JP2727292B2 - インクカートリッジ，インクジェット記録ユニット，インクジェット記録装置及びインク充填方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液滴を飛翔させて印
字，画像形成等を行うインクカートリッジ，インクジェ
ット記録ユニット，インクジェット記録装置及びインク
充填方法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】現在、インク等の液体を被記録媒体に噴射
して印字や画像形成を行うインクジェット装置において
は、小型化の要望が強くなっている。そのために、従来
記録装置のキャリッジ上と記録装置本体側とに別々に設
けられていた記録手段としての記録ヘッドと液体貯蔵容
器とを、一体的にキャリッジ上に配置することで小型化
が図られている。

【０００３】図１にその一例を示す。図１では記録装置
１２０のメインフレーム１２２のプリンタキャリッジ１
２１上に記録ヘッドと液体貯蔵容器としてのインクカー
トリッジとを一体化した記録ユニット１０１を配置して
いる。 また、図１に示した形態以外に、記録ヘッドと
インクカートリッジを分離可能にした記録ユニットがあ
る。この場合には、インクカートリッジは交換可能な構
成とされ、記録ヘッドはキャリッジ上に固定される構成
あるいはキャリッジに対して着脱可能な構成のいずれか
を要求に応じて採用される。

【０００４】記録ヘッドとインクカートリッジとをキャ
リッジ上に配置する上述のような構成の場合には、イン
クカートリッジ内に負圧発生機構を設ける必要がある。
ここでいう、負圧とは一般的に、記録ヘッドに保持され
るインクの静水頭圧が大気圧よりも低い圧力である状態
を意味する。この状態とすることにより、記録ヘッドに
設けられたノズルからインクが漏洩するのを防止するこ
とができる。インクカートリッジ内に設けられる負圧発
生機構としては、インク吸収体として多孔質部材をイン
クカートリッジ内部に設け、この多孔質部材の毛細管力
を利用して負圧を発生させる機構などが採用されてい
る。

【０００５】前述の多孔質部材を使用する場合には、貯
留されているインクの残留量を少なくすること、つまり
インクの使用効率を上げるために、例えば特開平２−１
８７３６４号公報等に開示されているように記録ヘッド
側のインク供給部（もしくは導入部）をインク吸収体内
に圧入させる構成が採用されている。

【０００６】この構成により、インク導入部近傍のイン
ク吸収体を変形させて毛細管力を局所的に高くすること
ができる。従って、インクを導入部近傍に集中してイン
クの供給を促進するので、インク吸収体中のインク残留
量は少なくなる。

【０００７】一般に、分離可能型記録ユニットは、イン
クを使い終わったインクカートリッジを交換するだけで
なく、記録ヘッドを交換したり、一度使用したカートリ
ッジに再度インクを充填して使用することも考えられ
る。さらには使用者の誤操作によりインクカートリッジ
を着脱させる場合も考えられる。

【０００８】従って、どのような状況で記録ヘッドとイ
ンクカートリッジとが着脱されるのかを予測することは
できない。

【０００９】このため、記録ヘッドとインクカートリッ
ジを着脱させた場合に、記録ヘッドとインクカートリッ
ジとを連通させるインク流路の形成を妨げるのに十分な
空気がインク流路内部に侵入することが考えられる。

【００１０】記録ヘッド側のインク流路内部への空気の
侵入を防止するための構成は、ＥＰ−０５３６９８０Ａ
２号公報等において提案されている。これには、記録ヘ
ッド側の液室と連通する繊維質のスリーブを、結合時に
リザーバ側のインク吸収体と接触させるように、記録ヘ
ッド側に突出させて設ける構成が開示されている。この
構成を採ることにより、フィルタの役目を果たすととも
に、インク収納部と記録ヘッドを分離させたとしても前
述のスリーブが記録ヘッド側の液室に空気が侵入するの
を防止している。

【００１１】上記以外に記録ユニットに対する空気の流
入を課題としたものとして、特開平５−８４０５が挙げ
られる。開示されている発明は、前記引例は大気に連通
したインク収納部を有する場合に、インク消費に伴って
インク収納部に設けられた大気連通口を介して、記録ヘ
ッド側にインクを供給するためのインク流路に空気が侵
入することを防止し、インク残量を減少させることを目
的としている。

【００１２】前記目的を達成するために、記録ヘッド側
のインク導入部と液体収容部のインク吸収体との間に繊
維体を介在させ、繊維体にインク導入部を圧入させる構
成を採用している。

【００１３】しかし、前述したＥＰ−０５３６９８０Ａ
２号公報や特開平５−８４０５号公報に記載された構成
を報等において提案されている。これには、記録ヘッ可
能とした記録ユニットを構成した場合においても、イン
クカートリッジを使いきる前等にインクカートリッジを
着脱した際に、インク途切れが発生する虞があることが
本発明者らの実験により判明した。

【００１４】記録ヘッドとインクカートリッジとを分離
させた場合に、インク導入部と接続されるインクカート
リッジの供給口近傍のインク吸収体は大気と接触可能と
なる。

【００１５】このとき、前述したように記録ヘッド側の
インク導入部がインク吸収体中に圧入される構成をとる
場合には、記録ヘッド側のインク導入部によって変形さ
せられていたインク吸収体が、元の形状に復帰するのに
伴って、インク吸収体が空気を引き込み、インク供給口
近傍がインクと混合もしくは空気のみの状態となること
がある。

【００１６】この状態において再度記録ヘッドを装着し
た場合に、インク供給口近傍に空気層が存在することに
なり、インクカートリッジから記録ヘッドへのインク流
路形成を妨げてしまう。従って、インク供給率の低下や
インク途切れによる供給不能を招き、良好な印字を行う
ことはできない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、インクカー
トリッジを使いきる前に記録ヘッドとインクカートリッ
ジとを分離させた場合に、記録ヘッド側のインク導入部
によって変形させられていたインク吸収体が元の形状に
復帰するのに伴って、インク吸収体が外部から空気を引
き込むことにより、再度記録ヘッドを装着した場合に、
インク供給口近傍で空気層が形成されるため、インクカ
ートリッジから記録ヘッドへのインク流路形成が妨げら
れ、インク供給率の低下やインク途切れによる供給不能
を招き、良好な印字を行うことはできなくなることを課
題とするものである。

【００１８】さらに、基本性能が高く、安定したインク
の供給が達成でき、低コストでかつ信頼性の高いインク
カートリッジ、該インクカートリッジとインクジェット
記録ヘッドとが相互に着脱が可能なインクジェット記録
ユニットと、該記録ユニットを搭載するインクジェット
記録装置の提供を課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の手段として、本発明においては、下記（１）〜（２
３）項のいずれかのインクカートリッジ、下記（２４）
〜（２７）項のいずれかのインクジェット記録ユニッ
ト、下記（２８）項のインクジェット記録装置、または
下記（２９）〜（３１）項のいずれかのインクカートリ
ッジのインク充填方法を採用することにより、前記目的
を達成しようとするものである。 （１）容器本体と、前記容器本体内に収容されインクを
収納するためのインク吸収部材と、前記容器本体からイ
ンクを外部に供給するためのインク供給口と、前記容器
本体内部を大気と連通させる大気連通部と、を備えたイ
ンクカートリッジにおいて、前記インク供給口と前記イ
ンク吸収部材との間に、前記インク吸収部材から前記イ
ンク供給口の方向に添った方向に繊維を並べて束ねた繊
維束により構成され、前記繊維束の両端面それぞれが前
記インク供給口と前記インク吸収部材とに面するように
配されたインク誘導部材と、前記インク供給口には前記
インク吸収部材によって前記インク供給口側に向かう圧
接力を受ける前記インク誘導部材の前記インク供給口側
への移動を規制する規制部材と、を備えており、前記イ
ンク誘導部材は前記インクカートリッジからインクの供
給を受けるインクジェット記録ヘッドのインク導入部の
接合によって前記インク吸収部材側に摺動可能に配され
ていることを特徴とするインクカートリッジ。 （２）前記インク供給部材の繊維束は、外周部に前記繊
維を結束させる硬化領域を有していることを特徴とする
前記（１）項に記載のインクカートリッジ。 （３）前記硬化領域は結合材、熱あるいは圧力を用いて
構成されていることを特徴とする前記（２）項に記載の
インクカートリッジ。 （４）前記インク供給部材の前記硬化領域よりも内方に
前記インク導入部を接触させることを特徴とする前記
（２）項に記載のインクカートリッジ。 （５）前記インクカートリッジのインク吸収部材には、
インクが収納されていることを特徴とする前記（１）に
記載のインクカートリッジ。 （６）前記規制部材は前記インク供給部材を保持するホ
ルダ部に備えられており、該ホルダ部と前記インク供給
部材との間に前記インク供給口と前記容器内部と を連通
する空気通路を備えていることを特徴とする前記（１）
に記載のインクカートリッジ。 （７）インクジェット記録ヘッドに設けられたインク導
入部を介して前記記録ヘッドへ供給されるインクを保持
するためのインク吸収部材を有するインクカートリッジ
において、前記インク導入部に圧接する端部と、前記イ
ンク吸収部材に圧接される端部とを有するインク供給部
材を有し、該インク供給部材は前記端部を結ぶ方向に配
された繊維からなる繊維束であり、前記インク導入部の
挿入により前記繊維束は前記インクカートリッジ内方に
向って摺動することを特徴とするインクカートリッジ。 （８）前記インク導入部はフィルタを有し、前記インク
供給部材の前記インク導入部と圧接する側の面の面積
は、前記フィルタの面積よりも大きいことを特徴とする
前記（７）項に記載のインクカートリッジ。 （９）前記インク供給部材は、前記インク導入部との圧
接部が前記インク供給部材の外周よりも内側に位置する
ように配されることを特徴とする前記（７）項に記載の
インクカートリッジ。 （１０）前記インク供給部材の前記インク導入部との圧
接部は、該インク供給部材の外周より中心方向に対して
０．５ｍｍ以上離間していることを特徴とする前記
（９）項に記載のインクカートリッジ。 （１１）前記インク供給部材の摺動量は０．１ｍｍ以上
３ｍｍ以下であることを特徴とする前記（７）項に記載
のインクカートリッジ。 （１２）前記繊維束は、平均径０．０１ｍｍ〜０．０５
ｍｍのポリエステル繊維で構成されていることを特徴と
する前記（７）項に記載のインクカートリッジ。 （１３）前記繊維束を構成する各繊維は、外周部を含侵
硬化させる結合材により結合されていることを特徴とす
る前記（１２）項に記載のインクカートリッジ。 （１４）前記結合材はポリエーテル系ポリオールのウレ
タンであることを特徴とする前記（１３）項に記載のイ
ンクカートリッジ。 （１５）前記インク供給部材が配されたインク供給口
に、前記インクカートリッジの包装状態において容易に
取り外し可能な封止部材を配設したことを特徴とする前
記（７）項に記載のインクカートリッジ。 （１６）前記封止部材とインク供給部材との間に位置す
る空間は、前記インクカートリッジ内部に配設された空
間と前記インク供給部材と、前記インク供給部材を保持
するホルダ部との間に設けられた空気通路を介して連通
していることを特徴とする前記（１５）項に記載のイン
クカートリッジ。 （１７）前記封止部材はアルミラミネートフィルム材で
あることを特徴とする前記（１５）項に記載のインクカ
ートリッジ。 （１８）前記封止部材の少なくとも１層はポリオレフィ
ンで構成され、前記インクカートリッジに熱溶着により
密着されたことを特徴とする前記（１７）項に記載のイ
ンクカートリッジ。 （１９）前記封止部材とインク供給部材との間に吸収部
材が配設されていることを特徴とする前記（１５）項に
記載のインクカートリッジ。 （２０）前記吸収部材はポリビニルアルコールの発泡材
であることを特徴とする前記（１９）項に記載のインク
カートリッジ。 （２１）前記吸収部材は、前記封止部材と熱溶着されて
いることを特徴とする前記（１９）項に記載のインクカ
ートリッジ。 （２２）前記吸収部材の材質は、前記封止部材の溶着層
と同一材質であることを特徴とする前記（１９）項に記
載のインクカートリッジ。 （２３）前記インクカートリッジのインク吸収部材に
は、インクが収納されていることを特徴とする前記
（７）項に記載のインクカートリッジ。

【００２０】（２４）インクを吐出する複数の吐出部を
有する記録ヘッドと、該記録ヘッドへ供給するインクを
保持するインク吸収部材を有するインクカートリッジ
と、を有するインクジェット記録ユニットにおいて、前
記記録ヘッドは、前記インクカートリッジからインクを
導入するためのインク導入部を有し、前記インクカート
リッジは、一端部が前記インク導入部に圧接され、他端
が前記インク吸収体に圧接される、前記インク吸収部材
から前記インク導入部へ向かう方向に配された繊維束よ
りなり、前記インク導入部の連結により戦記インクカー
トリッジ内方に向って摺動するインク供給部材を有する
ことを特徴とするインクジェット記録ユニット。 （２５）前記記録ヘッドは、前記インクに熱による状態
変化を生起させ、該状態変化に基づいてインクを前記吐
出部から吐出させて飛翔的液滴を形成する熱エネルギー
発生手段を有することを特徴とする前記（２４）項に記
載のインクジェット記録ユニット。 （２６）前記インク供給部材は、前記インクカートリッ
ジと前記インクカートリッジの結合時に、前記インク導
入部と圧接し、該インク導入部により前記インク吸収部
材に向けて押圧されることを特徴とする前記（２４）項
に記載のインクジェット記録ユニット。 （２７）前記インクカートリッジのインク吸収部材に
は、インクが収納されていることを特徴とする前記（２
４）項に記載のインクジェット記録ユニット。

【００２１】（２８）インクを吐出する複数の吐出部を
有する記録ヘッドと、該記録ヘッドへ供給するインクを
保持するインク吸収部材を有するインクカートリッジ
と、を有するインクジェット記録ユニットを搭載するイ
ンクジェット記録装置において、前記記録ユニットは、
前記インクカートリッジからインクを導入するためのイ
ンク導入部を有する記録ヘッドと、一端部を前記インク
導入部に圧接され、他端が前記インク吸収体に圧接され
る、前記インク吸収部材から前記インク導入部へ向かう
方向に配された繊維束よりなり、前記インク導入部の連
結により前記インクカートリッジ内方に向って摺動する
インク供給部材を有するインクカートリッジと、を有
し、前記記録ユニットを着脱可能に搭載するためのキャ
リッジを設けたことを特徴とするインクジェット記録装
置。

【００２２】（２９）前記（１）項に記載のインクカー
トリッジの再充填方法は、前記インク供給口、もしくは
インクカートリッジ内部と外部を連通させる大気連通口
のいずれか一方からインクカートリッジ内部を吸引し、
他方からインクを充填するインクカートリッジのインク
充填方法。 （３０）前記（１）項に記載のインクカートリッジの再
充填方法は、インクカートリッジに、インクカートリッ
ジ内部と外部とを連通させる穴を設け、前記穴からイン
クを充填するインクカートリッジのインク充填方法。 （３１）前記穴をインク充填後に封止部材により封止す
る工程を有する前記（３０）項に記載のインクカートリ
ッジのインク充填方法。

【００２３】

【作用】以上のような本発明構成により、インクカート
リッジのインク供給口付近のインク集中を維持しなが
ら、インクカートリッジと記録ヘッドとを着脱する際
に、記録ヘッド側の導入部とインクカートリッジ内のイ
ンク誘導部材とを圧接させるので、空気の引き込みによ
り記録ヘッドとインクカートリッジとの間に空気を介在
させることなく、インク流路を形成することができる。

【００２４】また、インクカートリッジと記録ヘッドと
の圧接状態を均一に制御できるため、安定したインク供
給ができるインク流路を形成することができる。

【００２５】さらに、基本性能が高く、廉価で、信頼性
の高いインクカートリッジが得られる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を図面に基づき詳細に説明す
る。

【００２７】（第１実施例）図２は、本発明に係る第１
実施例のインクジェット記録ユニット３０１の断面を説
明する図であり、同図（ａ）はインクジェットヘッドと
インクカートリッジが分離している状態の断面図を示し
ており、同図（ｂ）はこれらを接続した状態での断面図
を示している。インクジェット記録ヘッド３０２には、
通常インク中のゴミを除去するためのフィルタ３０３
が、インクカートリッジ３０４との接続部であるインク
導入部３０５の末端に設けられている。

【００２８】フィルタ３０３の有効空孔径の上限は、記
録ヘッド側へのゴミの流入を防止するという目的から記
録ヘッドの吐出口径により規定される。

【００２９】フィルタ３０３の有効空孔径の下限は、フ
ィルタの圧力損失が印字に影響を与えないようにするた
めに最大流量時の圧力損失により規定される。圧力損失
はフィルタの設けられたインク導入部の流路直径に依存
するが、本発明者らの実験から経験的にフィルタ３０３
の有効空孔径は５〜２０μｍとするのが望ましい。

【００３０】また、インクカートリッジ３０４は、イン
クを貯留するインク収納部としての多孔質部材３０９と
繊維体からなるインク誘導部材３０７を配している。そ
して、３１０はインク収納部内部を大気と連通させるた
めの大気連通口であり、３１１は記録ヘッドのインク導
入部３０５と係合するインク供給口である。

【００３１】ここで言う、インク誘導部材は、一方向に
インクを導くインク供給部材であって、本実施例ではイ
ンク吸収体からインク供給口に向かってインクを導いて
いる。

【００３２】本実施例では、インクカートリッジのイン
ク収納部に配される多孔質部材として、圧縮収納された
インク吸収体を用いる。インクが含浸されるインク吸収
体としては、例えばスポンジ等が挙げられる。

【００３３】インク誘導部材３０７はインクカートリッ
ジ３０４のホルダ部３１２に固定されるとともに、圧縮
収納されているインク吸収体３０９と圧接状態に保たれ
ており、常に接触部分のインク吸収体を変形させてい
る。このインク吸収体の変形により、毛細管力を高くし
てインクをインク誘導部材近傍に集中させることができ
る。

【００３４】これにより、記録ヘッドとインクカートリ
ッジとを分離させた場合においても、インク誘導部材に
常にインクが供給され、インク供給口側のインク誘導部
材の面にはメニスカスが形成されるので、空気を引き込
むことはない。

【００３５】そして、記録ヘッドとインクカートリッジ
が結合しインク流路が形成された場合には、インクのイ
ンク誘導部材への流入を促進するとともにインク途切れ
を防止してインク残留量を少なくすることができるの
で、インクカートリッジに収納されたインクの使用効率
が向上する。

【００３６】本実施例のようにインク吸収体が圧縮収納
されている場合には、図２に示したようにインク誘導部
材をインク吸収体に圧接させる構成を採用しても、イン
ク吸収体がインク誘導部材に押しつけられているので、
圧接部近傍がもっとも変形することになり、圧接部近傍
にインクを集中させることができる。

【００３７】圧縮収納されていないインク吸収体や、弾
性係数の低いインク吸収体を用いる場合には、インク吸
収体を確実に変形させるためにインク誘導部材をインク
吸収体中に圧入させて、常にインクを集中させる構成が
好ましい。

【００３８】なお、ここでいう圧入とは、通常の圧接時
の押圧力よりも強い力でインク吸収体中にインク誘導部
材を押し込んで圧接させることを意味する。

【００３９】一般に、インクジェット記録装置におい
て、記録ヘッドの吐出口部の水頭圧のバランスを適正に
保つことにより、記録ヘッド部の吐出口からのインク漏
れや吐出口部へのインク供給不良等による印字品質の低
下を防止する。インクジェット記録装置の性能を安定さ
せるためには、インクジェット記録ヘッド３０２におけ
るインクの水頭圧を大気圧に対して低く（一般に大気圧
に対して０ｍｍＡｑ以下−１５０ｍｍＡｑ以上、望まし
くは−３０ｍｍＡｑ以下−１００ｍｍＡｑ以上）保つ必
要がある。本実施例では、多孔質部材３０９の毛細管力
によるインク保持力を４０〜６０ｍｍＡｑとしてインク
を負圧に制御している。

【００４０】インクジェット記録ヘッド３０２とインク
カートリッジ３０４との結合は、インクカートリッジ３
０４から一体的に突出した１組の接合機構３１７が、イ
ンクジェット記録装置の受入部（不図示）と両持係合す
ることによりなされる。結合により、インクジェット記
録ヘッド３０２のフィルタ３０３は、インクカートリッ
ジ３０４のインク誘導部材３０７と所定の押圧力で密着
する。

【００４１】この押圧力は、記録ヘッド側のインク導入
部の突出量と、記録ヘッドに付当てられるインクカート
リッジの外面から、記録ヘッド側のインク導入部３０５
と接触するインク誘導部材３０７の接触面までの距離、
すなわちインク供給口部３１１の深さによって左右され
る。

【００４２】この結合により、インクカートリッジ３０
４内の多孔質部材３０９からインク誘導体３０７を介し
て、記録ヘッド側のインク導入部に到達するインク流路
３０６が形成され、記録ヘッドへのインクの供給が可能
となる。

【００４３】また、Ｏ−リング３０８を記録ヘッドとイ
ンクカートリッジとの結合部に設け、インク導入部３０
５とインク供給口３１１との接続により形成されるイン
ク流路を密封状態に保つことができる。そして、接続箇
所からのインク漏れを防止するとともにインクの蒸発を
最小限に抑えることができる。

【００４４】図３は、前述したインク誘導部材３０７の
構成説明図である。３１５は繊維であり、その材質とし
て適当なものは主にポリエステル，ナイロン，ポリプロ
ピレン，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。

【００４５】ぬれ性の良さの判断基準として一般的にイ
ンクの接触角が小さいことが挙げられる。いわゆるテフ
ロン系等の接触角の大きい材料に対しても親水化処理を
施すことにより用いることはできる。しかしながら、親
水化処理のための製造工程の増加や、製品コストの上昇
などの観点から考えると、インクの接触角が小さいもの
が望ましい。

【００４６】また、上記以外の繊維の材料として、金
属、ガラス、カーボン等のファイバーを用いても良い
し、前述したそれぞれの繊維材料を混合させても良い。

【００４７】また、インク誘導部材３０７はインク流路
の一部を形成するので、インク供給の方向性を持たせな
ければならない。そして、記録ヘッドの導入部と圧接す
るので形状を維持できるだけの物理強度も必要である。
そのために、各繊維を結束させて繊維束を形成した方が
望ましい。

【００４８】インク誘導部材を形成する繊維の太さの上
限を決定する条件は、前述したインク導入部に設けられ
たフィルタとインク誘導部材との密着性である。この観
点から、０．０５ｍｍ以下が望ましい。また、繊維の太
さの下限の条件としては、インク誘導部材が繊維を結束
させる構成を採用するという観点から、コストや繊維束
の形成を容易にするために０．０１ｍｍ以上が望まし
い。本実施例では、０．０３ｍｍのポリエステル繊維を
採用した。

【００４９】また、本実施例での繊維の集合体を結束さ
せるための手段としては、樹脂性の結合材（バインダ）
３１６により繊維束の外周部を硬化させる方法を採用し
た。

【００５０】これにより、インク誘導部材の外周部近傍
に硬化領域が形成される。

【００５１】ここで、繊維束の外周部から含浸させる樹
脂として、本発明者はポリエステルポリオールのポリウ
レタンを採用しているが、目的に適合すれば例えばメラ
ミン系のバインダであっても問題ない。

【００５２】繊維を結束させるための硬化領域の形成手
段としては、前述した樹脂のバインダを用いる以外に
も、外周部から熱や圧力を与え溶着させる方法を用いて
も良い。

【００５３】また、硬化領域を形成するのではなく、繊
維束を他の部材により被覆させても良い。しかし、前述
の硬化領域を形成する場合は、成形と同時にバインダを
含浸させることができるのに対し、繊維を被覆して結束
させる場合は、繊維を結束させた状態で被覆しなければ
ならず、均一に強度を持たせるように成形するために、
製造工程の複雑化を招くおそれがある。従って、硬化領
域を設ける構成が望ましいと思われる。

【００５４】繊維束の形成については、繊維のインク供
給の方向性を保つことができ、記録ヘッド側のインク導
入部との圧接時に繊維が変形してインク供給が不能や不
均一にならない構成をなすものであれば、前述の構成や
方法に限られるものではない。

【００５５】前述のインク誘導部材内に配される各繊維
３１５は、インク誘導部材内のインク流れ方向に平行に
配列され、そして、繊維束形成時の毛細管力は多孔質部
材の毛細管力より高く設定されている。ここで言う多孔
質部材の毛細管力とは、インク誘導部材が多孔質部材に
圧入された場合の毛細管力も含むものである。

【００５６】従って、インクを含浸した多孔質部材３０
９に誘導部材３０７の一端を圧接することにより、イン
クは自然にかつ速やかに誘導部材３０７の先端に浸透す
る。誘導部材３０７の先端に到達したインクは、繊維３
１５からなる繊維束の毛細管力によりメニスカスを形成
し、外部へ漏出する怖れはない。

【００５７】インク誘導体において、樹脂性のバインダ
を外周部から含浸させて硬化領域を形成しているので、
含浸されて硬化している領域と、そうでない領域との境
界を明確に引くことはできない。

【００５８】しかし、バインダにより形成した外周部の
硬化領域と内部領域とを大まかに分けてを比較すると、
硬化領域においては各繊維間の空隙が樹脂等により充填
されているのに対して、内部領域においては繊維径より
も小さい空隙や大きい空隙が混在するので、内部領域の
方がインク供給性が良いと考えられる。

【００５９】前述したインクジェット記録ヘッド３０２
側に設けられたフィルタ３０３とインクカートリッジ３
０４側に設けられたインク誘導部材３０７との接触面に
おける関係としては、図４に示したように、フィルタ３
０３の接触面積がインク誘導部材３０７の接合面の面積
よりも小さいことが必要である。これは、前述したよう
にインク誘導部材が硬化領域Ａを有する場合に、インク
誘導部材の内部領域Ｂ、すなわち硬化領域を除いた部分
に記録ヘッド側のインク流路を形成する領域Ｃを、圧接
させるためである。この構成を採ることにより、フィル
タの有効径に相当する領域において圧接状態を均一にす
ることができる。

【００６０】また、より好適な圧接状態として、記録ヘ
ッド側のインク導入部の末端部全体をインク誘導部材の
内部領域Ｂと接触させることが挙げられる。この構成に
より、より確実にインク導入部のフィルタ全面と内部領
域Ｂが密着するので、圧接状態の不均一に起因するイン
クの供給量の低下が防止できる。

【００６１】実際的には、インク誘導部材とインク導入
部との接触領域内に硬化領域が存在しても、供給ができ
なくなるわけではないが、特に高速印字等への影響を考
慮すると、前述したように接触領域に硬化領域を含めな
い構成がより好適である。

【００６２】また、記録ヘッド側にインクを効率よく供
給するためには、機械的公差や組立精度等による繊維束
とフィルタとの圧接状態の不均一や、圧接面において繊
維束がしわを作った状態でフィルタと圧接することがあ
ってはならない。従って、ヘッド側フィルタとのインク
誘導部材の圧接面はある程度の柔軟性が必要である。

【００６３】この観点からも、ヘッド側のフィルタとイ
ンク誘導部材との圧接面の条件として、供給性を安定し
たものにするという見地から硬化している部分をフィル
タと圧接させないように、硬化領域よりも内方にインク
導入部を圧接させることが望ましい。

【００６４】本実施例における接触位置の条件として
は、インク誘導部材３０７の外周からフィルタ３０３の
外周までの距離（フィルタ面を含む同一面内におけるフ
ィルタ外周の法線方向に沿った離間距離）を０．５ｍｍ
以上、望ましくは１ｍｍ以上とすることである。

【００６５】この条件は、前述したバインダとしてイン
ク誘導部材である繊維束の外周部近傍を、樹脂を含浸さ
せることにより中心部に向けて約１ｍｍの深さ程度に硬
化させているので、硬化域を避けて圧接させるためのも
のである。ただし、本発明者らの実験による測定結果か
ら経験的に０．５ｍｍ以上１ｍｍ未満でも、フィルタの
有効径は減少し高速印字等に不利であるが、機能するこ
とは確認されている。

【００６６】上述したように、本願発明は、インクカー
トリッジ内部に、インク収納部としてのインク吸収体
と、前記インク吸収体とインク供給口との間にインク誘
導部材としての繊維束を配し、繊維束をインク吸収体に
圧接させる構成をとる。この構成により、記録ヘッドを
取り外した状態でも、インクはインクカートリッジの供
給口部分に集中するので、記録ヘッドへのインク供給を
促進できる。

【００６７】従って、繊維束によってインク吸収体の繊
維束との密着部を変形させているので、記録ヘッド側の
インク導入部によってインク収納部を変形させてインク
を集中させる必要性はない。そのため、記録ヘッド側の
インク導入部と繊維束とは、圧入ではなく圧接させる構
成をとるだけでよく、記録ヘッド着脱時に空気をインク
供給口近傍に引き込むことはないので、インクカートリ
ッジから記録ヘッドへのインク供給経路は良好に形成さ
れる。

【００６８】また、インクジェット記録ヘッド３０２は
高速に印字する場合に、インクカートリッジ３０４はヘ
ッド３０２の要求に応じて一定の負圧を維持しつつ、単
位時間あたりに記録のための多量の液滴を吐出しなけれ
ばならない。

【００６９】従って、インク供給経路における流路抵抗
を極力小さいものにする必要がある。この課題に対して
も、本発明のインクジェット記録ヘッド３０２は性能を
向上させることができた。

【００７０】本実施例の流路抵抗を検証するために、比
較例として、図５に示す記録ヘッドとインクカートリッ
ジとの接合部にバルブ機構を有するインクカートリッジ
を用いる。図５（ａ）はインクジェットヘッドとインク
カートリッジが分離している状態の断面図を示してお
り、同図（ｂ）はこれらを接続した状態での断面図を示
している。

【００７１】図５において、インクジェット記録ユニッ
ト６０１はインクジェット記録ヘッド６０２とインクカ
ートリッジ６０４が両持爪６１７により、分離可能に接
続されている。また、インクカートリッジ側のインク供
給口６１１に挿入される記録ヘッド側のインク導入部６
０５には、記録ヘッド内部へゴミが流入するのを防止す
るためにヘッドフィルタ６０３が設けられている。接続
時にはエチレンプロピレンゴム製のＯ−リング６０８が
インク流路６０６を外部から完全密封するようにしてい
る。

【００７２】一方、インクカートリッジ内部にはインク
吸収体６０９を配設し、インク吸収体６０９の持つイン
ク保持能力でインクを貯留し、またインク吸収体の密度
を調整することにより、インクジェット記録ヘッド６０
２のインクの水頭圧を大気圧に対して低くして、インク
漏れを防止している。インク吸収体６０９のインク出口
側流路末端にはメッシュフィルタ６１３が配設され、イ
ンク吸収体６０９を押え付けてインク吸収体６０９を部
分的に高い密度に圧縮することでインク吸収体中のイン
クを安定してインクジェット記録ヘッド６０２側へ導出
し易くした。

【００７３】インクカートリッジ６０４とインクジェッ
ト記録ヘッド６０２の分離時には、インクカートリッジ
６０４内の前記のフィルタ６１３下流にバルブ機構６１
４が作用し、インクカートリッジ６０４単体時のインク
の漏出を防止する。

【００７４】この比較例と本実施例の流路抵抗について
説明するためのモデルとして、内部抵抗を持った電池を
使った等価の回路を用いる。

【００７５】図６はインクの流路抵抗の説明図で、図６
（ａ）は図５に示したバルブ機構を有するインクカート
リッジ６０４からインクジェット記録ヘッド６０２まで
のインク回路を図示したものであり、図６（ｂ）は、図
６（ａ）と等価の電気回路である。

【００７６】インクジェット記録ヘッド６０２を負荷，
インクの負圧を電圧，インク流量を電流，インク流路抵
抗は配線抵抗，インクカートリッジ６０４中の流路抵抗
を電池の内部抵抗とすることができる。従って、インク
ジェット記録ヘッド６０２に多量のインクを供給するた
めには、流路抵抗を少なくする必要がある。

【００７７】図７は、比較例と本実施例における各流路
抵抗の割合を、ヘッドフィルタの流路抵抗を等しくさせ
た場合において比較したものである。

【００７８】図７（ａ）は、図６（ａ）に示したバルブ
機構を有するインクカートリッジ６０４と記録ヘッド６
０２との間の流路抵抗の構成を概念的に示したものであ
る。記録ユニットの流路抵抗成分のほとんどはインク吸
収体６０９からインクを取出すためのフィルタ部分であ
る。なお、グラフ中の各番号は図５及び図６のそれぞれ
の番号に対応している。

【００７９】同様に、図７（ｂ）は、本実施例のインク
カートリッジ３０４の流路抵抗の割合を示す。前述のよ
うに本実施例のインクカートリッジ３０４には図５に示
されるフィルタ６１３やバルブ機構６１４がなく、イン
ク誘導部材３０７も抵抗成分は少ないため、高速に印字
するインクジェット記録ヘッド３０２に対して低抵抗で
インクを供給し得る。なお、グラフ中の各番号は図２に
おけるそれぞれの番号に対応している。

【００８０】図８に前述のバルブ機構を用いた場合とイ
ンク誘導部材を用いた場合とにおけるインク供給能力の
差をインク流路中の供給圧力として具体的に、特定の一
印刷／印字パターンに対して測定確認したデータ図表を
示す。

【００８１】ここで、通常印字を行わない場合には、イ
ンク流路内の圧力は、インク吸収体のインク保持力であ
る毛細管力により、大気圧に対して−６０mmＡｑ〜−８
０mmＡｑ程度である。

【００８２】本測定では、印字をしない場合における大
気圧に対する圧力は、図８（ａ）に示されるバルブ機構
を有するインクカートリッジにおいては約−６０mmＡ
ｑ、図８（ｂ）に示される本発明の繊維束を用いたイン
クカートリッジにおいては約−８０mmＡｑである。

【００８３】印字パターンの印字中にインクをより多く
必要とする部分（ベタ部など）が含まれている場合、図
８（ａ）に示されるように、バルブ機構を有するインク
カートリッジは流路抵抗に起因する圧力損失が発生し
た。それに対し、図８（ｂ）に示されるように本実施例
のインクカートリッジ３０４においては、圧力損失の発
生が非常に少なく、比較例よりも高速記録等に好適であ
る。

【００８４】さらに本実施例の別の効果として、インク
ジェット記録ユニットの長期休止後の信頼性向上があ
る。インクジェット記録装置の一般的な問題として、装
置の休止時間が極端に長いと、インクジェット記録ユニ
ットのインク流路中に気泡が発生し、流路を閉塞するこ
とにより再印字できなくなる不都合を生ずることがあ
る。

【００８５】インクジェット記録装置の休止中にインク
流路中わずかな気泡があれば、この気泡はインクの飽和
蒸気で満たされているため、外気が気泡の蒸気濃度を薄
めようとする作用（浸透圧）で流路壁を浸透する結果、
気泡の体積が膨張することにより発生する。

【００８６】そのために従来、休止後時間を計数するタ
イマをインクジェット記録装置に搭載し、ある一定時間
以上経過したら、インクジェット記録ユニット中のイン
クと共に泡をポンプにより排出するようにして対応して
きた。

【００８７】しかしながら、環境が非常に厳しい高温で
かつ相対湿度が低い場合など、前述の設定時間以前に泡
が成長し、印字不能となる場合があった。特に前述の図
５のような、インクジェット記録ヘッド６０２とインク
カートリッジ６０１との接合や分離の際にバルブ機構６
１４が動作する場合には、気泡の源となる外気をバルブ
の移動領域等のインク流路中に混入し易くなり不利であ
る。

【００８８】一方、本発明によれば、インクジェット記
録ヘッドのフィルタ３０３が接触するインクタンクのイ
ンク誘導部材３０７のインク排出面は、全体にわたって
メニスカスを形成しているので、記録ヘッドを分離させ
た場合に泡を取り込むことはほとんどない。また、フィ
ルタとインク誘導部材とが直接接触することになるの
で、バルブ機構を用いる場合に比べて空気が侵入する可
能性のある領域が減少し、接続時に外気を排除し易く空
気の混入または介在することはほとんどない。

【００８９】（第２実施例）図９は、本発明に係る第２
実施例の説明断面図である。この例では、インク誘導部
材９０７は、前記第１実施例と同様、インク収納部内に
圧縮状態で配されたインク吸収体９０９に圧接されてい
るので、インク供給口９１１の設けられている方向に反
発力を受ける形となる。また、インクカートリッジ９０
３には、カートリッジ内部と大気とを連通させる大気連
通口９１０が設けられている。

【００９０】そして、本実施例では、インク誘導部材９
０７は、インクジェットカートリッジのホルダ部９１２
に、記録ヘッド９０２のインク導入部９０５に設けられ
たフィルタ９０３との接合方向Ｄと平行に摺動可能に配
設されており、前述したようにインク吸収体により押圧
されている。しかし、インクカートリッジ９０４にスト
ッパ９１８があるため、外へ抜け落ちることはない。

【００９１】記録ヘッド９０２を、インクカートリッジ
９０４に挿入した場合、記録ヘッド側のインク導入部９
０５がインク誘導部材９０７と接触する。インク導入部
とインク誘導体とを圧接させるための押圧力は、前記第
１実施例ではインク導入部とインク供給口との関係によ
り左右されていた。これに対し、本実施例のようにイン
ク誘導部材を摺動可能とした場合には、インク誘導部材
とインク吸収体との圧入状態と、インク導入部の挿入に
よるインク誘導部材の摺動量により、押圧力が設定され
る。

【００９２】このような構造を取り入れることにより、
インク誘導部材９０７の長手方向の寸法公差を緩めに設
計しても、フィルタとインク誘導部材９０７とは安定し
て密着できることになる。

【００９３】なぜなら、インク誘導部材９０７が摺動不
可能に固定されている場合、インク誘導部材の加工精度
のばらつきのために、インク誘導部材が短すぎる場合
や、インク誘導部材の先端の平坦性が十分でない場合に
は、記録ヘッド側のインク導入部とインク誘導部材が接
触できずインク途切れを引き起こす可能性があるからで
ある。

【００９４】また、長すぎる場合には記録ヘッド側のイ
ンク導入部の押圧力過剰によってインク誘導部材を形成
する繊維を変形させて、部分的にインク供給不能な箇所
を形成して供給の不均一化や、供給量不足を招くおそれ
もある。

【００９５】従って、圧接の不安定性を排除するととも
に、複数回記録ヘッドとインクカートリッジとの脱着を
行っても、好適に接合時の空気の侵入を防止することが
できる。さらに、精度面からインク誘導部材９０７の製
作コストを大幅に低減することが可能となった。

【００９６】前述のインク誘導部材の摺動量の下限は、
０．１ｍｍ以上である必要性がある。この理由として
は、フィルタとインク誘導部材との密着性はインク誘導
部材の接合面における弾性変形を利用していることが挙
げられる。

【００９７】この弾性変形を利用する構成を採っている
ために、フィルタとインク誘導部材とを圧接させた状態
で固定して長い期間（数カ月から数年）放置すると、イ
ンク誘導部材の接合面においてクリープ現象（塑性変
形）による反発力の低下を招く可能性がある。その結果
としてフィルタ面とインク誘導部材との密着不良により
空気が侵入し吐出不良を引き起こすことになる。

【００９８】これを防止するために、インク誘導部材を
摺動可能とするとともに前述のインク誘導部材が圧接さ
れているインク溜めのインク吸収体の反発力を利用し、
インク誘導部材をフィルタに圧接させている。

【００９９】従って、本実施例における圧接の条件とし
て、実験より圧接部１ｍｍ2 当たり５ｇ以上必要なこと
から、この押圧力をインク吸収体から得るためには少な
くとも０．１ｍｍ以上の摺動量が決定される。また、記
録ヘッドとインクカートリッジとの接合部の製造誤差の
観点からも、０．１ｍｍ以上の摺動量が適切な条件であ
る。

【０１００】また、インク誘導部材の摺動量の上限とし
ては、タンクの小型化の観点から３ｍｍ以下、好ましく
は２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下とする。ま
た、インク誘導部材とは弾性率が異なるが、インク吸収
体自体も弾性変形していることから、前述したインク誘
導部材と同様にクリープ現象による押圧力の低下を防止
する観点より摺動量は３ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以
下、さらに好ましくは１ｍｍ以下を上限値の条件とす
る。

【０１０１】本実施例とは異なり、インク吸収体の圧縮
収納時の圧縮の度合いや、弾性係数の低いインク吸収体
を用いる場合には、インク吸収体を圧入する構成を採用
するが、この場合にも、前述したようにインク吸収体の
押圧力により摺動量の下限の条件が決定される。

【０１０２】なお、ここでいう圧入とは、通常の圧接時
の押圧力よりも強い力でインク吸収体中にインク誘導部
材を押し込んで圧接させることを意味する。

【０１０３】上述したように、インク誘導部材を記録ヘ
ッドのインク導入部材の挿入方向に沿って摺動可能に配
することにより、インク導入部のフィルタ面とインク誘
導部材との密着性が向上し、インクカートリッジから記
録ヘッドへのインク流路がより確実に形成される。従っ
て、空気の取り込み等によるインク供給量の低下を招く
ことなく高い印字品質を維持することができる。

【０１０４】（第３実施例）図１０から図１４は、前述
したような各実施例の構成を適用した本発明のインクカ
ートリッジの第３実施例の説明図である。

【０１０５】図１０は、インクカートリッジの外観を示
しており、（ａ）は上方から、（ｂ）は側面から、
（ｃ）はインク供給口側から、（ｄ）は大気連通口から
見た図である。そして、１１０４はインクカートリッ
ジ、１１１０はインクカートリッジ内部と大気とを連通
させる大気連通口、１１１１は外部へインクを供給する
ためのインク供給口である。

【０１０６】図１１は、図１０に示したインクカートリ
ッジの断面図である。（ａ）は図１０（ａ）におけるＡ
−Ａ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ図１
０（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ
断面図に該当する。ここで、１１０７はインク誘導部
材、１１０９はインク収容部としての多孔質部材からな
るインク吸収体、１１１２はインク誘導部材を摺動可能
に支持する支持部材としてのインクカートリッジ内部に
設けられたホルダ部である。そして、１１１８はストッ
パであり、インク誘導部材１１０７がインク供給口１１
１１側に移動するのを規制している。

【０１０７】本実施例において、ホルダ部１１１２の直
径は６．８５ｍｍである。

【０１０８】図１２は、図１１に示したインク誘導部材
１１０７の詳細図である。ここで、インク誘導部材１１
０７の直径Ｒはおよそ６．８ｍｍであり、断面形状は真
円ではなく楕円形状である。この形状にすることによ
り、組立時にインク誘導体１１０７がインクカートリッ
ジ内部のホルダ部１１１２から抜け落ちることを防止し
ている。

【０１０９】本実施例においては、繊維１１１５は０．
０３ｍｍのポリエステル繊維を用い、繊維束を形成する
ためのバインダ（不図示）はポリエステルポリオールの
ポリウレタンを採用しているとしてる。

【０１１０】図１３は、本実施例の図１０及び図１１で
示したインクカートリッジ１１０４と記録ヘッド１１０
２との係合関係を示している。係合は接合機構１１１７
によって維持される。

【０１１１】本実施例におけるインク導入部のフィルタ
とインク誘導部材の接触位置について図１４に示す。本
実施例においては、インク導入部１１０５の外周は硬化
領域Ａにかかっているが、インク流路形成部Ｃは内部領
域Ｂ内に位置している。

【０１１２】本実施例において、硬化領域Ａはインク誘
導部材１１０７の外周からおよそ１ｍｍ程度である。

【０１１３】また、本実施例では、図１３に示したよう
に、インクカートリッジ１１０４と記録ヘッド１１０２
との当接面からのインク導入部１１０５の突出量が３．
２ｍｍ、そして当接面からインク誘導部材１１０７まで
の深さが２．３ｍｍなので、インク誘導部材１１０７の
摺動量Ｌは０．９ｍｍとなる。

【０１１４】従って、フィルタ１１０３とインク誘導部
材１１０７の内部領域Ｂ、すなわち硬化領域をのぞいた
部分に記録ヘッド１１０２側のインク流路１１０６を形
成する領域Ｃを圧接させるていることにより、フィルタ
の有効径に相当する領域において圧接状態を均一にする
ことができる。

【０１１５】さらに、インク誘導部材を記録ヘッドのイ
ンク導入部材の挿入方向に沿って摺動可能に配すること
により、インク導入部のフィルタ面とインク誘導部材と
の圧接状態を、クリープ現象が発生しないように制御す
ることができるので、常に良い密着性を維持できる。
従って、インクカートリッジから記録ヘッドへのインク
流路１１０６がより確実に形成され、空気の取り込み等
によるインク供給量の低下を招くことなく高い印字品質
を保つことができる。

【０１１６】さらに、本実施例においては、図１１に示
したように、インクカートリッジのインク供給方向に対
して直交する方向の断面において、インク誘導部材が中
央領域に位置するように、インク誘導部材保持部によっ
て保持される構成を採用している。

【０１１７】このとき、インク誘導部材はインクカート
リッジ内に配されたインク吸収体の中央領域に圧接する
ことになる。

【０１１８】上記構成を採用することにより、インク誘
導部材がインク吸収体内のインクを集中させる場合に、
インク吸収体内に収容されたインクを均一に中央に集め
ることができる。

【０１１９】従って、上述した構成を採用しているの
で、インク消費に伴って記録ヘッド側にインクが供給さ
れる場合に、インク吸収体内に残留するインクの分布は
偏りがなく均一となるため、より一層インク供給は常に
安定し、インク供給効率も向上することになる。

【０１２０】なお、本実施例においては、インクカート
リッジの中央領域とインク吸収体の中央領域は一致する
が、本実施例とは異なり、インクカートリッジの中央領
域とインク吸収体の中央領域が異なる場合には、インク
誘導部材をインク吸収体の中央に圧接させるようにする
ことにより、本実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【０１２１】ところで、本実施例のインクカートリッジ
へのインクの再充填方法としては、大気連通口９１０か
ら内部の空気を吸引し、インクカートリッジ内部の圧力
を低くした状態で、インク誘導部材を設けたインク供給
口側より、圧力差を利用してインクを充填する方法が挙
げられる。

【０１２２】また、前述と同様にインクカートリッジ内
部の圧力を下げる場合に、インク誘導部材を配したイン
ク供給口側より吸引を行い、大気連通口側よりインクを
充填することも可能である。

【０１２３】他の充填方法としては、インクカートリッ
ジを構成する部材の一部に穴をあけ、その部分から注射
器等の液体注入器を用いてインクを注入する方法も考え
られる。この場合、インク再充填後のインク漏れを防止
するために、インク注入用の穴を樹脂等の封止部材で封
止しても良い。

【０１２４】本実施例に示したインクカートリッジは、
インク供給口側の構造がインク誘導部材を用いた構成に
なっているために、例えば、前記第１実施例において比
較例として示したバルブ機構を有する構成のものと比較
すると、インク供給口側から内部の空気を吸引もしくは
インクを充填する場合に、再充填装置との接続機構の複
雑化が避けられるので、容易に充填が可能である。

【０１２５】上述したように、環境問題も含めたインク
再充填の観点からも、本発明のインクカートリッジは好
適であるといえる。

【０１２６】（第４実施例）本実施例は、前述した第１
実施例から第３実施例の物流時の形態に関するものであ
る。

【０１２７】図１５に、前述した実施例におけるインク
カートリッジの包装状態の説明図を示す。ここで、
（ａ）、（ｂ）は包装袋内部でのインクカートリッジの
配置をそれぞれ正面および側面から見た図であり、
（ｃ）は包装袋内部でのインクカートリッジの保管形態
を示す断面図である。

【０１２８】包装袋１６２５は長期物流保存時にインク
の蒸発を防止するためにアルミラミネート製であり、熱
溶着製袋により完全密封されている。

【０１２９】また、外部へインクを供給するためのイン
ク供給口１６１１をシールテープ１６２６で封止するこ
とにより、包装後の厳しい物流状態で、インクが絶対に
インクカートリッジより漏出しないように配慮されてい
る。シールテープ１６２６は、熱溶着によりインクカー
トリッジ１６０４に固定されているが、開封時には使用
者によって簡単に剥がせる程度につけられている。

【０１３０】シールテープ１６２６の材質としては、ポ
リプロピレン，ナイロン，ポリエステル，ポリエチレ
ン，アルミニウム箔などがあるが、複合ラミネートフイ
ルムであっても良い。さらにインクカートリッジ１６０
４との接着部において良好な密着を得るには、インクカ
ートリッジ１６０４の素材と同一種であることが望まし
い。

【０１３１】本発明者らが採用したシールテープ１６２
６は、ポリプロピレン＋アルミ＋ポリエステルのラミネ
ートであり、これはインクタンクの材質がポリプロピレ
ンのためである。シールテープ１６２６とインク誘導部
材との間にはインク吸収部材としてのインク吸収パッド
１６２７が配設され、シールテープ１６２６と熱溶着さ
れている。

【０１３２】インク吸収パッド１６２７は、インク誘導
部材１６０７からの漏出インクを吸収保持することによ
り、インクタンク使用時のシールテープ開封に伴うイン
クのわずかな飛散を防止する。

【０１３３】インク吸収パッド１６２７の材質として
は、インクを吸収し保持できるものであれば何でも良
い。例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ポリプロ
ピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウレタン、
ナイロンなどの樹脂発泡体、紙、布などの繊維状材料な
どである。

【０１３４】本実施例ではシールテープ１６２６と熱溶
着性が優れているポリプロピレン製発泡材を使用した。
以上の包装状態を採用することにより、第１、第２及び
第３実施例の各インクカートリッジの安全な物流が可能
となる。

【０１３５】しかしながら、インクカートリッジの物流
時に、インクカートリッジの環境温度が非常に高くなっ
たり、環境圧力が非常に低くなったりした時、その影響
は外装袋の有無とは関係なくインクカートリッジ内部へ
作用する可能性がある。その状態を図１６に示す。

【０１３６】図１６において、（ａ）はインクカートリ
ッジを高温雰囲気下に投入した時，（ｂ）はインクカー
トリッジを高温で保存した時，（ｃ）は（ｂ）の状態の
あと常温に戻した時，（ｄ）は（ｃ）のあと常温にてシ
ールをはがした時のそれぞれの状態を示している。

【０１３７】図１６（ａ）に示したように、外部環境が
変化した場合、前述のシールテープ１６２６とインク誘
導部材１６０７の間の空間１６２８の空気圧力がインク
カートリッジ外の環境圧力よりも高くなり、空気は外部
へ出ようと作用する。

【０１３８】もし図１６（ａ）のようにインク誘導部材
１６０７とインク誘導部材保持部（ホルダ部）１６１２
の隙間がほとんどなかったり、また隙間がインクの存在
による表面張力で空気の流通が閉ざされていたら、空気
はインク誘導部材中へ入り込みインク誘導部材１６０７
中のインクを後方へ一旦押し戻すことになる。

【０１３９】しかし、押し戻されていたインクは常に毛
細管力でインク誘導部材１６０７の表面まで戻ろうとす
る力が働く結果、図１６（ｂ）に示したように、長い時
間をかけて最終的に空間の空気はインク誘導部材１６０
７とホルダ部１６１２の隙間から逃げて行き、空間１６
２８の空気圧力は外気と等しくなる。

【０１４０】この状態でインクタンクの環境温度及び環
境圧力が再び通常状態に戻された時、今度は空間へ空気
が流入する力が働く。そして、図１６（ｃ）に示したよ
うに、この圧力は多孔質部材からなるインクを保持する
インク吸収体１６０９中のインクに作用し、インクはイ
ンク誘導部材１６０７から空間に溢れ出す。

【０１４１】この溢れたインクは、通常インクパッドへ
速やかに吸収されるが、インクパッド吸収能力を超えた
インクが溢れるような厳しい条件の場合、空間１６２８
にインクが残ることがある。

【０１４２】このような状態で使用者がシールテープを
開封した場合、図１６（ｄ）に示したように、このイン
クは外部へ飛散し、居室内を汚染する。

【０１４３】図１７は、前述した図１６の状態を改善す
るために空気流路１６１９を設けた本実施例の説明図で
ある。図１７において、（ａ）はインクカートリッジを
高温雰囲気下に投入した時，（ｂ）はインクカートリッ
ジを高温で保存した時，（ｃ）は（ｂ）の状態のあと常
温に戻した時，（ｄ）は（ｃ）のあと常温にてシールを
はがした時のそれぞれの状態を示している。

【０１４４】本実施例では、インク誘導部材１６０７と
インク誘導部材のホルダ部１６１２の間に空気流路１６
１９を設け、この流路を通じて空間１６２８の空気がイ
ンクカートリッジ内部を経由し外部へ連通するように工
夫したものである。

【０１４５】前述の説明から分かるように、空間の空気
の外気との相対圧力が上昇したり、下降しても空間の空
気は自由に外部へ出入りできるため、図１６に示したよ
うなインク溢れを完全になくすることができる。このよ
うな工夫を導入することにより本発明の物流信頼性をさ
らに向上させることができた。

【０１４６】なお、第１、第２、第３及び第４実施例に
示したそれぞれのインクカートリッジは、記録ヘッドと
分離可能なインクカートリッジを用いて小型化を図る形
態のインクジェット装置において、優れた効果をもたら
すものである。

【０１４７】その記録装置の一例を図１８に示す。図１
８において、コンピュータ等の本体に組み込まれた小型
プリンタ（記録装置）２０２０において使用される記録
ヘッドユニット２００１は、記録ヘッド２００２とイン
クカートリッジ２００４が両持爪からなる接合機構２０
１７により分離可能に接続した構成を採用している。

【０１４８】ヘッドからインクを吐出させる方式として
は、電気熱変換素子を用いて熱エネルギを利用する方式
だけに限らず、電気機械変換素子を用いる方式、いわゆ
るピエゾ式のヘッド等にも適応できる。さらに、紙等へ
の印字に限らず、布地等に印刷を行う捺染などにも好適
に用いることができる。

【０１４９】また、本発明の装置の構成として、記録も
しくは印刷ヘッドの吐出回復手段、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、
好ましいものである。

【０１５０】これらを具体的に挙げれば、ヘッドに対し
てのキャッピング手段、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
れらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記
録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることがで
きる。

【０１５１】また、ヘッドに対して、本発明を用いたイ
ンクカートリッジを、記録色や濃度を異にする複数のイ
ンクに対応して２個以上設けてもよい。

【０１５２】すなわち、異なるインクカートリッジに対
応するヘッドを一体的に構成するか、複数個を組み合わ
せるか等によらず、例えば装置の記録モードまたは印刷
モードとしては黒色等の主流色のみのモードだけではな
く、異なる色の複数色カラー、または混色によるフルカ
ラーのなどのモードのうち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。

【０１５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェット記録ヘッドと分離可能なインクジェット
記録ユニットにおいて、インクカートリッジを使いきる
前に記録ヘッドとインクカートリッジとを分離させた場
合に、記録ヘッドとインクカートリッジとのインク流路
形成を圧接により行っているので、インクカートリッジ
の記録ヘッド側のインク導入部と接続される供給口部分
において空気をインクカートリッジ内部に引き込むこと
はない。

【０１５４】従って、記録ヘッドとインクカートリッジ
との間の空気の介在によりインク流路形成を妨げること
はなく、着脱を繰り返してもインクカートリッジ内のイ
ンクの使用効率を高水準に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の装置（メインフレーム）の一例の説明
図

【図２】 第１実施例の説明断面図

【図３】 インク誘導部材の説明図

【図４】 第１実施例の記録ヘッドとインクカートリッ
ジの結合の概略図

【図５】 バルブ機構を有する比較例の説明図

【図６】 インク流路抵抗説明図

【図７】 インク流路抵抗の構成図

【図８】 インク供給能力差の測定データ図例

【図９】 第２実施例の説明断面図

【図１０】 第３実施例の外観説明図

【図１１】 第３実施例の説明断面図

【図１２】 第３実施例のインク誘導部材の説明図

【図１３】 第３実施例の記録ヘッドとインクカートリ
ッジの係合関係図

【図１４】 第３実施例の記録ヘッドとインクカートリ
ッジの結合の概略図

【図１５】 物流時のインクカートリッジの包装状態の
説明図

【図１６】 環境変化の作用の説明図

【図１７】 第４実施例の作用説明図

【図１８】 分離型記録ユニットを用いた装置の一例の
説明図

【符号の説明】

１０１、３０１、６０１、２００１ 記録ユニット ３０２、６０２、９０２、１１０２、２００２ 記録ヘ
ッド ３０３、６０３、９０３、１１０３ フィルタ ３０４、６０４、９０４、１１０４、１６０４、２００
４ インクカートリッジ ３０５、６０５、９０５、１１０５ インク導入部 ３０６、６０６、１１０６ インク流路 ３０７、９０７、１１０７、１６０７ インク誘導部材
（繊維束） ３０８、６０８、１１０８ Ｏリング ３０９、９０９、１１０９、１６０９ インク収容部
（多孔質部材、インク吸収体） ３１０、９１０、１１１０ 大気連通口 ３１１、６１１、９１１、１１１１、１６１１ インク
供給口 ３１２、９１２、１１１２、１６１２ ホルダ部（イン
ク誘導部材保持部） ６１３ メッシュフィルタ（インクカートリッジ内部） ６１４ バルブ機構 ３１５ 繊維 ３１６ 結合材（バインダ） ３１７、６１７、１１１７、２０１７ 接合機構 ９１８ ストッパ １６１９ 空気流路 １２０、２０２０ 記録装置 １２１ プリンタキャリッジ １２２ メインフレーム １６２５ 包装袋 １６２６ シールテープ １６２７ インク吸収パット １６２８ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−137933（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104732（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104735（ＪＰ，Ａ)

Claims (31)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器本体と、前記容器本体内に収容され
   インクを収納するためのインク吸収部材と、前記容器本
   体からインクを外部に供給するためのインク供給口と、
   前記容器本体内部を大気と連通させる大気連通部と、を
   備えたインクカートリッジにおいて、前記インク供給口と前記インク吸収部材との間に、前記
   インク吸収部材から前記インク供給口の方向に添った方
   向に繊維を並べて束ねた繊維束により構成され、 前記繊
   維束の両端面それぞれが前記インク供給口と前記インク
   吸収部材とに面するように配されたインク誘導部材と、前記インク供給口には前記インク吸収部材によって前記
   インク供給口側に向かう圧接力を受ける前記インク誘導
   部材の前記インク供給口側への移動を規制する規制部材
   と、を備えており、 前記インク誘導部材は前記インクカートリッジからイン
   クの供給を受けるインクジェット記録ヘッドのインク導
   入部の接合によって前記インク吸収部材側に摺動可能に
   配されている ことを特徴とするインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記インク供給部材の繊維束は、外周部
   に前記繊維を結束させる硬化領域を有していることを特
   徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記硬化領域は結合材、熱あるいは圧力
   を用いて構成されていることを特徴とする請求項２に記
   載のインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記インク供給部材の前記硬化領域より
   も内方に前記インク導入部を接触させることを特徴とす
   る請求項２に記載のインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記インクカートリッジのインク吸収部
   材には、インクが収納されていることを特徴とする請求
   項１に記載のインクカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記規制部材は前記インク供給部材を保
   持するホルダ部に備えられており、該ホルダ部と前記イ
   ンク供給部材との間に前記インク供給口と前記容器内部
   とを連通する空気通路を備えていることを特徴とする請
   求項１に記載のインクカートリッジ。
7. 【請求項７】 インクジェット記録ヘッドに設けられた
   インク導入部を介して前記記録ヘッドへ供給されるイン
   クを保持するためのインク吸収部材を有するインクカー
   トリッジにおいて、 前記インク導入部に圧接する端部と、前記インク吸収部
   材に圧接される端部とを有するインク供給部材を有し、 該インク供給部材は前記端部を結ぶ方向に配された繊維
   からなる繊維束であり、前記インク導入部の挿入により
   前記繊維束は前記インクカートリッジ内方に向って摺動
   すること を特徴とするインクカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記インク導入部はフィルタを有し、前
   記インク供給部材の前記インク導入部と圧接する側の面
   の面積は、前記フィルタの面積よりも大きいことを特徴
   とする請求項７に記載のインクカートリッジ。
9. 【請求項９】 前記インク供給部材は、前記インク導入
   部との圧接部が前記インク供給部材の外周よりも内側に
   位置するように配されることを特徴とする請求項７に記
   載のインクカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記インク供給部材の前記インク導入
    部との圧接部は、該インク供給部材の外周より中心方向
    に対して０．５ｍｍ以上離間していることを特徴とする
    請求項９に記載のインクカートリッジ。
11. 【請求項１１】 前記インク供給部材の摺動量は０．１
    ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７に
    記載のインクカートリッジ。
12. 【請求項１２】 前記繊維束は、平均径０．０１ｍｍ〜
    ０．０５ｍｍのポリエステル繊維で構成されていること
    を特徴とする請求項７に記載のインクカートリッジ。
13. 【請求項１３】 前記繊維束を構成する各繊維は、外周
    部を含侵硬化させる結合材により結合されていることを
    特徴とする請求項１２に記載のインクカートリッジ。
14. 【請求項１４】 前記結合材はポリエーテル系ポリオー
    ルのウレタンであることを特徴とする請求項１３に記載
    のインクカートリッジ。
15. 【請求項１５】 前記インク供給部材が配されたインク
    供給口に、前記インクカートリッジの包装状態において
    容易に取り外し可能な封止部材を配設したこ とを特徴と
    する請求項７に記載のインクカートリッジ。
16. 【請求項１６】 前記封止部材とインク供給部材との間
    に位置する空間は、前記インクカートリッジ内部に配設
    された空間と前記インク供給部材と、前記インク供給部
    材を保持するホルダ部との間に設けられた空気通路を介
    して連通していることを特徴とする請求項１５に記載の
    インクカートリッジ。
17. 【請求項１７】 前記封止部材はアルミラミネートフィ
    ルム材であることを特徴とする請求項１５に記載のイン
    クカートリッジ。
18. 【請求項１８】 前記封止部材の少なくとも１層はポリ
    オレフィンで構成され、前記インクカートリッジに熱溶
    着により密着されたことを特徴とする請求項１７に記載
    のインクカートリッジ。
19. 【請求項１９】 前記封止部材とインク供給部材との間
    に吸収部材が配設されていることを特徴とする請求項１
    ５に記載のインクカートリッジ。
20. 【請求項２０】 前記吸収部材はポリビニルアルコール
    の発泡材であることを特徴とする請求項１９に記載のイ
    ンクカートリッジ。
21. 【請求項２１】 前記吸収部材は、前記封止部材と熱溶
    着されていることを特徴とする請求項１９に記載のイン
    クカートリッジ。
22. 【請求項２２】 前記吸収部材の材質は、前記封止部材
    の溶着層と同一材質であることを特徴とする請求項１９
    に記載のインクカートリッジ。
23. 【請求項２３】 前記インクカートリッジのインク吸収
    部材には、インクが収納されていることを特徴とする請
    求項７に記載のインクカートリッジ。
24. 【請求項２４】 インクを吐出する複数の吐出部を有す
    る記録ヘッドと、該記録ヘッドへ供給するインクを保持
    するインク吸収部材を有するインクカートリッジと、を
    有するインクジェット記録ユニットにおいて、 前記記録ヘッドは、前記インクカートリッジからインク
    を導入するためのインク導入部を有し、 前記インクカートリッジは、一端部が前記インク導入部
    に圧接され、他端が前記インク吸収体に圧接される、前
    記インク吸収部材から前記インク導入部へ向かう方向に
    配された繊維束よりなり、前記インク導入部の連結によ
    り戦記インクカートリッジ内方に向って摺動するインク
    供給部材を有すること を特徴とするインクジェット記録
    ユニット。
25. 【請求項２５】 前記記録ヘッドは、前記インクに熱に
    よる状態変化を生起させ、該状態変化に基づいてインク
    を前記吐出部から吐出させて飛翔的液滴を形成する熱エ
    ネルギー発生手段を有することを特徴とする請求項２４
    に記載のインクジェット記録ユニット。
26. 【請求項２６】 前記インク供給部材は、前記インクカ
    ートリッジと前記インクカートリッジの結合時に、前記
    インク導入部と圧接し、該インク導入部により前記イン
    ク吸収部材に向けて押圧されることを特徴とする請求項
    ２４に記載のインクジェット記録ユニット。
27. 【請求項２７】 前記インクカートリッジのインク吸収
    部材には、インクが収納されていることを特徴とする請
    求項２４に記載のインクジェット記録ユニット。
28. 【請求項２８】 インクを吐出する複数の吐出部を有す
    る記録ヘッドと、 該記録ヘッドへ供給するインクを保持するインク吸収部
    材を有するインクカートリッジと、 を有するインクジェット記録ユニットを搭載するインク
    ジェット記録装置において、 前記記録ユニットは、前記インクカートリッジからイン
    クを導入するためのインク導入部を有する記録ヘッド
    と、一端部を前記インク導入部に圧接され、他端が前記
    インク吸収体に圧接される、前記インク吸収部材から前
    記インク導入部へ向かう方向に配された繊維束よりな
    り、前記インク導入部の連結により前記インクカートリ
    ッジ内方に向って摺動するインク供給部材を有するイン
    クカートリッジと、 を有し、 前記記録ユニットを着脱可能に搭載するためのキャリッ
    ジを設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
29. 【請求項２９】 請求項１に記載のインクカートリッジ
    の再充填方法は、前記インク供給口、もしくはインクカ
    ートリッジ内部と外部を連通させる大気連通口のいずれ
    か一方からインクカートリッジ内部を吸引し、他方から
    インクを充填 するインクカートリッジのインク充填方
    法。
30. 【請求項３０】 請求項１に記載のインクカートリッジ
    の再充填方法は、インクカートリッジに、インクカート
    リッジ内部と外部とを連通させる穴を設け、前記穴から
    インクを充填するインクカートリッジのインク充填方
    法。
31. 【請求項３１】 前記穴をインク充填後に封止部材によ
    り封止する工程を有する請求項３０に記載のインクカー
    トリッジのインク充填方法。