JP2003034039A

JP2003034039A - インクタンク

Info

Publication number: JP2003034039A
Application number: JP2001222977A
Authority: JP
Inventors: Kenta Udagawa; 健太宇田川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの沈降が生じても、濃度差の少ないイ
ンクを供給する。【解決手段】容器１０１の、収納室１１４内にはイン
ク１０６を含浸保持可能な吸収体１０２が収納されてお
り、重力方向ｇに略平行な方向を主面とする側面１１０
には、吸収体１０２からインク１０６を外部に導出する
インク導出部１０９が形成されている。インク導出部１
０９には不図示の記録ヘッドに連通部１１３を介して接
続されている流路１０４が設けられている。底面１１１
から連通部１１３までの高さｈ₁は、吸収体１０２の高
さｈ₂の３０〜７０％の範囲内にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクの着色に顔
料系の材料を用いた、インクを吐出して記録を行うイン
クジェット記録装置に使用される、インクを吸収体に含
浸させたインクタンクに関する。なお、本明細書におけ
る「重力方向」とは、本発明のインクタンクが長期間放
置された状態における下方、すなわち、顔料が沈降する
方向を指すものとする。

【０００２】また、以下の説明に用いる図中において顔
料の濃度の濃淡を模式的に示しているが、段階的に濃度
が変化しているものではないことは言うまでもない。

【０００３】

【従来の技術】プリント装置、特にインクジェット方式
のプリント装置においてはインクの発色性や耐光性の向
上が重要なテーマとなっている。特にブラックインクは
普通紙に文字を記録したときの光学濃度（ＯＤ:Ｏｐｔ
ｉｃａｌＤｅｎｓｉｔｙ）を左右するため、より濃い
黒色のインクが望まれている。従来の着色剤として染料
を使用したインクは染料の特性からＯＤの向上は難し
く、耐水性や耐光性についても十分なインクを提供する
には至っていなかった。

【０００４】上述の課題を解決するために、記録媒体に
インク受容層を設けた専用紙を使用することもできるが
紙のコストがかさむため、低コストな普通紙での高画質
化が求められていた。

【０００５】また、インク処理剤をインクが吐出される
位置と同位置に吐出するなどの手段をとることで紙面上
でのインク濃度を向上させて高画質を達成させる方法も
あるが、プリント装置自体が大型化し、処理剤のコスト
が余計にかかるなど、特殊な用途に限られていた。

【０００６】このため、文章などの出力を主体とするプ
リント装置においては、ＯＤを向上させることが比較的
容易であり、また耐水性についても染料に比べて高い顔
料を、黒色インクとして用いる場合が増えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、着色剤
に顔料を使用したインクでは、顔料が染料に比べてその
分子量が大きいことにより、インク内で顔料が重力に従
って沈降する現象が発生してしまうことが判ってきた。
顔料が沈降することによりインクタンク内で、下方ほど
インクの濃度が高く、上方ほどインクの濃度が薄くなる
といった濃度勾配を生じ、安定した記録特性を維持する
ことが困難となる場合がある。このような顔料の沈降現
象は長期間同一方向に放置されたときのみ発生するが、
インクを攪拌することでインクの再均一化を図ることが
できる。

【０００８】図４に示すように、インク４０１を吸収体
などに含浸させずに容器内に直接収容し、板バネ４０２
などで負圧を付加するインクタンクや、あるいは図５に
示すように、収容する大部分のインク５０１を容器内に
直接収容し、負圧を発生する目的の部分のみ吸収体５０
２に含浸させる半生インクタンクでは、記録装置のキャ
リッジ上に搭載されるインクタンクであれば記録動作で
の揺動によって、容易に攪拌することができるため、顔
料の沈降現象は大きな問題となっていなかった。また、
キャリッジ外に搭載されるインクを直接収容するインク
タンクは動力を用いることで容易にインクを攪拌するこ
とができる。

【０００９】一方、インクタンクの小型化や低コスト化
から、図６に示すような、インクを含浸させた吸収体６
０１のみを収容するインクタンクの需要もある。この場
合、顔料が沈降すると通常重力方向下方の底面に設けら
れたインク導出部には顔料濃度の高いインク６０２が集
中し、記録ヘッドはインク消費の初期には濃度の高いイ
ンクを吐出することとなり、インク消費の後半は濃度の
低いインク６０３を吐出することとなる。吐出インク濃
度の安定化のため顔料の沈降を抑制する必要があるが、
長期間放置された場合に顔料の沈降を抑制するのは難し
く、吸収体に含浸された濃度勾配のできたインクの再均
一化も難しいため、このような形態のインクタンクでは
沈降が起こりやすい顔料の採用が難しかった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクタンクは、インクジェット記録装置に用
いられる、インクを含浸させた吸収体を吸収体収納室に
収納したインクタンクにおいて、前記吸収体収納室の、
重力方向に概ね平行な方向に形成されている側面に、前
記吸収体からインクを外部に導出する導出部が設けられ
ていることを特徴とする。

【００１１】上述の通り構成された本発明のインクタン
クは、長期間放置されたことによって、吸収体の下方の
濃度が高く、上方の濃度が低いといった濃度勾配が生じ
たとしても、インクの濃度が高くなってしまった吸収体
収納室の下方から順にインクを外部に導出するのではな
く、側面側から高濃度のインクと低濃度のインクを同時
にまんべんなく外部に導出できる。すなわち、本発明の
インクタンクは、濃度差の少ないインクを外部に供給す
ることができる。

【００１２】また、本発明のインクタンクは、吸収体収
納室内の底面から導出部の中心まで高さが、吸収体の高
さの３０〜７０％以内であるものであってもよい。

【００１３】また、本発明のインクタンクは、各吸収体
収納室が、重力方向と交差する方向に形成されている少
なくとも１枚の隔壁により仕切られているものであって
もよい。このように、吸収体収納室が重力方向と交差す
る方向の隔壁により仕切られていることで、隔壁に仕切
られていない吸収体収納室内の高さに比べて、低い高さ
の吸収体収納室が複数形成されることとなる。すなわ
ち、吸収体収納室の高さが低くなることで、インクの濃
度差を小さくすることができるので、外部に濃度差の少
ないインクを供給するのに好適となる。

【００１４】また、本発明のインクタンクは、インクタ
ンクの導出部の中心を基準とした高さを

【００１５】

【外４】

【００１６】、吸収体内の毛管力を

【００１７】

【外５】

【００１８】、

【００１９】

【外６】

【００２０】方向のマージンをαとしたとき、

【００２１】

【数３】

【００２２】および

【００２３】

【数４】

【００２４】の関係が成り立つものであってもよい。こ
の場合、吸収体の上方の顔料濃度の低いインクおよび下
方の顔料濃度の高いインクがほぼ均一に導出部に吸われ
ることとなる。

【００２５】また、本発明のインクタンクは、インクの
吐出を行う記録ヘッドと一体的に構成されているもので
あってもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。（第１の実施形態）図１に本実施形態のインクタンクの
要部の構成を示す概略的な断面図を示す。図１（ａ）
は、インクを保持していない状態のインクタンクの構造
を示すための断面図であり、図１（ｂ）は、インク注入
直後の顔料の分布状態を示す断面図であり、図１（ｃ）
は、インク注入後、長時間放置後の顔料の分布状態を示
す断面図である。

【００２７】本実施形態のインクタンク１２０におい
て、容器１０１の、収納室１１４内には、インク１０６
を含浸保持可能な吸収体１０２が収納されており、重力
方向ｇに概ね平行な方向を主面とする側面１１０には、
吸収体１０２からインク１０６を外部に導出するインク
導出部１０９が形成され、このインク導出部１０９には
不図示の記録ヘッドに連通部１１３を介して接続されて
いる流路１０４が設けられている。また、容器１０１の
上面１１２には、インク１０６の消費に伴って大気が導
入できる大気連通孔１０５が形成されている。

【００２８】インク導出部１０９は、フィルタ１１３の
接する上部１０９ａおよび下部１０９ｂ側から連通部１
１３に向かって窄まる形状をしている。すなわち、図１
（ｂ）に示す吸収体１０２に含浸されたインク１０６の
顔料濃度が全体に均一な状態から、図１（ｃ）に示すよ
うに、インクタンク１２０が底面１１１を下側にして長
期間放置されることで分子量の大きな顔料が沈降し、イ
ンク１０６に濃度勾配を生じた場合においても、顔料濃
度の高いインク１０７から顔料濃度の低いインク１０８
までむらなく外部に導出できる形状となっている。ま
た、連通部１１３を顔料濃度勾配の中央部付近とするこ
とで、さらに顔料濃度の偏りの少ないインク供給を可能
とするため、底面１１１から連通部１１３までの高さｈ
₁は、濃度勾配の中心付近、すなわち、吸収体１０２の
高さｈ₂の３０〜７０％とすることが好ましい。

【００２９】フィルタ１０３はインク１０６の使い残り
量を考慮すると、なるべく吸収体１０２の側面に近い面
積であるほうが好ましい。

【００３０】また、吸収体１０２の高さが高い場合、吸
収体１０２内の顔料濃度の上下差が大きくなるため、高
さ寸法は低いほうが望ましい。

【００３１】以上説明したように本実施形態のインクタ
ンク１２０によれば、顔料濃度の高いインク１０７から
顔料濃度の低いインク１０８までむらなく外部に導出で
きる形状のインク導出部１０９を側面１１０に設けるこ
とで、顔料が沈降してインク１０６に濃度勾配を生じた
場合においても、顔料濃度の偏りの少ないインク供給が
可能となる。（第２の実施形態）図２に本実施形態のインクタンクの
要部の構成を示す概略的な断面図を示す。図２（ａ）
は、インクを保持していない状態のインクタンクの構造
を示すための断面図であり、図２（ｂ）は、インク注入
直後の顔料の分布状態を示す断面図であり、図２（ｃ）
は、インク注入後、長時間放置後の顔料の分布状態を示
す断面図である。

【００３２】図２に示すように、本実施形態のインクタ
ンク２２０の容器２０１は、内部が、底面２１１に略平
行な２枚の隔壁２１５により、収納室２１４が３分割さ
れることで、底面２１１から上面２１２までの高さｈ₃
に対して、各収納室２１４の高さｈ₄が低い構造となっ
ている。すなわち、インクタンク２２０は、上下方向に
分割、換言すれば、重力方向ｇに交差する方向に隔壁２
１５を並設して収納室２１４内を分割することで、底面
２１１側を下にして長時間放置されて顔料が沈降しイン
ク２０６に濃度勾配を生じた場合においても、顔料濃度
の高いインク２０７と顔料濃度の低いインク２０８との
濃度差を小さくするように構成されている。

【００３３】また、インクタンク２２０は、大気連通口
２０５が分割された各収納室２１４に対応するよう第２
の側面２１０ｂにそれぞれ形成され、インク導出部２０
９およびフィルタ２０３も、各収納室２１４に対応する
よう個別に設けられている。これら各インク導出部２０
９に連通する連通部２１３は１本の流路２０４へと集合
している。

【００３４】なお、上述した構成以外は、第１の実施形
態で説明したインクタンク１２０の構成と基本的に同様
であるため、詳細の説明は省略する。

【００３５】本実施形態のインクタンク２２０の場合、
インク２０６の収納量を増やすため、あるいは、インク
２０６の収納量を変えずにインクタンク２２０の幅を短
くするため、インクタンク２２０の高さを高くした場合
においても、隔壁２１５により収納室２１４を上下方向
に分割することで顔料濃度の上下差を抑え、顔料濃度の
偏りの少ないインク供給が可能となる。また、本実施形
態のインクタンク２２０の場合、各収納室２１４が容器
２０１に対して小さくなることで、フィルタ２０３も小
さい。フィルタ面積が小さい場合、取り付け時の平行度
や凹み防止の支えを考慮する必要性が減るため、フィル
タ２０３の取り付けが容易となり、インクタンク２２０
の組み立て性を向上させることもできる。

【００３６】なお、本実施形態は収納室２１４が３分割
されたインクタンク２２０を一例として示したが、これ
に限定されるものでなく、２分割、あるいは４分割以上
であってもよい。（第３の実施形態）図３に本実施形態のインクタンクの
要部の構成を示す概略的な断面図を示す。図３（ａ）
は、インクを保持していない状態のインクタンクの構造
を示すための断面図であり、図３（ｂ）は、インク注入
直後の顔料の分布状態を示す断面図であり、図３（ｃ）
は、インク注入後、長時間放置後の顔料の分布状態を示
す断面図である。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）にお
けるＡ−Ａ線での断面図である。

【００３７】本実施形態のインクタンク３２０は、上面
３１２および底面３１１のそれぞれに大気連通孔３０５
が形成されている。

【００３８】また、本実施形態のインクタンク３２０
は、吸収体３０６の毛管力はフィルタ３０３に向かって
強くなるように圧縮されており、連通部３１３の中心、
すなわち、インク導出部３０９の中心を基準とした吸収
体３０２内の高さを

【００３９】

【外７】

【００４０】、吸収体内の毛管力を

【００４１】

【外８】

【００４２】、

【００４３】

【外９】

【００４４】方向のマージンをαとしたとき、

【００４５】

【数５】

【００４６】の関係が成り立つようになっている。ま
た、

【００４７】

【数６】

【００４８】であればフィルタ３０３を中心に上方の顔
料濃度の低いインク３０８および下方の顔料濃度の高い
インク３０７が均一に吸われるようになる。

【００４９】以上の構成により本実施形態のインクタン
ク３２０は、（１）式および（２）式を満たすように構
成されることで、顔料が沈降してインク３０６に濃度勾
配を生じた場合においても、顔料濃度の偏りの少ないイ
ンク供給が可能となる。

【００５０】さらに、吸収体３０２の毛管力を調整する
ことで、フィルタ３０３を小型化することができ、イン
クタンク３２０の組み立て性を向上させることもでき
る。

【００５１】なお、上述した各実施形態は、どのように
組み合わせて用いるものであってもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長時間の放置により顔料の沈降が起きてしまうインクで
も吸収体のみを内装する構造が単純なインクタンクを用
いて濃度差の少ないインクの供給が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態のインクタンクの要部
を示す断面図である。

【図２】本発明の第二の実施形態のインクタンクの要部
を示す断面図である。

【図３】本発明の第三の実施形態のインクタンクの要部
を示す断面図である。

【図４】従来のインクを直接内包するインクタンク一例
の断面図である。

【図５】従来の半生インクタンクの一例の断面図であ
る。

【図６】従来の吸収体のみを内装するインクタンクの一
例における、長期放置後の顔料の分布状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１容器１０２、２０２、３０２吸収体１０３、２０３、３０３フィルタ１０４、２０４、３０４流路１０５、２０５、３０５大気連通孔１０６、２０６、３０６インク１０７、２０７、３０７顔料濃度の高いインク１０８、２０８、３０８顔料濃度の低いインク１０９、２０９、３０９インク導出部１０９ａ上部１０９ｂ下部１１０側面１１１、２１１、３１１底面１１２、３１２上面１１３、２１３、３１３連通部１１４、２１４収納室２１０ａ第１の側面２１０ｂ第２の側面２１５隔壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェット記録装置に用いられる、
インクを含浸させた吸収体を吸収体収納室に収納したイ
ンクタンクにおいて、前記吸収体収納室の、重力方向に概ね平行な方向に形成
されている側面に、前記吸収体からインクを外部に導出
する導出部がすくなくとも一つ設けられていることを特
徴とするインクタンク。
【請求項２】前記吸収体収納室内の底面から前記導出
部の中心まで高さが、前記吸収体の高さの３０〜７０％
以内である請求項１に記載のインクタンク。
【請求項３】前記吸収体収納室が、重力方向と交差す
る方向に形成されている少なくとも１枚の隔壁により仕
切られている請求項１または２に記載のインクタンク。
【請求項４】前記インクタンクの前記導出部の中心を
基準とした高さを【外１】、前記吸収体内の毛管力を【外２】、前記【外３】方向のマージンをαとしたとき、【数１】および【数２】の関係が成り立つ請求項１ないし３のいずれか１項に記
載のインクタンク。
【請求項５】インクの吐出を行う記録ヘッドと一体的
に構成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記
載のインクタンク。