JP2009095981A - インクタンクおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクタンク内のインクを使い切ることができ、容積効率がよいインクタンクおよび記録装置を提供すること。
【解決手段】インク誘導部材２２の非圧縮部２２ｂのメニスカス保持力Ｐｍ１を初期インク収容部負圧Ｐ１よりも高く、使い切りインク収容部負圧Ｐ２よりも低くする。さらに、圧縮時のメニスカス保持力Ｐｍ２を使い切りインク収容部負圧Ｐ２よりも強くして、ヘッドフィルタ５０のメニスカス保持力Ｐｈｆよりも弱くする。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクタンクおよびそのインクタンクを使用する記録装置に関するものである。なお、本発明は、一般的なインクジェット記録装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、記録部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。

記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置には、記録媒体にそって記録ヘッドを移動させつつ、その過程でインク吐出を行うことにより画像形成を行うものが知られている。また、固定した記録ヘッドに対して記録媒体を移動させつつ、その過程で記録ヘッドからインク吐出を行うことにより画像形成を行うものもある。

このようなインクジェット記録装置に適用される記録ヘッドへのインク供給方式としては、次のものがある。一つは、キャリッジなどに搭載されて往復移動する記録ヘッドに一体または分離可能にインクタンクを取り付けて、そのインクタンクからインクを供給する、いわゆる「オンキャリッジ方式」と称されるものである。また、キャリッジ上に搭載される記録ヘッドとは別に、インクタンクを記録装置の他の部位に固定的に据え付け、可撓性チューブなどを介してインクタンクと記録ヘッドを連結してインクを供給する、いわゆる「チューブ供給方式」と称されるものもある。この「チューブ供給方式」場合には、インクタンクと記録ヘッドの中間に、第２のインクタンクとしてインクを保持するためのタンクが記録ヘッドまたはキャリッジ上に搭載される形態のものもある。

以上のようなインクジェット記録装置では、一般に記録ヘッドのノズルからのインク漏れを防止するため、インクタンク内に負圧を発生する機構が設けられる。その形態としては、インクタンク内にインクを保持するための多孔質体を備え、その多孔質体にインクを含浸させ多孔質体のインク保持力により負圧を発生させる形態がある。また、ゴムなどの弾性力を有する材料で形成された袋にインクを充填し、この袋に対して外部方向への張力を作用させることにより、タンク内部に負圧を発生させる方法もある。

さらには、可撓性のシートで形成されたインク収容部の内部または外部に設けられたバネなどによってシート部材を拡張する方向に付勢することによって負圧を発生させる形態も知られている。このシート部材を用いたインクタンクは、シート部材の一部を凸形状に成形して、収容するインク量を多くできるものが知られている。この形態のインクタンクによれば、インクジェット記録装置における記録の高速、高画質化に伴い、安定した流速、流量によるインク供給が可能であり、顔料を始めとして多種多様な物性を有するインクの使いこなしが可能である。

このようなインクタンクを用いて記録ヘッドにインクを供給する場合、特許文献１、２に記載されているような、タンク連通口に毛管部材を用いた構成を採るものがある。

以下、特許文献１に開示されている構成について説明する。
特許文献１に記載のインクタンクは、インク収容部、インク収容部の下部から側方に延在する中間室を備え、そのインク収容部には毛管部材が配置されている。インクタンクの負圧発生機構は、この毛管部材の毛管力によりインクを保持している。そして、インク収容部内のインクをインクタンク外部へと供給するインク供給部には、多数の微細孔が設けられたメニスカス形成部材とインクタンクの着脱によりその体積が変化する多孔質体とが設けられている。多孔質体は、押圧力で体積が変化し、インクの吸収力にすぐれた材料が用いられ、形状は先細りの形で、頭部は平坦に構成されている。

また、特許文献１に記載の記録ヘッドは、インク導入部において、インクタンクのインク供給部と接続される。インク導入部には、インクタンクのインク供給部の外周が接触する部分に対応してシール部材が配置されている。そして、インク導入部から、吐出口に至るインク流路端部にフィルタが備えられている。インク供給部に内蔵されている多孔質体は、インクタンクが取り外される際にインクタンクの離脱とほぼ同時に圧縮状態を解かれ、それ自体の体積が増加するとともに、気孔率を高める。これによって、インクタンク取り外し時に流出しようとするインクを吸収して、流出を防止している。

特許文献２に記載されているインクタンクの基本的な構成は、特許文献１のインクタンクの構成と略同じであり、インク供給部に多孔質部材ではなく、結合部毛管部材を備えている点で異なる。インクタンクを記録ヘッドに装着する際は、記録ヘッドのフィルタがインクタンクの結合部毛管部材と当接しており、その結合部毛管部材の密度は、タンク内の負圧を発生しているインク収容部内の毛管部材の密度よりも高いものが用いられている。

特開平０８―１３２６３３号公報 特開平０９―３００６４６号公報 特開２００７―０９０８７３号公報

しかし特許文献１に記載のインクタンクでは、記録ヘッドとインクタンクとの結合部に存在する多孔質体は、体積変化が大きく多孔質体全体のメニスカス保持力が小さい。さらに、多孔質体は均一的な圧縮状態でジョイント部とインク導入部の結合部に収容されている。そのため、インクタンク使用時にタンク内部の負圧が高まると、使用途中で多孔質体内部のメニスカスが破壊されて、多孔質体を介してヘッド側にエアを引き込むおそれがある。記録ヘッド側にエアを引き込んだ場合、インクを使い切ることが出来ず、インク使用量が低下してしまう。

また特許文献２のインクタンクは、記録ヘッドのフィルタとの当接面積が結合部毛管部材の面積に対して小さい場合、インク使用後においても結合部毛管部材内にインクが残存してインクを最後まで使い切ることができずインクの使用効率が低下するおそれがある。

よって本発明は、インクタンク内のインクを使い切ることができ、容積効率がよいインクタンクおよび記録装置を提供することを目的とする。

そのため本発明のインクタンクは、インクを吐出する記録ヘッドに着脱可能なインクタンクであって、インクを収容するインク収容室と、前記インク収容室に設けられ前記インク収容室内の負圧を調整する負圧発生手段と、前記インクを前記記録ヘッドに供給するために前記記録ヘッドの接続部に接続し、伸縮可能なインク誘導部材を備えたインク供給部を有し、前記インク誘導部材は、前記接続時に前記接続部が接続する圧縮部と、前記接続部が接続しない非圧縮部からなり、前記接続部と前記インク誘導部材の接続時に、前記インク誘導部材の各部のメニスカス保持力が、インク収容室の初期負圧＜非圧縮部のメニスカス保持力、かつ、圧縮部のメニスカス保持力＜記録ヘッドの接続部のメニスカス保持力、かつ、非圧縮部のメニスカス保持力＜圧縮部のメニスカス保持力、の関係を満たし、前記非圧縮部のメニスカス保持力が、前記負圧発生手段による前記インク収容室内の負圧の調整可能領域と、該調整可能領域よりも負圧が高い領域との境界部の負圧よりも小さいメニスカス保持力であることを特徴とする。

また、本発明の記録装置は、前記インクタンクを着脱自在に搭載可能であり、搭載した際に、前記インクタンクの前記インク誘導部材を、圧縮部と非圧縮部とに分け、前記インクタンクから供給されるインクを吐出して記録を行うことが可能であることを特徴とする。

本発明によれば、インク誘導部材は、記録ヘッドへのインク供給時に、圧縮部と非圧縮部とに分けられる。そしてインク誘導部材の非圧縮部のメニスカス保持力は、負圧発生手段による負圧制御可能領域内とし、インク誘導部材の圧縮部のメニスカス保持力は、インク誘導部材の非圧縮部のメニスカス保持力より強く、負圧発生手段が制御可能な最大負圧力より強くする。これによって、インクタンク内のインクを使い切ることができ、容積効率がよいインクタンクおよび記録装置を提供することができた。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
（インクジェット記録装置の構成）
図１０は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。記録装置１５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸１５１、１５２によって、キャリッジ１５３が主走査方向αに移動自在にガイドされている。キャリッジ１５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向αに往復動される。キャリッジ１５３には、インクジェット記録ヘッド（不図示）と、この記録ヘッドにインクを供給するためのインクタンク１とが着脱可能に搭載できる。本実施形態においては、４つのインクタンク１が装着される。しかし、インクタンク１の装着数は１つ以上であればいくつでもよい。

記録媒体Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口１５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ１５６によって矢印βの副走査方向に搬送される。記録装置１５０は、記録動作と搬送動作とを繰り返すことによって、記録媒体Ｐ上に順次画像を記録する。記録動作は、キャリッジ１５３と共に記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ、プラテン１５７上の記録媒体Ｐの記録領域に向かってインクを吐出させる動作である。また搬送動作は、記録ヘッドの１回の記録走査によって記録される領域の幅に対応する距離だけ、記録媒体Ｐを副走査方向に搬送する動作である。

記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネルギとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。

キャリッジ１５３の移動領域には、キャリッジ１５３に搭載された記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）１５８が設けられている。回復系ユニット１５８には、記録ヘッドのインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられている。そして、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持するための回復処理を行うことができる。また、キャップ内に向かって、画像の記録に寄与しないインクをインク吐出口から吐出させることによって、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持する回復処理（予備吐出処理）を行うこともできる。

図１は、本実施形態のインクタンク１の分解斜視図であり、図２は、図１のインクタンク１を組立てた際のＺ−Ｚ部における断面図である。以下、図１および図２を参照しながら説明する。

インクタンク１は、タンクケース１０と、負圧発生手段はバネ部材１１、圧力板１２、可撓性部材１３、および蓋部材１４と、を備えており、タンクケース１０と蓋部材１４とによってインクタンク１の筐体が構成されている。そしてインク収容部は、圧力板１２、可撓性部材１３、および蓋部材１４を備えて形成されている。インク収容室内にはインクが収容されている。負圧発生手段は、これに限定するものではなく、多孔質体であってもよい。負圧発生手段に備えられたバネ部材は、インク収容室を外方向へと付勢している。インクタンク１は、タンクケース１０と可撓性部材１３によって構成されるインク収容部Ｒ内に、インクを収納する容器であり、図１のようにインク供給部２０を下方に向けた姿勢でインクジェット記録装置に着脱自在に装着される。インク供給部２０は、後述するインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドともいう）のインク供給路に接続される。インクタンク１は、記録ヘッドと分離可能になっている。タンクケース１０には、記録ヘッドに接続可能なインク供給部２０が形成されている。インク供給部２０には、メニスカス形成部材２１と伸縮可能なインク誘導部材２２とが備えられている。

図３は、インクタンク１のインク供給部２０を拡大して示した図である。メニスカス形成部材２１は、その一方の面をインク収容部Ｒと接し、他方の面をインク誘導部材２２と接している。メニスカス形成部材２１は、インクを負圧状態で保持するインク収容部Ｒに対して、インク供給部２０からの空気の侵入を防止するために、インク収容部Ｒの負圧よりも強いメニスカス保持力を有している。メニスカス形成部材２１は、例えば、２５０〜３５０ｍｍＡｑ程度のメニスカス保持力を有しているため、内部負圧が１００〜２００ｍｍＡｑ程度のインク収容部Ｒの負圧によってメニスカスが破れることはない。メニスカス形成部材２１としては、メッシュフィルタに限定されるものではなく、例えば樹脂繊維や金属繊維など、メッシュフィルタと同等の効果を発揮する材質のものであれば良い。

また、本発明の特徴であるインク誘導部材２２は、インク供給部２０の外側開口部に設けられたインク誘導部材２２を押さえる部材１５と、メニスカス形成部材２１に挟まれて保持され、インク収容部の底面に固定されている。また、インク誘導部材２２は、インク供給部２０に、後述する記録ヘッドを接続しインク供給状態になったときに、記録ヘッドのフィルタ５０との当接力を高めるため、鉛直方向（図１中の上下方向）に圧縮可能な材料により構成されている。例えば、本実施形態においては、材質がポリプロピレンの繊維体で、繊維密度が０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ³の繊維体を採用している。その他の材料として適当なものは、主にポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、セルロース、ポリウレタン等があり、インクに対して化学的に安定であってぬれ性の良いものが望ましい。そして、当接深さとしては、例えば、０．1〜０．９ｍｍであり、インク誘導部材２２の厚みとしては、例えば、１〜３ｍｍとしている。

図４（ａ）は、記録ヘッド５の接続部とインクタンク１との接続の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、記録ヘッド５接続時におけるタンク単体をインク供給部２０側から見た断面図である。

記録ヘッド５は、インク流路５２の端部にヘッドフィルタ５０を備え、インクタンク１は、インク供給部２０と記録ヘッド５のインク流路５２が連通するように接続される。また、インクタンク１と記録ヘッド５のインク流路５２との連通は、記録ヘッド５のヘッドフィルタ５０に対して、インクタンク１のインク誘導部材２２が当接することによって行われる。

インク誘導部材２２の第１の目的としては、記録ヘッド５とインクタンク１とのインク流路接続部に介在し、記録ヘッド５側にインクを誘導することである。そのため、インク誘導部材２２に用いる材質には低密度の繊維体で流抵抗の低いものが望ましい。

インクタンク１が記録ヘッド５に装着された時、図４（ｂ）に示されるように、インク誘導部材２２は、ヘッドフィルタ５０と当接した部分が圧縮される。つまり、記録ヘッド５の装着時には、インク誘導体２２に圧縮によって初期の繊維密度よりも高くなった圧縮部２２ａと、圧縮されていない初期の繊維密度とほぼ同等の非圧縮部２２ｂが存在する。この、圧縮部２２aと非圧縮部２２ｂとは、互いに密度差の異なるエリアとなっている。

また、インク供給部２０にメニスカス形成部材２１とインク誘導部材２２との２つの部品を用いることで、機能の分離を行っている。つまり、メニスカス形成部材２１は、物流時の落下や衝撃によるインク収納部内への空気導入を防止するための役割を果たしている。よって、インク誘導部材２２は、記録ヘッド５への装着によるメニスカス形成部材２１平面に対して、鉛直方向の当接力を高め、記録ヘッド５装着後に記録ヘッド側にインクを誘導する役割を果たしている。

図５は、インクタンク１を記録ヘッド５に装着した際の初期状態から、インクを使い切るまでのインクタンク１内の負圧をグラフに表したものである。また図６は、図５における負圧曲線上の（ａ）から（ｃ）までのポイントに対応するインク誘導部材２２の断面状態を表している。

記録ヘッド５を装着する前のインク誘導部材２２の非圧縮時のメニスカス保持力Ｐｍ１は、初期のインク収容部負圧Ｐ１よりも高いメニスカス保持力を有する。これを式で表わすと以下の式になる。
Ｐ１＜Ｐｍ１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｅ）

また、メニスカス保持力Ｐｍ１はメニスカス形成部材２１のメニスカス保持力よりも高いメニスカス保持力を有する。

そのため、インク誘導部材２２内部には空気ではなくインクが存在し、記録ヘッド５の装着時には、このインク誘導部材２２の表面と記録ヘッド５のヘッドフィルタ５０とが当接するため、記録ヘッド５を空気（泡）を引き込むことなく装着することができる。

図６（ａ）は、インクタンク１を記録ヘッド５に装着した初期の状態を示す図である。インクタンク１が記録ヘッド５に装着されると、インクタンク１内部のインクはヘッドフィルタ５０側へと引かれてインクが連通する。この時、インク誘導部材２２はヘッドフィルタ５０と当接する部分が圧縮され、インク誘導部材２２には、圧縮部２２ａと非圧縮部２２ｂができる。圧縮部２２ａは、非圧縮部２２ｂに比べ部材密度が高まるため、高いインク保持力を有する。インクタンク１が記録ヘッド５に装着されると、インク収容部内の負圧や、インク誘導部材２２よりもヘッドフィルタ５０のメニスカス保持力が高いために、インクタンク１内に収容されているインクを記録ヘッド５側に導く事になる。インク誘導部材の圧縮時のメニスカス保持力Ｐｍ２とヘッドフィルタ５０のメニスカス保持力Ｐｈｆの関係を式で表わすと以下のようになる。
Ｐｍ２＜Ｐｈｆ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｆ）

図６（ｂ）は、インクタンク１を一定期間使用した後で、インクタンク１内のインクが減った状態の供給部を示した拡大図である。本実施形態のインクタンク１では、図５の負圧曲線に見られるように、インクタンク初期の状態からインクを使い切るまで、連続的にインクタンク内部の負圧が高まっていく。これは、インク導出に伴いインクタンク１内部の可撓性部材１３が変形し、負圧発生部材であるバネ１１が連続的に圧縮されるためである。ここで、（インク誘導部材２２の非圧縮時のメニスカス保持力Ｐｍ１）＝（図５に示す（ｂ）ポイント）であった場合、タンク内部の負圧が図５の（ｂ）ポイントよりも高くなった場合、非圧縮部２２ｂのインクがヘッド内部に引き込まれる事になる。つまり、本発明では、（非圧縮部２２ｂのメニスカス保持力：Ｐｍ１）を、初期負圧（Ｐ１）と使い切り負圧（Ｐ２）との領域Ａ内にする。これによって、インク使用時或いは使い切り時に、非圧縮部２２ｂが含んでいるインクをインクタンク内部へ導き、使い切ることが可能になる。

インク誘導部材の非圧縮部のメニスカス保持力Ｐｍ１と、タンク内部インク使い切り時のインク収容部負圧Ｐ２との関係を式に表わすと以下のようになる。

なおここで述べる使い切り時のインク収容部負圧Ｐ２は、負圧領域Ａと負圧領域Ｂとの境界と定義する。その負圧領域Ａとは負圧発生手段であるバネ部材１１により制御されている負圧調整可能領域であり、負圧領域Ｂとは負圧領域Ａよりも負圧が高く負圧発生手段による負圧制御が行われない領域のことである。
Ｐｍ１＜Ｐ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｇ）

このように、各負圧の関係を規定することによって、インク誘導部材２２内の非圧縮部２２ｂのインクが使用可能となり、インク使い切りが向上する。

記録における近年の高流量対応や、顔料等の高粘度インクを使いこなす場合には、インクの流抵抗が高まるためヘッドフィルタ５０の面積が大きくなる傾向にある。その場合には、大面積のインク誘導部材２２が必要となるため、インク誘導部材２２における非圧縮部２２ｂも多くなる。非圧縮部２２ｂに残っているインクが使用可能になるとインクの使い切りが向上して容積効率も高まる。

図６（ｃ）はインクを使い切った状態の供給部を示した拡大図である。
非圧縮部２２ｂに含まれるインクを使い切った後、泡を記録ヘッド５に引き込んで記録ヘッド５の機能を低下させない用にする必要がある。そのために、インク誘導部材２２の圧縮部２２ａは、使いきりの収容部負圧：Ｐ２よりも高くして、インクを使い切った後もヘッドとタンク間のインク連通可能状態を確保している。これを式に表わすと以下のようになる。
Ｐ２＜Ｐｍ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｈ）

インクタンクと記録ヘッドの接続時、インクタンクのインク誘導部材を上記の関係式（Ｅ）〜（Ｈ）を満たすインク誘導部材とすることによって、インク誘導部材の非圧縮部１２２ｂに含まれたインクをインクタンク内部へ導き、使い切りが向上してインクタンクの容積効率を高めることができた。

また、本発明におけるインク供給部２０の構成であれば、インクタンク１を取り外した際に、インク流路の接続部に残留するインクを速やかにインクタンク１のインク収容部Ｒに収容し、インク垂れを防止することができる。また、ユーザが誤ってインクタンクを落下させてしまった場合のインク飛散をも減らすこともできる。

以下に、本実施形態の構成を検証するための一手段として、インクタンクの負圧測定方法を示す。インクタンクの負圧とその負圧でのインク誘導部材の状態とを対応つけることができる。

図９は、負圧測定方法の一つの手法を示した図である。記録ヘッド５を模した負圧測定治具に、測定するタンクを装着することが可能で、フィルタ５０が固定されたヘッドホルダ５５と、そのヘッドホルダ５５からインクを導出することが可能に接続されたチューブ６０からなる。さらに、そのチューブに取り付けられたインク導出を行うためのチューブポンプ７０、ポンプ７０とヘッドホルダ５５との間に分岐されたチューブ６５によって構成される。本構成は、Ｕ字管マノメータを使って差圧を求める方法と同様の構成を用いている。

まず、チューブ内に空気が入らないように２つのチューブ６０，６５をインクで充填する。空気が入るとエアの緩衝効果のため正確な圧力が測れない可能性がある。
この状態で、測定するインクタンクを装着し、図中Ｘ側のチューブの液面が停止するまで待ち、その液面の位置（Ｂ）とヘッドのインク吐出口面（Ａ）との差分を読む。これが初期の負圧値である。

その後、チューブポンプにより適宜インク導出を行い、測定したいインク導出量のポイントでチューブポンプを停止する。前回と同様に、Ｘ側のチューブの液面が停止するまで待ち、その液面の位置（Ｂ）とヘッドのインク吐出口面（Ａ）との差分を読む。本動作を繰り返し行うことによって、各インク導出量に対するポイントを複数点プロットすると、そのインクタンクにおける負圧曲線を得ることが出来る。

このように測定した各ポイントでのタンク負圧と、インク誘導部材の非圧縮部と圧縮部の状態を観察する。タンク内のインクを使い切ったポイントでチューブ６０内に泡が入り込んでいないことを確認した。かつタンクとヘッド間のインク連通が可能な状態が確保され、かつヘッドフィルタ５２に当接していない非圧縮部２２（ｂ）のインクが使用されていることを確認することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態におけるインクタンクを記録ヘッド５に装着した際の初期状態からインクを使い切るまでのインクタンク内の負圧をグラフに表わしたものである。また図８は、図７における負圧曲線上の（e）から（g）までの各ポイントに対応するインク誘導部材の断面状態を表している。図８（ａ）は図７ポイント（e）に対応し、「タンク装着初期状態」を示している。図８（ｂ）は図７ポイント（ｆ）に対応し、「インク誘導部材２２の非圧縮領域のメニスカス保持力がタンク内の負圧よりも小さくなり、インク誘導部材内のインクが消費された状態」を示す。図８（ｃ）は図７ポイント（ｇ）に対応し、「インク使い切り状態のインクタンク」の断面を示している。以下、図７および図８を用いて説明する。

本実施形態のインクタンク１０１は、負圧調整手段として外部からインクタンク１０１内への気体の導入を許容し、かつインクタンク１０１外部への液体および気体の導出を阻止するための一方向バルブ３０を備えている。その一方向バルブ３０は、板部材３４、可撓性部材３５、バネ部材３６により構成されるバルブ室３８を備えている。負圧調整室であるバルブ室３８に、外部から空気を導入するため、板部材３４に空気導入口３３が設けられ、その空気導入口３３の外周部にシール部材３２を持ち、その板部材３４は、バネ部材３６によりシール部材３２に付勢されている。また、バルブ室３８は、インク収容部Ｑと連通しており、インク収容部Ｑに空気を導入するための圧力は、バネ部材３６と板部材３４により決められている。その空気導入圧力よりもインク収容部Ｑ内の負圧が高まった時に、板部材３４が変位してバルブ室３８内に空気を取り込み、その空気を空気導入口３７からインク収容部Ｑへ導入することによりインク収容部Ｑ内部負圧を一定に保持している。また、インクタンク１０１使用開始初期にインク収容部Ｑに負圧を発生させる手段には、バネ部材１１と可撓性部材１３によって構成される、インクタンク容積を維持または拡張させる機能を用いる。

インク供給部１２０の構成は第１の実施形態と同様であり、メニスカス形成部材１２１の物流時の落下等によるインク収納部内への空気導入防止機能と、インク誘導部材２２の記録ヘッド５装着後に記録ヘッド側にインクを誘導する機能とに機能分離されている。

本実施形態のインクタンク１０１は、気体導入による圧力調整を行っているため、第１の実施形態とは異なった負圧曲線を示す。第１の実施形態では、バネの変位に伴い連続的に負圧上昇を行うが、本実施形態では、初期負圧発生部の圧力変動領域（Ｃ）と一方向バルブ３０による負圧一定領域（Ｄ）とに分けられる。

本実施形態も第１の実施形態と同様に、インク誘導部材１２２の非圧縮部１２２ｂのメニスカス保持力Ｐｍ１１を、初期インク収容部負圧Ｐ１１よりも高く、使い切りインク収容部負圧Ｐ１２よりも低くする。
つまり、メニスカス保持力を、図７における初期負圧ポイント（ｅ）から使い切りポイント（ｇ）の領域Ｍ内にする。これによって、インク使い切り時に非圧縮部１２２ｂに含まれたインクをインクタンク内部へ導き、使い切ることが可能になる。

また、圧縮時のメニスカス保持力Ｐｍ１２と、使い切りインク収容部負圧Ｐ１２、ヘッドフィルタ１５０のメニスカス保持力Ｐｈｆとの関係は第１の実施形態と同じであり、
Ｐ１２＜Ｐｍ１２＜Ｐｈｆ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｉ）
となる。このような条件に規定することで、インクを使い切った後も泡をヘッドに引き込みヘッド機能を低下させないために、ヘッドとインク間のインク連通可能状態を確保している。なお、ここで述べる使い切りインク収容部負圧Ｐ１２は、負圧発生手段であるバルブ室３０により制御されている負圧領域Ｍと、負圧領域よりも高く、負圧発生手段による負圧制御が行われない負圧領域Ｎとの境界部の負圧と定義する。

タンクとヘッドとの装着力を低減させるためにまた、インク誘導部材１２２の非圧縮部１２２ｂのメニスカス保持力Ｐｍ１１と、圧縮部１２２ａのメニスカス保持力Ｐｍ１２との差を小さくすることが可能である。２つのメニスカス力差を小さくするために使い切り負圧Ｐ１２の近傍に、インク誘導部材非圧縮部１２２ｂのメニスカス保持力Ｐｍ１１を設定することができる。このようにメニスカス保持力を設定することで、インク誘導部材圧縮部１２２ａのメニスカス保持力Ｐｍ１２は、小さい変位で使い切り負圧Ｐ１２を越えることができる。

このように、負圧調整手段を備えたインクタンク１０１においても、インク誘導部材１２２の非圧縮部１２２ｂのメニスカス保持力Ｐｍ１１を初期インク収容部負圧Ｐ１１よりも高く、使い切りインク収容部負圧Ｐ１２よりも低くする。さらに、圧縮時のメニスカス保持力Ｐｍ１２を使い切りインク収容部負圧Ｐ１２よりも強くして、ヘッドフィルタ１５０のメニスカス保持力Ｐｈｆよりも弱くする。これによって、インク誘導部材の非圧縮部１２２ｂに含まれたインクをインクタンク内部へ導き、使い切りが向上してインクタンク１０１の容積効率を高めることができた。

本実施形態のインクタンクの分解斜視図である。 図１のインクタンクを組立てた際のＺ−Ｚ部における断面図である。 インクタンクのインク供給部を拡大して示した図である。 （ａ）は記録ヘッドの接続部とインクタンクとの接続の状態を示す断面図であり、（ｂ）は記録ヘッド接続時におけるタンク単体をインクタンク側から見た断面図である。 インクタンクを記録ヘッドに装着した際の初期状態から、インクを使い切るまでのインクタンク内の負圧をグラフに表したものである。 （ａ）は、インクタンクを記録ヘッドに装着した初期の状態を示す図であり、（ｂ）は、インクタンクを一定期間使用した後で、インクタンク内のインクが減った状態の供給部を示した拡大図である。 第２の実施形態における初期状態からインクを使い切るまでのインクタンク内の負圧をグラフに表わしたものである。 （ａ）は、インクタンク装着初期状態を示し、（ｂ）はインク誘導部材内のインクが消費された状態を示しており、（ｃ）は、インク使い切り状態のインクタンクの断面を示している。 負圧測定方法の一つの手法を示した図である。 本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。

符号の説明

１ インクタンク
５ 記録ヘッド
１０ タンクケース
１１ バネ部材
１２ 圧力板
１３ 可撓性部材
１４ 蓋部材
２０ インク供給部
２１ メニスカス形成部材
２２ インク誘導部材
２２ａ インク誘導部材圧縮部
２２ｂ インク誘導部材非圧縮部
５０ ヘッドフィルタ
５２ インク流路
１０１ インクタンク
１２０ インク供給部
１２１ メニスカス形成部材
１２２ インク誘導部材
１５０ 記録装置
１５３ キャリッジ
１５６ 送りローラ
１５７ プラテン
１５８ 回復系ユニット
Ｒ インク収容部
Ｑ インク収容部

Claims (9)

1. インクを吐出する記録ヘッドに着脱可能なインクタンクであって、
   インクを収容するインク収容室と、
   前記インク収容室に設けられ前記インク収容室内の負圧を調整する負圧発生手段と、
   前記インクを前記記録ヘッドに供給するために前記記録ヘッドの接続部に接続し、伸縮可能なインク誘導部材を備えたインク供給部を有し、
   前記インク誘導部材は、
   前記接続時に前記接続部が接続する圧縮部と、前記接続部が接続しない非圧縮部からなり、
   前記接続部と前記インク誘導部材の接続時に、前記インク誘導部材の各部のメニスカス保持力が、
   インク収容室の初期負圧＜非圧縮部のメニスカス保持力、
   かつ、圧縮部のメニスカス保持力＜記録ヘッドの接続部のメニスカス保持力、
   かつ、非圧縮部のメニスカス保持力＜圧縮部のメニスカス保持力、
   の関係を満たし、
   前記非圧縮部のメニスカス保持力が、前記負圧発生手段による前記インク収容室内の負圧の調整可能領域と、該調整可能領域よりも負圧が高い領域との境界部の負圧よりも小さいメニスカス保持力であることを特徴とするインクタンク。
2. 前記記録ヘッドの接続部にフィルタが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
3. 前記インク誘導部材は、樹脂繊維または金属繊維によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクタンク。
4. 前記インク供給部に、前記インク誘導部材のメニスカス保持力よりも弱いメニスカス保持力を有した、樹脂繊維または金属繊維で形成されたメニスカス形成部材を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクタンク。
5. 前記インク供給部の開口部に設けた前記インク誘導部材を押さえる部材と、前記インク収容部の底面に固定された前記メニスカス形成部材とにより、前記インク誘導部材を挟み込んだ構成であることを特徴とする請求項４に記載のインクタンク。
6. 前記負圧発生手段は、多孔質体であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインクタンク。
7. 外部から前記インク収容部への気体の導入を許容し、かつ前記インク収容部から外部への液体および気体の導出を阻止するための一方向のバルブを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のインクタンク。
8. 前記負圧発生手段は、少なくとも一部が可撓性の材料で形成されたインク収容部と、前記インク収容部を外方向に付勢するバネ部材とを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインクタンク。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかの前記インクタンクを着脱自在に搭載するキャリッジと、前記キャリッジが備える記録ヘッドを備え、
   前記インクタンクと前記記録ヘッドの接続部が接続する際に、前記接続部が
   前記インクタンクの前記インク誘導部材を、圧縮部と非圧縮部とに分け、前記インクタンクから供給されるインクを吐出して記録を行うことが可能であることを特徴とする記録装置。

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