JP2000246915A - インクジェットプリンタ用インクタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルまたはピエゾ方式等のインクジェッ
トプリンタのインクジェットヘッドにインクを供給／保
持するための例えばウレタン吸収体またはポリプロピレ
ン吸収体等の多孔質体２を主に用いたインクタンク１の
残量検知を安価な構成によって行い、また、インク残量
の確認が容易なインクタンク１を供給する。 【解決手段】 このため、インクタンク内の多孔質体Ｉ
／II ２／３の２つ以上に分割し、各多孔質体の圧縮率
を異ならせ、インクジェットヘッド供給口６近傍の多孔
質体Ｉ２の圧縮率を高くすると共に、インクタンク１を
自然色のポリプロピレン等を用いて内部を可視可能に構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー発生素
子によりインクを加熱し、沸騰による圧力によりインク
を吐出する、いわゆるサーマルインクジェット方式と、
圧電素子の体積変化によってインクを吐出する、いわゆ
るピエゾインクジェット方式に代表されるインクジェッ
ト記録に関するものであり、これらインクジェット記録
装置に用いられるインクジェットヘッド用のインクを保
持し、印字部へ供給するためのインクタンクに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種のインクジェット記録方式は、記
録に際し、記録ヘッド（印字部）に設けられた微細なイ
ンク吐出口より、前述の手段によってインクを飛翔さ
せ、そのインク滴を記録紙面上に着弾させることで所望
の記録を行うものである。

【０００３】上記のインクジェット記録を行う印字部に
対して、インクを保持、供給するための装置がインクタ
ンクであり、その構成は、現在下記の４種類の方式に大
別できる。以下にそれぞれの方式に関して概要を説明す
る。この種のインクジェットプリンタの各種インクタン
クの各要部断面図を図４ないし図７に示す。

【０００４】図４に示す第１の方式は、インクタンクケ
ース４１内にウレタンもしくはポリプロピレンの多孔質
体４２を挿入し、多孔質体４２の毛細力によりインクを
保持し所定の負圧を発生している。なお、図中、４３は
圧接部材、４４は大気連通口、４５はインク供給口を示
す。

【０００５】加えて、インク残量の検知は以下に記述す
る方式で行われる。

【０００６】すなわち、インクジェットヘッドのインク
吐出数をカウントすることによりインクの消費量を計算
する方式及び多孔質体に電極を接触させ、インクを含ん
だ多孔室内の電流抵抗値の変位によって残量を検知する
方式。以上の方式を用いてユーザにインクエンドの告知
を行っている。

【０００７】図５に示す第２の方式は、インクタンクケ
ース５１内を、インクの直液室５２と前記多孔質体を挿
入した室５３に２分割し、直液室５２と多孔質体室５３
とを連通し、その連通部５４の多孔質体の表面張力によ
って負圧を発生し、インクを保持している。インクジェ
ットヘッド部へのインク供給は、多孔質体室５３から行
われる。図中、５５は大気連通口、５６は圧接部材、５
７はインク供給口を示す。

【０００８】インク残量の検知は、直液部のインクが可
視化されているため、非常に容易でありユーザの目視に
より確認が可能である。当然、先述の方式を用いてユー
ザにより正確に告知することが可能である。

【０００９】図６に示す第３の方式は、インクタンクケ
ース６１内にインク袋６２とこのインク袋６２と連動す
るばね部材６３により構成され、図中に示すばね部材６
３の矢印方向の作用によりインクを保持し、負圧を発生
している。インク残量検知に関していはインク吐出数の
カウントが行われている。なお、図中、６４はインク供
給口を示す。

【００１０】図７に示す第４の方式は、先述の３方式と
は異なり、インクジェットヘッド部よりインクタンク場
が低い位置に構成される場合においてのみ有効である。
その構成は、インクタンクケース７１内に直接インクを
貯蔵するか、もしくは袋部材７４等を用いても良い。

【００１１】図７の方式は、インクジェットヘッド部と
インクタンク部の水頭差ｈによって負圧を発生してい
る。インク残量の検知に関しては、インクドットのカウ
ントが行われている。図中、７２はインク直液質、７３
はインク供給口、７５はインクジェットヘッドを示す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、インク
ジェットヘッド用のインクタンク方式は、インクジェッ
トヘッドインクを供給し、かつ不意の予期しないインク
の垂れ、漏れ等を発生させない信頼性を維持している。
しかしながら先述のように、インク残量の検知に関して
は様々な方式が用いられ、特に、図４のように、多孔質
体４２のみを用いたインクタンク４１においては、多孔
質体４２中に電極として配設される金属ピンやインクド
ット数のカウントに用いるメモリ、回路等によってコス
トアップを招いている。

【００１３】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、図４のように多孔質体４２のみ
を用いたインクタンク４１の構成を検討し、多孔質体４
２を主に用いたインクタンクのインク残量検知を安価な
構成によって行い、また、インク残量の確認が容易なイ
ンクタンクを提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、以下の（１）〜（４）項のいずれかに示すインク
ジェットプリンタのインクタンクを提供することにより
前記目的を達成しようとするものである。

【００１５】（１）ウレタン吸収体、またはポリプロピ
レン吸収体を用い、所定の圧縮率でインクタンクケース
内に構成されることにより、表面張力によってインクを
保持するインクジェット用インクタンクであって、前記
インクタンク内において、前記各吸収体の圧縮率が相異
することを特徴とするインクジェットプリンタ用インク
タンク。

【００１６】（２）前記インクタンクケース内に収めら
れる吸収体が、２つ以上に分割されていることを特徴と
する前項（１）記載のインクジェットプリンタ用インク
タンク。

【００１７】（３）前記インクタンクケース内に収めら
れる吸収体が、密度勾配を有することを特徴とする前項
（１）記載のインクジェットプリンタ用インクタンク。

【００１８】（４）前記インクタンクケースを、可視性
に優れた材料によって形成することを特徴とする前項
（１）記載のインクジェットプリンタ用インクタンク。

【００１９】

【作用】以上のような本発明構成により、インクタンク
ケース内に多孔質体によるインク吸収体を配設し、その
多孔室体の孔によって発生する表面張力、毛管力を用い
てインク保持し、また、それらによって所定の供給圧を
発生するよう構成し、またインクタンク内の多孔質体を
２つ以上に分割し、各々の多孔室体の圧縮率、すなわち
単位面積当たりにおける孔の数を異ならせ、インクジェ
ットヘッド供給口近傍の多孔室体の圧縮率を高く配設す
ることにより、あるいはまた、インクタンク内の多孔質
体に圧縮勾配を持たせ、その勾配はインクジェットヘッ
ド供給口近傍へ近接するに従って、圧縮率が高くなる構
成としたため、多孔質内のインク消費に差を生じさせ、
さらにまた、インクタンクを可視構成としたため、簡単
かつ安価にインクの残量を検知し得る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、複
数の実施例に基づき、図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】

【実施例】（第１実施例）図１は、本発明にかかる第１
の実施例のインクタンクの外観斜視図（ａ）の要部断面
模式図を示す。

【００２２】本発明第１実施例のインクタンクは、図１
に示す以下の部品によって構成されている。なお、後述
する第２，第３実施例を示す図２，３においても基本的
に同様である。

【００２３】同図において、１は、樹脂成形によって形
成されるインクタンクケース、２は、多孔質体の孔数が
少ない多孔質体Ｉ、３は、多孔質体の孔数が多い多孔質
体II、４は、インクジェットヘッドのインク供給口６に
圧接する圧接部材（圧接体）、５は、消費されたインク
の体積補完を行うための大気連通口、６は、インクジェ
ットヘッドと連通するインク供給口である。

【００２４】インクタンクケース１は、樹脂材料を用い
た成形部材であり、その材質はポリプロピレンであり、
ポリプロピレン（以下、“ＰＰ”と表記する）の自然色
を用いることにより、インクタンク１内の可視化を可能
としている。多孔質体Ｉ２及びII３は互いに圧接してい
る、圧接している各多孔質体Ｉ，IIは、インクタンクケ
ース１内部に配設された複数のリブ１ａによってインク
供給口６方向へ押圧されており、各々の多孔質体２，３
の圧接と、多孔質体と圧接部材４の圧接、及び圧接部材
４とインク供給口６と圧接を確実なものとしている。図
１，２中には、圧接部材４を配設した構成となっている
が、直接各多孔質体２，３をインク供給口６に圧接する
構成でも良い。

【００２５】多孔質体Ｉ２は、多孔質体II３より圧縮率
を高く構成する。その手法としては、各多孔質体２，３
の製造時に所望の圧縮率で形成しても良いし、インクタ
ンクケース１内に挿入することにより、所望の圧縮率と
しても良い。ここで記述する圧縮率とは、それぞれ多孔
質内における単位面積当たりの孔数の大小を意味するも
のである。

【００２６】次に、各多孔質体にインクを保持し、所定
のインク供給圧の発生原理を併せて説明する。インクジ
ェットヘッドがインクを吐出し印字を行うことで、イン
クの供給が必要となり、インク供給口６からインクがイ
ンクジェットヘッド側への流れを発生する。インク供給
口６へインクタンク１内からインクが流れる際に、各多
孔質体３，４内の各孔によって発生している表面張力が
抵抗として作用する。この表面張力の一般式は、次式で
表現される： γ＝ρｇｒｈ／２Ｃｏｓθ ここに、 γ：表面張力、ｇ：重力加速度、ｒ：孔の半径、θ：液
体の接触角、ｈ：模式管内液柱高さ つまり、単位面積当たりの孔が多ければその多孔質体内
において、インクは移動し難くなるわけである。よっ
て、単位面積当たりの孔の数（圧縮率）が異なった場
合、単位面積当たりの孔の数が少ない多孔質体が保持す
るインクが先に移動を開始し、先に圧縮率の低い多孔質
体からインクが消費されるのである。これは、インク供
給口６側に圧縮率の高い多孔質体Ｉ２を配設する理由で
もある。

【００２７】また、インク保持に関しても、これらの孔
の表面張力（メニスカス力）によってなされている。

【００２８】ウレタン、ＰＰの自然色は乳白色もしくは
白であり、インクに含まれる染料によって着色されたと
しても、インクを含む部分とインクが消費された部分と
の視認は容易である。図１中に斜線部で示す多孔質体II
３は、×マークで示す多孔質体Ｉ２より先にインクが消
費され、面多孔質体の色差によってインク残量を視認す
ることが可能となるのである。

【００２９】各多孔質体のタンク１内におけるサイズに
よって、残量検知のレベルを変更することは容易であ
る。また、２つ以上の圧縮密度の異なる多孔質体を用い
ることで、多段階の残量検知が可能である。その場合に
おいても、供給口６に近接するに従って圧縮率は高くな
る構成とする。

【００３０】（第２実施例）図２に、インクタンク１内
の多孔質体を、多孔質体Ｉ２のみの一種類とした場合の
第２の実施例の要部断面模式図である。前記第１実施例
におけるインクタンクと多孔質体II３を有しない点以外
は構成部品は同一であり、先述のインク供給基本原理に
より、インク供給子口側の多孔質体Ｉ２の圧縮率が高い
構成も同一であるが、より高勾配で以下の構成を取るも
のである。

【００３１】インクタンク１内の多孔質体Ｉ２は単一体
で構成し、その圧縮密度勾配をインク供給口６側で高く
することにより、前記第１実施例と同様の効果を得るこ
とが可能である。

【００３２】（第３実施例）さらにまた、図３は前記第
１実施例図１における多孔質隊Ｉ／II ２／３の配置
を、上下層でなく図示の如く左右層に形成した第３の実
施例を示すものであり、前記第１実施例におけると同様
の効果が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクタンク内の多孔質体を分割し、異なる圧縮率とす
ること、若しくは、単一の多孔質体に圧縮率勾配を持た
せることにより、多孔質内のインク消費に差異を生じさ
せると共に、また、インクタンクケースを可視性に優れ
た構成とすることにより、単純な構成で安価にインク残
量の検知を行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例のインクタンク（ａ）の外観斜視
図の要部断面模式図

【図２】 第２実施例の要部断面模式図

【図３】 第３実施例の要部断面模式図

【図４】 従来の多孔質体のみを用いたインクタンクの
要部断面模式図

【図５】 従来の多孔室と直液室とにより構成されるイ
ンクタンク断面図

【図６】 従来のインク袋とばねを用いたインクタンク
の断面模式図

【図７】 従来の水頭差によって負圧を発生するインク
タンクの要部断面模式図

【符号の説明】

１ インクタンクケース ２ 多孔質体Ｉ ３ 多孔質体II ４ 圧接部材 ５ 大気連通口 ６ 供給口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウレタン吸収体、またはポリプロピレン
   吸収体を用い、所定の圧縮率でインクタンクケース内に
   構成されることにより、表面張力によってインクを保持
   するインクジェット用インクタンクであって、 前記インクタンク内において、前記各吸収体の圧縮率が
   相異することを特徴とするインクジェットプリンタ用イ
   ンクタンク。
2. 【請求項２】 前記インクタンクケース内に収められる
   吸収体が、２つ以上に分割されていることを特徴とする
   請求項１記載のインクジェットプリンタ用インクタン
   ク。
3. 【請求項３】 前記インクタンクケース内に収められる
   吸収体が、密度勾配を有することを特徴とする請求項１
   記載のインクジェットプリンタ用インクタンク。
4. 【請求項４】 前記インクタンクケースを、可視性に優
   れた材料によって形成することを特徴とする請求項１記
   載のインクジェットプリンタ用インクタンク。