JP2682442B2 - インクジェットカートリッジ - Google Patents

インクジェットカートリッジ

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JP2682442B2 JP11181894A JP11181894A JP2682442B2 JP 2682442 B2 JP2682442 B2 JP 2682442B2 JP 11181894 A JP11181894 A JP 11181894A JP 11181894 A JP11181894 A JP 11181894A JP 2682442 B2 JP2682442 B2 JP 2682442B2
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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、各種形式のインクジェ
ットプリンタに使用されるインクジェットカートリッジ
に関し、特にインク貯蔵容量および寿命を改善向上させ
ると共にインク補給を安定かつ確実に行い得るようにし
た使い捨て型のインクジェットカートリッジに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のインクジェットカートリ
ッジとしては、例えば特開昭63−87242号公報に
開示された「インクジェットペン」が提案されている。
この先行技術によるインクジェットペンは、図2に示す
ように、ハウジング21内をスクリーンフィルタ22に
よってインクタンク23と液室24とに仕切り、インク
タンク23内にインクを含浸貯蔵する網状多孔質体25
(以下単に多多孔質体と称す)を装填し、ハウジング2
1の液室形成部21aの下面に薄膜抵抗型プリントヘッ
ド26を配設し、かつハウジング21の上面を覆うカバ
ー27にタンク内外を連通させる通気孔28を形成し、
この通気孔28をポリテトラフルオロエチレン等の多孔
質膜29により覆って構成したものである。スクリーン
フィルタ22としては、通常多孔性を有するステンレス
ワイヤメッシュワイヤが用いられる。多孔質体25とし
ては、インク貯蔵能力に優れたポリウレタンフォーム
(発泡体)が用いられる。ウレタンフォームは、多数の
膜壁に穴を設けて網状とし、これによってその内部のイ
ンクの移動度を増大させるようにしている。ハウジング
21内への装填に際しては、ウレタンフォームを圧縮す
ることによって、所望の毛管力が得られるようになって
おり、この毛管力によってインクタンク23から液室2
4へのインクの移動を容易なものとし、また印字を行わ
ない状態であってもインクがプリントヘッドのインク射
出オリフィスから漏れることがない。なお、このような
インクジェットペン20はインクが全て使用し終わる
と、消耗品として廃棄され、新しいものと交換されるこ
とから、インクジェットカートリッジとも呼ばれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットペンにおいては、インクを貯え
た多孔質体25をインクタンク23内に装填する必要が
あるため、インクタンク23の容積に対して充填可能な
インクの割合が約50%と小さくなるという問題があ
り、特に、サーマルインクジェットカートリッジの大部
分を占める使い捨て型カートリッジにおいては、カート
リッジ寿命が短いという欠点があった。
【0004】そこで、このような問題を解決する方法と
して、多孔質体25を廃止したインクジェットペンも既
に提案されている(特開平2−522号公報)。これ
は、ハウジング内を仕切壁によって一次,二次インク貯
蔵室に画成し、仕切壁にこれら両貯蔵室を連通させるイ
ンク通路を設け、二次インク貯蔵室内に多孔質体を前記
インク通路を塞ぐ如く仕切壁に密接して配設したもので
ある。この場合、一次,二次インク貯蔵室は、上述した
先行技術におけるインクタンク23と液室24に相当
し、一次インク貯蔵室にインクが直接貯蔵されること
で、インク貯蔵能力を増大させ、長寿命化を図ってい
る。
【0005】上記した特開平2−522号公報によるイ
ンクジェットペンにおいては、カートリッジに対する多
孔質体の占める体積率を減少させることにより、インク
貯蔵量の増加に関しては一定の効果を上げているもの
の、インクが消費されるにつれ、二次インク貯蔵室より
一次インク貯蔵室に空気が空気が引き込まれることにな
っており、このため、多孔質体の毛細管現象によってプ
リントヘッドに作用していた背圧が減少することにな
り、プリントヘッドからインクが漏れ易くなるという欠
点があった。
【0006】したがって、本発明は上記した従来の問題
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、インク貯蔵能力および寿命を向上させることがで
き、またインクが消費されても背圧の減少がなく、プリ
ントヘッドからのインクの漏れを防止するようにしたイ
ンクジェットカートリッジを提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、満杯状態から空になるまでイ
ンクを安定かつ確実に補給し得るようにしたインクジェ
ットカートリッジを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1記載のインクジェットカートリッジは、イ
ンクを貯蔵する一次インク貯蔵室、二次インク貯蔵室お
よび二次インク貯蔵室に配設されたプリントヘッドと、
前記一次インク貯蔵室および二次インク貯蔵室を連通さ
せる小孔状のインク通路とを有し、前記プリントヘッド
により前記インクを吐出するインクジェットカートリッ
ジにおいて、 前記一次インク貯蔵室内に前記インク通
路に接して第1の網状多孔質体を配設し、前記二次イン
ク貯蔵室内に第2の網状多孔質体を配設して前記インク
通路に連通する空気溜まりを形成したことを特徴とす
る。請求項2記載のインクジェットカートリッジは、上
記請求項1記載のインクジェットカートリッジにおい
て、前記第1の網状多孔質体は、前記インク通路を塞ぐ
大きさを有し、前記一次,二次インク貯蔵室を仕切る仕
切壁に密接されていることを特徴とする。請求項3記載
のインクジェットカートリッジは、上記請求項1又は2
記載のインクジェットカートリッジにおいて、前記第2
の網状多孔質体は前記空気溜まりを形成する凹部を有
し、前記一次,二次インク貯蔵室を仕切る仕切壁に開口
端面が固着されていることを特徴とする。請求項4記載
のインクジェットカートリッジは、上記請求項1〜3の
うちのいずれか1つに記載のインクジェットカートリッ
ジにおいて、前記第2の網状多孔質体と前記プリントヘ
ッドとの間には前記二次インク貯蔵室を形成する空間が
形成されていることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、一次インク貯蔵室はインクを
直接貯蔵するので、インク貯蔵能力が増大する。空気溜
まり内の空気は、インクが消費されるにつれ二次インク
貯蔵室より一次インク貯蔵室に空気が引き込まれるが、
プリントヘッドから補給されることで多孔質体の毛細管
現象によってプリントヘッドに対して常に背圧として作
用し、プリントヘッドからインクが漏れるのを防止す
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明に係るインクジェットカ
ートリッジの一実施例を示す断面図である。同図におい
て、全体を符号1で示すインクジェットカートリッジ
は、内部が仕切壁2によって一次インク貯蔵室3と二次
インク貯蔵室4に仕切られたカートリッジ本体5と、カ
ートリッジ本体5の上面開口部を気密に閉鎖するカバー
6を備えている。仕切壁2には一次インク貯蔵室3と二
次インク貯蔵室4を連通させる小孔状のインク通路7が
形成されている。一次インク貯蔵室3は二次インク貯蔵
室4より十分大きな容積を有し、内部にインクが貯蔵さ
れると共に第1の網状多孔質体8が前記インク通路7を
閉鎖する如く前記仕切壁2に密接固着されている。第1
の網状多孔質体8は、ポリウレタンフォーム(発泡体)
等からなり、一次インク貯蔵室3から後述する空気溜ま
り9への余分なインクの供給を防止し、またインク中の
異物等によりインク通路7あるいは薄膜抵抗型プリント
ヘッド10のインク射出オリフィスの目詰まりを防止す
るものであって、予め定められた多孔度を有する。ま
た、第1の網状多孔質体8は、インク通路7を塞ぐに十
分な大きさであれば上記の機能を十分に発揮するので、
一次インク貯蔵室3全体に装填される必要はない。つま
り、一次インク貯蔵室3の容積に比べて十分小さなもの
であればよい。
【0010】前記カートリッジ本体5の下面には前記二
次インク貯蔵室4を形成すると共に前記プリントヘッド
10を保持するヘッド保持部11が設けられている。な
お、図においてはカートリッジ本体5とヘッド保持部1
1を一体物として示したが、実際には別個に製作され、
一体的に結合されるものである。プリントヘッド10は
ヘッド保持部11の下面中央に配設されている。また、
ヘッド保持部11の内部には、第2の網状多孔質体12
が配設されている。この第2の網状多孔質体12は、第
1の網状多孔質体12と同様な材料によって形成される
ことにより、一定の背圧をプリントヘッド10に与え、
印字動作以外の時であっても、プリントヘッド10のオ
リフィスからインクが漏れ出すのを防止するものであっ
て、予め定められた多孔度を有し、前記仕切壁2に前記
第1の網状多孔質体12と対向して固着されることによ
り、二次インク貯蔵室4と前記インク通路7との間に前
記空気溜まり9を形成している。このため、第2の網状
多孔質体12は、前記空気溜まり9を形成する凹部12
aを有する構造とされ、その開口端面が前記仕切壁2に
密接固定されている。空気溜まり9は前記インク通路7
と連通しており、内部の気圧は大気圧と等しく保持され
ている。前記第2の網状多孔質体12の下面および側面
は、前記ヘッド保持部11の内面と適宜な隙間を保って
離間しており、この隙間が前記二次インク貯蔵室4を形
成している。二次インク貯蔵室4には一次インク貯蔵室
3内のインクが第1の網状多孔質体8−インク通路7−
空気溜まり9−第2の網状多孔質体12を経て引き込ま
れる。
【0011】前記カバー6には一次インク貯蔵室3の内
外を連通させる通気孔13が形成されており、この通気
孔13の内側開口部は適当な通気性を与えると共にイン
クが通気孔13を通って逆流するのを防止するポリテト
ラフルオロエチレン等の多孔質膜19により覆われてい
る。
【0012】次に、上記構成からなるインクジェットカ
ートリッジの動作を説明する。インクジェットカートリ
ッジ1はインクジェットプリンタにプリントヘッド10
が下向きになるように取り付けられている。印刷動作が
始まると二次インク貯蔵室4内に貯蔵されているインク
をプリントヘッド10のオリフィスから吐出させ、印字
が行われる。したがって、二次インク貯蔵室4内のイン
クは徐々に消費されていく。一方、空気溜まり9内の気
圧は、常に大気圧と等しく保持されているので、空気溜
まり9内のインクの消費量と等しい量のインクが滴状と
なって一次インク貯蔵室3から第1の網状多孔質体8お
よびインク通路7を介して空気溜まり9側へ引き出され
る。この引き出されたインク滴は、二次インク貯蔵室4
内のインク消費と共に成長していき、やがてインク滴の
大きさが第2の網状多孔質体12に接するまでに成長し
た時、あるいはインク滴に作用する重力が、インク通路
7の毛管力より大きくなった時に、瞬時に第2の網状多
孔質体12に吸収され、この多孔質体12を透過して二
次インク貯蔵室4内に補充される。インク補充により一
次インク貯蔵室3内の圧力が下がると、空気溜まり9内
の圧力との間に圧力差を生じる。このため、空気溜まり
9内の空気は、インク通路7および第1の網状多孔質体
8を通り、気泡となって一次インク貯蔵室3内に浮上
し、圧力低下を和らげる。
【0013】かくしてこのような構成からなるインクジ
ェットカートリッジによれば、一次インク貯蔵室3内に
インク通路7を塞ぐに十分な大きさの網状多孔質体8を
配設するだけで、インクを直接充填すればよいので、上
記した特開昭63−87242号公報に開示されたイン
クジェットペンに比べて、容積当たりのインク貯蔵量を
略2倍に増大させることができる。したがって、長時間
使用でき、カートリッジの長寿命化を達成することがで
きる。
【0014】また、インク通路7に連通する空気溜まり
9を形成すると、一次インク貯蔵室3内の圧力低下に伴
う気泡の移動が上記特開平2−522号公報に開示され
たインクジェットペンに比べてよりスムーズで、二次イ
ンク貯蔵室4へのインク補給を満杯状態から空になるま
で安定かつ確実に行うことができる。空気溜まり9内の
空気は、インクが消費されるにつれ二次インク貯蔵室4
より一次インク貯蔵室3に空気が引き込まれるが、プリ
ントヘッドから補給されることで空気溜まり9内を大気
圧に保っているため、多孔質体12の毛細管現象によっ
てプリントヘッド10に対して常に一定の背圧として作
用し、プリントヘッド10からインクが漏れるのを防止
する。したがって、上記特公平2−522号公報に比べ
て安定かつ確実な印刷を行うことができる。
【0015】なお、上記実施例は一色のインクを貯蔵す
るカートリッジについて説明したが、本発明はこれに何
等特定されるものではなく、カラープリンタ用カートリ
ッジとして使用する場合は、カートリッジ本体内を複数
個の一次,二次インク貯蔵室に画成し、各一次インク貯
蔵室に異なった色のインクを貯蔵するようにすればよ
い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るインク
ジェットカートリッジによれば、一次インク貯蔵室内に
インク通路に接して第1の網状多孔質体を配設し、二次
インク貯蔵室内に第2の網状多孔質体を配設して前記イ
ンク通路に連通する空気溜まりを形成し、一次インク貯
蔵室内にインクを直接貯蔵するように構成したので、一
次インク貯蔵室全体にインクを貯蔵する多孔質体を装填
する場合に比べて、容積当たりのインク貯蔵量を略2倍
に増大させることができる。したがって、長時間使用で
き、カートリッジの長寿命化を達成することができる。
また、本発明はインク通路と二次インク貯蔵室との間に
空気溜まりを設けているので、一次インク貯蔵室内の圧
力低下に伴う気泡の移動がスムーズで、二次インク貯蔵
室へのインク補給を満杯状態から空になるまで安定かつ
確実に行うことができ、しかも空気溜まり内の空気がプ
リントヘッドに対して常に一定の背圧として作用するた
め、プリントヘッドからインクが漏れるのを防止するこ
とができ、安定かつ確実な印刷を可能する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るインクジェットカートリッジの
一実施例を示す断面図である。
【図2】 インクジェットペンの従来例を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1…インクジェットカートリッジ、2…仕切壁、3…一
次インク貯蔵室、4…二次インク貯蔵室、5…カートリ
ッジ本体、6…カバー、7…インク通路、8…第1の網
状多孔質体、9…空気溜まり、10…プリントヘッド、
11…ヘッド保持部、12…第2の網状多孔質体、25
…網状多孔質体。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを貯蔵する一次インク貯蔵室、二
    次インク貯蔵室および二次インク貯蔵室に配設されたプ
    リントヘッドと、前記一次インク貯蔵室および二次イン
    ク貯蔵室を連通させる小孔状のインク通路とを有し、前
    記プリントヘッドにより前記インクを吐出するインクジ
    ェットカートリッジにおいて、 前記一次インク貯蔵室内に前記インク通路に接して第1
    の網状多孔質体を配設し、前記二次インク貯蔵室内に第
    2の網状多孔質体を配設して前記インク通路に連通する
    空気溜まりを形成したことを特徴とするインクジェット
    カートリッジ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインクジェットカートリ
    ッジにおいて、 前記第1の網状多孔質体は、前記インク通路を塞ぐ大き
    さを有し、前記一次,二次インク貯蔵室を仕切る仕切壁
    に密接されていることを特徴とするインクジェットカー
    トリッジ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のインクジェットカ
    ートリッジにおいて、 前記第2の網状多孔質体は前記空気溜まりを形成する凹
    部を有し、前記一次,二次インク貯蔵室を仕切る仕切壁
    に開口端面が固着されていることを特徴とするインクジ
    ェットカートリッジ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のうちのいずれか1つに記
    載のインクジェットカートリッジにおいて、 前記第2の網状多孔質体と前記プリントヘッドとの間に
    は前記二次インク貯蔵室を形成する空間が形成されてい
    ることを特徴とするインクジェットカートリッジ。
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