体充填方法。 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との積で割り長
   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、Ｈ
   ｓ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
   わち発生する毛管力を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吐出用液体の
   密度ρと重力加速度ｇと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ΔＰｅとすると
   き、Δｈ＝ΔＰｅ／ρｇである。
7. 【請求項７】 前記液体収容容器の第２室の容積が、１
   ０ｃｃ以上であることを特徴とする請求項１に記載の液
   体充填方法。
8. 【請求項８】 液体噴射ヘッドに液体を供給するための
   液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に
   負圧発生部材を収納する第１室と、該第１室に対しての
   連通を除いて実質的な密閉空間を形成するための第２室
   と、を有し、前記液体供給部を底面に設けるとともに、
   前記第１室から大気を液体の供給のために前記第２室内
   へ供給するための気液交換促進構造を前記第１室内に備
   える液体収容容器に対して液体を充填する方法であっ
   て、 前記液体収容容器を密閉状態にして容器全体を減圧する
   減圧工程と、 前記減圧工程で所定の減圧状態に保持された容器に、前
   記液体噴射ヘッドへの液体供給時の姿勢で、前記第１室
   内の前記負圧発生部材の気液交換促進構造近傍領域が液
   体で充填される前に前記第２室に設けられたインク注入
   口から前記第２室内に液体を充填する第２室内液体充填
   工程と、 前記第２室内液体充填工程後、前記液体供給部から前記
   第１室内に液体を充填する第１室内液体充填工程と、 前記第１室内液体充填工程後、前記液体供給部から前記
   第１室の液体を所定量排出する工程と、 を有することを特徴とする液体充填方法。
9. 【請求項９】 液体噴射ヘッドに液体を供給するための
   液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に
   負圧発生部材を収納する第１室と、該第１室に対しての
   連通を除いて実質的な密閉空間を形成するための第２室
   と、を有し、前記液体供給部を底面に設けるとともに、
   前記第１室から大気を液体の供給のために前記第２室内
   へ供給するための気液交換促進構造を前記第１室内に備
   える液体収容容器に対して液体を充填する液体充填装置
   であって、 前記液体収容容器の大気連通部を密閉することで該容器
   を密閉状態にする密閉手段と、 前記液体収容容器を密閉状態で減圧するための減圧手段
   と、 所定の減圧状態に保持された容器に、前記液体噴射ヘッ
   ドへの液体供給時の姿勢で、前記第１室内の負圧発生部
   材の気液交換促進構造近傍領域が液体で充填される前に
   前記第２室内の液体充填を完了する前記第２室への液体
   充填手段と、 前記第２室内への液体充填後、前記液体供給部から前記
   第１室内に液体を充填する第１室への液体充填手段と、 前記第１室内への液体充填後、前記密閉手段による第１
   室の密閉状態を解除する密閉解除手段と、 を有することを特徴とする液体充填装置。