JP2000296621A - インクタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録装置に着脱自在に搭載可
能なプラスチック製等のインクタンク１において、タン
ク内部の収納インク９を記録装置に導出するためのイン
ク供給チューブ８が、タンク製造時の各種添加剤がイン
ク中に溶出／反応することによるインク不溶物を記録装
置に導出して印字不良を発生する要因を排除するため
の、構成が簡単で製造コストの上昇を伴わない手段を提
供する。 【解決手段】 このため、前記チューブ８を変形自在な
材料で構成し、そのインク吸入用開口部は常にタンク収
納インクの液面近傍のインク中に存在するよう構成し
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、インク等の液体を
吐出して記録を行う液体吐出記録装置に搭載されるイン
クタンクに、また特に大量のインクを消費するインクジ
ェットプリントシステムに用いられる液体吐出記録装置
に搭載されるインクタンクに関する。

【０００２】なお、本発明における「インク」とは、イ
ンクジェット記録ヘッドから吐出される液体の総称であ
り、例えば記録紙へのインクの浸透性を向上させるため
に使用される処理液等のプリント性向上液等をも含む。

【０００３】

【従来の技術】この種のインクジェット記録装置に用い
られる従来のインクタンクは、インク消費時の交換を容
易にするため、記録装置のインクタンク収納部であるイ
ンクタンクユニット対して着脱自在に構成されている。
インクタンクには、ゴム栓などで栓をされたインク供給
口が設けられ、タンクが単体で存在する場合のインク漏
れなどを防止すると共に、インクタンクユニットには、
インクタンクとの接続部に中空針等が設けられ、インク
タンクのインク供給口と接続することによりインクタン
クからのインク供給を可能としている。

【０００４】このような構成のインクタンクを、インク
ジェットに搭載させるインクタンクユニットの具体的な
構成例として、例えば特開平１−１４１７５０号公報に
記載されているように、インクタンクのインク供給口
を、インクタンクユニットに対する挿入方向前方に設
け、インクタンクをインクタンクユニットに装着する方
向と、インクタンクのインク供給口とインクジェット記
録装置のインク供給経路との接続方向とを同一の方向と
するものが知られている。

【０００５】また、例えば特開平９−７６５２５号公報
のように、鉛直方向上方からインクタンクを挿入するも
のも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】印刷デューティが高
く、比較的大量のインクを消費する大型のインクジェッ
ト記録装置において、インクタンクの交換頻度を制約す
るために、一般的にインク収納量が２００ｃｃ以上の大
容量インクタンクを使用することが多い。本出願人は、
このような大容量インクタンクの開発段階において、以
下に述べる課題が生ずることが分かった。

【０００７】この種のインクタンクを構成する一般的な
材料としてプラスチック樹脂が挙げられる。プラスチッ
ク樹脂には、樹脂の主成分以外に、安定剤、紫外線吸収
剤、酸化防止剤等の各種添加剤が多く含まれている。こ
れらプラスチック樹脂でインクタンクを形成した場合、
混入されている添加剤がインク中に溶出し、さらにイン
クと反応することでインクに不溶な不溶物を形成し、イ
ンクタンクの底部付近に沈澱し、堆積してしまう。

【０００８】これらの堆積した不溶物をインクタンク内
部に延在するチューブ等によって、インクジェット記録
装置内に導出した場合、インクジェット記録装置内のフ
ィルタが詰まり、円滑なインク供給を阻害し、印字不良
の要因となることがある。しかしながら、これらの添加
剤なしの樹脂を製造することは事実上不可能であるた
め、不溶物の発生を防ぐことも現実的には極めて困難で
ある。

【０００９】インクジェット記録装置本体内、もしくは
インクタンク内のインク経路中にフィルタを設けること
によって不溶物を除去する方法では、大量の不溶物に対
応できない、あるいはインクジェット記録装置本体内に
フィルタを設けた場合は、定期的に交換する必要がある
等の弊害が予想される。

【００１０】本発明は、以上の課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、比較的簡単な
構成で、製造コストの上昇を招くことなく、インクタン
ク内で発生した不溶物のインクジェット記録装置本体内
への侵入を防止する手段を備えたインクタンクを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、下記構成（１）〜（５）項のいずれかに
示す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。

【００１２】（１）インクジェット記録装置に着脱自在
に搭載可能なインクタンクであって、インクを収納する
ためのインク収納部と、このインク収納部に収納された
インクを前記インクジェット記録装置に導出するための
インク供給部と、このインク供給部から前記インク収納
部の内部に向かって延在するチューブと、前記インク収
納部と大気を連通するための大気連通部と、を有するイ
ンクタンクにおいて、前記チューブは変形自在な材料で
構成されており、前記チューブの前記インク供給部と接
続されていない側の開口部は、常に前記インク収納部に
収納されたインクの液面近傍のインク中に存在している
ことを特徴とするインクタンク。

【００１３】（２）前記チューブの比重は、前記インク
収納部に収納されるインクの比重よりも低いことを特徴
とする前項（１）記載のインクタンク。

【００１４】（３）前記インクタンクの前記インク収納
部の底部が、複数段を有するように形成されていること
を特徴とする前項（２）記載のインクタンク。

【００１５】（４）前記インクタンクの使用姿勢におい
て、前記インク供給部の鉛直下方向の前記インク収納部
の前記底部が、他の底部よりも高く形成されていること
を特徴とする前項（３）記載のインクタンク。

【００１６】（５）前記チューブの前記インク供給部と
接続されていない側の開口部付近に、この開口部が前記
インク収納部の底部に接触しないよう一定の厚みを有す
る部材が前記チューブと一体的に設けられていることを
特徴とする前項（１），（２）のいずれか記載のインク
タンク。

【００１７】

【作用】以上のような本発明構成により、インクタンク
底部に堆積している不溶物がタンク外へ導出することが
防止され、また不溶物を含むインクがインクタンクの外
部に導出されることがなくなると共に、全体構成が比較
的簡単なため、製造コストの上昇を招くことがない。

【００１８】

【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、それぞれ図面を参照して詳細に説
明する。

【００１９】

【実施例】まず、本発明のインクタンクを搭載可能な一
般的なインクジェット記録装置の構成及びインク供給経
路の一形態について説明する：図１は、本発明を適用可
能なインクジェット記録装置の外観斜視図であり、図２
は、図１のインクジェット記録装置に用いられるインク
補充システムの一例を示す概略説明図である。

【００２０】図１に示すように、互いに平行に配設され
た２本の主走査レール１０７には、ヘッドキャリッジ１
０４および供給キャリッジ１０５が矢印Ａ方向に摺動自
在に嵌合されている。ヘッドキャリッジ１０４には、記
録信号に基づいてインクを吐出する吐出ヘッド１０１部
が搭載されている。この吐出ヘッド部１０１は、複数色
のインクに対応して、それぞれの色毎に複数個ずつ配列
されたノズルを有している。吐出ヘッド部１０１は、こ
の吐出ヘッド部１０１を駆動するための駆動基盤と共
に、ヘッドカバー１０６で覆われている。吐出ヘッド部
１０１の駆動基盤は、フラットケーブル１１３を介し
て、記録装置全体の動きを制御する制御基板等を収納す
る基盤ボックス１１４と接続されている。

【００２１】一方、供給キャリッジ１０５には、吐出ヘ
ッド１０１にインクを供給するためのサブタンク１０３
が搭載されている。サブタンク１０３の内部は、各色の
インクに対応して複数の室に分けられており、それぞれ
の室が対応する吐出ヘッド部１０１に、樹脂製のチュー
ブで接続されている。サブタンク１０３の下方には、サ
ブタンク１０３に供給するインクを収容するインクタン
ク１０２が後述するインクタンクユニット１１２内に保
持されている。

【００２２】各インクタンク１０２ａ〜ｆは、サブタン
ク１０３よりも大きな容量を有するものであり、本例の
場合、５００〜１０００cm³ のインクを収容することが
出来る。各インクタンク１０２も各色のインクに対応
し、それぞれ樹脂製のチューブでサブタンク１０３に接
続されている。

【００２３】ヘッドキャリッジ１０４及び供給キャリッ
ジ１０５は、それぞれタイミンクベルトに結合され、主
走査モータ１０８によりタイミングベルトを回転させる
ことで、矢印Ａ方向に往復走査される。吐出ヘッド部１
０１のノズルに対向する位置には、不図示のプラテンが
設けられる。記録紙１１５の搬送は、ヘッドカート部の
一走査毎に所定のピッチで間欠的に行われ、この間に吐
出ヘッド部１０１からインクを吐出して記録が行われ
る。

【００２４】吐出ヘッド部１０１の走査領域内で、かつ
記録紙１１５への記録領域外には、吐出ヘッド部１０１
のインク吐出特性を良好に維持するためのヘッド回復系
１１０が吐出ヘッド部１０１と対向して配置されてい
る。このヘッド回復系１１０は、吐出ヘッド部１０１を
キャッピングするキャップ１１７と、吐出ヘッド部１０
１のノズル面を清浄するためのブレード１１１とを有す
る。

【００２５】本実施形態のインクジェット記録装置は、
複数色のインクを使用するものであり、インク経路も各
色毎に設けられているが、各インク経路はいずれも同じ
であるため、図２に、一色についてのインク補充経路を
示した。インクタンク２０２とサブタンク２０３とは、
メインチューブ２２６で接続される。メインチューブ２
２６のインクタンク２０２と接続される側の端には、注
射針のような中空針（不図示）が設けられ、インクタン
ク２０２のゴム栓２２８に接続している。インクタンク
２０２は、大気開放パイプ２３２を挿入することで大気
に開放されており、ゴム栓２２８に設けられたチューブ
（不図示）によってインクタンク２０２内のインクを外
部へ導出可能となっている。

【００２６】メインチューブ２２６の他端部は、サブタ
ンク２０３内に挿入されており、その先端にはサブタン
ク２０３内への異物の流入を防止するフィルタ２２５が
取り付けられている。サブタンク２０３に挿入された側
のメインチューブ２２６の先端は、（Ｅ）で示す高さよ
りも低い位置に位置している。また、メインチューブ２
２６には、インクがインクタンク２０２からサブタンク
２０３に流れる時のみ開く逆止弁２２７が設けられてお
り、これにより、サブタンク２０３からインクタンク２
０２へのインクの逆流が防止される。また、この逆止弁
２２７とサブタンクとの間には負圧発生用ポンプ２１９
が設けられている。

【００２７】サブタンク２０３内には、このサブタンク
内のインク残量を検知するために、上端から挿入された
３本の電極針ａ，ｂ，ｃで構成されるインク残量検知セ
ンサー２２３が設けられている。

【００２８】また、サブタンク２０３の上部には、大気
連通口２２４が設けられており、サブタンク２０３の底
部と吐出ヘッド部２０１とは、サブチューブ２３４によ
って接続されている。このため、サブタンク２０３から
吐出ヘッド部２０１へのインク供給は、吐出ヘッド２０
１のノズルでの毛管現象によってなされる。

【００２９】吐出ヘッド部２０１をキャッピングするキ
ャップ２１７は、吸引チューブ２２９で廃インクタンク
２２１に接続されている。吸引チューブ２２９には、吸
引ボンプ２１８が設けられており、キャップ２１７で吐
出ヘッド部２０１をキャッピングした状態で吸引ポンプ
２１８を駆動することで、吐出ヘッド部２０１内のイン
クはキャップ２１７に吸引され、吸引チューブ２２９を
介して廃インクタンク２２１に収容される。

【００３０】なお、吸引用ボンプ２１８及び負圧発生用
ポンプ２１９は、チューブポンプであり、それぞれ各ポ
ンプモータ２２２，２２０で駆動されている。

【００３１】（第１実施例）次に、本発明に係る第１実
施例のインクタンクについて説明する：図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）は、実施例のインクタンクの三面図で、
（ａ）及び（ｂ）は、それぞれインクタンク１の上面図
と側面図、（ｃ）はインクタンク１の底面図を示す。ま
た、図４は、インクタンク１の側断面図で、（ａ）はイ
ンクなしの状態、（ｂ）はインク充填時、（ｃ）はイン
ク導出後の状態をそれぞれ示す。

【００３２】図３においてインクタンク１は、剛性のあ
る筐体２内部に直接インクなどの液体を収納可能であ
り、筐体内部に大気を導入するための大気連通口３と、
筐体２内のインクを外部に導出するためのインク供給口
４とが設けられている。本第１実施例では、インクタン
ク１の材料としてポリプロピレンを選択し、ブロー成形
法で形成した。寸法精度を要求される場合は、射出成形
法により形成することも考えられる。また、用途に応じ
てはポリエチレン等の他の材料も選択できる。

【００３３】図３（ｃ）及び図４に示すように、インク
タンク１のインク供給部４の真下の底面部５は、凹形状
になっている。これを図４に示したインクタンク１の側
断面図で見ると、他の底部と比較して一段高く形成され
ていることが分かる。本第１実施例においては、底面部
５を平面として形成したが、他の底面部と比較して一段
高くなっていれば、例えば丸みをおびた形状であっても
差し支えない。

【００３４】図４（ａ）において、大気連通口３及びイ
ンク供給口４は、それぞれ突出部内のゴム栓６により密
閉されており、さらに中心部付近に穴の開いた各キャッ
プ７によって封止されている。インク供給部４には、筐
体２内に延在するインク供給用のチューブ８が設けられ
ており、インク供給４と接続された中空針等を介して外
部から吸引されることで、筐体２内に収納されたタンク
を外部に導出することができる。この時、インク供給口
４から底面までの長さｃ、インク供給口４から底面部５
までの長さｄ、チューブ８の長さｅの関係は、ｃ＞ｄ≧
ｅとなるように設定した。

【００３５】本第１実施例では、各キャップ７を射出成
形により形成し、筐体２と超音波溶着によって両者を一
体化した。

【００３６】また、本第１実施例では、チューブ８の材
料としてポリプロピレンを選択し、インクタンクの筐体
２と材料を統一した。また、チューブ８とインク供給口
４とを熱溶着によって一体化した。チューブ８とインク
筐体２の材料として選択した組み合わせによっては、両
者は超音波溶着あるいは接着等の手段によって一体化す
ることも考えられる。

【００３７】図４（ｂ）に、インクタンク１の内部にイ
ンク９を充填した時の側断面図を示す。ここで、チュー
ブ８は非常に軟らかく変形自在であり、また、インク９
と比較して比重が低いため、チューブ８全体がインク９
に浮いている状態となっている。

【００３８】この時、チューブ８のインク供給口４と反
対側の開口部は常にインク液面の近傍にあるため、イン
ク導出の過程においてインクタンク１の底部付近に堆積
している不溶物をインクタンク１の外部へ導出すること
が無い。

【００３９】図４（ｃ）に、インクを導出した後のイン
クタンク１の側断面図を示す。符号１０は、残インクを
示している。堆積した不溶物を含む残インク１０に、チ
ューブ８の開口部が触れることが無いため、インク導出
の最終段階でも不溶物を含むインクがインクタンク１の
外部に導出されることは無い。

【００４０】本第１実施例では、インクタンク内に予め
メッシュ２μｍのメンブランフィルタで濾過したインク
を充填し、インクタンク１を形成する材料中の添加剤を
溶出する環境下（高温高湿）で一定期間放置した後、イ
ンクの導出試験を行った。

【００４１】導出されたインク９、インクを導出した後
のインクタンク１内の残存したインク、それぞれをメッ
シュ２μｍのメンブランフィルタで濾過した。その結
果、導出されたインクのフィルタ上に残渣（不溶物）の
存在は認められず、インクタンク１内に残存した残イン
クのフィルタ上には２ｇ程度の残渣（不溶物）が残っ
た。

【００４２】このことから、液面近傍のインク９をイン
クタンク１から導出することで、タンク１内で発生した
不用物をタンク内に残すことが可能であることが確認さ
れた。

【００４３】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
のインクタンクについて説明する：本第２実施例では、
インクタンクの側断面図図５（ａ）に示すように、チュ
ーブ８の先端の開口部にインク９よりも比重の低いフロ
ート１１を取り付けた。チューブ８とフロート１１とを
合わせた比重と、インク９の比重のバランスによっては
符号１２で示したような錘を取り付けることも考えられ
る。その他の構成は前記第１実施例と同様である。チュ
ーブ８のインク供給口４と反対側の開口部とは、常にイ
ンク液面の近傍にあるため、インク導出の過程において
インクタンク１の底部付近に堆積している不溶物をイン
クタンク１の外部へ導出することが無い。

【００４４】図５（ｂ）に、インクを導出した後のイン
クタンク１の側断面図を示す。符号１０は残インクを示
している。堆積した不溶物を含む残インク１０にチュー
ブ８の開口部が触れることが無いよう、フロート１１
（と錘１２）の高さｆを設定しているため、インク導出
の最終段階でも、不溶物を含む残インク１０がインクタ
ンク１の外部に導出されることは無い。

【００４５】本第２実施例でも前記第１実施例同様、イ
ンクタンク内に予めメッシュ２μｍのメンブランフィル
ターで濾過したインクを充填し、インクタンクを形成す
る材料中の添加剤が溶出する環境下（高温高湿）で一定
期間放置した後、インクの導出試験を行った。

【００４６】導出されたインク、インクを導出した後の
インクタンク内に残存したインク、それぞれをメンブラ
ンフィルタで濾過した結果、導出されたインクのフィル
タ上に残渣（不溶物）の存在は認められず、インクタン
ク１内に残存したインク９のフィルタ上には前記第１実
施例と同程度の残渣（不溶物）が残った。

【００４７】（比較例）以上の第１，２実施例に対し
て、図６に比較例の側断面図を示す。本比較例では、従
来構成のように、筐体の底部近傍まで延在する直線状の
チューブ１３を使用た。チューブ１３の材料としてポリ
プロピレンを選択したが、前記第１，第２実施例と異な
り、インク９に対する浮力が働いても変形しない程度の
剛性を有するグレードとした。

【００４８】本比較例においても、前記第１，第２実施
例同様、インクタンク１内に予め、メッシュ２μｍのメ
ンブランフィルタで濾過したインク９を充填し、インク
タンク１を形成する材料中の添加剤が溶出する環境下
（高温高湿）で一定期間放置した後、インクの導出試験
を行った。

【００４９】導出されたインク、インクを導出した後の
インクタンク内に残存したインク、それぞれをメッシュ
２μｍのメンブランフィルタで濾過した。その結果、導
出されたインク、インクタンク内に残存したインクの両
方のフィルタ上に残渣（不溶物）の存在が認められ、そ
の量は合わせて２ｇ程度であった。

【００５０】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
のインクタンクについて説明する。

【００５１】本第３実施例では、図７（ａ）にインクタ
ンクの側断面図を示すように、インク供給部４の先端に
伸縮性のある蛇腹状のチューブ１４を取り付けた。その
他の構成は前記第１実施例と同様である。蛇腹状のチュ
ーブ１４は、非常に軟らかく変形自在であり、またイン
ク９と比較して比重が低いため、蛇腹状のチューブ１４
全体がインク９に浮いている状態となっている。

【００５２】蛇腹状のチューブ１４のインク供給口４と
反対側の開口部は常に液面の近傍にあるため、インク導
出の過程においてインクタンクの底部付近に堆積してい
る不溶物をインクタンクの外部へ導出することがない。

【００５３】図７（ｂ）にインクを導出した後のインク
タンク１の側断面図を示す。符号１０は残インクを示し
ている。堆積した不溶物を含む残インク１０に蛇腹状の
チューブ１４の開口部が触れることがないため、インク
導出の最終段階でも不溶物を含むインクがインクタンク
１の外部に導出されることはない。

【００５４】本第３実施例でも、前記第１実施例同様、
インクタンク内にあらかじめメッシュ２μｍのメンブラ
ンフィルタでろ過したインクを充填し、インクタンクを
形成する材料中の添加剤が溶出する環境下（高温高湿）
で一定期間放置した後、インクの導出試験を行った。

【００５５】導出されたインク、インクを導出した後の
インクタンク内に残存したインク、それぞれをメンブラ
ンフィルタでろ過した結果、導出されたインクのフィル
タ上に残渣（不溶物）の存在は認められず、インクタン
ク内に残存したインクのフィルタ上には前記第１実施例
と同程度の残渣（不溶物）が残った。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクタ
ンクによれば、インクタンク内部に延在するインク供給
用チューブをインクに浮かせることによって、チューブ
の開口部は常に液面の近傍にあるため、インクタンクの
底部付近に沈み、堆積している不溶物をインクタンクの
外へ導出することを防止することができる。

【００５７】あるいは、また、インク導出の最終段階に
おいてチューブの開口部が堆積した不溶物を含むインク
に触れることが無いように、インクタンクの一部を底上
げする、もしくはチューブの先端にフロートを設けてい
るため、不溶物を含むインクがインクタンクの外部に導
出されることがなくなる。また、全体の構成が比較的簡
単なため、製造コストの上昇を招くことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用可能なインクジェット記録装置
の一例の外観斜視図

【図２】 図１のインクジェット記録装置に用いられる
インク補充システムの一例の概略説明図

【図３】 第１実施例のインクタンクの三面図、（ａ）
上面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図

【図４】 第１実施例のインクタンクの側断面図、
（ａ）インクなし状態、（ｂ）インク充填時、（ｃ）イ
ンク導出後

【図５】 第２実施例のインクタンクの側断面図、
（ａ）インク充填時、（ｂ）インク導出後

【図６】 比較例のインク充填時のインクタンクの側断
面図

【図７】 第３実施例のインクタンクの側断面図、
（ａ）インク充填時、（ｂ）インク導出後

【符号の説明】

１ インクタンク ２ 筐体 ３ 大気連通口 ４ インク供給口 ５ 底面部 ６ ゴム栓 ７ キャップ ８ チューブ ９ インク １０ 残インク １１ フロート １２ 錘 １３ チューブ（比較例） １４ 蛇腹状チューブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録装置に着脱自在に搭
   載可能なインクタンクであって、 インクを収納するためのインク収納部と、 このインク収納部に収納されたインクを前記インクジェ
   ット記録装置に導出するためのインク供給部と、 このインク供給部から前記インク収納部の内部に向かっ
   て延在するチューブと、 前記インク収納部と大気を連通するための大気連通部
   と、 を有するインクタンクにおいて、 前記チューブは変形自在な材料で構成されており、前記
   チューブの前記インク供給部と接続されていない側の開
   口部は、常に前記インク収納部に収納されたインクの液
   面近傍のインク中に存在していることを特徴とするイン
   クタンク。
2. 【請求項２】 前記チューブの比重は、前記インク収納
   部に収納されるインクの比重よりも低いことを特徴とす
   る請求項１記載のインクタンク。
3. 【請求項３】 前記インクタンクの前記インク収納部の
   底部が、複数段を有するように形成されていることを特
   徴とする請求項２記載のインクタンク。
4. 【請求項４】 前記インクタンクの使用姿勢において、
   前記インク供給部の鉛直下方向の前記インク収納部の前
   記底部が、他の底部よりも高く形成されていることを特
   徴とする請求項３記載のインクタンク。
5. 【請求項５】 前記チューブの前記インク供給部と接続
   されていない側の開口部付近に、この開口部が前記イン
   ク収納部の底部に接触しないよう一定の厚みを有する部
   材が前記チューブと一体的に設けられていることを特徴
   とする請求項１，２のいずれか記載のインクタンク。