JP2670464B2

JP2670464B2 - 記録ヘッドカートリッジ、インクタンク及びインクジェット装置

Info

Publication number: JP2670464B2
Application number: JP2206592A
Authority: JP
Inventors: 能史服部; 誠一郎刈田; 英男才川; 俊雄樫野; 昭男斎藤; 寛中込; 輝雄荒島; 牧子木村; 博志杉谷; 雅実池田; 朝雄斉藤; 和明益田; 剛折笠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JPH03175051A; US5500666A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、インク等の記録液を収納するインクタンク
の大気連通構成に関し、特に、記録液を液滴として吐出
して記録するインクジエツト記録ヘツドと該記録ヘツド
に供給される記録液を貯溜するためのタンク部とを一体
に具備する記録ヘツドカートリツジにとって有効な発明
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この様な、記録ヘツド部とタンク部とが一体に構
成され、キヤリツジ上で往復運動する記録ヘツドカート
リツジにおいては、インクもれやインクの揺動防止の為
に、タンク内部に多孔質体を設けることが知られている
（特開昭55−42874号公報等参照）。又、タンクには、
大気圧とタンク内部圧とを等しくするための大気連通孔
が必要になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した様に、一般のインクタンクのように単に大気
連通孔を有しているものとは異なり、タンク内部に多孔
質体を有している記録ヘツドカートリツジにおいて、記
録液は基本的に多孔質体中で保持されており、通常の使
用状態では、大気連通孔やノズルから記録液が漏れ出る
ことはない。

しかしながら、落下や振動等の衝撃が記録ヘツドカー
トリツジに加わると、記録液は多孔質体中で保持しきれ
ず記録液が飛散してしまうことがある。この時、飛散し
た液滴が大気連通孔に付着すると、大気連通孔を通して
記録液がカートリツジ外部へ飛び出したり、装置の外壁
を汚してしまったりすることがある。この様な問題を解
決するために、従来大気連通口の部分に気体のみを通過
させる特殊加工が施された膜を設けるという提案がなさ
れていたが、気体透過の永続性などの点で必ずしも満足
のいくものが得られなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、この様な大気連通孔から液滴飛散を防ぐ
為に、大気連通孔のタンク部内側開孔部先端に遮蔽板を
設けたものである。該遮蔽板により、衝撃等で多孔質体
から記録液が飛散しても、大気連通孔から外へ記録液が
出ていくことはない。又、遮蔽板は、大気連通孔がふさ
がらない様、大気連通孔とは離接した構造になってい
る。

〔実施例〕

第２図乃至第６図は、本発明が実施もしくは適用され
る好適なインクジエツトユニツトIJU、インクジエツト
ヘツドIJH、インクタンクIT、インクジエツトカートリ
ツジIJC、インクジエツト記録装置本体IJRA、キヤリツ
ジHCの夫々及び夫々の関係を説明するための説明図であ
る。以下これらの図面を用いて各部構成の説明を行う。

本例でのインクジエツトカートリツジIJCは、第３図
の斜視図でわかるように、インクの収納割合が大きくな
っているので、インクタンクITの前方面よりもわずかに
インクジエツトユニツトIJUの先端部が突出した形状で
ある。このインクジエツトカートリツジIJCは、インク
ジエツト記録装置本体IJRAに載置されているキヤリツジ
HC（第５図）の後述する位置決め手段及び電気的接点と
によって固定支持されると共に、該キヤリツジHCに対し
て着脱可能なデイスポーザブルタイプである。本例第２
図乃至第６図には、本発明の成立段階において成された
数々の新規な技術が適用された構成となっているので、
これらの構成を簡単に説明しながら、全体を説明するこ
とにする。

（ｉ）インクジエツトユニツトIJU構成説明インクジエツトユニツトIJUは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギを
生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジエツ
ト方式のユニツトである。

第２図において、100はSi基板上に複数の列状に配さ
れた電気熱交換体（吐出ヒータ）と、これに電力を供給
するAl等の電気配線とが成膜技術により形成されて成る
ヒータボードである。200はヒータボード100に対する配
線基板であり、ヒータボード100の配線に対応する配線
（例えばワイヤボンデイングにより接続される）と、こ
の配線の端部に位置し本体装置からの電気信号を受ける
パツド201とを有している。

1300は複数のインク流路を夫々区分するための隔壁や
各インク流路へインクを与えるためにインクを収納する
ための共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンクIT
から供給されるインクを受けて上述の共通液室へ導入す
るインク受け口1500と、各インク流路に対応した吐出口
を複数有するオリフイスプレート400を一体成型したも
のである。これらの一体成型材料としてはポリサルフオ
ンが好ましいが、他の成型用樹脂材料でも良い。

300は配線基板200の裏面を平面で支持する例えば金属
製の支持体で、インクジエツトユニツトの底板となる。
500は押えばねであり、Ｍ字形状でそのＭ字の中央で共
通液室を軽圧で押圧すると共に前だれ部501で液路の一
部、好ましくは吐出口近傍の領域を線圧で集中押圧す
る。ヒータボード100および天板1300を押えばねの足部
が支持体300の穴3121を通って支持体300の裏面側に係合
することでこれらを挟み込んだ状態で両者を係合させる
ことにより、押えばね500とその前だれ部501の集中付勢
力によってヒータボード100と天板1300とを圧着固定す
る。又支持体300は、インクタンクITの２つの位置決め
凸起1012及び位置決め且つ熱融着保持用凸起1800、1801
に係合する位置決め用穴312、1900、2000を有する他、
装置本体IJRAのキヤリツジHCに対する位置決め用の突起
2500、2600を裏面側に有している。加えて支持体300は
インクタンクからのインク供給を可能とするインク供給
管2200（後述）を貫通可能にする穴320をも有してい
る。支持体300に対する配線基板200の取付は、接着剤等
で貼着して行われる。尚、支持体300の凹部2400、2400
は、それぞれ位置決め用突起2500、2600の近傍に設けら
れており、組立てられたインクジエツトカートリツジIJ
C（第３図）において、その周囲の３辺を平行溝3000、3
001の複数で形成されたヘツド先端域の延長点にあっ
て、ゴミやインク等の不要物が突起2500、2600に至るこ
とがないように位置している。この平行溝3000が形成さ
れている。蓋部材800は、第５図でわかるように、イン
クジエツトカートリツジIJCの外壁を形成すると共に、
インクタンクとでインクジエツトユニツトIJUを収納す
る空間部を形成している。又、この平行溝3001が形成さ
れているインク供給部材600は、前述したインク供給管2
200に連続するインク導管1600を供給管2200側が固定の
片持ちばりとして形成し、インク導管の固定側とインク
供給管2200との毛管現象を確保するための封止ピン602
が挿入されている。尚、601はインクタンクITと供給管2
200との結合シールを行うパツキン、700は供給管のタン
ク側端部に設けられたフイルターである。

このインク供給部材600は、モールド成型されている
ので、安価で位置精度が高く形成製造上の精度低下を無
くしているだけでなく、片持ちばりの導管1600によって
大量生産時においても導管1600の上述インク受け口1500
に対する圧接状態が安定化できる。本例では、この圧接
状態下で封止用接着剤をインク供給部材側から流し込む
だけで、より完全な連通状態を確実に得ることができて
いる。尚、インク供給部材600の支持体300に対する固定
は、支持体300の穴1901、1902に対するインク供給部材6
00の裏面側ピン（不図示）を支持体300の穴1901、1902
を介して貫通突出せしめ、支持体300の裏面側に突出し
た部分を熱融着することで簡単に行われる。尚、この熱
融着された裏面部のわずかな突出領域は、インクタンク
ITのインクジエツトユニツトIJU取付面側壁面のくぼみ
（不図示）内に納められるのでユニツトIJUの位置決め
面は正確に得られる。

（ii）インクタンクIT構成説明インクタンクは、カートリツジ本体1000と、インク吸
収体900とインク吸収体900をカートリツジ本体1000の上
記ユニツトIJU取付面とは反対側の側面から挿入した
後、これを封止する蓋部材1100とで構成されている。

900はインクを含浸させるための吸収体であり、カー
トリツジ本体1000内に配置される。1200は上記各部100
〜600からなるユニツトIJUに対してインクを供給するた
めの供給口であると共に、当該ユニツトをカートリツジ
本体1000の部分1010に配置する前の工程で供給口1200よ
りインクを注入することにより吸収体900のインク含浸
を行うための注入口でもある。

この本例では、インクを供給可能な部分は、大気連通
口とこの供給口とになるが、インク吸収体からのインク
供給性を良好に行うための本体1000内リブ2300と蓋部材
1100の部分リブ2302、2301とによって形成されたタンク
内空気存在領域を、大気連通口1401側から連続させてイ
ンク供給口1200から最も遠い角部域にわたって形成して
いる構成をとっているので、相対的に良好かつ均一な吸
収体へのインク供給は、この供給口1200側から行われる
ことが重要である。この方法は実用上極めて有効であ
る。このリブ2300は、インクタンクの本体1000の後方面
において、キヤリツジ移動方向に平行なリブを４本有
し、吸収体が後方面に密着することを防止している。
又、部分リブ2400、2500は、同様にリブ2300に対して対
応する延長上にある蓋部材1100の内面に設けられている
が、リブ2300とは異なり分割された状態となっていて空
気の存在空間を前者より増加させている。尚、部分リブ
2302、2301は蓋部材1100の全面積の半分以下の面に分散
された形となっている。これらのリブによってインク吸
収体のタンク供給口1200から最も遠い角部の領域のイン
クをより安定させつつも確実に供給口1200側へ毛管力で
導くことができた。1401はカートリツジ内部を大気に連
通するために蓋部材に設けた大気連通口である。1400は
大気連通口1401の内方に配置される例えば撥液性を有す
るキヤツプ部材であり、これにより大気連通口1401から
のインク漏洩が防止される。

前述したインクタンクITのインク収容空間は長方体形
状であり、その長辺を側面にもつ場合であるので上述し
たリブの配置構成は特に有効であるが、キヤリツジの移
動方向に長辺を持つ場合又は立方体の場合は、蓋部材11
00の全体にリブを設けるようにすることでインク吸収体
900からのインク供給を安定化できる。限られた空間内
にインクを出来るだけ収納するためには直方体形状が適
しているが、この収納されたインクを無駄なく記録に使
用するためには、上述したように、角部の領域に対して
近接する２面領域に上記作用を行えるリブを設けること
が重要である。更に本実施例におけるインクタンクITの
内面リブは、直方体形状のインク吸収体の厚み方向に対
してほぼ均一な分布で配置されている。この構成は、吸
収体全体のインク消費に対して、大気圧分布を均一化し
つつインク残量をほとんど無ならしめることが出来るた
め重要な構成である。更に、このリブの配置上の技術思
想を詳述すれば、直方体の４角形上面においてインクタ
ンクのインク供給口1200を投影した位置を中心として、
長辺を半径とする円弧を描いたときに、その円弧よりも
外側に位置する吸収体に対して、大気圧状態が早期に与
えられるようにその円弧よりも外側の面に上記リブを配
設することが重要となる。この場合、タンクの大気連通
口は、このリブ配設領域に大気を導入できる位置であれ
ば、本例に限られることではない。

加えて、本実施例では、インクジエツトカートリツジ
IJCのヘツドに対する後方面を平面化して、装置に組み
込まれたときの必要スペースを最大化ならしめるととも
に、インクの収容量を最大化している構成をとっている
ために、装置の小型化を達成できるだけではなく、カー
トリツジの交換頻度を減少できる優れた構成をとってい
る。そして、インクジエツトユニツトIJUを一体化する
ための空間の後方部を利用して、そこに、大気連通口14
01用の突出部分を形成し、この突出部分の内部を空洞化
して、ここに前述した吸収体900厚み全体に対する大気
圧供給空間1402を形成してある。このように構成するこ
とで、従来には見られない優れたカートリツジを提供で
きた。尚、この大気圧供給空間1402は、従来よりもはる
かに大きい空間であり、上記大気連通口1401が上方に位
置しているので、何らかの異常で、インクが吸収体から
離脱しても、この大気圧供給空間1402は、そのインクを
一時的に保持でき、確実に吸収体に回収せしめることが
できるので無駄のない優れたカートリツジを提供でき
る。

又、インクタンクITの上記ユニツトIJUの取付面の構
成は第４図によって示されている。オリフイスプレート
400の突出口のほぼ中心を通って、タンクITの底面もし
くはキヤリツジの表面の載置基準面に平行な直線をL₁と
すると、支持体300の穴312に係合する２つの位置決め凸
起1012はこの直線L₁上にある。この凸起1012の高さは支
持体300の厚みよりわずかに低く、支持体300の位置決め
を行う。この図面上で直線L₁の延長上にはキヤリツジの
位置決め用フツク4001の90°角の係合面4002が係合する
爪2100が位置しており、キヤリツジに対する位置決めの
作用力がこの直線L₁を含む上記基準面に平行な面領域で
作用するように構成されている。第５図で後述するが、
これらの関係は、インクタンクのみの位置決めの精度が
ヘツドの吐出口の位置決め精度と同等となるので有効な
構成となる。

又、支持体300のインクタンク側面への固定用穴190
0、2000に夫々対応するインクタンクの突起1800、1801
は前述の凸起1012よりも長く、支持体300を貫通して突
出した部分を熱融着して支持体300をその側面に固定す
るためのものである。上述の線L₁に垂直でこの突起1800
を通る直線をL₃、突起1801を通る直線をL₂としたとき、
直線L₃上には上記供給口1200のほぼ中心が位置するの
で、供給部の口1200と供給管2200との結合状態を安定化
する作用をし、落下や衝撃によってもこれらの結合状態
への負荷を軽減できるので好ましい構成である。又、直
線L₂、L₃は一致していず、ヘツドIJHの吐出口側の凸起1
012周辺に突起1800、1801が存在しているので、さらに
ヘツドIJHのタンクに対する位置決めの補強効果を生ん
でいる。尚、L₄で示される曲線は、インク供給部材600
の装着時の外壁位置である。突起1800、1801はその曲線
L₄に沿っているので、ヘツドIJHの先端側構成の重量に
対しても充分な強度と位置精度を与えている。尚、2700
はインクタンクITの先端ツバで、キヤリツジの前板4000
の穴に挿入されて、インクタンクの変位が極端に悪くな
るような異変時に対して設けられている。2101はキヤリ
ツジに対する抜け止めで、キヤリツジHCの不図示のバー
に対して設けられ、カートリツジIJCが後述のように旋
回装着された位置でこのバーの下方に侵入して、不要に
位置決め位置から離脱させる上方方向へ力が作用しても
装着状態を維持するための保護用部材である。

インクタンクITは、ユニツトIJUを装着された後に蓋8
00で覆うことで、ユニツトIJUを下方開口を除いて包囲
する形状となるが、インクジエツトカートリツジIJCと
しては、キヤリツジHCに載置するための下方開口はキヤ
リツジHCと近接するため、実質的な４方包囲空間を形成
してしまう。従って、この包囲空間内にあるヘツドIJH
からの発熱はこの空間内の保温空間として有効となるも
のの長期連続使用としては、わずかな昇温となる。この
ため本例では、支持体の自然放熱を助けるためにカート
リツジIJCの上方面に、この空間よりは小さい幅のスリ
ツト1700を設けて、昇温を防止しつつもユニツトIJU全
体の温度分布の均一化を環境に左右されないようにする
ことができた。

インクジエツトカートリツジIJCとして組立てられる
と、インクはカートリツジ内部より供給口1200、支持体
300に設けた穴320および供給タンク600の中裏面側に設
けた導入口を介して供給タンク600内に供給され、その
内部を通った後、導出口より適宜の供給管および天板13
00のインク導入口1500を介して共通液室内へと流入す
る。以上におけるインク連通用の接続部には、例えばシ
リコンゴムやブチルゴム等のパツキンが配設され、これ
によって封止が行われてインク供給路が確保される。

尚、本実施例においては天板1300は耐インク性に優れ
たポリサルフオン、ポリエーテルサルフオン、ポリフエ
ニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂を用い、
オリフイスプレート部400と共に金型内で一体に同時成
型してある。

上述のように一体成型部品は、インク供給部材600、
天板1300、オリフイスプレート400一体部材、インクタ
ンク本体1000としたので組立て精度が高水準になるばか
りではなく、大量生産の品質向上に極めて有効である。
又部品点数の個数は従来に比較して減少できているの
で、優れた所望特性を確実に発揮できる。

また、本発明実施例では、上記組立後の形状におい
て、第２図乃至第４図で示されるように、インク供給部
材600は、その上面部603がインクタンクITのスリツト17
00を備えた屋根部の端部4008との間に第３図に示したよ
うにスリツトＳを形成し、下面部604がインクタンクIT
の下方の蓋800が接着される薄板部材のヘツド側端部401
1との間に上記スリツトＳと同様のスリツト（不図示）
を形成している。これらのインクタンクITとインク供給
部材600との間のスリツトは、上記スリツト1700の放熱
を一層促進させる作用を実質的に行うとともに、タンク
ITへ加わる不要な圧力があってもこれを直接供給部材、
強いては、インクジエツトユニツトIJTへ及ぼすことを
防止している。

いずれにしても、本実施例の上記構成は、従来には無
い構成であって、それぞれが単独で有効な効果をもたら
すと共に、複合的にも各構成要件があることで有機的な
構成をもたらしている。

（iii）キヤリツジHCに対するインクジエツトカートリ
ツジIJCの取付説明第５図において、5000はプラテンローラで、記録媒体
Ｐを紙面下方から上方へ案内する。キヤリツジHCは、プ
ラテンローラ5000に沿って移動するもので、キヤリツジ
の前方プラテン側にインクジエツトカートリツジIJCの
前面側に位置する前板4000（厚さ2mm）と、カートリツ
ジIJCの配線基板2000のパツド201に対応するパツド2011
を具備したフレキシブルシート4005及びこれを裏面側か
ら各パツド2011に対して押圧する弾性力を発生するため
のゴムパツドシート4007を保持する電気接続部用支持板
4003と、インクジエツトカートリツジIJCを記録位置へ
固定するための位置決め用フツク4001とが設けられてい
る。前板4000は位置決め用突出面4010をカートリツジの
支持体300の前述した位置決め突起2500、2600に夫々対
応して２個有し、カートリツジの装着後はこの突出面40
10に向う垂直な力を受ける。このため、補強用のリブが
前板のプラテンローラ側に、その垂直な力の方向に向っ
ているリブ（不図示）を複数有している。このリブは、
カートリツジIJC装着時の前面位置L₅よりもわずかに
（約0.1mm程度）プラテンローラ側に突出しているヘツ
ド保護用突出部をも形成している。電気接続部用支持板
4003は、補強用リブ4004を前記リブの方向ではなく垂直
方向に複数有し、プラテン側からフツク4001側に向って
側方への突出割合が減じられている。これは、カートリ
ツジ装着時の位置を図のように傾斜させるための機能も
果している。又、支持板4003は電気的接触状態を安定化
するため、上記２つの位置決め用突出面4010がカートリ
ツジに及ぼす作用方向と逆方向に、カートリツジへの作
用力を及ぼす為のフツク側の位置決め面4006を突出面40
10に対応して有し、これらの間にパツドコンタクト域を
形成すると共にパツド2011対応のボツチ付ゴムシート40
07のボツチの変形量を一義的に規定する。これらの位置
決め面は、カートリツジIJCが記録可能な位置に固定さ
れると、配線基板300の表面に当接した状態となる。本
例では、さらに配線基板300のパツド201を前述した線L₁
に関して対称となるように分布させているので、ゴムシ
ート4007の各ボツチの変形量を均一化してパツド2011、
201の当接圧をより安定化している。本例のパツド201の
分布は、上方、下方２列、縦２列である。

フツク4001は、固定軸4009に係合する長穴を有し、こ
の長穴の移動空間を利用して図の位置から反時計方向に
回動した後、プラテンローラ5000に沿って左方側へ移動
することでキヤリツジHCに対するインクジエツトカート
リツジIJCの位置決めを行う。このフツク4001の移動は
どのようなものでも良いが、レバー等で行える構成が好
ましい。いずれにしてもこのフツク4001の回動時にカー
トリツジIJCはプラテンローラ側へ移動しつつ位置決め
突起2500、2600が前板の位置決め面4010に当接可能な位
置へ移動し、フツク4001の左方側移動によって90°のフ
ツク面4002がカートリツジIJCの爪2100の90°面に密着
しつつカートリツジIJCを位置決め面2500、4010同志の
接触域を中心に水平面内で旋回して最終的にバツド20
1、2011同志の接触が始まる。そしてフツク4001が所定
位置、即ち固定位置に保持されると、バツド201、2011
同志の安全接触状態と、位置決め面2500、4010同志の完
全面接触と、90度面4002と爪の90度面の２面接触と、配
線基板300と位置決め面4006との面接触とが同時に形成
されてキヤリツジに対するカートリツジIJCの本実施例
が完了する。

（iv）装置本体の概略説明第６図は本発明が適用されるインクジエツト記録装置
IJRAの概観図で、駆動モータ5013の正逆回転に連動して
駆動力伝達ギア5011、5009を介して回転するリードスク
リユー5005のら線溝5004に対して係合するキヤリツジHC
はピン（不図示）を有し、矢印a,b方向に往復移動され
る。5002は紙押え板であり、キヤリツジ移動方向にわた
って紙をプラテン5000に対して押圧する。5007、5008は
フオトカプラでキヤリツジのレバー5006のこの域での存
在を確認してモータ5013の回転方向切換等を行うための
ホームポジシヨン検知手段である。5016は記録ヘツドの
前面をキヤツプするキヤツプ部材5022を支持する部材
で、5015はこのキヤツプ内を吸引する吸引手段でキヤツ
プ内開口5023を介して記録ヘツドの吸引回復を行う。50
17はクリーニングブレードで、5019はこのブレードを前
後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5018に
これらは支持されている。ブレードは、この形態でなく
周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは
いうまでもない。又、5021は、吸引回復の吸引を開始す
るためのレバーで、キヤリツジと係合するカム5020の移
動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラツチ
切換等の公知の伝達手段で移動制御される。

これらのキヤツピング、クリーニング、吸引回復は、
キヤリツジがホームポジシヨン側領域にきたときにリー
ドスクリユー5005の作用によってそれらの対応位置で所
望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイ
ミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何れ
も適用できる。上述における各構成は単独でも複合的に
見ても優れた発明であり、本発明にとって好ましい構成
例を示している。

上述した第２図乃至第６図に対して技術的に関係する
本発明について詳述するため、以下、第１図（Ａ）
（Ｂ）を用いながら説明する。

第１図は、本発明に係わる記録ヘツドカートリツジ全
体を示す斜視図である。第１図において、２は電気信号
に応じてインクを液滴として吐出する記録ヘツド部、３
は記録ヘツド部２に供給する為の記録液を貯蔵している
タンク部、４はタンク部３の内圧と大気圧を等しくする
為の大気連通孔である。５は大気連通孔４と遮蔽板６を
形成しているキヤツプ部材、７は前述の大気圧供給空間
1402に対応する、温度変化や圧力変化によるインク漏れ
を防ぐ為のバツフア室、８は記録液を保持している多孔
質体である。遮蔽板６の構成材料としては、ガラス、セ
ラミツク、フエルト、プラスチツク等を挙げることがで
きる。プラスチツク材料としては、ポリアミド、ポリウ
レタン、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、
ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリスチレン（P
S）、ポリ塩化ビニル（PVC）、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（EVA）が用いられる。キヤツプ部材５は、これ
らのプラスチツク材料を用いて、遮蔽板６と一体的に形
成されるのが好ましい。

第７図（ａ）及び第７図（ｂ）は、本実施例に係るキ
ヤツプ部材５を詳細に説明するための図面であり、夫々
斜視図及びそのＡ−Ａ′線での断面図である。遮蔽板６
は、大気連通孔４のインクタンク内端部の開口42よりも
大きい面積を有し、この開口42と多孔質体８との間にあ
って、これらのいずれからも離間した位置にある。従っ
て、インクが多孔質体から離脱して大気連通孔４の開口
42へ到達しようとしても遮蔽板６が介在しているので、
直接インクは大気連通孔４へ至ることはない。そして、
大気連通孔４の開口10はキヤツプ部材５の周囲に位置し
ているので、単に大気連通用管を配置した構成に比べて
格段に安定した効果を奏する。

本実施例では、大気連通孔４の外気側端部開口41と内
部開口42とは同一径であり、均一断面積の管が形成され
ているが、開口41の径を開口42の径よりも大きくして、
大気連通状態の一層の安定化を図ることも好ましい。第
７図（ａ）及び第７図（ｂ）の符号45の二点鎖線で示す
ように、テーパを付けたロート形状にすることも好まし
い。この角度の例としては45度程度が適している。

第７図（ａ）及び第７図（ｂ）から分かるように、本
実施例では、開口42を含む面と遮蔽板６とをつなぐ、キ
ヤツプ部材５の周面に４か所設けられた連結部47によっ
て大気連通開口10が、0.2〜0.5mm程度の極めて間隔の小
さい線状に形成されている。従って、仮にインクがこの
遮蔽板６に付着して開口10の内方に入り込もうとして
も、この線状開口10が、主に毛管作用を利用して開口42
から離間する方向（線状部10Aの方向）にインクを案内
するので、より一層インクの漏れが防止できる。

第８図（ａ）及び第８図（ｂ）は、夫々本発明に係る
キヤツプ部材の他の例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ′線
での断面図である。

本例では、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示された
例と異なり、遮蔽板６が開口42を含む面とほぼ平行に設
けられている。遮蔽板６と開口42を含む面とをつなぐ連
結部47は、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示された例
と異なり、やや長めの板形状を有しており、キヤツプ部
材５の周面の対称位置に２か所設けられている。

本例においても、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示
された例とほぼ同じ様な効果を得ることができた。

尚、開口10の大気連通方向（大気連通孔４の長さ方
向）に関しての最大高さｈは、第７図（ｂ）及び第８図
（ｂ）にあるように、大きなインク滴が開口10から内方
に入り込んでしまうことを考慮して1mm以上3mm以下であ
ることが好ましい。又、遮蔽板６は開口42の半径（d/
2）の3.5倍以上の半径（D/2）領域を遮蔽することが最
適であるが、本実施例の様な交換式のインクジエツトカ
ートリツジのタイプでは、２倍以上の半径領域を遮蔽で
きるものであれば好ましく用いられる。

第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示されるところの本
発明の実施例では、大気連通孔４に記録液が付着するこ
とを防ぐための遮蔽板６が、斜めに角度をつけて設けら
れており、遮蔽板６の上に記録液が残らない様になって
いる。この場合の遮蔽板６による遮蔽領域は、開口42を
含む面への正射影として開口42の半径領域と比較するも
のとする。

第10図は、本発明に係るキヤツプ部材の更に他の例を
示す断面図である。

第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示された例と本例が
異なる点は、遮蔽板６が開口42に対向する部分を含む直
線で折れ曲がることで、開口42を含む面に対して側断面
がＶ字を形成する様に斜めに設けられていることであ
る。本例において、大気連通孔４の長さ方向に関しての
大気連通開口10の最大間隔ｈと大気連通開口10の最小間
隔とは、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示された例を
用いて説明した範囲が好ましく、夫々1mm以上3mm以下、
0.2mm以上0.5mm以下である。

本例は第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示された例と
作用的にも比較的似ている。即ち、仮にインクが遮蔽板
６に付着して開口10の内方に入り込もうとしても、線状
開口10Aが、主に毛管作用を利用して開口42から離間す
る方向（線状部10Aの方向）にインクを案内するので、
より一層インクの漏れを防止することができる。この様
に、第10図、並びに第７図（ａ）及び第７図（ｂ）に示
される実施例は、開口42と遮蔽板６との間の大気連通開
口10を含む空間領域の寸法や形状の工夫を施して、一層
確実なインク漏れ防止効果を得ようとするものである。
即ち、開口42の近傍では該開口42から遮蔽板をできるだ
け遠ざけ、開口42から離れたいずれかの位置で毛管力が
生ずる様な距離にキヤツプ部材と開口42とを近づけるこ
とで、一層確実なインク漏れ防止効果を得ようとするも
のである。

本例においても、前述して実施例とほぼ同じ様な効果
を得ることができた。

第11図（ａ）、第11図（ｂ）、第11図（ｃ）及び第11
図（ｄ）は、本発明に係るキヤツプ部材の更に別の例を
示す、夫々側面図、下面図、第11図（ａ）のＢ部の拡大
図及び第11図（ａ）のＡ−Ａでの断面図である。

本例は、第８図（ａ）及び第８図（ｂ）に示された例
と形状面では似通っている。

本実施態様においては、開口42の径（本例では0.8m
m）の２倍値（0.8×２＝1.6mm）と二つの連結部47の内
面間の距離（本例では1.5mm）とが共に1.0mm以上2.0mm
以下であることが好ましく、特徴的には前者（前記２倍
値）が後者（前記距離）より大きい。これにより、仮に
インクが遮蔽板６に付着し開口10の内方に入り込もうと
しても、インクは主に毛管作用により、開口42から離間
し連結部47に引き寄せられて近づく方向に案内されるの
で、より一層インクの漏れを防止することができる。

第11図（ｃ）に示される凸部は、キヤツプ部材５の周
囲を取り巻く様に２本設けられ、インクジエツトカート
リツジ本体とキヤツプ部５とのシール性を向上させ、併
せてインクジエツトカートリツジ本体にキヤツプ部材５
が嵌入されたときに、インクジエツトカートリツジ本体
に対してキヤツプ部材５を適切な位置に保持するために
用いられるものである。これにより、キヤツプ部材５
は、多孔質体からなるインク吸収体８に非接触に保持さ
れるので、前述した本発明の種々の効果を良好に奏する
ことができる。尚、本実施例以外の実施例においても、
インクジエツトカートリツジ本体に対してキヤツプ部材
５を適切な位置に保持するための不図示の手段が設けら
れている。

また、第11図（ａ）に示されるように、大気連通状態
の一層の安定化を図るために、本例では大気連通孔４が
大気側で広がった形状を有している。

本例においても、前述した実施例とほぼ同じ様な効果
を得ることができた。

尚、以上詳述したいずれの実施例においても、遮蔽板
を含むキヤツプ部材としては、ナイロン11BMNO P40（東
レ社製）の一体成型品を用いた。

ところで、第１図等に符号５として、また第２図に符
号1400として示されるキヤツプ部材は、第２図に示され
る様にインクジエツトヘツドカートリツジ本体の側壁に
嵌入される。第５図及び第６図に示される様に、インク
ジエツトヘツドカートリツジはキヤリツジに載置され、
通常は鉛直方向に対してほぼ垂直な方向に往復移動を行
なう。この際、キヤツプ部材は、鉛直方向に対してほぼ
垂直な方向、中でも前記キヤリツジの移動方向に沿って
大気連通孔４が配される様に設けられるのが、遮蔽板が
インク漏れ防止の効果を発揮する上で一層好ましい。

本発明は特にインクジエツト記録方式の中でも、キヤ
ノン株式会社が提唱するところのバブルジエツト方式の
記録ヘツド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらす
ものである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特
許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この
方式は所謂オンデマンド型、コンテイニユアス型のいず
れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合
には、液体（インク）が保持されているシートや液路に
対応して配置されていて電気熱変換体に、記録情報に対
応していて該沸騰を越える急速な温度上昇を与える少な
くとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱
変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘツドの熱作
用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対
応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効であ
る。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液
体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成
する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時、適切
に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた
液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。この
パルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号
明細書、同第4345262号明細書に記載されているような
ものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関
する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されてい
る条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことがで
きる。

記録ヘツドの構成としては、上述の各明細書に開示さ
れているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わ
せ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部
が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特
許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用
いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数
の電気熱変換体に対して、共通するスリツトを電気熱変
換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59年第123670
号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部
に対応せる構成を開示する特開昭59年第138461号公報に
基づいた構成としても本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘツドとして
は、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘ
ツドの組合せによって、その長さを満たす構成や一体的
に形成された一個の記録ヘツドとしての構成のいずれで
も良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮す
ることができる。

加えて、装置本体に装着することで、装置本体との電
気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる
交換自在のチツプタイプの記録ヘツド、あるいは記録ヘ
ツド自体に一体的に設けられたカートリツジタイプの記
録ヘツドを用いた場合にも本発明は有効である。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録
ヘツドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので好ましも
のである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘツドに対
しての、キヤピング手段、クリーニング手段、加圧或は
吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或は
これらの組合せによる予備加熱手段、記録とは別の吐出
を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行う
ために有効である。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色
のみの記録モードだけではなく、記録ヘツドを一体的に
構成するか複数個の組合せによってでもよいが、異なる
色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なくと
も一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

以上説明した本発明実施例においては、液体インクを
用いて説明しているが、本発明では室温で固体状である
インクであっても、室温で軟化状態となるインクであっ
ても用いることができる。上述のインクジエツト装置で
はインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を
行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制
御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時に
インクが液状をなすものであれば良い。加えて、積極的
に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体
状態への態変化のエネルギーとして使用せしめることで
防止するか又は、インクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱
エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液
化してインク液状として吐出するものや記録媒体に到達
する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エ
ネルギーによって初めて液化する性質のインク使用も本
発明には適用可能である。このような場合インクは、特
開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に
記載されるような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状
又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としても良い。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

〔発明の効果〕以上説明したように、大気連通孔のタンク部側開口部
の近傍に連通孔をふさがずに遮へい板を設けることによ
って、衝撃や振動等によってもタンク部中の記録液が大
気連通孔を通して外部に漏れることがなくなり、ユーザ
ーが手や衣服等を汚すという不安を解消することができ
る。

しかも、本発明によれば、いわば内部空間から大気に
向かって広がる形態の通気孔を得ることができるので、
内部空間の大気連通状態が一層安定化する。更に、遮蔽
板と内部空間側の開口を含む面との最大間隔が適切なこ
とから、遮蔽板の内側に記録液が入りにくく、記録液が
外部へ漏れにくい構造を得ることができる。しかも、遮
蔽板の内側に記録液が入り込んだ場合でも、内部空間側
の開口の径と複数の連結部の内面間の距離との関係が適
切なことから、記録液は連結部に向かう方向に、すなわ
ち内部空間側の開口から離れる方向に導かれやすくなる
ので、記録液によって通気孔が塞がれにくく、大気連通
状態が常時維持される構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第９図は本発明に係る記録ヘツドカートリツジ
全体の斜視図、第２図は本発明カートリツジの分解構成斜視図、第３図は第２図の組み立て斜視図、第４図はインクジエツトユニツトIJUの取り付け部の斜
視図、第５図はカートリツジIJCの装置に対する取り付け説明
図、第６図は本発明の装置外観図、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）は夫々本発明に係るキヤ
ツプ部材の一実施例の斜視図及びAA′断面図、第８図（ａ）及び第８図（ｂ）は夫々本発明に係るキヤ
ツプ部材の他の実施例の斜視図及びAA′断面図である。第10図は、本発明に係るキヤツプ部材の更に他の例を示
す断面図である。第11図（ａ）、第11図（ｂ）、第11図
（ｃ）及び第11図（ｄ）は、本発明に係るキヤツプ部材
の更に別の例を示す、夫々側面図、下面図、第11図
（ａ）のＢ部の拡大図及び第11図（ａ）のＡ−Ａ線での
断面図である。１……記録ヘツドカートリツジ２……記録ヘツド部３……インクタンク部４……大気連通孔５……キヤツプ部材６……遮蔽板７……バツフア室８……多孔質体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樫野俊雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者斎藤昭男東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者中込寛東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者荒島輝雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木村牧子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者杉谷博志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者池田雅実東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者斉藤朝雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者益田和明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者折笠剛東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭63−87242（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液を液滴として吐出するヘッド部と、
該ヘッド部に供給される記録液を収納するための内部空
間を有するタンク部とを一体に具備する記録ヘッドカー
トリッジにおいて、前記内部空間の圧と大気圧とを等しくするための通気孔
が前記タンク部に設けられ、前記通気孔の大気側の開口
が前記通気孔の前記内部空間側の開口に較べて大きく、
前記通気孔は断面積がテーパー形状の部分を有し、前記通気孔の前記内部空間側の開口の近傍に、複数の連
結部によって連結されることにより前記内部空間側の開
口から離れて遮蔽板が設けられており、前記通気孔の長
さ方向に関しての前記遮蔽板と前記内部空間側の開口を
含む面との最大間隔が1mm以上3mm以下であり、前記内部
空間側の開口の径の２倍値が前記複数の連結部の内面間
の距離より大きいことを特徴とする記録ヘッドカートリ
ッジ。
【請求項２】前記遮蔽板が前記内部空間側の開口を含む
面に対して斜めに設けられている請求項１に記載の記録
ヘッドカートリッジ。
【請求項３】前記遮蔽板が平板状である請求項１に記載
の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項４】前記遮蔽板が前記内部空間側の開口に対向
する部分を含む直線で折れ曲がることで、前記内部空間
側の開口を含む面に対して側断面がＶ字を形成する様に
斜めに設けられている請求項２に記載の記録ヘッドカー
トリッジ。
【請求項５】前記通気孔の長さ方向に関しての、前記遮
蔽板と前記内部空間側の開口を含む面との間隔が、前記
内部空間側の開口の近傍以外の領域で最小値をとる請求
項２に記載の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項６】前記通気孔の長さ方向に関しての、前記遮
蔽板と前記内部空間側の開口を含む面との最小間隔が0.
2mm以上0.5mm以下である請求項２に記載の記録ヘッドカ
ートリッジ。
【請求項７】前記通気孔の長さ方向に関しての、前記遮
蔽板と前記内部空間側の開口を含む面との最小間隔がイ
ンクに対して毛管力を生じさせる間隔である請求項２に
記載の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項８】前記遮蔽板が前記内部空間側の開口を含む
面に対してほぼ平行に設けられている請求項３に記載の
記録ヘッドカートリッジ。
【請求項９】前記通気孔を形成する部材が、前記記録ヘ
ッドカートリッジ本体の壁より内部に押し込まれて段を
形成している請求項１に記載の記録ヘッドカートリッ
ジ。
【請求項１０】前記遮蔽板が、ガラス、セラミック、フ
ェルト及びプラスチックから選択される少なくとも一つ
の材料から形成されている請求項１に記載の記録ヘッド
カートリッジ。
【請求項１１】前記通気孔を形成する部材と前記遮蔽板
とが、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル及びエチレン−酢酸ビニル共重合体から選択される
少なくとも一つの材料から一体的に形成されている請求
項１に記載の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項１２】前記通気孔を形成する部材と前記遮蔽板
とが、ポリアミドから一体的に形成されている請求項１
に記載の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項１３】前記タンク部には多孔質体が包含されて
おり、前記遮蔽板は前記多孔質体と非接触に位置する様
に設けられている請求項１に記載の記録ヘッドカートリ
ッジ。
【請求項１４】インクを収納するための内部空間を有
し、該内部空間の圧と大気圧とを等しくするための通気孔が
設けられ、前記通気孔の大気側の開口が前記通気孔の前
記内部空間側の開口に較べて大きく、前記通気孔は断面
積がテーパー形状の部分を有し、前記通気孔の前記内部空間側の開口の近傍に、複数の連
結部によって連結されることにより前記内部空間側の開
口から離れて遮蔽板が設けられており、前記通気孔の長
さ方向に関しての前記遮蔽板と前記内部空間側の開口を
含む面との最大間隔が1mm以上3mm以下であり、前記内部
空間側の開口の径の２倍値が前記複数の連結部の内面間
の距離より大きいことを特徴とするインクタンク。
【請求項１５】インクを収納するための内部空間を有す
るインクタンクに設けられるキャップ部材であって、前記内部空間の圧と大気圧とを等しくするための通気孔
が設けられ、前記通気孔の大気側の開口が前記通気孔の
前記内部空間側の開口に較べて大きく、前記通気孔は断
面積がテーパー形状の部分を有し、前記通気孔の前記内部空間側の開口の近傍に、複数の連
結部によって連結されることにより前記内部空間側の開
口から離れて遮蔽板が設けられており、前記通気孔の長
さ方向に関しての前記遮蔽板と前記内部空間側の開口を
含む面との最大間隔が1mm以上3mm以下であり、前記内部
空間側の開口の径の２倍値が前記複数の連結部の内面間
の距離より大きいことを特徴とするキャップ部材。
【請求項１６】請求項１の記録ヘッドカートリッジと、鉛直方向に対してほぼ垂直な方向に沿って前記通気孔が
配される様に前記記録ヘッドカートリッジを載置して移
動するキャリッジと、を具備することを特徴とするインクジェット装置。
【請求項１７】前記通気孔が前記キャリッジの移動方向
に沿って配される様に、前記記録ヘッドカートリッジが
前記キャリッジに載置される請求項16に記載のインクジ
ェット装置。