(57)【要約】【課題】空気の流量を制御する弁体にインクが触れないようにするための撥水膜体に、インクが付着したまま滞留しないインク貯蔵容器を提供する。【解決手段】本発明に係るインク貯蔵容器１００は、インクＭを貯蔵するインク貯蔵部１０と、インク貯蔵部１０の内外間の空気流量を制御する弁体２２と、インク貯蔵部１０の内部１３と弁体２２の間に配設され、使用時の姿勢において内部１３に面する表面の一部が表面の他の部分よりも下方に位置するように構成される撥水膜体２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯蔵するインク貯蔵部と、
前記インク貯蔵部の内外間の空気流量を制御する弁体と、
前記インク貯蔵部の内部と前記弁体の間に配設され、使用時の姿勢において前記内部に面する表面の一部が前記表面の他の部分よりも下方に位置するように構成される撥水膜体と、を備えることを特徴とする、インク貯蔵容器。
【請求項２】
前記撥水膜体は、通気性および撥水性を有することを特徴とする、
請求項１に記載のインク貯蔵容器。
【請求項３】
前記撥水膜体の前記内部に面する表面は、使用時の姿勢において水平面に対して角度を有した平面状となるように構成されることを特徴とする、
請求項１または２に記載のインク貯蔵容器。
【請求項４】
前記撥水膜体は、平板状であり、使用時の姿勢において水平面に対して角度を有するように配設されることを特徴とする、
請求項３に記載のインク貯蔵容器。
【請求項５】
前記撥水膜体は、前記インク貯蔵部の上面部に配設されることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載のインク貯蔵容器。
【請求項６】
前記撥水膜体は、前記インク貯蔵部の側面部に配設されることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載のインク貯蔵部。
【請求項７】
前記弁体は、通常時は空気を流通させないが、前記インク貯蔵部の内圧変化に応じて外部との間で空気交換を行わせる弾性変形可能な連通多孔質な素材から構成されることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載のインク貯蔵容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク貯蔵容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク貯蔵容器の例としては筆記具のインクタンクや、インクジェットプリンタのインク（タンク）カートリッジなどがある。これらは文字や画像を形成する筆記や印刷に消費されたインク量に対応して外気をタンク内に取込んで空気交換し、タンク内の圧力変化がインクの消費に悪影響を及ぼさないようにした機構とされており、その機構としては、外気の取込み口として単なる孔を形成したものや、必要に応じて通気する弁機構付きの通気路を形成したものを挙げることができる（例えば、特許文献１または２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２７７７７７号公報
【特許文献２】特開平８−１８７８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のインク貯蔵容器では、インクが貯蔵される内部に直接弁体が面しているため、インク貯蔵容器を傾けたり、振動させたりした場合にインクが弁体に付着することがあった。このように、弁体にインクが付着すると、通気するための孔がインクによって塞がれてしまい、弁機構の性能や通気性が損なわれるという問題があった。特に、弁体に付着したインクが乾燥すると通気するための孔を塞いだままインクが固着してしまうため、洗浄等の処置ができない場合にはインク貯蔵容器が以後使用不能となってしまうという問題もあった。
【０００４】
一方、上記特許文献２に記載のインク貯蔵容器では、撥油処理または撥水処理を施した通気膜を設けることで、弁体に直接インクが触れないようにしている。しかしながら、上記特許文献２に記載のインク貯蔵容器では、通気膜の配置や周囲の構成について全く考慮されていないため、インクが通気膜の表面に付着したまま滞留する場合があった。インクが通気膜の表面に付着したまま滞留すると、通気膜部分の通気性が損なわれ、上記同様にインク貯蔵容器が使用不能となる場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、空気の流量を制御する弁体にインクが触れないようにするための撥水膜体に、インクが付着したまま滞留しないインク貯蔵容器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は、インクを貯蔵するインク貯蔵部と、前記インク貯蔵部の内外間の空気流量を制御する弁体と、前記インク貯蔵部の内部と前記弁体の間に配設され、使用時の姿勢において前記内部に面する表面の一部が前記表面の他の部分よりも下方に位置するように構成される撥水膜体と、を備えることを特徴とする、インク貯蔵容器である。
【０００７】
（２）本発明はまた、前記撥水膜体は、通気性および撥水性を有することを特徴とする、上記（１）に記載のインク貯蔵容器である。
【０００８】
（３）本発明はまた、前記撥水膜体の前記内部に面する表面は、使用時の姿勢において水平面に対して角度を有した平面状となるように構成されることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載のインク貯蔵容器である。
【０００９】
（４）本発明はまた、前記撥水膜体は、平板状であり、使用時の姿勢において水平面に対して角度を有するように配設されることを特徴とする、上記（３）に記載のインク貯蔵容器である。
【００１０】
（５）本発明はまた、前記撥水膜体は、前記インク貯蔵部の上面部に配設されることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のインク貯蔵容器である。
【００１１】
（６）本発明はまた、前記撥水膜体は、前記インク貯蔵部の側面部に配設されることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のインク貯蔵部である。
【００１２】
（７）本発明はまた、前記弁体は、通常時は空気を流通させないが、前記インク貯蔵部の内圧変化に応じて外部との間で空気交換を行わせる弾性変形可能な連通多孔質な素材から構成されることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のインク貯蔵容器である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空気の流量を制御する弁体にインクが触れないようにするための撥水膜体に、インクが付着したまま滞留しないという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。なお、以下の各実施形態におけるインク貯蔵容器は、インクジェットプリンタ用のインクカートリッジに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るインク貯蔵容器１００の構造を示す断面図である。インク貯蔵容器１００は、適宜の合成樹脂から構成されており、同図に示されるように、内部にインクＭを貯蔵するインク貯蔵部１０と、インク貯蔵部１０の内外間で空気の流量を制御する空気流量制御部２０と、インク貯蔵部１０に貯蔵されたインクＭの吐出を制御するためのインク吐出部３０と、を有して構成されている。
【００１６】
＜インク貯蔵部＞
インク貯蔵部１０は、上部が開口した中空の本体部１１と、本体部１１の開口を塞ぐ蓋として上部に組み合わされる上面部１２から構成されている。本体部１１は、図の縦横の寸法よりも奥行きの寸法が小さい略直方体状に形成されている。本体部１１の内部１３は、隔壁１４によって２つの室１３ａ、１３ｂに分けられている。これらの２つの室１３ａ、１３ｂは、隔壁１４の基端部に形成された透孔１４ａによって連通されている。本体部１１の底部には、インク吐出部３０が設けられている。
【００１７】
上面部１２は、平面視（図の上から見た場合）が横長の長方形板状である天板１２ａと、天板１２ａの周縁のやや内側の下面から下方に向けて突出する嵌合壁１２ｂから構成されている。上面部１２は、この嵌合壁１２ｂを本体部１１の内部に嵌合させることによって本体部１１と組み合わされる。また、上面部１２の天板１２ａには、図の右側の長手方向端部の近傍に空気流量制御部２０が設けられている。
【００１８】
図２は、図１のＡ部を拡大した要部拡大断面図である。上面部１２は、同図に示されるように、上面部１２の嵌合壁１２ｂの先端近傍に形成した膨出部１２ｂ１と、本体部１１に形成した膨出部１１ａとが相手側部材に嵌合することで固定される。また、交差するハッチング部で図示するように、嵌合壁１２ｂの基端部の全周に亘って形成した突起部１２ｂ２が、超音波溶接等によって本体部１１の開口の周縁全周に形成した傾斜部１１ｂに食い込むことで、インクＭが外部に漏れないようにシールしている。
【００１９】
＜空気流量制御部＞
図３は、空気流量制御部２０の断面図である。同図に示されるように、上面部１２の天板１２ａには、陥没する平断面円形状の凹部１２ｅが天板１２ａに対して傾けて形成されており、空気流量制御部２０は、この凹部１２ｅ内に収容される弁体２２、撥水膜体２４、押圧リング２６およびキャップ２８を備えている。空気流量制御部２０は、凹部１２ｅ内に撥水膜体２４を載置し、その上に押圧リング２６を載置し、さらにその上に弁体２２を載置した上で、これらの上からキャップ２８を凹部１２ｅに嵌合させ、弁体２２、撥水膜体２４および押圧リング２６をキャップ２８と凹部１２ｅの間に挟持することによって構成されている。
【００２０】
凹部１２ｅの底部１２ｆは天板１２ａに対して斜め方向に形成されており、底部１２ｆの中央にはインク貯蔵部１０の内部１３に連通する円形断面の導通口１２ｇが穿たれている。この導通口１２ｇは、内部１３に向けて内径が拡大するように形成されている。
【００２１】
底部１２ｆの導通口１２ｇの周囲には、撥水膜体着座部１２ｈと下端受容部１２ｉが設けられている。撥水膜体着座部１２ｈは、撥水膜体２４を位置決めして受け止める環状の窪み（環状の段部）である。下端受容部１２ｉは、この撥水膜体着座部１２ｈの外周に同心円状に設けられる環状溝であり、後述するキャップ２８の周面部２８ｂの下端を受容する構造となっている。
【００２２】
撥水膜体着座部１２ｈは、オレフィン系樹脂素材によって成型されると共に、平滑度を高めた平滑面として形成され、これにより、撥水膜体２４が撥水膜体着座部１２ｈに着座したときに、撥水膜体２４の撥水膜体着座部１２ｈに対する密着度を高め、インクＭが接触面の間から浸入するのを極力抑制するように設定されている。特に、オレフィン系樹脂素材は濡れ性が低いため、撥水効果が高い。従って、撥水膜体２４と密着することで、その隙間にインクが浸入できないようになっている。なお、オレフィン系樹脂としては、ポリプロピレンや、ポリエチレン等の各種素材があるが、本実施形態ではポリプロピレンを採用している。
【００２３】
撥水膜体着座部１２ｈと下端受容部１２ｉの間には、図の斜め上方に向けて底部１２ｆから垂直に突出する環状の突条部１２ｊが形成されている。この突条部１２ｊは、撥水膜体２４が横方向にずれないように位置決めすると共に、キャップ２８の周面部２８ｂの進入を円滑にするガイドとしても機能するようになっている。
【００２４】
図４は、空気流量制御部２０が備える各部材の斜視図である。同図に示されるように、弁体２２は、複数の微細孔が連通した弾性材料からなる略円板形状の平板であり、例えばポリウレタン等の素材を圧縮多孔体とすることにより構成される。
【００２５】
弁体２２は、インク貯蔵部１０の内部１３と外部との間に圧力差がない通常時には、通気性が遮断され空気の出入りはないが、所定値以上の圧力差が生じた場合には、微少な弾性変形により伸び、これにより微細孔が押し広げられて通気性が惹起し、圧力の高い側から低い側へ空気が流入することで、空気流量の制御を行う機能が発揮されるように構成されている。
【００２６】
すなわち、空気流量制御部２０は、外部とインク貯蔵部１０の内部１３との圧力差に応じてこの弁体２２の複数の微細孔を通過する空気量が変化し、この変化によって外部からインク貯蔵部１０の内部１３への空気流量を制御する機能を有するものである。なお、弁体２２の材質や構造等は特に限定されるものではなく、弁体２２として上記特許文献１で開示されたものや市販品を採用することができる。
【００２７】
弁体２２は、本実施形態では圧縮体として、圧縮した場合に通気性がないようにしている。すなわち、弾性材料からなる連通多孔体を通気性がなくなるまで圧縮して、圧縮多孔体を作ることで空気流量制御機能をより発揮できるように加工している。このような圧縮多孔体では、内部において、連通多孔体を構成している弾性体が押し潰され折り重なってできた不定形の空間が多数形成されているが、圧縮された状態では通気性がなくなる。ところが、圧縮多孔体内で形成された多数の不定形の空間は連通されているので、内外の圧力差が生じた場合、弁体２２が延びることによって生じた所定の圧力差以上によって、外部から圧縮多孔体の内部へと空気が押し込まれ、空気は、圧縮多孔体内にネットワークされた空間を結んでいる通気孔を押し広げながら、弁体を変形させ、圧縮多孔体の反対側、すなわちインク貯蔵部１０の内部１３側へ移動することで通気性を生じる。
【００２８】
この通気量（空気流量）は、圧縮多孔体内にネットワークされた空間の通りやすさによって決められるので圧力差が大きい場合には弁体２２は大きく伸び、圧縮多孔体内にネットワークされた空間中を空気が通りやすくなり、通気量は大きくなる。一方、所定の圧力差以上であって圧力差が小さい場合には弁体２２は小さく伸び、圧縮多孔体内にネットワークされた空間中を空気が通る量は少なくなり、通気量は小さくなる。弁体２２による通気によって圧力差が減少した場合、弁体２２も縮み、通気量が少なくなる。さらに所定の圧力差未満となった場合、弁体２２が再び圧縮されるため弁体２２の通気性はなくなる。このように圧力差の大きさに応じて通気量も応じるので迅速で適切なインク貯蔵部１０内の圧力を一定化する圧力調整が可能となる。
【００２９】
外部（大気）とインク貯蔵部１０内部との圧力差がどの程度で弁体２２の通気性を生じさせるようにするかは、連通多孔、圧縮の程度などを適宜選択して決めればよいが、例えば、圧力差が２０ｍｍＨ２Ｏ以下のときは通気性が無く、圧力差が２０ｍｍＨ２Ｏ以上のときは通気性が有るように圧縮するようにすると好適である。
【００３０】
弁体２２を構成する弾性材料は複数の微細孔を有するもので伸びた状態でこの微細孔を通過するものであれば足りるが、例えば、ポリプロピレン、各種ゴム、各種エラストマーを挙げることができる。連通多孔孔質体の場合には、ゴム及び／又はプラスチック原料に不活性ガス、分解性発泡剤、揮発性有機液体を混合し、内部に気泡を形成することにより発砲させて連通多孔を形成したものや、ゴム・プラスチック原料に炭酸カルシウムなどの無機粒子を混練りしたものを板状に形成した後、無機粒子を溶出して連通多孔を形成したもの等が挙げられ、前記ゴム及び／又はプラスチック原料としては、弾性材料として、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。中でも特に、液体に対しての耐久性や、連通多孔質体の形成しやすさ、生産性等を考慮するとエーテル系ポリウレタン樹脂などが好適である。
【００３１】
弁体２２を構成する弾性材料は圧力差が働くと伸び、通気すると圧力差は減少し、ついには元の状態に戻り通気は無くなるという繰り返しによっても、常にはじめの圧縮された通気性のない状態が維持されると好適である。このためには圧縮体であると圧縮永久ひずみ特性が優れていることが好適である。他の特性としては、さらに弁体２２のヤング率が１ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であることが好適である。また、弁体２２はアスカーＦ型硬度計による硬度が３０以上１００未満であることが好適である。
【００３２】
弁体２２は、圧縮前の単位長さ当たりの孔数が４個／ｃｍ以上１０００個／ｃｍ以下のものとすることによって、内圧調整を容易にすることができやすい。更に、圧縮を、加熱や高周波による発熱を付与したことにより、成形したものが、厚み８ｍｍの盤状体を検体としたときのアスカーＣ型硬度計による硬度が２０以上１００未満であることが望ましい。この圧縮は圧縮率を圧縮前の材料の厚みの５％以上４０％以下とすることによって圧力差が所定値未満の場合に確実に閉塞されたものとしやすい。
【００３３】
撥水膜体２４は、通気性を有する撥水性材料から構成された略円板形状の平板である。本実施形態では、撥水膜体２４の材料として通気性の撥水性材料を用いているが、これに限られることなく、防水性材料、弁体２２に対してインク成分が接触することを防止する膜であれば足り、臨界表面張力が大きい材料であってもよい。また通気性は、膜が導通口１２ｇ全体を塞がず少なくとも一部が貫通している場合については必要ではない場合がある。
【００３４】
本実施形態で用いられる撥水性材料は、それ自体通気性を有する材料であれば足りる。特に臨界表面張力が２５ｄｙｎ／ｃｍ以下である撥水性材料であると好適である。そのような材料として、各種樹脂膜、無機膜が用いられるが、フッ素樹脂、フッ素ゴムなどを好適に用いることができ、テフロン（登録商標）、すなわちポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いるとさらに好適である。
【００３５】
撥水膜体２４は、通気性を考慮して連通している複数の微細孔を有し、複数の微細孔の孔径は５μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下とすると好適である。
【００３６】
押圧リング２６は、略円形状の平板の中央に略円形断面の貫通孔２６ａが形成された所謂ドーナツ型形状の平板である。本実施形態では、押圧リング２６をドーナツ形状とすることで、撥水膜体２４と弁体２２の間に空気層２９（図３参照）を形成するようにしている。この空気層により、例え撥水膜体２４を通過しても空気層２９があるので、より弁体２２にインク貯蔵部１０に貯えられたインクＭが達することを防止できるので好適である。
【００３７】
なお、本実施形態では所謂ドーナツ型形状の押圧リング２６を例示したがこれに限られることなく、空気層２９を形成できる構造のものを用いて代用することが可能である。すなわち撥水膜体２４と弁体２２の間に空気の層を形成できる部材形状、配置であれば代用することが可能である。本実施形態では上述の通り、弁体２２を均一に押圧するので好適であることから中空略円盤形状の押圧リング２６を用いている。
【００３８】
また、押圧リング２６は、本実施形態では金属を素材として形成されている。これにより、押圧リング２６の上下両面の平滑度が高められ、弁体２２や撥水膜体２４に均一な面圧が作用して互いの接触面の密着度を高め、これによりインクが漏れるのを阻止できるようにしている。
【００３９】
キャップ２８は、適宜の剛性を有する樹脂材で成形され、円板状の天井部２８ａと、その周縁から軸方向に延在する筒状の周面部２８ｂとを有する。天井部２８ａには、撥水膜体着座部１２ｆに対向する位置（図の下面）に平坦な面を成す環状の弁体着座部２８ｃが形成され、この弁体着座部２８ｃには３個の通気孔２８ｄが設けられている。なお、この通気孔２８ｄの個数は３個に限定されることはなく、これ以外の複数個であってもよい。
【００４０】
図３に戻って、キャップ２８の天井部２８ａと周面部２８ｂの内側における角部、換言すると、天井部２８ａの下面側の周縁（周面部２８ｂの内周側の付け根）には、薄肉で形成した弾性ヒンジＰが設けられる。こうして、弁体着座部２８ｃを形成する円状の突条部２８ｆの外側近傍に存するヒンジＰを基点として周面部２８ｂが弾性変形し易くなるようにしている。さらに、周面部２８ｂの下端は下端受容部１２ｉに当接しうるように形成されている。
【００４１】
本実施形態では、この下端が下端受容部１２ｉに当接することでキャップ２８の押し込み量を一定に制限し、空気流量制御部２０が無理に圧縮されるのを回避している。すなわち、周面部２８ａの下端は、キャップ２８を凹部１２ｅに装着する際に、一時的に下端受容部１２ｉに当接するストッパとして機能するようになっている。この結果、組み立て時において弁体２２や撥水膜体２４に過負荷が作用し、空気流量制御部２０の機能が低下するのを防止することができる。
【００４２】
なお、組み立てを完了した後は、弁体２２および撥水膜体２４の復元力によって、キャップ２８が上方に付勢され、キャップ２８の周面部２８ａの下端と下端受容部１２ｉの間には微小な隙間が形成されるようになっている。このようにすることで、凹部１２ｅにキャップ２８を装着した場合に、弁体２２、押圧リング２６および撥水膜体２４を、キャップ２８の弁体着座部２８ｃと凹部１２ｅの撥水膜体着座部１２ｈの間に適正な圧力で挟持することが可能となっている。
【００４３】
次に、キャップ２８と凹部１２ｅの相互関係の構成を説明する。図５および６は、図３のＢ部を拡大した要部拡大断面図である。これらの図に示されるように、キャップ２８の周面部２８ｂの外面には、軸方向に上から順に棚状（断面楔状または断面鋸歯状）に突出する第１係合部２８ｇと、なだらかな山状に突出する第２係合部２８ｈとで成る係合部が円周方向に形成される。第１係合部２８ｇには、傾斜面２８ｇ１が形成され、第２係合部２８ｈ共々キャップ２８の押し込みをスムーズに行えるようにしている。凹部１２ｅの内周壁には、この係合部に係合する被係合部、すなわち、第１被係合部１２ｋと第２被係合部１２ｌとが内周方向に形成され、これによりそれぞれ第１係合部２８ｇおよび第２係合部２８ｈに係合する嵌合部が形成される。
【００４４】
こうして、キャップ２８を凹部１２ｅに押し込んで蓋をする場合には、周面部２８ｂは弾性ヒンジＰを中心にしてたわみ変形をしながら、凹部１２ｅに進入し、図６の交差するハッチング部で図示するように、第１係合部２８ｇは第１被係合部１２ｋに、第２係合部２８ｈは第２被係合部１２ｌにそれぞれ食い込んで嵌合する。この結果、第１係合部２８ｇと第１被係合部１２ｋとの嵌合により、その楔効果によってキャップ２８が軸方向へ抜けるのを防止し、第２係合部２８ｈと第２被係合部１２ｌとの嵌合により、その接触面積の広さによってキャップが周方向へ回転するのを阻止するようにしている。
【００４５】
なお、上記では第１係合部２８ｇと第１被係合部１２ｋ、および第２係合部２８ｈと第２被係合部１２ｌとで係合部、すなわち、嵌合部を形成したが、実質的にキャップ２８の抜けと回転を防止する機能を有する態様の嵌合部であれば、一つの係合部と、これに係合可能な一つの被係合部とで嵌合部を形成する態様でもよいのは勿論である。また、上記では第１係合部２８ｇを上方に、第２係合部２８ｈを下方に設定したが、上下位置関係を逆にすることも可能であるのは言うまでもない。同様に、ここでは周面部２８ｂ側に係合部を形成し、凹部１２ｅ側に被係合部を形成する場合を示すが、これらの関係は反対であってもよい。
【００４６】
図３に戻って、凹部１２ｅは上述のように天板１２ａに対して斜め方向に形成されているため、凹部１２ｅに装着される弁体２２、撥水膜体２４、押圧リング２６およびキャップ２８は、同図に示されるように、天板１２ａに対して傾斜して配設されることとなる。すなわち、これらの部材は、水平面に対して角度を有した状態（本実施形態では、約１０度）で配設されている。なお、インク貯蔵容器１００は、上面部１２を上にして正立した状態（天板１２ａが水平面と略平行となる状態）でインクジェットプリンタのキャリッジにセットされて使用されるため、弁体２２、撥水膜体２４、押圧リング２６およびキャップ２８は、インク貯蔵容器１００の使用時の姿勢において水平面に対して角度を有した状態となるように配設されている。
【００４７】
本実施形態では、空気流量制御部２０をこのように構成し、インク貯蔵容器１００の使用時に撥水膜体２４が水平面に対して角度を有した状態となるようにすることで、撥水膜体２４の内部１３側の表面にインクＭ（インク滴）が付着した場合に、インクＭが撥水膜体２４の表面に付着したまま滞留しないようにしている。すなわち、振動等の何らかの原因で撥水膜体２４の内部１３側の表面に付着したインクＭを、傾斜した表面に沿って図の左側の低い部分へ、重力の作用によって自然に流下させ、撥水膜体２４から導通口１２ｇの内側面へと移動させることによって、インクＭによる撥水膜体２４の微細孔の閉塞を解消するようにしている。
【００４８】
撥水膜体２４は、複数の微細孔を有すること等により表面に凹凸を有しているため、撥水性材料で構成した場合であってもインクＭの付着を完全に防止することは困難である。また、導通口１２ｇの内径を小さく設定した場合には、導通口１２ｇの内側面および撥水膜体２４の表面の両方に付着したインク滴が発生することがある。このようなインク滴は、導通口１２ｇの内側面および撥水膜体２４の両方から吸着されることとなるため、より強固に付着した状態となる場合がある。
【００４９】
撥水膜体２４にインクＭが付着すると、撥水膜体２４の微細孔が塞がれることにより通気性が損なわれ、インク貯蔵部１０の内外間で空気を流通させることができなくなる。すると、インク貯蔵部１０の内部１３を所定の圧力状態に維持することが困難となり、印刷品質が悪化することとなる。
【００５０】
また、インクＭが撥水膜体２４の表面に付着したまま長時間滞留すると、インクＭの溶剤（水分等）が蒸発し、染料（顔料）等が撥水膜体２４の微細孔を塞いだ状態で固着することとなる。撥水膜体２４に固着した染料等は、インクカートリッジをインクジェットプリンタから取り外し、分解して洗浄しなければ取り除くことができないが、このような洗浄は技術力や時間を必要とし、コストがかかるため、一般には行われていない。このため、撥水膜体２４に染料等が固着した場合には、内部１３に多量のインクＭが残存している場合であっても、インクカートリッジ全体を交換する必要があった。
【００５１】
従って、撥水膜体２４にインクＭが付着した場合には、これを早急に除去する必要がある。しかし、撥水膜体２４を水平面に対して平行に配設した場合、付着したインク滴に加わる重力が撥水膜体２４とインク滴の間の吸着力より大きくなければ、インク滴を除去することができない。すなわち、ある程度大きいインク滴であれば自重によって撥水膜２４から引きはがされ、自然に落下することができるが、小さいインク滴は自重によって落下することができず、撥水膜２４表面に滞留することとなる。
【００５２】
一方、本実施形態のインク貯蔵容器１００では、撥水膜体２４を水平面に対して斜めに（角度を有して）配設することにより、インク滴を撥水膜体２４の表面に沿って低い方に流下させるようにしている。このように、インク滴を撥水膜体２４の表面に沿って移動させる場合は、インク滴を撥水膜体２４の表面から引きはがすのに必要な力よりも少ない力でインク滴を移動させることができる。従って、小さいインク滴であっても、重力によって自然に、撥水膜体２４の表面に沿って導通口１２ｇの内側面に向けて移動させ、これに乗り移らせることができる。
【００５３】
導通口１２ｇの内側面に乗り移ったインク滴は、さらに内側面に沿って流下して導通口１２ｇの下側周縁に到達し、そこから下方に落下することとなる。本実施形態では、このようにして、撥水膜体２４からインク滴が除去されるようになっている。本実施形態では、導通口１２ｇの断面、および撥水膜体２４の内部１３に面した表面は、円形状に構成されているため、撥水膜体２４に付着した複数の小さなインク滴を最低部の１箇所に集中させることができる。これにより、複数のインク滴が融合して１つの大きなインク滴が生成されることとなるため、導通口１２ｇの下側周縁から容易にインク滴を落下させることができる。
【００５４】
なお、この導通口１２ｇの内側面および下側周縁部に撥水処理加工を施すようにしてもよい。撥水膜体２４から導通口１２ｇの内側面へのインク滴の乗り移りを考慮すると、この撥水処理加工において、導通口１２ｇの内側面の臨界表面張力を撥水膜体２４の表面の臨界表面張力以上の値に設定する（導通口１２ｇの内側面を撥水膜体２４表面よりも親水性に設定する）ことが望ましいが、これに限定されるものではない。すなわち、撥水膜体２４および上面部１２の素材や形状等に応じて、適宜に導通口１２ｇの内側面の臨界表面張力を設定すればよい。また、導通口１２ｇの下側周縁部の臨界表面張力を特に小さく設定し（より疎水性に設定し）、よりインク滴が落下しやすいようにしてもよい。
【００５５】
本実施形態では、このように、撥水膜体２４に付着したインクＭを自然に除去することが可能であるため、撥水膜体２４が詰まることによってインク貯蔵容器１００が使用不能となる事態を未然に防止することができる。また、インク貯蔵容器１００の運搬中や使用中におけるインクＭの撥水膜体２４への付着を許容できるため、インク貯蔵部１０内に貯蔵するインクＭの量を増加させることができる。
【００５６】
すなわち、従来は撥水膜体２４へインクＭが付着し難いようにするために、インクＭの液面を下げ、撥水膜体２４とインクＭの液面をある程度離隔させておく必要があったが、本実施形態のインク貯蔵容器１００では、インク貯蔵部１０内のインクＭの液面を従来よりも上げることが可能であるため、その分だけインクの貯蔵量を増すことができる。
【００５７】
なお、空気流量制御部２０を上面部１２の上方に突出させるようにすることで、さらにインクＭの貯蔵量を増すようにしてもよい。図７は、空気流量制御部２０を上面部１２の上方に突出させて設けた一例を示した断面図である。この例では、同図に示されるように、上面部１２の天板１２ａに先端面を水平面に対して傾斜させた凸部１２ｃを設け、この凸部１２ｃに凹部１２ｅを形成している。そして、凹部１２ｅは、凸部１２ｃの先端面に対して略直角方向に形成されているため、凹部１２ｅに装着される弁体２２、撥水膜体２４、押圧リング２６およびキャップ２８は、水平面に対して角度を有して配設されている。
【００５８】
このように、空気流量制御部２０を上方に突出させて設けることで、さらにインク貯蔵部１０内部のインクＭの液面を上げることが可能となり、インクＭの貯蔵量をさらに増すことができる。
【００５９】
また、撥水膜体２４の傾斜角度は、本実施形態において示した１０度に限定されるものではなく、撥水膜体２４の性質、形状および配置等に応じて、適宜に傾斜角度を設定することができる。すなわち、撥水膜体２４の臨界表面張力が小さい場合には水平面から１０度以下の角度に傾斜角を設定してもよいし、できるだけ早急に付着したインク滴を除去する必要があるならば、水平面から４５〜９０度の急角度に傾斜角を設定してもよい。
【００６０】
撥水膜体２４の傾斜角度を急角度にする場合に、空気流量制御部２０をインク貯蔵部１０の側面部に設けるようにしてもよい。図８は、空気流量制御部２０をインク貯蔵部１０の側面部に設けた一例を示した図である。この例では、上面部１２の図の右側部分の一部を上方に突出させ、その突出部分の側面において、空気の流通方向が水平方向となるように空気流量制御部２０を設けている。このように、空気流量制御部２０をインク貯蔵部１０の側面部に設けることで、容易に撥水膜体２４の傾斜角度を大きくすることができる。
【００６１】
また、空気流量制御部２０の構成および配置は、上記したいくつかの例に限定されるものではないことは言うまでもない。すなわち、インク貯蔵容器１００の用途、形状および周囲のスペース等に応じて、適宜に空気流量制御部２０の構成および配置を決定すればよい。
【００６２】
例えば、上述の空気流量制御部２０では、凹部１２ｅに装着される弁体２２、撥水膜体２４、押圧リング２６およびキャップ２８の全てが水平面に対して角度を有して配設されているが、撥水膜体２４のみを水平面に対して角度を有するように配設してもよい。図９は、撥水膜体２４のみを水平面に対して斜めに配設した一例を示した断面図である。
【００６３】
この例では、同図に示されるように、凹部１２ｅを天板１２ａに対して略垂直方向に形成すると共に、撥水膜体着座部１２ｈを水平面に対して傾斜させて形成している。そして、押圧リング２６の下側端面２６ｂを上側端面２６ｃに対して傾斜させることにより、撥水膜体２４を水平面に対して傾斜させた状態で、押圧リング２６と撥水膜体着座部１２ｈの間に挟持するようにしている。このように、撥水膜体２４のみを傾斜させることで、空気流量制御部２０の配置や構成に自由度を持たせることができる場合がある。
【００６４】
また、弁体２２と撥水膜体２４を別の場所に配設するようにしてもよい。図１０は、弁体２２と撥水膜体２４をそれぞれ異なる場所に配設した一例を示した断面図である。この例では、同図に示されるように、弁体２２を上面部１２の図の左側端部に配設し、撥水膜体２４を上面部１２の図の右側端部に配設している。そして、弁体２２の上方に通気孔２８ｄを設け、撥水膜体２４の下方に導通口１２ｇを設けると共に、弁体２２および撥水膜体２４を繋ぐ通気路１２ｄを上面部１２の天板１２ａの内部に形成している。
【００６５】
このように、弁体２２と撥水膜体２４を離隔させて配設することにより、仮にインクＭが撥水膜体２４を通過したような場合であっても、このインクＭが弁体２２に到達するのを確実に防止することが可能となる。これにより、弁体２２の有する空気流量制御機能をインク貯蔵容器の使用期間中にわたって維持することができる。
【００６６】
また、平板状に構成した撥水膜体２４を斜めに配設するのではなく、撥水膜体２４自体が傾斜面を有するように構成してもよい。図１１は、撥水膜体２４の一部を突出させることにより傾斜面を形成した場合の一例を示した断面図である。この例では、同図に示されるように、撥水膜体２４の一部分を図の下方に向けて突出させることにより、傾斜面２４ａを形成している。
【００６７】
このように、撥水膜体２４の一部に傾斜面を構成するようにすれば、従来の空気流制御部２０において撥水膜体２４を交換することのみによって、撥水膜体２４に付着したインクＭの除去について上記同様の効果を得ることができる。なお、この例では、導通口１２ｇの内側面と撥水膜体２４の傾斜面２４ａがスムーズに繋がるように、導通口１２ｇを形成している。
【００６８】
図１２および１３は、撥水膜体２４の一部を膨出させることにより傾斜面を形成した例を示した断面図である。図１２に示す例では、撥水膜体２４の中央部分を弁体２２側に向けて部分球面状に膨出させている。撥水膜体２４をこのような形状に構成することで、撥水膜体２４に付着したインク滴を速やかに外周側の低い部分に向けて流下させ、導通口１２ｇの内側面に移動させることができる。
【００６９】
また、図１３に示す例では、撥水膜体２４の中央部分を内部１３側に向けて円錐形状に膨出させている。撥水膜体２４をこのような形状に構成することで、撥水膜体２４に付着したインク滴を速やかに、最低部である中央の頂点に向けて流下させ、この頂点から落下させることができる。
【００７０】
このように、撥水膜体２４の傾斜面は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。また、撥水膜体２４の傾斜面にさらに凹凸形状を設けることで、付着したインク滴を流下または落下させやすくするようにしてもよい。
【００７１】
＜インク吐出部＞
図１４は、インク吐出部３０の断面図である。同図に示されるように、本体部１１の底面には、円形断面の挿通孔１５が形成されており、インク吐出部３０は、この挿通孔１５の周縁部を本体部１１の外側（図の下方）に向けて突出させた突出部３１と、突出部３１の先端に配設されるシール部材３２と、挿通孔１５内に挿通される移動弁３３と、挿通孔１５の周縁部をインク貯蔵部１０の内部１３（図の上方）に向けて突出させた移動弁支持部３４と、移動弁３３をシール部材３２に向けて付勢するコイルスプリング３５を備えている。
【００７２】
突出部３１は、周壁が２重に構成された円筒状に形成されており、先端から挿入されたシール部材３２が嵌合するように構成されている。突出部３１の内径は、挿通孔１５の内径と略同一となっている。
【００７３】
シール部材３２は、一端に底部３２ａを有し、他端が開口した略円筒状の部材であり、ゴム等の弾性材料から構成されている。底部３２ａの略中央には円形断面の吐出口３２ｂが形成されており、この吐出口３２ｂの周縁部には軸方向外側に向けて突出する環状の当接部３２ｃが形成されている。また、シール部材の外周面には、半径方向外側に向けて突出する突起部３２ｄが周方向に沿って形成されている。
【００７４】
シール部材３２の内部は、吐出口３３ｂから他端にかけて放物線状に内径が拡大するように形成されている。そして、シール部材３２の底部３２ａの反対側の端部には、半径方向外側に向けて張り出した後に当接面３２側に向けて折り返された鍔部３２ｅが設けられている。
【００７５】
シール部材３２は、底部３２ａから本体部分を突出部３１の内部に圧入すると共に、鍔部３２ｅの先端を突出部３１の２重の周壁の間に圧入することによって配設される。このとき、突起部３２ｄおよび鍔部３２ｅが弾性変形し、その復元力によって突出部３１に密着するため、シール部材３２は突出部３１に安定して固定されると共に、シール部材３２と突出部３１の隙間からインクＭが漏出しないようになっている。
【００７６】
移動弁３３は、先端側（図の下側）の大径部３３ａと、基端側（図の上側）の小径部３３ｂからなる略円柱状の部材である。大径部３３ａの外周面の軸方向中央近傍には、コイルスプリング３５の一端が当接する鍔状の受圧部３３ｃが形成されている。移動弁３３は、大径部３３ａを内部に挿入されると共に、小径部３３ｂを移動弁支持部３４内に挿入され、軸方向に移動自在な状態で配設されている。なお、大径部３３ａの外径は、挿通孔１５および突出部３１の内径よりも小さく形成されている。
【００７７】
移動弁支持部３４は、本体部１１の底面から内部１３に向けて突設された略円筒状の基端部３４ａと、基端部３４ａの先端に突設された基端部３４ａより小径の略円筒状の支持部３４ｂからなる。基端部３４ａの内径は、挿通孔１５と略同一に形成されている。また、基端部３４ａには、軸方向の略全長にわたって形成された複数のスリット３４ｃが形成されている。支持部３４ｂは、内部に挿入された移動弁３３を支持すると共に、移動弁３３が軸方向に移動するのをガイドする部分である。このため、支持部３４ｂの内径は、移動弁３３がスムーズに滑動可能な径に設定されている。移動弁支持部３４内部における基端部３４ａと支持部３４ｂの間の段差３４ｄは、コイルスプリング３５の多端が当接する部分となっている。
【００７８】
コイルスプリング３５は、移動弁支持部３４の基端部３４ａの内部において、移動弁３３の受圧部３３ｃと移動弁支持部３４の段差３４ｄの間に圧縮して配設されている。従って、コイルスプリング３５は、移動弁３３をシール部材３２に向けて常に付勢し、移動弁３３の大径部３３ａの先端がシール部材３２の当接部３３ｃに当接して吐出口３２ｂを塞いだ状態を維持するようになっている。コイルスプリング３５の付勢力は、大径部３３ａの先端がシール部材３２の当接部３３ｃを適宜に弾性変形させ、両者の隙間からインクＭが漏出することのない大きさに設定されている。
【００７９】
なお、インクジェットプリンタのキャリッジにこのインク貯蔵容器１００がセットされると、キャリッジが備える部材により、コイルスプリング３５の付勢力に抗して移動弁３３が上方へ押し上げられ、所定の負圧状態で、インクがインクジェットプリンタに供給されるようになっている。すなわち、内部１３から移動弁支持部３４の基端部３４ａのスリット３４ｃを通過して基端部３４ａおよび突出部３１の内部に進入したインクＭが、移動弁３３の先端と当接部３２ｃの隙間から吐出口３２ｂを通過して吐出される。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態に係るインク貯蔵容器１００は、インク貯蔵部１０の内部１３と弁体２２の間に配設され、インク貯蔵容器１００の使用時の姿勢において内部１３に面する表面の一部がこの表面の他の部分よりも下方に位置するように構成される撥水膜体２４を備えている。
【００８１】
このため、撥水膜体２４の内部１３側の表面に付着したインク滴を重力によって速やかに下方に流下させ、除去することができる。これにより、撥水膜体２４にインクが付着したまま滞留しないため、撥水膜体２４部分の通気性が損なわれることがなく、弁体２２によるインク貯蔵部１０の内外間の空気流量制御機能を適切に維持することができる。
【００８２】
また、撥水膜体２４は、通気性および撥水性を有しているため、撥水膜体２４の内部１３側の表面にインクＭが付着するのを防止すると共に、撥水膜体２４の表面にインクＭが付着した場合にはこのインク滴をより効率的に下方に流下させ、除去することができる。
【００８３】
また、撥水膜体２４の内部１３に面する表面を、使用時の姿勢において水平面に対して角度を有した平面状となるように構成することにより、撥水膜体２４の内部１３側の表面に付着したインク滴をいずれか一方に向けて速やかに流下させることができる。
【００８４】
また、撥水膜体２４を平板状とし、使用時の姿勢において水平面に対して角度を有するように配設する簡素な構成とすることにより、コストを削減すると共に、撥水膜体２４や弁体２２等の配置の自由度を高めることができる。
【００８５】
また、撥水膜体２４は、インク貯蔵部１０の上面部１２の天板１２ａに配設されるものであってもよいし、インク貯蔵部１０の側面部（上面部１２の側面部分または本体部１１の側面部分）に配設されるものであってもよい。
【００８６】
撥水膜体２４を上面部１２に配設すればインクＭの液面を上げることができるため、インクＭの貯蔵量を増すことができる。また、撥水膜体２４をインク貯蔵部１０の側面部に配設すれば、撥水膜体２４の傾斜面の水平面に対する角度を増加させることができるため、インクＭをより効率的に除去することができる。
【００８７】
また、弁体２２は、通常時は空気を流通させないが、インク貯蔵部１０の内圧変化に応じて外部との間で空気交換を行わせる弾性変形可能な連通多孔質な素材から構成されている。このため、弁体２２の空気流量制御によって内部１３を適正な圧力に維持することができる。
【００８８】
本発明は、このような弁体２２を採用した場合に、特に好適である。すなわち、撥水膜体２４の内部１３側の表面に付着したインク滴を速やかに除去することにより、インクＭが撥水膜体１３を通過して弁体２２に到達する可能性を低くすることができるため、連通多孔質である弁体２２の内部にインクＭが詰まって空気流量制御機能が損なわれるような事態を防止することができる。
【００８９】
以上、本発明を実施形態により詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も本発明の範囲に含まれるものである。
【００９０】
例えば、本体部１１および上面部１２の形状、空気流量制御部２０の位置または形状、ならびにインク吐出部３０の位置または形状等は、上記実施形態において示したものに限定されることはなく、その他の位置や形状を採用することができる。
【００９１】
また、撥水膜体２４は、上記実施形態において平板状のものおよび傾斜面を有するものを示したが、撥水膜体２４の形状はこれらに限定されるものではなく、例えば複数の凹凸形状を備えるものであってもよい。すなわち、撥水膜体２４の形状は、インク貯蔵部１０の内部１３に面する表面において、一部が他の部分よりも下方（インクＭの液面に近い位置）に位置しており、付着したインク滴を重力によって除去することができる形状となっていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、インク貯蔵容器、特にインクジェットプリンタ用のインクカートリッジとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係るインク貯蔵容器の構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大した要部拡大断面図である。
【図３】空気流量制御部の断面図である。
【図４】空気流量制御部が備える各部材の斜視図である。
【図５】図３のＢ部を拡大した要部拡大断面図である。
【図６】図３のＢ部を拡大した要部拡大断面図である。
【図７】空気流量制御部を上面部の上方に突出させて設けた一例を示した断面図である。
【図８】空気流量制御部をインク貯蔵部の側面部に設けた一例を示した図である。
【図９】撥水膜体のみを水平面に対して斜めに配設した一例を示した断面図である。
【図１０】弁体と撥水膜体をそれぞれ異なる場所に配設した一例を示した断面図である。
【図１１】撥水膜体の一部を突出させることにより傾斜面を形成した場合の一例を示した断面図である。
【図１２】撥水膜体の一部を膨出させることにより傾斜面を形成した一例を示した断面図である。
【図１３】撥水膜体の一部を膨出させることにより傾斜面を形成した一例を示した断面図である。
【図１４】インク吐出部の断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  インク貯蔵部
１１  本体部
１２  上面部
１３  インク貯蔵部の内部
２２  弁体
２４  撥水膜体
１００  インク貯蔵容器
Ｍ  インク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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