JP2677250B2 - インクジェットプリントカートリッジ - Google Patents

インクジェットプリントカートリッジ

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JP2677250B2 JP13058595A JP13058595A JP2677250B2 JP 2677250 B2 JP2677250 B2 JP 2677250B2 JP 13058595 A JP13058595 A JP 13058595A JP 13058595 A JP13058595 A JP 13058595A JP 2677250 B2 JP2677250 B2 JP 2677250B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
トカートリッジに関し、特に、インクを貯蔵するインク
タンクとインクを吐出するプリントヘッドとが一体に構
成されるインクジェットプリントカートリッジに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、インクタンクとプリントヘッドが
一体になったインクジェットプリントカートリッジにお
けるインク貯蔵方法としては、第1の従来例としてあげ
られる米国特許第4771295号明細書(特開昭63
−87242号公報)に開示されているような多孔質体
にインクを含浸させる方法等が知られている。
【0003】また一方、容積効率を上げるためには、イ
ンクを直接収納するのが好ましいが、その方法として第
2の従来例としてあげられる米国特許第4509062
号明細書(特開昭59−98857号公報)に開示され
ているようなゴムブレダー中にインクを収納する方法が
提案されている。
【0004】第3の従来例としてあげられる特開平4−
357046号公報に開示された技術は、連続気泡を内
部に有する高分子弾性多孔質体から成るインク吸収体で
あって、この多孔質体の圧縮、熱プレス前後の見かけ上
の体積の比率(r=前/後)および1インチ当たりの空
孔量(p)が以下の式を満たすインク吸収体を有するイ
ンクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装
置、100[inch-1]≦r1・p≦200[inc
-1]、であって、連続記録特性、回復特性、インク易
動性など各種特性に優れたインクジェットカートリッジ
およびインクジェット記録装置であり、かつその製造も
簡易かつ低コストであることを特徴としている。
【0005】第4の従来例としてあげられる特開平5−
16385号公報に記載された技術は、連続気泡を有す
る多孔質体から成るインク吸収体であって、この多孔質
体の圧縮、熱プレス前後の見かけ上の体積の比率r(前
/後)および1インチあたりの空孔量(p)が100
[inch-1]≦r1・p≦200[inch-1]を満
たし、熱分解促進温度以下の加熱圧縮前処理、洗浄
の前処理、pH7〜10のインク含浸、のいずれか1
以上を施した吸収体を用いたインクジェットカートリッ
ジ、インクジェット記録装置であり、連続記録特性、回
復特性、インク易動性など各種特性に優れ、製造簡易で
あり、インクへの不純物の溶出が少ないことを特徴とし
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の2つのインクジェットプリントカートリッジで
は、第1の従来例の場合には、フォーム等の多孔質体に
インクを含浸させるために、容積効率が悪く、さらにタ
ンク内のインク減少に伴い背圧が大きくなり、使用でき
ないインクがタンク内にかなり残ってしまうという問題
点があり、タンクの大容量化が難しい。
【0007】また第2の従来例の場合には、キャリッジ
の移動等によりタンク中のインクが揺動し、プリントヘ
ッドに対して圧力変動を起こす等の問題があり、やはり
タンクの大容量化は難しい。また、タンク内のインクの
減少に伴い、負圧が大きくなるので使用できないという
問題がある。
【0008】上記第3、第4の従来例の場合には本発明
と目的、構成及び機能、効果が異なり、従って本発明の
先行技術とはなり得ない。
【0009】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記諸欠点を解消することを可能とした新規なイン
クジェットプリントカートリッジを提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係るインクジェットプリントカートリッジ
は、インクを吐出するプリントヘッドと、プリントヘッ
ドに供給されるインクを貯蔵したインクタンクが一体に
構成されたインクジェットプリントカートリッジにおい
て、生インクを直接貯蔵するメインタンクと、メインタ
ンク内のインクの液面より上部に毛細管力が発生しない
程度の空間から形成される背圧発生部を備えインクを多
孔質体に含浸させて貯蔵するサブタンクと、外気連通孔
を備えインクの貯蔵に使用されない空間であるインク溢
れ防止室とを有し、メインタンクとインク溢れ防止室と
の間には長さの異なる管の内部に気体を通すが液体を通
さない性質を持つ多孔質材が充填された外気導入管Aお
よび外気導入管Bが配置され、メインタンクの下部とサ
ブタンクの背圧発生部が毛細管力が発生し得るほど微細
な管からなるインク供給路が配置され、サブタンクの多
孔質体部よりプリントヘッドにインクが供給される手段
を有する。
【0011】また、外気導入管Aはメインタンクの下部
に外気が導入できる長さを有し、外気導入管Bはメイン
タンクの上部に外気が導入できる程度の長さを有し、さ
らに外気導入管Aと外気導入管Bはそれぞれ、メインタ
ンクとインク溢れ防止室を隔てている壁に対して対角線
上且つ両端に配置されている。
【0012】さらに、インク供給路は、メインタンクと
サブタンクを隔てている壁中の対角線上に形成され、一
方はメインタンクの下を通りサブタンク側に対する対面
側の下部でメインタンクとつながっており、他方はサブ
タンク内の背圧発生部とつながっている。
【0013】
【実施例】次に、本発明をその好ましい一実施例につい
て図面を参照して具体的に説明する。
【0014】図1(a)〜(c)は、本発明に係るイン
クジェットプリントカートリッジの一実施例を示す断面
図である。更に具体的に説明すれば、図1(a)はイン
クジェットプリントカートリッジの縦断面図、(b)は
(a)のA−A′線に沿って切断し矢印の方向に見た断
面図、(c)は(a)のB−B′線に沿って切断し矢印
の方向に見た断面図である。
【0015】図1(a)において、本発明に係るインク
ジェットプリントカートリッジの一実施例はインク11
を直接貯蔵するメインタンク1と、背圧発生部5を備え
インク11を多孔質体6に含浸させて貯蔵するサブタン
ク2と、外気連通孔7を備えインク11の貯蔵に使用さ
れない空間であるインク溢れ防止室3の大きな3つの部
屋から構成され、プリントヘッド4はサブタンク2の多
孔質体6側からインク11が供給される構成になってい
る。
【0016】サブタンク2は、メインタンク1内の生イ
ンク11の液面より高い位置に毛細管力が発生しない程
度の空間を持ち、且つインク11の貯蔵に使用されない
背圧(負圧)発生部5が形成されており、残りの空間に
フォーム等からなる多孔質体6が挿入されている。
【0017】インク溢れ防止室3は、メインタンク1の
上方に配置され、外気をインクジェットプリントカート
リッジ内に取り込むための外気連通孔7が形成されてい
る。
【0018】メインタンク1とサブタンク2との間に
は、毛細管力が発生し得るほど微細な管からなるインク
供給路8が形成されており、このインク供給路8によっ
てメインタンク1の下部とサブタンク2の上部とが連結
されている。インク供給路8は、図1(b)のA−A′
断面で示すように、メインタンク1とサブタンク2を隔
てている壁の中の対角線上に形成され、一方はメインタ
ンク1の下を通りサブタンク2側に対する対面側の下部
でメインタンク1と接続されており、この部分がインク
供給路8の入口8aとなっている。インク供給路8の他
方はサブタンク2内の背圧発生部5と接続されており、
この部分がインク供給路8の出口8bとなっている。
【0019】インク供給路8は、本実施例においては図
1(b)のA−A′断面図に示される如く、インクジェ
ットプリントカートリッジのメインタンク1とサブタン
クの隔壁の右上から左下に向かった対角線上に形成され
ているが、代案として、上記隔壁の左上から右下に向か
う対角線上に形成することも可能であり、その効果は全
く同じである。
【0020】メインタンク1とインク溢れ防止室3との
間には、長さの異なる外気導入管A9および外気導入管
B10が、図1(c)のB−B′断面で示すようにメイ
ンタンク1とインク溢れ防止室3を隔てている壁に対し
て対角線上且つ両端に配置され、それぞれメインタンク
1の上部とインク溢れ防止室3およびメインタンク1の
下部とインク溢れ防止室3とをつないでいる。外気導入
管A9および外気導入管B10は、管の内部に気体を通
すが液体を通さない性質を持つ多孔質材が充填されてお
り、管内を気体の出入りだけを可能にしている。
【0021】長さの異なる2個の外気導入管9、10
は、本実施例においては、図1(c)のB−B′断面に
示すように、メインタンク1とインク溢れ防止室3との
隔壁に外気導入管9が左下に、外気導入管10が右上に
対角線上に設けられているが、逆に外気導入管9を左上
に、外気導入管10を右下に対角線上に配設することも
でき、また外気導入管9、10を交換することも可能で
ある。
【0022】インクジェットプリントカートリッジの未
使用時には、メインタンク1内とサブタンク2の多孔質
体6内にインク11が充填されており、サブタンク2内
での多孔質体6部で発生する背圧(負圧)およびインク
供給路8によりインク11をメインタンク1内のインク
11の液面より高いところからサブタンク2に供給する
ことにより発生する背圧(負圧)により、サブタンク2
内の背圧発生部5内が背圧に保たれ、インクジェットプ
リントカートリッジ内のインク11は漏れることなく安
定に保持されている。
【0023】インクジェットプリントカートリッジの使
用時におけるプリントヘッド4でのインク11の吐出に
よるインク11の消費が行われると、サブタンク2内の
多孔質体6に充填されたインク11がプリントヘッド4
へ供給されて消費される。サブタンク2内のインク11
の消費により背圧発生部5内の背圧が除々に高まってい
き、インク供給路8を通りメインタンク1からサブタン
ク2内にインク11が供給され、それに対応して外気導
入管A9および外気導入管B10からメインタンク1内
に外気が供給される。
【0024】図2(a)〜(d)、図3(a)〜(d)
は、本発明に係るインクジェットプリントカートリッジ
の保管時における、様々な状態でのインク保持状態図で
ある。
【0025】図2(a)〜(d)を参照するに、(a)
は図1(a)に示した状態と同じ状態を示し、これを状
態1とする。(b)は(a)の状態1から180°時計
方向または反時計方向に回転した場合の状態2であり、
(a)の状態1と上下が逆になっている。(c)は
(a)の状態1から時計方向に90°回転した場合の状
態3であり、(d)は(a)の状態1から反時計方向に
90°回転した場合の状態4である。
【0026】次に図3(a)〜(d)を参照するに、
(a)は図2(a)の状態1を紙面の向う側(後方)に
90°倒した場合における図2(a)のC−C′断面図
であり、(b)は同じ状態で図2(a)のD−D′断面
図であって、これら(a)、(b)の場合を状態5とす
る。また、図3(c)、(d)は、図2(a)の状態1
を紙面の手前側(前方)に90°倒した場合における図
2(a)のC−C′断面図、D−D′断面図であり、こ
れら(c)、(d)の場合を状態6とする。
【0027】図2、図3の状態1〜6に示される、イン
クジェットプリントカートリッジをどのような状態で放
置された場合でも、メインタンク1内のインク11の液
面がメインタンク1側のインク供給路8の入口8aより
下になるか、またはサブタンク2側のインク供給路8の
出口8bがメインタンク1内のインク11の液面より高
くなるために、インクジェットプリントカートリッジ内
のインク11は常に保持される。
【0028】図4は本発明のインクジェットプリントカ
ートリッジの内部気体膨張時における動作説明図であ
る。
【0029】図4を参照するに、インクジェットプリン
トカートリッジをどのような状態で放置された場合で
も、外気導入管A9および外気導入管B10のどちらか
が常にメインタンク1内の内部気体と接しているため
に、温度変化、気圧変化等の使用環境変化によってイン
クジェットプリントカートリッジ内の内部気体膨張が起
きたときには、サブタンク2の背圧発生部5内の膨張気
体がインク供給路8を通りメインタンク1に排出され、
外気導入管A9および外気導入管B10のどちらかを通
りインクジェットプリントカートリッジ外へ排出され
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクを直接貯蔵するメインタンクと、背圧発生部を備
えインクを多孔質体に含浸させて貯蔵するサブタンク
と、外気連通孔を備えインクの貯蔵に使用されない空間
であるインク溢れ防止室を有するインクジェットプリン
トカートリッジにおいて、インクジェットプリントカー
トリッジがどのような状態で放置された場合でも、メイ
ンタンク内のインクの液面がメインタンク側のインク供
給路入口より下になるか、またはサブタンク側のインク
供給路出口がメインタンク内のインクの液面より高くな
るようにインク供給路が配置され、且つ外気導入管Aお
よび外気導入管Bのどちらかが常にメインタンク内の内
部気体と接するように外気導入管Aおよび外気導入管B
が配置されているために、インクジェットプリントカー
トリッジの容積効率を向上しつつ、あらゆる環境変化に
対応したインクジェットプリントカートリッジを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインクジェットプリントカートリ
ッジの一実施例を示す断面図であり、(a)は本発明に
係るインクジェットプリントカートリッジを示す縦断面
図、(b)は(a)のA−A′に沿った断面図、(c)
は(a)のB−B′線に沿った断面図である。
【図2】(a)〜(d)は本発明に係るインクジェット
プリントカートリッジの保管時における、様々な状態で
のインク保持状態図である。
【図3】(a)〜(d)は本発明に係るインクジェット
プリントカートリッジの保管時における、様々な状態で
のインク保持状態図である。
【図4】本発明に係るインクジェットプリントカートリ
ッジの内部気体膨張時における動作説明図である。
【符号の説明】
1…メインタンク 2…サブタンク 3…インク溢れ防止室 4…プリントヘッド 5…背圧発生部 6…多孔質体 7…外気連通孔 8…インク供給路 9…外気導入管A 10…外気導入管B 11…インク

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを吐出するプリントヘッドと、該
    プリントヘッドに供給される前記インクを貯蔵したイン
    クタンクが一体に構成されたインクジェットプリントカ
    ートリッジにおいて、前記インクを直接貯蔵するメイン
    タンクと、該メインタンク内の前記インクの液面より上
    部に毛細管力が発生しない程度の空間から形成される背
    圧発生部を備え前記インクを多孔質体に含浸させて貯蔵
    するサブタンクと、外気連通孔を備え前記インクの貯蔵
    に使用されない空間であるインク溢れ防止室とを有し、
    前記メインタンクと前記インク溢れ防止室との間には長
    さの異なる管の内部に気体を通すが液体を通さない性質
    を持つ多孔質材が充填された第1の外気導入管および第
    2の外気導入管が配置され、前記メインタンクの下部と
    前記サブタンクの前記背圧発生部との間に毛細管力が発
    生し得るほど微細な管からなるインク供給路が配置さ
    れ、前記サブタンクの前記多孔質体部より前記プリント
    ヘッドにインクが供給される構成であることを特徴とす
    るインクジェットプリントカートリッジ。
  2. 【請求項2】 前記第1の外気導入管は前記メインタン
    クの下部に外気が導入できる長さを有し、前記第2の外
    気導入管は前記メインタンクの上部に外気が導入できる
    程度の長さを有し、さらに前記第1の外気導入管と前記
    第2の外気導入管はそれぞれ前記メインタンクと前記イ
    ンク溢れ防止室を隔てている壁に対して対角線上且つ両
    端に配置されていることを更に特徴とする請求項1に記
    載のインクジェットプリントカートリッジ。
  3. 【請求項3】 前記インク供給路は、前記メインタンク
    と前記サブタンクを隔てている壁中の対角線上に形成さ
    れ、一方は前記メインタンクの下を通り前記サブタンク
    側に対する対面側の下部で前記メインタンクとつながっ
    ており、他方は前記サブタンク内の前記背圧発生部とつ
    ながっていることを更に特徴とする請求項1または請求
    項2のいずれか一項に記載のインクジェットプリントカ
    ートリッジ。
  4. 【請求項4】 インクを吐出するプリントヘッドと、前
    記プリントヘッドに供給される前記インクを貯蔵したイ
    ンクタンクが一体に構成されたインクジェットプリント
    カートリッジであって、前記インクを直接貯蔵するメイ
    ンタンクと、該メインタンク内の前記インクの液面より
    上部に背圧発生部を備え前記インクを多孔質体に含浸さ
    せて貯蔵するサブタンクと、外気連通孔を備え前記イン
    クの貯蔵に使用されない空間であるインク溢れ防止室と
    を有し、前記メインタンクと前記インク溢れ防止室との
    間には長さの異なる第1の外気導入管および第2の外気
    導入管が配置され、前記メインタンクの下部と前記サブ
    タンクの前記背圧発生部との間にインク供給路が配置さ
    れ、前記サブタンクの前記多孔質体部より前記プリント
    ヘッドにインクが供給されるインクジェットプリントカ
    ートリッジにおいて、任意の配置状態において前記メイ
    ンタンクの液面が該メインタンク側のインク供給路入口
    より下になるかまたは前記サブタンク側のインク供給路
    出口が前記メインタンク内のインクの液面より高くなる
    ように前記インク供給路が配置され、且つ前記第1、第
    2の外気導入管のいずれかが常に前記メインタンク内の
    内部気体と接するように前記第1、第2の外気導入管を
    配置することを特徴としたインクジェットプリントカー
    トリッジ。
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