JP2003127414A

JP2003127414A - インク供給装置及びプリンタヘッド

Info

Publication number: JP2003127414A
Application number: JP2001322362A
Authority: JP
Inventors: Takeo Eguchi; 武夫江口; Shinichi Horii; 伸一堀井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】インク収容量が大きく、構造が簡素であり、
かつインク漏れがなく安定してインクを保持し、さら
に、メニスカス位置の急激な変動を防止する。【解決手段】インク収容部２０と、インク収容部２０
内のインクが流下可能にインク収容部２０と連結された
インク室５１と、インク収容部２０とインク室５１との
間を開閉するためのものであって、両者間を閉塞するよ
うに付勢されるとともに、インク室５１からインクが供
給されたときに発生するインク室５１内の圧力の低下に
よってインク収容部２０とインク室５１との間を開放す
る弁５２と、インク収容部２０からインク室５１にイン
クが送られたときのインク量の減少分の空気を内部に取
り込む外気連通孔４２ａと、インク送出部５４からイン
クが送り出された時から、弁５２による開閉が行われる
までの、インク室５１内の圧力変動を緩やかにするよう
に制御する圧力変動調整手段５５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク収容部から
所定量のインクを外部に送出するためのインク供給装置
と、このインク供給装置を適用したプリンタヘッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリンタヘッドに用いられるイン
ク供給装置としては、例えば以下のものが知られてい
る。図１７は、従来のこの種のインク供給装置の第１例
を示す図である。図１７において、インク収容部１０１
は、インクタンク１０１ａと、インク保持室１０１ｂと
に仕切られている。インクタンク１０１ａとインク保持
室１０１ｂとの間は、底面部で連通されている。

【０００３】インクタンク１０１ａ側には、インクが装
填されている。また、インク保持室１０１ｂの天面側に
は、外気と連通する外気連通孔１０２が形成されてい
る。さらにまた、インク保持室１０１ｂ内には、インク
を保持しておく多孔質体１０３が設けられている。さら
に、インク保持室１０１ｂの底面側には、インク送出部
１０４が形成されている。

【０００４】インクがインク送出部１０４から送り出さ
れると、空気がインクタンク１０１ａ側に入り、その空
気に相当する分のインクがインクタンク１０１ａからイ
ンク保持室１０１ｂ側に送られるとともに、多孔質体１
０３に保持される。ここで、多孔質体１０３の毛管力に
より、インクには吸い上げられる方向の力が加わってい
る。これにより、インク送出部１０４からインクが漏れ
ることはない。

【０００５】図１８は、従来のインク供給装置の第２例
を示す図である。図１８において、インク収容部１０５
の底面側には、上記第１例と同様に、インク送出部１０
４が形成されている。また、インク収容部１０５内に
は、内部にインクを収容した袋状体１０６が設けられて
いる。この袋状体１０６は、バネ１０７によって常時押
し広げる方向（図１８中、矢印方向）に力が加わってい
る。このバネ１０７の力により、袋状体１０６内部のイ
ンクには、吸い上げられる方向の力が加わっている。こ
れにより、上記第１例と同様に、インク送出部１０４か
らインクが漏れることはない。

【０００６】以上のように、プリンタヘッドに用いられ
るインク供給装置は、インク送出部１０４からインクが
漏れないように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術では、以下の問題があった。第１例では、インク保
持室１０１ｂ内に多孔質体１０３を設けているので、イ
ンク供給装置内の容積は、多孔質体１０３の分だけ小さ
くなる。よって、インク供給装置全体の大きさに対し
て、内部に収容できるインク量が少ないという問題があ
った。

【０００８】また、第２例では、バネ１０７を用いる方
式であるので、例えばインク収容部１０５を薄型にした
場合には、袋状体１０６の内部にバネ１０７を収納する
ことができなくなったり、製造工程が複雑化する等の製
造上の問題があった。また、バネ１０７を用いるもので
あるので、機構が複雑化し、コストも高くなるという問
題があった。

【０００９】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、インク収容量が大きく、構造が簡素であり、かつ
インク漏れがなく安定してインクを保持することができ
るようにすることである。さらに、インク供給装置をプ
リンタヘッドに適用した場合に、メニスカス位置の急激
な変動を防止することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の解決手
段によって、上述の課題を解決する。請求項１の発明
は、インク収容部と、前記インク収容部の下側に配置さ
れるとともに前記インク収容部内のインクが流下可能に
前記インク収容部と連結され、インクを送り出すインク
送出部を有するインク室と、前記インク収容部と前記イ
ンク室との間を開閉するためのものであって、前記イン
ク収容部と前記インク室との間を閉塞するように付勢さ
れるとともに、前記インク室の前記インク送出部からイ
ンクが送り出されたときに発生する前記インク室内の圧
力の低下によって前記インク収容部と前記インク室とが
連通するように移動される弁と、前記インク収容部に外
気と連通するように形成されるとともに、前記インク収
容部から前記インク室にインクが送られたことによりイ
ンク量が減少したときに、そのインク量の減少分に相当
する分の空気を内部に取り込むための外気連通孔と、前
記弁の開閉位置より下流に設けられたものであって、前
記インク室の前記インク送出部からインクが送り出され
た時から、前記弁による前記インク収容部と前記インク
室との間の開閉が行われるまでの、前記インク室内及び
前記インク室と連通している内部の圧力変動を緩やかに
するように制御する圧力変動調整手段とを備えることを
特徴とするインク供給装置である。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記圧力変動調整手段は、前記イ
ンク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口
された端部を閉塞するとともに、前記管内を移動可能な
閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉
塞部材を付勢する押圧部材とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記インク収容部は、インクタン
クと、前記インクタンクの下方に延在するノズル部と、
前記ノズル部の少なくとも下端部が入り込むインク溜め
部とを備え、前記弁は、前記インク室と前記インク溜め
部との間を開閉するものであり、前記外気連通孔は、前
記インク溜め部に形成されており、前記インク室内の圧
力の低下によって前記インク溜め部と前記インク室とが
連通するように前記弁が移動されたときに、前記インク
溜め部のインク量の減少により、前記外気連通孔から前
記ノズル部を通って空気が前記インクタンク内に入り込
むとともに、前記インクタンクから前記インク溜め部に
インクが流下するように構成されていることを特徴とす
る。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記圧力変動調整手段は、前記イ
ンク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口
された端部を閉塞するとともに、前記管内を移動可能な
閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉
塞部材を付勢する押圧部材とを備え、前記インク収容部
は、インクタンクと、前記インクタンクの下方に延在す
るノズル部と、前記ノズル部の少なくとも下端部が入り
込むインク溜め部とを備え、前記弁は、前記インク室と
前記インク溜め部との間を開閉するものであり、前記外
気連通孔は、前記インク溜め部に形成されており、前記
インク室内の圧力の低下によって前記インク溜め部と前
記インク室とが連通するように前記弁が移動されたとき
に、前記インク溜め部のインク量の減少により、前記外
気連通孔から前記ノズル部を通って空気が前記インクタ
ンク内に入り込むとともに、前記インクタンクから前記
インク溜め部にインクが流下するように構成されている
ことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記外気連通孔から前記インク収
容部の内部に延在する空気導入管を備え、前記空気導入
管の一部には、インクを一時的に溜め込み可能なバッフ
ァ部を備えることを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記圧力変動調整手段は、前記イ
ンク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口
された端部を閉塞するとともに、前記管内を移動可能な
閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉
塞部材を付勢する押圧部材とを備え、さらに、前記外気
連通孔から前記インク収容部の内部に延在する空気導入
管を備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時的
に溜め込み可能なバッファ部を備えることを特徴とす
る。

【００１６】請求項７の発明は、請求項１、請求項２、
請求項５又は請求項６に記載のインク供給装置におい
て、前記インク収容部は、着脱可能に形成されているこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項８の発明は、請求項３又は請求項４
に記載のインク供給装置において、前記インクタンク
は、前記インク溜め部から着脱可能に形成されているこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項９の発明は、インク供給装置とプリ
ンタヘッドチップとを含むプリンタヘッドであって、前
記インク供給装置は、インク収容部と、前記インク収容
部の下側に配置されるとともに前記インク収容部内のイ
ンクが流下可能に前記インク収容部と連結され、インク
を送り出すインク送出部を有するインク室と、前記イン
ク収容部と前記インク室との間を開閉するためのもので
あって、前記インク収容部と前記インク室との間を閉塞
するように付勢されるとともに、前記インク室の前記イ
ンク送出部からインクが送り出されたときに発生する前
記インク室内の圧力の低下によって前記インク収容部と
前記インク室とが連通するように移動される弁と、前記
インク収容部に外気と連通するように形成されるととも
に、前記インク収容部から前記インク室にインクが送ら
れたことによりインク量が減少したときに、そのインク
量の減少分に相当する分の空気を内部に取り込むための
外気連通孔とを備えるものであり、前記プリンタヘッド
チップは、発熱抵抗体を有するとともに前記インク供給
装置の前記インク室と連通されたインク加圧室を基板上
に複数並設し、前記発熱抵抗体を駆動することで、前記
インク加圧室内のインクをノズルから吐出させるもので
あり、さらに、前記インク供給装置は、前記弁の開閉位
置より下流に設けられたものであって、前記インク室の
前記インク送出部からインクが送り出された時から、前
記弁による前記インク収容部と前記インク室との間の開
閉が行われるまでの、前記インク室内及び前記プリンタ
ヘッドチップの前記インク加圧室内の圧力変動を緩やか
にするように制御する圧力変動調整手段を備えるもので
あることを特徴とする。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項９に記載のプ
リンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記圧力
変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口さ
れた管と、前記管の開口された端部を閉塞するととも
に、前記管内を移動可能な閉塞部材と、前記管内のイン
クを押圧するように前記閉塞部材を付勢する押圧部材と
を備えることを特徴とする。

【００２０】請求項１１の発明は、請求項９に記載のプ
リンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記イン
ク収容部は、インクタンクと、前記インクタンクの下方
に延在するノズル部と、前記ノズル部の少なくとも下端
部が入り込むインク溜め部とを備え、前記弁は、前記イ
ンク室と前記インク溜め部との間を開閉するものであ
り、前記外気連通孔は、前記インク溜め部に形成されて
おり、前記インク室内の圧力の低下によって前記インク
溜め部と前記インク室とが連通するように前記弁が移動
されたときに、前記インク溜め部のインク量の減少によ
り、前記外気連通孔から前記ノズル部を通って空気が前
記インクタンク内に入り込むとともに、前記インクタン
クから前記インク溜め部にインクが流下するように構成
されていることを特徴とする。

【００２１】請求項１２の発明は、請求項９に記載のプ
リンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記圧力
変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口さ
れた管と、前記管の開口された端部を閉塞するととも
に、前記管内を移動可能な閉塞部材と、前記管内のイン
クを押圧するように前記閉塞部材を付勢する押圧部材と
を備え、前記インク供給装置の前記インク収容部は、イ
ンクタンクと、前記インクタンクの下方に延在するノズ
ル部と、前記ノズル部の少なくとも下端部が入り込むイ
ンク溜め部とを備え、前記弁は、前記インク室と前記イ
ンク溜め部との間を開閉するものであり、前記外気連通
孔は、前記インク溜め部に形成されており、前記インク
室内の圧力の低下によって前記インク溜め部と前記イン
ク室とが連通するように前記弁が移動されたときに、前
記インク溜め部のインク量の減少により、前記外気連通
孔から前記ノズル部を通って空気が前記インクタンク内
に入り込むとともに、前記インクタンクから前記インク
溜め部にインクが流下するように構成されていることを
特徴とする。

【００２２】請求項１３の発明は、請求項９に記載のプ
リンタヘッドにおいて、前記インク供給装置は、前記外
気連通孔から前記インク収容部の内部に延在する空気導
入管を備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時
的に溜め込み可能なバッファ部を備えることを特徴とす
る。

【００２３】請求項１４の発明は、請求項９に記載のプ
リンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記圧力
変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口さ
れた管と、前記管の開口された端部を閉塞するととも
に、前記管内を移動可能な閉塞部材と、前記管内のイン
クを押圧するように前記閉塞部材を付勢する押圧部材と
を備え、さらに、前記インク供給装置は、前記外気連通
孔から前記インク収容部の内部に延在する空気導入管を
備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜
め込み可能なバッファ部を備えることを特徴とする。

【００２４】請求項１５の発明は、請求項９、請求項１
０、請求項１３又は請求項１４に記載のプリンタヘッド
において、前記インク供給装置の前記インク収容部は、
着脱可能に形成されていることを特徴とする。

【００２５】請求項１６の発明は、請求項１１又は請求
項１２に記載のプリンタヘッドにおいて、前記インク供
給装置の前記インクタンクは、前記インク溜め部から着
脱可能に形成されていることを特徴とする。

【００２６】（作用）請求項１又は請求項９の発明にお
いては、インク室のインク送出部からインクが供給され
ると、インク室内の圧力が低下する。これにより、イン
ク室内では、インクを引き込もうとする吸引力が発生
し、この吸引力によって弁が移動され、インク収容部と
インク室とが連通し、インク収容部からインク室にイン
クが送られる。

【００２７】インク収容部からインク室にインクが送ら
れると、インク収容部内のインク量が減少するが、この
減少分に相当する分の空気が外気連通孔からインク収容
部内に取り込まれる。また、インク収容部からインク室
にインクが送られることにより、インク室内の圧力が定
常状態に戻ると、弁は、インク収容部とインク室との間
を閉塞する。これにより、インク収容部からインク室へ
のインクの送りは停止する。

【００２８】また、圧力変動調整手段により、インク室
のインク送出部からインクが送り出された時から、弁に
よる開閉が行われるまでの、インク室内及びインク室と
連通している内部（請求項１）又はプリンタヘッドチッ
プのインク加圧室内（請求項９）の圧力変動が緩やかに
なるように制御される。

【００２９】したがって、インク収容部内にインクを保
持する多孔質体等を設けるものではないので、インク収
容量を大きくすることができる。また、バネ等を用いて
インク収容部内の圧力を低くするものではなく、インク
収容部とインク室との間で気液交換を行うとともに、弁
によってインク収容部とインク室とを開閉するものであ
るので、構造を簡素にすることができる。そして、イン
ク漏れがなく安定してインクを保持することができる。

【００３０】また、例えば、インク送出部からのインク
の送り出し周波数が高く、インクの送り出しに対して弁
の開閉が追随しない場合であっても、インク室内及びイ
ンク室と連通している内部（請求項１）又はプリンタヘ
ッドチップのインク加圧室内（請求項９）の急激な圧力
変動を防止することができる。これにより、請求項９の
発明にあっては、メニスカス位置の急激な変動を防止し
て、インクの吐出量の一定化、ひいては画像の濃度等の
安定化を図ることができる。

【００３１】請求項２、請求項４、請求項６、請求項１
０、請求項１２又は請求項１４の発明においては、弁の
開閉が行われることなくインクの吐出が行われ、インク
室内やインク加圧室内の圧力が低下すると、インク室と
連通している管を介して、閉塞部材がインク室内にイン
クを押しだす方向に移動される。したがって、インク室
内やインク加圧室内の圧力変動を緩やかにすることがで
きる。さらに、請求項１０、請求項１２又は請求項１４
の発明にあっては、ノズル内のインク量の変動を緩やか
にし、その結果、画像の濃度等の安定を図ることができ
る。

【００３２】請求項３、請求項４、請求項１１又は請求
項１２の発明においては、インク室のインク送出部から
インクが送り出されると、弁は、インク室とインク溜め
部との間を開放する。これにより、インク溜め部からイ
ンク室にインクが送られる。インク溜め部からインク室
にインクが送られると、インク溜め部内のインク量が減
少し、インク溜め部の外気連通孔からノズル部を通って
インクタンク内に空気が入り込むとともに、インクタン
クからインク溜め部にインクが流下する。

【００３３】また、インク溜め部からインク室にインク
が送られることにより、インク室内の圧力が定常状態に
戻ると、弁は、インク溜め部とインク室との間を閉塞す
る。これにより、インク溜め部からインク室へのインク
の送りは停止する。これに伴い、インク溜め部内のイン
ク量は減少しなくなるので、インクタンク内に空気が入
り込むことがなくなり、インクタンクからインク溜め部
へのインクの流下はなくなる。以上のようにして、イン
クタンクとインク溜め部との間で気液交換を行うことが
できる。

【００３４】請求項５、請求項６、請求項１３又は請求
項１４の発明においては、インク収容部からインク室に
インクが送られ、インク収容部内のインク量が減少する
と、この減少分に相当する分の空気が外気連通孔から空
気導入管を介してインク収容部内に取り込まれる。ここ
で、空気導入管は、外気連通孔からインク収容部の内部
に延在するものである。したがって、空気導入管内の全
てにインクが満たされていない限り、インク供給装置に
振動が加わったり傾斜した場合でも、外気連通孔からイ
ンクが漏れ出ることを防止することができる。

【００３５】また、圧力の低下又は温度上昇が起きたと
きに、インク収容部内の空気が膨張して空気導入管側に
インクが逆流しても、バッファ部にそのインクが溜めら
れるので、外気連通孔からインクが漏れ出ることを防止
することができる。

【００３６】請求項７又は請求項１５の発明において
は、インク収容部は、インク供給装置から着脱可能であ
る。したがって、インク収容部をインクカートリッジと
して交換することができる。また、請求項８又は請求項
１６の発明においては、インクタンクは、インク溜め部
から着脱可能である。したがって、インクタンクをイン
クカートリッジとして交換することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の一実施形態について説明する。（第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態である
バブルインクジェットプリンタヘッド（以下、単に「プ
リンタヘッド」という。）１を示す正面の断面図であ
る。プリンタヘッド１は、インク供給装置１０と、プリ
ンタヘッドチップ１００とから構成されている。図１で
は、プリンタヘッドチップ１００は、外形のみを図示し
ている。

【００３８】インク供給装置１０は、インク収容部２０
と、弁部５０とを備える。さらに、インク収容部２０
は、インクタンク３０と、インク溜め部４１とを備え
る。インクタンク３０は、外気から密閉された容器状体
であり、内部にはインクが装填されたものである。イン
クタンク３０の底面側には、筒状のノズル部３１が形成
されている。ノズル部３１は、インク溜め部４１と連結
する部分である。

【００３９】インク溜め部４１は、インクタンク３０の
下側に配置されている。図１に示すように、インク溜め
部４１の基体は、上面が開口された形状をしているが、
この上面には、シール部材４２が設けられている。シー
ル部材４２は、インク溜め部４１内のインクが上面から
こぼれないようにするためのものである。また、シール
部材４２の一部の領域には、開口された外気連通孔４２
ａが設けられている。これにより、インク溜め部４１内
は、外気連通孔４２ａを介して外気と連通する構造とな
っている。

【００４０】さらに、シール部材４２の中央部は円形状
に開口されており、この部分にＯリング４３が取り付け
られている。インクタンク３０のノズル部３１の先端部
がこのＯリング４３内に入り込むと、ノズル部３１とＯ
リング４３とが隙間なく嵌め合う。また、インク溜め部
４１の底面側は、筒状に下方に延びており、弁部５０に
連結されている。

【００４１】弁部５０は、以下のインク室５１、弁５
２、バネ（付勢部材）５３、インク送出部５４、及び圧
力変動調整手段５５を備える。インク室５１は、インク
溜め部４１の底面側から筒状に延びる部分と一体となっ
て形成され、略直方体状をなすインク収容体である。こ
のインク室５１の内部には、弁５２及びバネ５３が配置
されている。弁５２は、弁部５０側とインク収容部２０
側との間を開閉するためのものである。すなわち、図１
では、インク収容部２０側（インク溜め部４１の底面側
から筒状に延びる部分）と、弁部５０側（インク室５
１）とを開放する位置に配置された状態を示している
が、定常状態では、弁５２は、バネ５３の付勢力によっ
てインク室５１の上面（インク溜め部４１の底面側から
筒状に延びる部分との連結部分）に押し付けられてお
り、弁部５０側とインク収容部２０側との間を閉塞する
位置に配置されている。

【００４２】なお、弁５２の材質は、その種類を問わな
いが、例えばゴム弾性体（エラストマー）から形成すれ
ば、高い閉塞性を有するので、好ましい。バネ５３は、
弁５２の下面側と、インク室５１の底面との間を連結す
るように取り付けられ、弁５２を上方向に付勢する圧縮
コイルバネである。インク送出部５４は、インク室５１
の底面側に設けられた筒状のものである。インク送出部
５４は、プリンタヘッドチップ１００側にインクを送り
出すためのものである。

【００４３】圧力変動調整手段５５は、弁５２の開閉位
置より下流に設けられたものであって、インク送出部５
４からプリンタヘッドチップ１００側にインクが送り出
された時から、弁５２による開閉が行われるまでの、イ
ンク室５１内及びインク室５１と連通している内部（後
述するプリンタヘッドチップ１００のインク加圧室１０
５内等）の圧力変動を緩やかにするように制御するもの
である。圧力変動調整手段５５は、管５５ａ、閉塞部材
５５ｂ、及び押圧部材５５ｃから構成されている。

【００４４】管５５ａは、インク室５１の一側面に連結
されるとともに、断面略Ｌ形に形成されたものである。
図１中、管５５ａは、端部（上端部）のみが開口されて
いる。閉塞部材５５ｂは、管５５ａの開口された端部を
閉塞するように配置されており、管５５ａ内のインクの
密閉状態を維持しつつ、管５５ａ内を、図１中、上下方
向に移動可能に取り付けられている。押圧部材５５ｃ
は、閉塞部材５５ｂの上面側と、所定の固定部材との間
に取り付けられており、管５５ａ内のインクを押圧する
ように閉塞部材５５ｂを下方向に付勢しているコイルバ
ネである。

【００４５】第１実施形態では、インクタンク３０がイ
ンクカートリッジとなり、プリンタヘッド１から着脱可
能に形成される。インクタンク３０の着脱構造として
は、例えば、図２に示す構造が挙げられる。図２は、ノ
ズル部３１に設けられる弁構造の一実施形態を示す図で
あり、開状態及び閉状態を併せて示す図である。先ず、
上側の図の閉状態では、コイルバネ３１ｄの付勢力によ
り弁３１ｃは閉じられている。そして、インクタンク３
０のノズル部３１がインク溜め部４１に装着されると、
棒体３１ｅが弁３１ｃを押し上げ、インクタンク３０の
ノズル部３１と、インク溜め部４１とが連通するように
なる。

【００４６】また、インクタンク３０をインク溜め部４
１から引き抜く際には、上記と逆の動作により、弁が３
１ｃが閉じられる。よって、インクタンク３０を装着す
る直前に、ノズル部３１の先端部が下方を向いている状
態であっても、内部のインクが漏れることはない。ま
た、インクタンク３０を交換するときに、インクタンク
３０を引き抜いたときには、直ちに弁３１ｃが閉じられ
るので、この時もまた、ノズル部３１の先端からインク
が漏れることはない。

【００４７】図３は、プリンタヘッド１の全体図（正面
の断面図）と、その全体図におけるＡ部を詳細に示す図
である。プリンタヘッドチップ１００は、基板１０１
と、フィルム１０３と、ノズルシート１０４等とを備え
る。

【００４８】基板１０１は、シリコン等の半導体基板か
らなるものであり、その一面（図３中、下面）に、発熱
抵抗体（ヒーター）１０２が形成されたものである。発
熱抵抗体１０２は、吐出するインクを加熱するためのも
のである。発熱抵抗体１０２の駆動制御等は、基板１０
１によって行われる。基板１０１には、図示しないが、
ロジックＩＣや、ドライバートランジスタ等が設けられ
ている。

【００４９】フィルム１０３は、基板１０１の図３中、
下面に積層されている。フィルム１０３は、例えば露光
硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、
基板１０１の発熱抵抗体１０２が形成された面の略全体
に積層された後、フォトリソプロセスによって不要部分
が除去されて、所定形状に形成される。これにより、フ
ィルム１０３は、各発熱抵抗体１０２の周囲部を略凹状
に囲むように形成される。この発熱抵抗体１０２を囲む
部分がインク加圧室１０５となる。よって、フィルム１
０３は、インク加圧室１０５の一部を形成している。

【００５０】ノズルシート１０４は、インクを吐出する
ためのノズル１０４ａが形成されたシート状部材であ
り、シート１０３の下層に積層されている。ノズル１０
４ａは、円形に開口された穴であり、各発熱抵抗体１０
２の下側に位置するように配置されている。なお、ノズ
ルシート１０４は、インク加圧室１０５の一部を形成し
ている。

【００５１】また、各インク加圧室１０５に連通するよ
うに、インク流路部１０６が形成されている。インク流
路部１０６は、インク供給装置１０から供給されたイン
クを各インク加圧室１０５に送り込むためのものであ
る。すなわち、インク流路部１０６と、上述のインク送
出部５４とが連通されている。よって、インク供給装置
１０から供給されるインクは、インク流路部１０６に流
れ込み、インク加圧室１０５内に充填される。

【００５２】以上のインク加圧室１０５やノズル１０４
ａは、基板１０１に、略直線状に多数並設されている。
そして、図３の全体図で示すように、各ノズル１０４ａ
からインクｉが吐出される。プリンタ制御部（図示せ
ず）からの指令によって、選択された発熱抵抗体１０２
に、短時間（例えば１〜３マイクロ秒程度）電流パルス
が流されることにより、その発熱抵抗体１０２が急速に
加熱される。その結果、発熱抵抗体１０２に接する部分
にインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によっ
て、ある体積のインクが押しのけられる。これによっ
て、ノズル１０４ａに接する部分の上記押しのけられた
インクと同等の体積のインクｉがインク液滴としてノズ
ル１０４ａから吐出され、紙等の印画対象体に着弾され
る。

【００５３】インク液滴が吐出されると、インク液滴を
吐出したインク加圧室１０５内に、吐出された量と同量
のインクが直ちに補充される。このインクは、インク供
給装置１０のインク送出部５４を通じて供給される。

【００５４】続いて、インクが吐出された後のインクの
供給について、より詳細に説明する。図４から図７まで
は、図３の詳細図で示したプリンタヘッドチップ１００
を示す断面図であって、インクが吐出された後、インク
がインク加圧室１０５に供給されるまでの様子を順を追
って示す図である。さらに、各プリンタヘッドチップ１
００の右側には、その状態における弁部５０の様子を併
せて示している。

【００５５】先ず、図４は、ノズル１０４ａからインク
ｉが吐出された瞬間の様子を示すものである。インク気
泡の膨張によって、インクｉが吐出されると、インク加
圧室１０５内には、吐出したインクｉに相当する分のバ
ブル（インク気泡）Ｂが発生する。この時点では、図４
に示すように、弁５２は、バネ５３の付勢力によってイ
ンク室５１の上面に押し付けられており、弁部５０とイ
ンク収容部２０との間を閉塞する位置に配置されてい
る。

【００５６】次に、図５さらには図６に示すように、バ
ブルＢは、次第に収縮する。この収縮に伴い、毛管力に
よって、インク加圧室１０５内にインクを引き込む力が
発生する。この引込み力の発生により、インクは、イン
ク加圧室１０５内に供給される。

【００５７】ここで、インク加圧室１０５、インク流路
部１０６、弁部５０のインク送出部５４（インク室５
１）は、それぞれ連通されている。したがって、インク
加圧室１０５から弁部５０のインク室５１までの連通す
る部分の圧力は、それまでの圧力より低くなる。このた
め、それまでのバランスが崩れ、インク室５１内では、
インクを引き込もうとする吸引力が発生し、バネ５３に
は、その付勢力に抗して圧縮される力が作用する。この
ため、弁５２は下方側に移動され、インク室５１の上面
が開放される。これにより、インク収容部２０側から弁
部５０側にインクが送り込まれる。

【００５８】そして、図７に示すように、インク加圧室
１０５内のバブルＢがなくなると、弁部５０のインク室
５１からインク加圧室１０５までの連通する部分の圧力
は、元の状態に戻り、インク室５１内では、インクを引
き込もうとする吸引力が消滅する。よって、バネ５３
は、その付勢力によって弁５２をインク室５１の上面に
押し上げ、弁５２は、再度、弁部５０とインク収容部２
０との間を閉塞する。

【００５９】説明を図１に戻す。インクがノズル１０４
ａから吐出される前、すなわちインク加圧室１０５内に
バブルＢが発生する前は、図１中、インク溜め部４１内
には、インクが略空隙なく充填された状態にある。そし
て、インク溜め部４１内とインクタンク３０内とは、平
衡状態を保ち、インクタンク３０からインク溜め部４１
内にインクが流下してくることはない。

【００６０】次に、インクがノズル１０４ａから吐出さ
れ、上述のように弁５２が開放されると、インク溜め部
４１から弁部５０のインク室５１内にインクが流下す
る。ここで、インク溜め部４１内は、外気連通孔４２ａ
により外気と連通しているため、インク溜め部４１から
インクがインク室５１内に流下すると同時に、外気が外
気連通孔４２ａからインク溜め部４１内に入り込む（図
１中、矢印Ｄ１）。

【００６１】インク溜め部４１内からインク室５１にイ
ンクが流下すると、インク溜め部４１内のインクの水位
は低下する。例えば、図１に示す位置までインクの水位
が低下すると、ノズル部３１の下端部３１ａは、外気に
さらされる。これにより、インク溜め部４１内の空気が
ノズル部３１からインクタンク３０内に入り込む（図１
中、矢印Ｄ２）。この空気は、インクタンク３０内の上
部に送られる。空気がインクタンク３０内に入り込む
と、その空気の体積に相当する分のインクがインクタン
ク３０からインク溜め部４１に流下する（図１中、矢印
Ｄ３）。そして、インク溜め部４１内にインクが略空隙
なく充填され、ノズル部３１の下端部３１ａがインクで
再び覆われると、この位置でインクの流下が停止する。
これにより、インクがノズル１０４ａから吐出される前
の状態に戻り、平衡状態となる。

【００６２】インクが使用され、インク溜め部４１内の
インクの水位が低下すると、上記の動作を繰り返す。こ
れにより、インクタンク３０内のインクが徐々に減少し
ていく。

【００６３】続いて、圧力変動調整手段５５の作用につ
いて説明する。上述のようにプリンタヘッドチップ１０
０のノズル１０４ａからインクが吐出されると、インク
加圧室１０５からインク室５１までの間の圧力が低下す
る。この圧力の低下が発生すると、弁５２は、インク収
容部２０とインク室５１との間を開放する。これによ
り、インク収容部２０側からインク室５１側にインクが
送られる。そして、インク室５１側の圧力が定常状態に
戻ると、弁５２は、インク収容部２０とインク室５１と
の間を閉塞する。

【００６４】図８は、インクの吐出パルスと、弁の開閉
動作と、メニスカス位置との関係を示す図である。ま
た、図８は、インクの吐出周波数が低いとき、例えば数
１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ以下のときを示すものであ
る。プリンタヘッドチップ１００のノズル１０４ａ内に
は、一定量のインクが溜まった状態となっているが、イ
ンク加圧室１０５内は、ノズル１０４ａ先端からのイン
ク漏れ防止のために、大気圧より低い圧力に保持されて
いる。このため、ノズル１０４ａ内に存在するインク
は、やや内側に入り込んだ状態で保持されている。

【００６５】また、図８に示すように、ノズル１０４ａ
内に存在するインクは、その表面張力のため、液面が曲
面状となる。そして、その曲面の最も内側の位置からノ
ズル１０４ａの先端までの長さがメニスカス位置であ
り、本実施形態では、インク加圧室１０５内の圧力が定
常状態であるとき、メニスカスの基準位置は、Ｘ_０に
保持されている。

【００６６】図８において、インクが吐出されると、そ
れに対応して弁５２が開放される。また、インクがノズ
ル１０４ａから吐出された瞬間に、メニスカス位置の変
動が生じる。これは、インクが吐出されてから弁５２が
開放されるまでの間は、インク加圧室１０５内が、定常
状態より圧力が低下するため、ノズル１０４ａ内のイン
クが吸い上げられる方向に力が加わるためである。しか
し、弁５２が開放されて、インク室５１からインク加圧
室１０５までの圧力が定常状態に戻ると、ノズル１０４
ａ内のインクに加わる圧力もまた、定常状態に戻るた
め、メニスカス位置は、基準位置Ｘ_０に戻る。

【００６７】図９は、インクの吐出パルスと、弁５２の
開閉動作と、メニスカス位置との関係を示す図であっ
て、図１において、圧力変動調整手段５５が設けられて
いないときの例を示すものである。また、図９は、イン
クの吐出周波数が高いとき、例えば数１０ｋＨｚ〜数１
００ｋＨｚ以上のときを示すものである。

【００６８】図８で示したように、インクの吐出周波数
が低いときは、インクの吐出に弁５２の開閉が追随す
る。すなわち、インクの吐出と弁５２の開閉とが一対一
対応となる。しかし、図９に示すように、インクの吐出
周波数が高いときには、弁５２の開閉がインクの吐出に
追随しなくなる。これにより、弁５２が閉塞された後、
次に開放されるまでの間に、インクが吐出され続ける
と、それに伴ってメニスカス位置が後退する。これは、
弁５２が開放されないにもかかわらずインクが吐出され
続けるので、次に弁５２が開放されるまでは、インク加
圧室１０５内の圧力が低下し、ノズル１０４ａ内のイン
クには、定常状態以上に、吸い上げられる方向に力が加
わるためである。さらに、本例の場合には、弁５２が開
閉されずにインクが吐出されると、メニスカス位置は、
急激に変動する。例えば、図９において、メニスカス位
置がＸ_０である状態から、弁５２が開閉されずにイン
クが１回吐出されると、メニスカス位置は、Ｘ_１に急
激に変動する。

【００６９】なお、再度弁５２が開放されると、インク
収容部２０側からインクがインク室５１側に送られるの
で、インク室５１と連通するインク加圧室１０５の圧力
は、定常状態に戻る。また、メニスカス位置は、Ｘ_０
に戻る。

【００７０】以上のように、圧力変動調整手段５５が設
けられていない場合において、インクの吐出周波数が高
いと、メニスカス位置に急激な変動が生じる。メニスカ
ス位置が急激に変動すると、ノズル１０４ａ内のインク
量が急激に変動することとなるので、インクの吐出量も
変動してしまう。その結果、画像の階調ないし濃度が安
定しないという欠点が生じる。そこで、本発明では、上
記欠点の解消のため、圧力変動調整手段５５を設けてい
る。

【００７１】図１０は、インクの吐出周波数が高いとき
のインクの吐出パルスと、弁５２の開閉動作と、メニス
カス位置との関係を示す図であって、図１に示すよう
に、圧力変動調整手段５５が設けられているときの例を
示すものである。インクの吐出周波数が高く、インクの
吐出に対して弁５２の開閉が追随しない場合において、
弁５２が開放されてから次に開放されるまでの間にイン
クの吐出が行われると、圧力変動調整手段５５が設けら
れている場合であっても、インク室５１内やインク加圧
室１０５内の圧力は低下する。

【００７２】しかし、弁５２の開閉が行われることなく
インクの吐出が行われ、インク室５１内やインク加圧室
１０５内の圧力が低下すると、インク室５１と連通して
いる管５５ａを介して、閉塞部材５５ｂが図１中、下方
向に移動される。これにより、インク室５１内やインク
加圧室１０５内の圧力は、急激には低下せずに、緩やか
に低下する。例えば、図１０において、メニスカス位置
がＸ_０である状態から、弁５２が開閉されずにインク
が１回吐出されると、メニスカス位置はＸ_１に変動する
が、図９で示したものと異なり、急激には変動せず、緩
やかに変動する。これにより、ノズル１０４ａ内のイン
ク量の変動を緩やかにし、その結果、画像の濃度等の安
定を図ることができる。

【００７３】そして、弁５２が開放されると、インク室
５１及びインク加圧室１０５内の圧力は、定常状態に戻
される。同時に、インク室５１に連通している管５５ａ
内の圧力も定常状態に戻るので、閉塞部材５５ｂは、定
常状態のときの位置まで戻される。また、メニスカス位
置は、Ｘ_０に戻る。

【００７４】（第２実施形態）図１１は、本発明の第２
実施形態であるプリンタヘッド１Ａを示す正面の断面図
である。第２実施形態では、インク供給装置１０Ａのう
ち、インク収容部２０Ａが第１実施形態と異なる。その
他は第１実施形態と同一である。第２実施形態において
は、インクタンク３０と、インク溜め部４１とは、一体
で形成されている。よって、第１実施形態のようにＯリ
ング４３は設けられていない。

【００７５】第２実施形態では、第１実施形態のよう
に、インクタンク３０をインクカートリッジとして用い
るものではない。第２実施形態のプリンタヘッド１Ａが
プリンタに適用された場合において、インクタンク３０
内のインクが無くなったときには、インク供給装置１０
Ａ全体を交換するか（この場合には、インク供給装置１
０Ａをプリンタヘッドチップ１００に対して着脱可能に
形成する必要がある）、又はプリンタヘッドチップ１０
０を含めてプリンタヘッド１Ａ全体を交換する。このよ
うに形成しても、第１実施形態と同様の効果が得られ
る。

【００７６】（第３実施形態）図１２は、本発明の第３
実施形態であるプリンタヘッド１Ｂを示す正面の断面図
である。第３実施形態では、インク供給装置１０Ｂのう
ち、インク収容部２０Ｂが第１実施形態と異なる。その
他は第１実施形態と同一である。第３実施形態では、第
１実施形態と同様に、インク溜め部４１Ａが設けられて
いる。インク溜め部４１Ａには、第１実施形態と同様
に、インクタンク３０Ａを着脱するためのＯリング４３
が設けられている。

【００７７】また、インク溜め部４１Ａは、インクタン
ク３０Ａのノズル部３１が挿入される部分（Ｏリング４
３が設けられた部分）のみが開口されており、その部分
以外は密閉されている。このため、第１実施形態のよう
に、インク溜め部４１Ａには、シール部材４２や外気連
通孔４２ａは設けられていない。

【００７８】また、インクタンク３０Ａは、第１実施形
態と同様に、その底面部に、インク溜め部４１Ａと連結
する部分となるノズル部３１が設けられている。さらに
また、インクタンク３０Ａの内部には、空気導入管３２
が設けられている。空気導入管３２は、インクタンク３
０Ａの上面側で開口されており、この部分が外気と連通
する外気連通孔３２ａを構成している。また、空気導入
管３２の中央付近には、外気連通孔３２ａや空気導入管
３２の下端部３２ｃの開口径より大きい径を有するバッ
ファ部３２ｂが設けられている。本実施形態では、図１
２に示すように、バッファ部３２ｂは、断面が略菱形状
に形成されたものであり、その内部にインクを溜め込み
可能である。

【００７９】図１２は、インクが平衡状態であるときを
示す図である。なお、図１２では、空気導入管３２内に
はインクがほとんどない状態を例に挙げている。第１実
施形態と同様に、プリンタヘッドチップ１００側でイン
クが吐出されると、弁５２がバネ５３の付勢力に抗して
下方に移動され、インク室５１より上方にあるインクが
弁部５０側に流下する。ここで、インク溜め部４１Ａと
インクタンク３０Ａとは連結されているため、インクタ
ンク３０Ａ及びインク溜め部４１Ａを含む、インク収容
部２０Ｂ内のインクが弁部５０のインク室５１内に流下
する。

【００８０】そして、インク収容部２０Ｂ内のインクが
インク室５１に流下すると、インク収容部２０Ｂ内のイ
ンクが減少するが、このとき、空気導入管３２から外気
がインクタンク３０Ａ内に入り込む。インクタンク３０
Ａ内に入り込んだ空気は、インクタンク３０Ａの上方に
送られる。

【００８１】インクが弁部５０及びプリンタヘッドチッ
プ１００側に送られ、弁部５０及びプリンタヘッドチッ
プ１００内の圧力が定常状態に戻ると、弁５２がバネ５
３の付勢力によって、インク室５１の上面に押し上げら
れ、再度、弁部５０とインク収容部２０Ｂとの間を閉塞
する。そして、インク収容部２０Ｂ内では、図１２に示
すように、空気導入管３２内にインクがほとんどない状
態で平衡状態となる。

【００８２】第３実施形態では、第１実施形態の効果に
加え、さらに以下のような効果を有する。第１に、外気
連通孔３２ａを有する空気導入管３２がインクタンク３
０Ａ内部に設けられるとともに、空気導入管３２の下端
部３２ｃは、インクタンク３０Ａの上面より低い位置に
あるため、インクタンク３０Ａに振動が加わったり、傾
斜した場合であっても、インクタンク３０Ａ内のインク
が外部に漏れ出ることを防止することができる。

【００８３】また、第２に、圧力変化や温度変化に対し
ても、インクタンク３０Ａ内のインクが漏れ出ることを
防止することができる。図１３及び図１４は、この効果
を説明する図である。図１３は、常温、常圧時の状態を
示し、空気導入管３２内には、ほとんどインクがない状
態を示している。

【００８４】この状態で、圧力の低下又は温度上昇が起
こると、インクタンク３０Ａ内の空気導入管３２の外側
にある空気（外気から遮断されてインクタンク３０Ａの
上方部に存在する空気）が膨張する。この空気の膨張に
より、図１４に示すように、インクタンク３０Ａ内の空
気導入管３２の外側にあるインクの水位が低下する。そ
して、この分だけインクが空気導入管３２側に逆流する
が、このインクは、空気導入管３２のバッファ部３２ｂ
内に一時的に溜められる。よって、インクタンク３０Ａ
内のインクが外部に漏れ出ることを防止することができ
る。

【００８５】第３実施形態において、インクタンク３０
Ａ内のインクの初期状態は、空気導入管３２内にインク
がない状態でも良いが、インクが満たされている状態で
あっても良い。空気導入管３２内にインクがない状態が
初期状態である場合、インクタンク３０Ａが取り付けら
れた最初の時点で、図１２に示す状態となる。

【００８６】これに対し、空気導入管３２内を含むイン
クタンク３０Ａ内のほぼ全てにインクが満たされている
状態でインクタンク３０Ａが取り付けられると、最初
は、空気導入管３２内のインクのみが使用される。これ
は、空気導入管３２内のみが外気連通孔３２ａによって
外気と連通されているためである。そして、空気導入管
３２内のほぼ全てのインクが使用されると、図１２に示
す状態となる。

【００８７】ここで、空気導入管３２内を含むインクタ
ンク３０Ａ内のほぼ全てにインクが満たされている初期
状態では、インクタンク３０Ａ内の空気導入管３２の外
側に存在する密閉空気は、わずかな量である。よって、
圧力の低下又は温度上昇によって密閉空気の膨張が生じ
ても、空気導入管３２の外側に存在するインクの水位の
低下も、わずかとなる。よって、圧力の低下又は温度上
昇によって、空気導入管３２側へのインクの逆流量も、
わずかな量となる。これにより、外気連通孔３２ａから
インクが漏れ出すことはない。

【００８８】以上により、第３実施形態において、イン
クタンク３０Ａの初期状態は、空気導入管３２内にイン
クがない状態、又はインクが満たされている状態のいず
れでも良く、いずれの状態であっても、圧力の低下又は
温度上昇によりインクタンク３０Ａ内のインクが外部に
漏れ出ることを防止することができる。

【００８９】（第４実施形態）図１５は、本発明の第４
実施形態であるプリンタヘッド１Ｃを示す正面の断面図
である。第４実施形態では、インク収容部２０Ｃにおい
て、インクタンク３０Ａと弁部５０のインク室５１とが
一体で形成されたものである。よって、第４実施形態で
は、第３実施形態のようにインク溜め部４１Ａ及びＯリ
ング４３は設けられていない。その他は第３施形態と同
一である。

【００９０】第４実施形態では、第３実施形態のよう
に、インクタンク３０Ａをインクカートリッジとして用
いるものではない。第４実施形態のプリンタヘッド１Ｃ
がプリンタに適用された場合において、インクタンク３
０Ａ内のインクが無くなったときには、インク供給装置
１０Ｃ全体を交換するか（この場合には、インク供給装
置１０Ｃをプリンタヘッドチップ１００に対して着脱可
能に形成する必要がある）、又はプリンタヘッドチップ
１００を含めてプリンタヘッド１Ｃ全体を交換する。こ
のように形成しても、第３実施形態と同様の効果が得ら
れる。

【００９１】（第５実施形態）図１６は、本発明の第５
実施形態であるプリンタヘッド１Ｄを示す正面の断面図
である。第５実施形態では、第１実施形態と比較して、
弁部５０Ａのみが異なる。その他は第１実施形態と同一
である。第５実施形態において、弁部５０Ａは、第１実
施形態の圧力変動調整手段５５に代えて、圧力変動調整
手段５５Ａを設けたものである。その他は、弁部５０と
同一である。

【００９２】圧力変動調整手段５５Ａは、インク室５１
の側面の一部に設けられた、可撓性を有する部材（板状
体）によって構成されている。圧力変動調整手段５５Ａ
は、インク室５１の他の部分の材料より弾性係数の小さ
い材料を用いても良く、あるいは同一材料から構成する
とともに、圧力変動調整手段５５Ａの肉厚を他の部分よ
り薄くしたものであっても良い。

【００９３】ここで、インク室５１の圧力変動調整手段
５５Ａ以外の部分も、実際には理想剛体ではなく、内部
の圧力の低下によって、理論上は変形する。しかし、圧
力変動調整手段５５Ａは、そのような変形より大きな変
形を起こすように、いいかえれば、インク室５１内の圧
力の低下によって積極的に変形を起こすようにしたもの
である。

【００９４】定常状態では、圧力変動調整手段５５Ａ
は、平坦となっているが（図１６中、実線で示す）、上
述したように、インクの吐出周波数が高く弁５２の開閉
が追随しない場合には、弁５２が開閉されるまでの間
は、インクが吐出されるごとに圧力変動調整手段５５Ａ
がたわんでいくことで（図１６中、２点鎖線部）、イン
ク室５１内の圧力変動を緩やかにする。このように形成
しても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【００９５】なお、圧力変動調整手段は、第１又は第５
実施形態で示したものに限定されるものではなく、弁５
２の開閉位置からプリンタヘッドチップ１００までの間
に設けられ、インク室５１から下流の圧力の変化や、メ
ニスカスの位置変動を緩やかにするものであれば、いか
なる構造のものでも良い。

【００９６】

【発明の効果】請求項１又は請求項９の発明によれば、
インク収容部内にインクを保持する多孔質体等を設ける
ものではないので、インク収容量を大きくすることがで
きる。また、バネ等を用いてインク収容部内の圧力を低
くするものではなく、インク収容部とインク室との間で
気液交換を行うとともに、弁によってインク収容部とイ
ンク室とを開閉するものであるので、構造を簡素にする
ことができる。そして、インク漏れがなく安定してイン
クを保持することができる。

【００９７】また、例えば、インク送出部からのインク
の送り出し周波数が高く、インクの送り出しに対して弁
の開閉が追随しない場合であっても、インク室内及びイ
ンク室と連通している内部（請求項１）又はプリンタヘ
ッドチップのインク加圧室内（請求項９）の急激な圧力
変動を防止することができる。これにより、請求項９の
発明にあっては、メニスカス位置の急激な変動を防止し
て、インクの吐出量の一定化、ひいては画像の濃度等の
安定化を図ることができる。

【００９８】請求項２、請求項４、請求項６、請求項１
０、請求項１２又は請求項１４の発明によれば、インク
室内やインク加圧室内の圧力変動を緩やかにすることが
できる。さらに、請求項１０、請求項１２又は請求項１
４の発明にあっては、ノズル内のインク量の変動を緩や
かにし、その結果、画像の濃度等の安定を図ることがで
きる。

【００９９】請求項３、請求項４、請求項１１又は請求
項１２の発明によれば、インクタンクとインク溜め部と
の間で気液交換を行うことができる。

【０１００】請求項５、請求項６、請求項１３又は請求
項１４の発明によれば、空気導入管内の全てにインクが
満たされていない限り、インク供給装置に振動が加わっ
たり傾斜した場合でも、外気連通孔からインクが漏れ出
ることを防止することができる。また、圧力の低下又は
温度上昇が起きたときに、インク収容部内の空気が膨張
して空気導入管側にインクが逆流しても、バッファ部に
そのインクが溜められるので、外気連通孔からインクが
漏れ出ることを防止することができる。

【０１０１】請求項７又は請求項１５の発明によれば、
インク収容部をインクカートリッジとして交換すること
ができる。また、請求項８又は請求項１６の発明によれ
ば、インクタンクをインクカートリッジとして交換する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるプリンタヘッドを
示す正面の断面図である。

【図２】インクタンクの着脱構造を示す図である。

【図３】プリンタヘッドの全体図（正面の断面図）と、
その全体図におけるＡ部を詳細に示す図である。

【図４】プリンタヘッドチップを示す断面図であって、
インクが吐出された後、インクがインク加圧室に供給さ
れるまでの様子を示す図であり、その状態における弁部
の様子を併せて示す図である。

【図５】図４の様子に続く様子を示す図である。

【図６】図５の様子に続く様子を示す図である。

【図７】図６の様子に続く様子を示す図である。

【図８】インクの吐出周波数が低いときのインクの吐出
パルスと、弁の開閉動作と、メニスカス位置との関係を
示す図である。

【図９】インクの吐出周波数が高いときのインクの吐出
パルスと、弁の開閉動作と、メニスカス位置との関係を
示す図であり、圧力変動調整手段が設けられていないと
きの例を示すものである。

【図１０】インクの吐出周波数が高いときのインクの吐
出パルスと、弁の開閉動作と、メニスカス位置との関係
を示す図であり、圧力変動調整手段が設けられていると
きの例を示すものである。

【図１１】本発明の第２実施形態であるプリンタヘッド
を示す正面の断面図である。

【図１２】本発明の第３実施形態であるプリンタヘッド
を示す正面の断面図である。

【図１３】インクタンク内のインクの様子を示す図であ
り、常温、常圧時の状態を示す図である。

【図１４】インクタンク内のインクの様子を示す図であ
り、高温、低圧時の状態を示す図である。

【図１５】本発明の第４実施形態であるプリンタヘッド
を示す正面の断面図である。

【図１６】本発明の第５実施形態であるプリンタヘッド
を示す正面の断面図である。

【図１７】従来のインク供給装置の第１例を示す図であ
る。

【図１８】従来のインク供給装置の第２例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１バブルインクジェットプリンタヘッド１０インク供給装置２０インク収容部３０インクタンク３１ノズル部４１インク溜め部４２シール部材４２ａ外気連通孔４３Ｏリング５０弁部５１インク室５２弁５３バネ（付勢部材）５４インク送出部５５圧力変動調整手段５５ａ管５５ｂ閉塞部材５５ｃ押圧部材１００プリンタヘッドチップ１０１基板１０２発熱抵抗体１０３フィルム１０４ノズルシート１０４ａノズル１０５インク加圧室１０６インク流路部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク収容部と、前記インク収容部の下側に配置されるとともに前記イン
ク収容部内のインクが流下可能に前記インク収容部と連
結され、インクを送り出すインク送出部を有するインク
室と、前記インク収容部と前記インク室との間を開閉するため
のものであって、前記インク収容部と前記インク室との
間を閉塞するように付勢されるとともに、前記インク室
の前記インク送出部からインクが送り出されたときに発
生する前記インク室内の圧力の低下によって前記インク
収容部と前記インク室とが連通するように移動される弁
と、前記インク収容部に外気と連通するように形成されると
ともに、前記インク収容部から前記インク室にインクが
送られたことによりインク量が減少したときに、そのイ
ンク量の減少分に相当する分の空気を内部に取り込むた
めの外気連通孔と、前記弁の開閉位置より下流に設けられたものであって、
前記インク室の前記インク送出部からインクが送り出さ
れた時から、前記弁による前記インク収容部と前記イン
ク室との間の開閉が行われるまでの、前記インク室内及
び前記インク室と連通している内部の圧力変動を緩やか
にするように制御する圧力変動調整手段とを備えること
を特徴とするインク供給装置。
【請求項２】請求項１に記載のインク供給装置におい
て、前記圧力変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口された端部を閉塞するとともに、前記管内
を移動可能な閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉塞部材を付勢
する押圧部材とを備えることを特徴とするインク供給装
置。
【請求項３】請求項１に記載のインク供給装置におい
て、前記インク収容部は、インクタンクと、前記インクタンクの下方に延在するノズル部と、前記ノズル部の少なくとも下端部が入り込むインク溜め
部とを備え、前記弁は、前記インク室と前記インク溜め部との間を開
閉するものであり、前記外気連通孔は、前記インク溜め部に形成されてお
り、前記インク室内の圧力の低下によって前記インク溜め部
と前記インク室とが連通するように前記弁が移動された
ときに、前記インク溜め部のインク量の減少により、前
記外気連通孔から前記ノズル部を通って空気が前記イン
クタンク内に入り込むとともに、前記インクタンクから
前記インク溜め部にインクが流下するように構成されて
いることを特徴とするインク供給装置。
【請求項４】請求項１に記載のインク供給装置におい
て、前記圧力変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口された端部を閉塞するとともに、前記管内
を移動可能な閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉塞部材を付勢
する押圧部材とを備え、前記インク収容部は、インクタンクと、前記インクタンクの下方に延在するノズル部と、前記ノズル部の少なくとも下端部が入り込むインク溜め
部とを備え、前記弁は、前記インク室と前記インク溜め部との間を開
閉するものであり、前記外気連通孔は、前記インク溜め部に形成されてお
り、前記インク室内の圧力の低下によって前記インク溜め部
と前記インク室とが連通するように前記弁が移動された
ときに、前記インク溜め部のインク量の減少により、前
記外気連通孔から前記ノズル部を通って空気が前記イン
クタンク内に入り込むとともに、前記インクタンクから
前記インク溜め部にインクが流下するように構成されて
いることを特徴とするインク供給装置。
【請求項５】請求項１に記載のインク供給装置におい
て、前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在する
空気導入管を備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み
可能なバッファ部を備えることを特徴とするインク供給
装置。
【請求項６】請求項１に記載のインク供給装置におい
て、前記圧力変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口された端部を閉塞するとともに、前記管内
を移動可能な閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉塞部材を付勢
する押圧部材とを備え、さらに、前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に
延在する空気導入管を備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み
可能なバッファ部を備えることを特徴とするインク供給
装置。
【請求項７】請求項１、請求項２、請求項５又は請求
項６に記載のインク供給装置において、前記インク収容部は、着脱可能に形成されていることを
特徴とするインク供給装置。
【請求項８】請求項３又は請求項４に記載のインク供
給装置において、前記インクタンクは、前記インク溜め部から着脱可能に
形成されていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項９】インク供給装置とプリンタヘッドチップ
とを含むプリンタヘッドであって、前記インク供給装置は、インク収容部と、前記インク収容部の下側に配置されるとともに前記イン
ク収容部内のインクが流下可能に前記インク収容部と連
結され、インクを送り出すインク送出部を有するインク
室と、前記インク収容部と前記インク室との間を開閉するため
のものであって、前記インク収容部と前記インク室との
間を閉塞するように付勢されるとともに、前記インク室
の前記インク送出部からインクが送り出されたときに発
生する前記インク室内の圧力の低下によって前記インク
収容部と前記インク室とが連通するように移動される弁
と、前記インク収容部に外気と連通するように形成されると
ともに、前記インク収容部から前記インク室にインクが
送られたことによりインク量が減少したときに、そのイ
ンク量の減少分に相当する分の空気を内部に取り込むた
めの外気連通孔とを備えるものであり、前記プリンタヘッドチップは、発熱抵抗体を有するとともに前記インク供給装置の前記
インク室と連通されたインク加圧室を基板上に複数並設
し、前記発熱抵抗体を駆動することで、前記インク加圧
室内のインクをノズルから吐出させるものであり、さらに、前記インク供給装置は、前記弁の開閉位置より下流に設けられたものであって、
前記インク室の前記インク送出部からインクが送り出さ
れた時から、前記弁による前記インク収容部と前記イン
ク室との間の開閉が行われるまでの、前記インク室内及
び前記プリンタヘッドチップの前記インク加圧室内の圧
力変動を緩やかにするように制御する圧力変動調整手段
を備えるものであることを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項１０】請求項９に記載のプリンタヘッドにお
いて、前記インク供給装置の前記圧力変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口された端部を閉塞するとともに、前記管内
を移動可能な閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉塞部材を付勢
する押圧部材とを備えることを特徴とするプリンタヘッ
ド。
【請求項１１】請求項９に記載のプリンタヘッドにお
いて、前記インク供給装置の前記インク収容部は、インクタンクと、前記インクタンクの下方に延在するノズル部と、前記ノズル部の少なくとも下端部が入り込むインク溜め
部とを備え、前記弁は、前記インク室と前記インク溜め部との間を開
閉するものであり、前記外気連通孔は、前記インク溜め部に形成されてお
り、前記インク室内の圧力の低下によって前記インク溜め部
と前記インク室とが連通するように前記弁が移動された
ときに、前記インク溜め部のインク量の減少により、前
記外気連通孔から前記ノズル部を通って空気が前記イン
クタンク内に入り込むとともに、前記インクタンクから
前記インク溜め部にインクが流下するように構成されて
いることを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項１２】請求項９に記載のプリンタヘッドにお
いて、前記インク供給装置の前記圧力変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口された端部を閉塞するとともに、前記管内
を移動可能な閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉塞部材を付勢
する押圧部材とを備え、前記インク供給装置の前記インク収容部は、インクタンクと、前記インクタンクの下方に延在するノズル部と、前記ノズル部の少なくとも下端部が入り込むインク溜め
部とを備え、前記弁は、前記インク室と前記インク溜め部との間を開
閉するものであり、前記外気連通孔は、前記インク溜め部に形成されてお
り、前記インク室内の圧力の低下によって前記インク溜め部
と前記インク室とが連通するように前記弁が移動された
ときに、前記インク溜め部のインク量の減少により、前
記外気連通孔から前記ノズル部を通って空気が前記イン
クタンク内に入り込むとともに、前記インクタンクから
前記インク溜め部にインクが流下するように構成されて
いることを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項１３】請求項９に記載のプリンタヘッドにお
いて、前記インク供給装置は、前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在する
空気導入管を備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み
可能なバッファ部を備えることを特徴とするプリンタヘ
ッド。
【請求項１４】請求項９に記載のプリンタヘッドにお
いて、前記インク供給装置の前記圧力変動調整手段は、前記インク室と連通し、端部が開口された管と、前記管の開口された端部を閉塞するとともに、前記管内
を移動可能な閉塞部材と、前記管内のインクを押圧するように前記閉塞部材を付勢
する押圧部材とを備え、さらに、前記インク供給装置は、前記外気連通孔から前
記インク収容部の内部に延在する空気導入管を備え、前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み
可能なバッファ部を備えることを特徴とするプリンタヘ
ッド。
【請求項１５】請求項９、請求項１０、請求項１３又
は請求項１４に記載のプリンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記インク収容部は、着脱可能に
形成されていることを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項１６】請求項１１又は請求項１２に記載のプ
リンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記インクタンクは、前記インク
溜め部から着脱可能に形成されていることを特徴とする
プリンタヘッド。