JP2801430B2

JP2801430B2 - インクタンク、インクジェットヘッドカートリッジならびにインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2801430B2
Application number: JP3147399A
Authority: JP
Inventors: 兼資川野; 悦郎鈴木; 政己小島; 幸一丹野; 英男才川; 賢治青野; 充志木谷; 能史服部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: EP0519453A3; EP0519453A2; EP0519453B1; CA2071467A1; ATE170462T1; DE69226818D1; CA2071467C; DE69226818T2; US5479198A; JPH04369556A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体を貯蔵するインク
タンク、該タンクとインクを吐出する記録ヘッドとが接
続されて構成されるインクジェットヘッドカートリッジ
並びに該カートリッジを着脱自在としたインクジェット
記録装置に関するものである。

【０００２】［背景技術］従来、この様な記録ヘッド部
とタンク部（インクタンク）とが一体となって構成され
ているインクジェットヘッドカートリッジ（以下ＩＪＣ
と略す場合あり）におけるインク貯蔵方法としては米国
特許４７７１２９５号明細書（特開昭６３−８７２４２
号公報）に開示されている様にインクタンク内の多孔質
体にインクを含浸させる方法等が知られている。

【０００３】しかしながらこれらの方法では、例えば多
孔質体であるスポンジ等を用いてこれにインクを含浸さ
せる為、容積効率を一定以上大きくするのが困難であ
り、さらにはインク減少に伴いインクタンク内の負圧が
大きくなり、タンク内に使用できないインクがかなり残
ってしまうため、インクタンクの容積の高効率化大容量
化をなすことが困難であるという解決すべき課題があっ
た。

【０００４】一方容積効率を上げる為には、インクを前
述した様な多孔質体に吸収させずに直接収納するのが好
ましいが、その方法として米国特許４５０９０６２号明
細書（特開昭５９−９８８５７号公報）に開示されてい
る様なゴムブレダー中にインクを収納する方法がある。

【０００５】しかしこの方法の場合、記録時等のキャリ
ッジの移動等によりタンク中のインクが揺動し、記録ヘ
ッドに供給されるインクに対して圧力変動を起こし、印
字品位が励化するため、やはりタンクの大容量化は難し
い。又、タンク内のインク量減少に伴い、インクタンク
内の負圧が大きくなるので使用できないでインクタンク
内に残留するインクが多くなってしまうという解決すべ
き課題もあった。

【０００６】本発明者らは、これらの問題点を解決する
為に鋭意研究を行った結果、大変シンプルな構成で、し
かも安定的にヘッドへのインクの供給・制御遮断動作を
行なう弁機能を兼ね備えた流量制御手段を提案した。す
なわち、定常状態では実質的に閉塞し、ある一定差圧以
上で開口するスリットを有する弾性部材から成る弁機能
を兼ね備えた流量制御手段をインクタンク中に設けるこ
とにより、記録ヘッドへのインクの供給を記録ヘッドの
ノズルにかかる液体の圧力をある一定範囲に制御して行
なうことを可能にしたものである。

【０００７】さらに具体的には、内圧と外圧の差がある
値以上になると、壁が変形する事によりスリットが開口
し、ある差圧以下では壁が復元し、スリットが閉口する
様な、弁機能を有する弾性部材から成るドーム状、ある
いは半球状の隔壁を（以下スリットブレダーと称する）
インクタンク内又はインク流路途中に設けたものであ
る。この様な構成のインクタンクとヘッドが接続された
インクジェットヘッドカートリッジの一例を図１４に示
めす。同図において９００は記録ヘッド部、９０１はス
リットブレダー、９０２はスリット、９０３はサブタン
ク、９０５はメインタンク、９０６はインク袋を示して
いる。このような構成によってインクタンクからヘッド
への安定したインクの供給が可能な大容量のインクタン
クを得る事が可能になった。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】一般に密閉系イン
クタンクを使用した場合には、インクの凝固に注意する
必要がある。すなわちインクが凝固する様な低温に保存
／放置された場合、スリットブレダー内外（サブタンク
室、メインタンク室）のインクの凍結による体積膨張に
よってある定められた負圧を発生させていたスリットブ
レダーの変形が徐々に解消され、更に凍結によりスリッ
トブレダー内の圧力が高まると、この圧力が記録ヘッド
部へ伝わり、記録ヘッドのノズル面からインクが漏れる
可能性がある為である。

【０００９】これを回避する為には、例えばインク溶液
中のエチレングリコール等の凝固点の低い溶液を多く混
合させ、低温下でのインクの凍結を起こさせない方法が
ある。しかしこの様な方法を採ると、インクが紙へ着弾
した際のインクのにじみが多くなって印字品位を低下さ
せる虞れがあるとともに、にじみをおさえるには専用の
紙が必要となる等の問題があるため低温下での保存等に
十分対応しうるインクタンク、ヘッドカートリッジ等が
望まれていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決する為に、大変シンプルな構成で、しかも
安定的にインクが凍結する様な低温下に保存／放置され
た場合でも、インクの凝固による体積膨張を押さえ又体
積膨張によって生ずる圧力変化を記録ヘッドに伝えない
様にし、記録ヘッドのノズル面からインクが漏れる事を
回避する様にしたものである。

【００１１】この様な課題を解決するための本発明の手
段は、インクを貯蔵し、インクを外部へ供給するための
供給口を有するインクタンクであって、前記インクタン
クの内部又は流路に、定常状態では閉塞し、ある所定の
差圧以上で開口するスリットを有する弾性部材で構成さ
れる流量制御手段を備えているインクタンクにおいて、
前記流量制御手段より供給口側に、前記流量制御手段よ
り供給口側の圧力を調整するための圧力調整手段を備え
ていることを特徴とするインクタンク、インクジェット
ヘッドカートリッジ及びインクジェット記録装置であ
り、又はインクを貯蔵し、インクを外部へ供給するため
の供給口を有するインクタンクであって、前記インクタ
ンクの内部又は流路に、定常状態では閉塞し、ある所定
の差圧以上で開口するスリットを有する弾性部材で構成
される流量制御手段を備えているインクタンクにおい
て、前記流量制御手段である前記弾性部材の供給口側
に、ある所定の間隙を有して前記弾性部材近傍のインク
供給口側の容積を小さくする部材を具備する事を特徴と
するインクタンク、インクジェットヘッドカートリッジ
及びインクジェット記録装置である。

【００１２】

【実施例】以下、図面に従って本発明の実施例を詳細に
説明する。図１、図２及び図３は、本発明のスリットブ
レダーを用いた本発明の実施例であり、図１は、本発明
にかかるインクタンクに取りつけられるスリットブレダ
ーとそれを取り付ける取付け台及び調圧弁の一例を示
す。図２及びは、記録ヘッド部とインクタンク部が一体
になって構成されているインクジェットヘッドカートリ
ッジのインクタンク部に、スリットブレダーを搭載した
図を示している。

【００１３】図１ないし図３において、１００はスリッ
トブレダーで硬度１５°〜７０°（ＪＩＳＡ）程度の弾
性材料、さらに好ましくは、硬度２５°〜５０°の弾性
材料から作られている。具体的には、シリコーンゴム、
ＳＢＲ・ＢＲＩＲ・ＥＰＭ・ＥＰＤＭ・ブチルゴム、ク
ロロプレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリル
ゴム、アクリルゴム、多硫化ゴム、エチレンゴム、フロ
ロシリコーンゴム、ＳＥＰラバー（シリコーン変性エチ
レンプロピレンゴム）等が、好適に用いることができ
る。又、これらの材料は、インクタンク内においてイン
クと接する為に、インクの物性（表面張力や粘度等）を
変化させたり、インク中へ溶出する様な物質があっては
ならない。又同時に、インクによりこれらの材料が、物
性変化を起こさないことが必要である。

【００１４】本発明に用いられるインクジェット記録用
インクとは以下の様な組成から成っている。

【００１５】本発明に使用するインクに用いられる染料
は、カラーインデックス（ｃｏｌｏｒｉｎｄｅｘ）に
記載されている水溶性の酸性染料、直接染料、塩基性染
料、反応性染料はその殆ど全てが使用出来る。又、カラ
ーインデックスに記載のないものであっても水溶性の染
料であれば使用出来る。

【００１６】本発明のインクにおける上記染料の使用量
については特に制限するものではないが、一般的にはイ
ンク全重量の０．１〜２０重量％、好ましくは０．３〜
１０重量％、より好ましくは０．５〜６重量％を占める
量が好適である。

【００１７】発明のインクに使用するのに好適な媒体
は、水又は水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特
に好適なものは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であっ
て、水溶性有機溶剤としてインクの乾燥防止効果を有す
る多価アルコール類を含有するものである。又、水とし
ては、種々のイオンを含有する一般の水でなく、脱イオ
ン水を使用するのが好ましい。

【００１８】インク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は
一般にはインクの全重量の２〜８０重量％、好ましくは
３〜７０重量％、より好ましくは４〜４０重量％の範囲
である。

【００１９】又、使用する水はインク全体の３５重量％
以上、好ましくは４５重量％以上を占める割合であり、
又、本発明のインクは上記の成分の外に必要に応じて、
防かび剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力
調整剤等を包含し得る。

【００２０】以上の如き本発明のインクは、２５℃にお
ける粘度が１〜２０ｃｐ、好ましくは１〜１５ｃｐで、
表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、好ましくは４０ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ以上で、ｐＨが４〜１０程度の物性を有す
るのが好ましい。

【００２１】１１０はスリット、１２０はスリットブレ
ダーを取り付ける取付け台であり、取り付け基部はブレ
ダー基部の外周形状に沿った形状をしており本例では楕
円形状をしている。

【００２２】スリットブレダーはスリットブレダーのス
リット１１０と取付け台１２０の楕円の長軸とが直角を
なすように取付け台１２０に取り付けられている。この
結果スリットブレダーの側壁にはスリットブレダーを取
り付ける取付け台１２０の楕円の長軸方向と短軸方向に
張力の差が発生し、ブレダーのつぶれにより、スムーズ
にスリットを開口させることができる。

【００２３】但しこの角度は０〜５５°の範囲であれば
少々ずれていてもこの限りではない。

【００２４】図２は、スリットブレダーが搭載されてい
るインクタンクと供給されたインクに電気熱変換体が熱
エネルギーを与えてインクを吐出させるインクジェット
ヘッドとを一体又は接合させたインクジェットヘッドカ
ートリッジ４００の断面模式を示している。６００は、
インクを貯蔵するためのインク袋であり、可とう性材料
から成っている。又、２００は大気連通口であり圧力差
のない定常状態では状態はスリット１１０が閉じている
状態であり、メインタンク１７０とサブタンク１８０は
分離される構成と成る。この時、スリットブレダー１０
０は、完全に図１（ｂ）に示すような復元状態か、ある
いは若干つぶれた状態であり、記録ヘッド部５００のノ
ズルにかかる液圧は、＋３０ｍｍ水頭以下の状態となっ
ている。従って、この状態では、吐出口部のメニスカス
保持力とインクタンク内圧のバランス関係が保たれるの
で温度・気圧変化や振動等によって容易にノズルからイ
ンクがもれることはない。

【００２５】この状態から、記録ヘッド部で液滴を吐出
しサブタンク１８０内のインクが消費され減少するに従
い、サブタンク１８０内の差圧は大きくなり、スリット
付きブレダー１００はつぶれていく。

【００２６】このようにサブタンク１８０内の圧力とメ
インタンク１７０の圧力との差が、ある値以上になる
と、スリット付きブレダー１００自身のつぶれにより、
先端部にあるスリット１１０が図３の如く開口し、タン
ク中のインクは、メインタンク１７０からサブタンク１
８０へ流入し、サブタンク１８０とメインタンク１７０
の差圧は徐々に小さくなる。サブタンク１８０とメイン
タンク１７０の差圧の減少に伴い、インクがスリットを
通してサブタンク１８０側へ流入しスリットブレダー１
００のつぶれは徐々に復元し、スリット１１０は閉じ
る。この時に、サブタンク１８０は、メインタンク１７
０よりも負圧になっている。従って、印字中は図２←→
図３状態を変遷することになる。定常状態では、スリッ
トブレダー１００のスリット１１０が閉じた図２の状態
である。一方、吸引ポンプ等により、一時的にノズルか
ら吸引した場合も、印字中と同様サブタンク１８０とメ
インタンク１７０との差圧が大きくなるため、スリット
１１０は開口し、その後定常状態へ戻る。安定したイン
ク滴を得るためには、記録ヘッド部５００にかかるイン
ク圧は、＋３０〜−２００ｍｍ水頭程度が好ましい。さ
らに好ましくは、０〜−１００ｍｍ水頭の範囲であり、
サブタンク１８０の圧力を制御しなければならない。こ
の様な条件が得られる様に、スリットブレダー１００の
材質（硬度）や形状、スリット１１０の形状等を設計す
る必要がある。

【００２７】本実施例においては、取付け台１２０のス
リットブレダー取り付け基部側面に調圧弁１６５が設け
られており、低温時等にインクが体積膨張することによ
り内圧上昇が生じても調圧弁１６５の調圧弁スリット１
６７が開きスリットブレダー内部の（サブタンク室側）
の圧力を低減させ記録ヘッド部へ圧力が伝わることを抑
制し記録ヘッドのノズルよりインクが漏れる事を回避さ
せている。又、この調圧弁１６５は圧力上昇を低減させ
る方向にのみ作用し、圧力が低減した時に増圧する方向
には作用しない構成となっている。

【００２８】この時、調圧弁１６５の調圧弁スリット１
７６が開閉するための正圧力は、記録ヘッドのノズルの
インク保持力よりも小さくなくてはならず１０〜１３０
ｍｍ水頭程度以下、更に好ましくは１０〜８０ｍｍ水頭
程度が好ましい。

【００２９】本実施例ではこの調圧弁として弾性材料を
用いており、シリコーンゴム、ＳＢＲ・ＢＲＩＲ・ＥＰ
Ｍ・ＥＰＤＭ・プチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタ
ンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、多
流化ゴム、エチレンゴム等が好適である。又、この他機
械的に一方向へ制御する弁を用いても同様な効果が得ら
れるのは言うまでもない。但し、これらの材料は、イン
クタンク内においてインクと接するために、インクの物
性（表面張力や粘度等）を変化させたり、インク中へ溶
出する様な物質があってはならない。又同時に、インク
によりこれらの材料が、物性変化を起こさないことも必
要である。

【００３０】この調圧弁１６５から排出されたインクは
インクを収納しているメインタンク１７０と、インクジ
ェットヘッドカートリッジ４００の隙間に出されるが、
排出される量は０．１ｃｃ以下微量のため外部へ漏れ出
すことはないが、必要に応じて調圧弁１６５の出口近傍
に、多孔質体または積着紙等の吸収体を置いても良い。

【００３１】この様にスリットブレダーによって区切ら
れるサブタンクとメインタンク間にサブタンク内圧があ
る一定以上高くならないようにする調圧弁を備えること
によって、振動インクの凍結等によるサブタンク内圧の
上昇かヘッド側に伝えることによって生ずるインク漏れ
等の心配がない。

【００３２】以上、スリットブレダーを用いたインクタ
ンク、およびインクタンク付記録ヘッドにおいて、振動
やインクの凍結等によるサブタンク内圧の変動をヘッド
に伝えないために調圧弁を備えた例を示したが、これら
の課題を解決するための他の実施例を示す。本実施例で
は、スリットブレダー内のインクの容積を減少させるこ
とによってスリットブレダー内の残インク量を減少さ
せ、インクタンクの容積効率を上げさらに振動、凍結等
によるヘッドの吐出口からのインク漏れを防ぐ例であ
る。図３、（ａ）、（ｂ）は本実施例におけるスリット
ブレダーとその取り付け台の一例を模式的に示してい
る。

【００３３】１００はブレダー、１１０はスリット、１
２０はスリットブレダーを取り付ける取り付け台であ
り、取り付け基部はブレダー基部の外周形状に添った形
状をしており本例では楕円形状をしている。又、取り付
け台１２０にはスリットブレダー内部のインク量を低減
させ且つ、スリットブレダーの変形を規制するための規
制壁１２５が設けられており、前記規制壁の一部にはス
リットブレダーの負圧発生時の変形に応じた凹部を有す
る構成をなしている。

【００３４】本実施例のスリットブレダーにおいても、
且つスリットブレダーのスリット１１０と取り付け台１
２０の楕円の長軸とが直角をなすように取付け台１２０
に取り付けられている。

【００３５】この結果前述の様にスリットブレダーには
スリットブレダーを取り付ける取付け台１２０楕円の長
軸方向と短軸方向の張力の差が発生し、ブレダーのつぶ
れにより、スムーズにスリットを開口させることができ
る。

【００３６】但しこの角度は０〜５５°の範囲であれば
少々ずれていてもこの限りではない。

【００３７】スリットブレダー内壁と前記規制壁とで囲
まれる部分の容積は、極力小さい方が好ましいが、容積
を小さくするためにはスリットブレダー内壁と前記規制
壁外壁との間隙を少なくする必要がある。しかし、逆に
その間隙を少なくしすぎるとインクタンクの製造工程で
その間隙にインクを充填させることが難しくなってくる
ため、生産性が低下してくる。

【００３８】そこで、その間隙を０．３〜３ｍｍ程度、
好ましくは０．３〜１ｍｍ程度、又スリットブレダー内
壁と前記規制壁とで囲まれる部分の容積を０．０５〜
１．５ｃｃ程度、好ましくは０．０５〜０．５ｃｃ程度
に設定する必要がある。又、スリットブレダー内壁と前
記規制壁外壁とで囲まれる部分の容積と前記規制壁との
容積比と１：５〜１：０．０５、好ましくは１：５〜
１：１に設定するとよい。

【００３９】本実施例の様にスリットブレダーで区切ら
れるタンクのサブタンク側のインク容積を減少させるこ
とによって、振動等によってサブタンク内で揺動するイ
ンク量を減少させることができヘッドに伝わる圧力変動
を減少させることができる。又、サブタンク側のインク
容積を減少させることによって、凍結時等に変化するイ
ンク体積を減少させて圧力変動を小さくすることができ
る。

【００４０】図４、図５は、本例の機構を備えたインク
タンク付記録ヘッドの動作状態を模式的に示した図で、
先の実施例で示したのと同様に動作する。

【００４１】図６は本発明の他の実施例として用いられ
る機構を示した図である。

【００４２】本実施例においては、スリットブレダーの
外側（メインタンク側）にも揺動防止壁１９０を設けた
ものである。

【００４３】なお本例の図面にも同じ部分には同じ符号
を付けている。

【００４４】又、１９０はスリットブレダー内部及び外
部のインクの揺動を防止するための揺動防止壁で、スリ
ットブレダーの外形を囲む形状をなしており、インクジ
ェットヘッドカートリッジをプリンタ本体に装着し印字
する際に、インクの揺動によるインクジェットヘッドカ
ートリッジの記録ヘッド部の圧力変化を緩和するための
ものである。又、前記弾性部材の外周に設けることによ
って変形防止効果も得られる。更には、前記圧力調整手
段である弾性部材を覆う第１の部材の一部に更に前記揺
動防止壁１９０の一部にはインクの流出入経路となるイ
ンク流路１９５が形成されており、且つインク流路１９
５のスリットブレダーに対向する一端はインクタンクの
内壁近傍へインクを導く様インク流路が構成されてい
る。

【００４５】又、スリットブレダー外壁と前記揺動防止
壁とで囲まれる部分の容積は、前記規制壁の場合と同様
に極力小さい方が好ましいが、容積を小さくするために
はスリットブレダーと前記揺動防止壁との間隙を少なく
する必要がある。しかし、逆にその間隙を少なくしすぎ
ると規制壁の場合と同様に、インクタンクの製造工程で
その間隙にインクを充填させることが難しくなってくる
ため、生産性が低下してくる。

【００４６】そこで、その間隙を０．３〜３ｍｍ程度、
好ましくは０．３〜１ｍｍ程度、又スリットブレダー外
壁と前記揺動防止壁内壁とで囲まれる部分とインク流路
を含めての容積を０．０５〜３ｃｃ程度、好ましくは
０．２〜２ｃｃ程度に設定することが望ましい。

【００４７】図７、図８はブレダー内容積を減少させた
本実施例のインクジェットヘッドカートリッジ及びその
動作を示す模式図であり、先の実施例と同様に図７が平
常時、図８が内部タンクと外部タンクとの圧力差でスリ
ットブレダーが動作している状態を示している。

【００４８】尚、本実施例ではスリットブレダーの外及
び内にそれぞれ揺動防止壁及び規制壁を設けているが、
各々単独な構成でもそれぞれに応じた効果が得られるの
は言うまでもない。

【００４９】本実施例の様に、揺動防止壁及び規制壁を
設けることによって、さらに記録時の振動等による圧力
変動をより効率的に押えることができ、安定した記録、
ヘッドからのインクの漏れ等を押えることができる。

【００５０】図９、図１０及び図１１は、本発明の他の
実施例であり、図１０は、本発明にかかるインクタンク
に取り付けられるスリットブレダーとそれを取り付ける
規制壁及び調圧弁を設けた取付け台、及び揺動防止壁を
示す。図１０及び図１１は、記録ヘッド部とタンク部が
一体になって構成されているインクジェットヘッドカー
トリッジのタンク部に、規制壁、調圧弁及び揺動防止壁
を有するスリットブレダーを搭載した図を示している。

【００５１】先の実施例と同様に、１１０はスリット、
１２０はスリットブレダーを取り付ける取付け台であ
り、取り付け基部はブレダー基部の外周形状に沿った形
状をしており本例では楕円形状をしている。又、取付け
台１２０にはスリットブレダー内部のインク量を低減さ
せ且つ、スリットブレダーの変形を規制するための規制
壁１２５が設けられており、前記規制壁の一部にはスリ
ットブレダーの負圧発生時の変形に応じた凹部を有する
構成をなしている。

【００５２】図１０、図１１は揺動防止壁１９０及びサ
ブタンク内のインク容積を減少させるための規制壁１２
５、更に調整弁を設けることによって更に、安定した記
録を行うことが可能であるとともにインク漏れ等を押え
ることができる。

【００５３】本実施例でも、先の実施例同様に記録ヘッ
ド部で液滴を吐出しサブタンク室１８０内のインクが消
費され減少するに従い、サブタンク室１８０内の圧力は
小さくなり、スリットブレダー１００はつぶれていく。
このようにサブタンク室１８０内の圧力とメインタンク
室１７０の圧力との差が、ある値以上になると、スリッ
トブレダー１００自身のつぶれにより、先端部にあるス
リット１１０が図６の如く開口し、タンク中のインク
は、メインタンク室１７０からサブタンク室１８０へ流
入し、サブタンク室１８０とメインタンク室１７０との
差圧は徐々に小さくなる。サブタンク室１８０とメイン
タンク室１７０との差圧の減少に伴い、揺動防止壁１９
０のインク流路１９５を経由してインクがスリットブレ
ダー側へ流入しスリットブレダー１００のつぶれは徐々
に復元し、スリット１１０は閉じる。この時に、サブタ
ンク室１８０は、メインタンク室１７０よりも負圧にな
る。

【００５４】図１２は本発明のインクジェットヘッドカ
ートリッジが適用されるインクジェット記録装置ＩＪＲ
Ａの概観図である。ここでキャリッジＨＣは駆動モータ
ー５０１３の正転逆転に連動して駆動力伝達ギア５０１
１、５００９を介して回転するリードスクリュー５００
４の螺旋溝５００５に対して係合するキャリッジＨＣは
ピン（不図示）を有し、矢印ａ、ｂ方向に往復移動され
る。キャリッジＨＣにはインクジェットヘッドカートリ
ッジ４００が装着される。５００２は紙押え板であり、
キャリッジの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はフォトカプラ
ーであり、キャリッジのレバー５００６のこの域での存
在を確認してモーター５０１３の回転方向切り替え等を
行うためのホームポジション検知手段である。５０１６
は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２
２を支持する部材、５０１５はこのキャップ内を吸引す
る吸引手段であり、キャップ内開口５０２３を介して記
録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブ
レード、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。

【００５５】又、５０１２は、吸引回復の吸引を開始す
るためのレバーであり、キャリッジと係合するカム５０
２０の移動に伴って移動し、駆動モーターからの駆動力
がクラッチ切り替え等の公知の伝達手段で移動制御され
る。

【００５６】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側領域に
位置づけられたときにリードスクリュー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動作を行
うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。

【００５７】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録
装置において、優れた効果をもたらすものである。

【００５８】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４７４０
７９６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、
コンティニュ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る電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
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、記録ヘッ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４３４５
２６２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、更に優れた記録を行うことができる。

【００５９】記録ヘッドの構成としては、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（直線状液流路または直角液流路）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、
共通するスリッ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させる構成
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。

【００６０】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
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、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ッドとしての
構成のいずれでもよいが、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。

【００６１】加えて、装置本体に装着されることで、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ップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００６２】又、本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッ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
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャピング手段、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、記録ヘッドを一体的に構成するか複数
個の組み合わ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。

【００６３】更に加えて、本発明のインクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するフア
クシミリ装置の形態を採るものであってもよい。

【００６４】尚、上述の実施例においては本発明のイン
クタンクと複数のノズルを備えノズル内のインクに電気
熱変換体であるヒーターからの熱を伝え、インクを吐出
口から吐出する記録ヘッドとが一体化もしくは接続され
た例を用いて本発明の機能を説明したが、もちろんイン
クタンクは記録ヘッドと一体でなくても機能するもので
ある。又、このインクタンクを記録ヘッド部と接続して
使用する形態とし、インクが消耗した時点でインクタン
クのみを交換することでヘッドをくり返し使用でき、記
録のランニングコストを低減させることが可能であると
ともに、使用済のインクタンクは、再度インクを充填す
ることによりリサイクル使用を行うことができる。又、
使用済のインクタンクを廃棄して使用する場合には、環
境保全のために、インクタンクが土中等で容易に分解し
うるように、分解性プラスチック等で形成されることが
望ましい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、定常状態では閉塞
し、ある一定差圧以上で開口するスリットを有する弾性
部材からなる第一の圧力調整手段を有している液体貯蔵
タンクにおいて、タンクの内部または、第一の圧力調整
手段と、インクを吐出する記録ヘッドを連接する流路内
に、液体をある所定の圧力以下では連通せず、ある所定
の圧力以上で外部に排出する第二の圧力調整手段を設け
たことにより、インクの凝固点近傍から起こるインクの
体積膨張による圧力増加を逃がすことが可能になり、温
度変化に対して更に許容範囲を広くすることが可能にな
った。

【００６６】又、前記圧力調整手段の内部に容積減少部
材を設けることにより、前記圧力調整手段内の残インク
量を少なくでき、且つ前記容積減少部材は前記圧力調整
手段の変形を規制する規制手段を兼ねるため、印字状態
にキャリッジの移動等によって起こるインクの揺動によ
る影響を少なくすることができた。

【００６７】又更に前記圧力調整手段である弾性部材の
外及びある所定の間隙を有して前記弾性部材を覆う部材
及び設けることによって、前記弾性部材の周囲の液体量
を低減させ、低温下での液体の体積膨張による圧力変動
及び、インクジェットヘッドカートリッジをプリンタ本
体に装着し印字する際に、インクの揺動による記録ヘッ
ドの圧力変動をさらに緩和することが可能となる。

【００６８】これらの結果、ノズルにかかる液圧が通常
一定の差圧範囲に制御されていることに加えて、インク
の凝固点以下での液体の体積膨張という通常の使用形態
では起こりにくい環境に放置されてもインクの体積膨張
による圧力増加を最少限にすることができヘッドからの
インクもれ等も起こらず、しかも安定した吐出を得るこ
とができ液体貯蔵タンクの温度変化に対する許容範囲を
更に広くし、著しく性能を向上させたものである。

【００６９】又なんらかの理由によって流路内等に空気
が侵入して、その空気が高温下で膨張して圧力が増加し
た場合等にも同様の効果を有している。

【００７０】又、前記弾性部材の外に弾性部材を覆う部
材及び、内部に容積減少部材を設けることによって前記
弾性部材の変形防止効果も得られる。

【００７１】更には、前記圧力調整手段である弾性部材
を覆う部材の一部に、液体貯蔵タンクの内壁近傍へ液体
を導く流路を形成することによって、液体貯蔵タンク部
と圧力調整手段である弾性部材との流路の一部が液体貯
蔵タンクの外形表面近傍に位置するため、低温下でイン
クが凍結する場合でもその流路の先端部が液体貯蔵タン
ク部よりも先行して凍結するので液体貯蔵タンク部のイ
ンク凍結による体積膨張の影響を完全に遮断することが
できる様になり、更に温度変化に対して更に許容範囲を
広くすることが可能になりインクもれ等も起こらず、し
かも更に安定した吐出が得られるインクタンク、インク
ジェットヘッドカートリッジ及びこれを用いた記録装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施例におけるスリット
ブレダー及び調圧弁の図である。

【図２】本発明における第１の実施例における調圧弁を
インクカートリッジに組み付けた断面図（スリット閉状
態）である。

【図３】本発明における第１の実施例における調圧弁を
インクカートリッジに組み付けた断面図（スリット閉状
態）である。

【図４】本発明の実施例における容積減少部材を有する
スリットブレダーの図である。

【図５】本発明の実施例における容積減少部材を有する
スリットブレダーをインクカートリッジに組み付けた断
面図（スリット閉状態）である。

【図６】本発明の実施例における容積減少部材を有する
スリットブレダーをインクカートリッジに組み付けた断
面図（スリット開状態）である。

【図７】本発明の実施例における規制壁及び揺動防止壁
を有するスリットブレダーを示す図である。

【図８】本発明の実施例における規制壁及び揺動防止壁
を有するスリットブレダーをインクジェットヘッドカー
トリッジに組み付けた断面図（スリット閉状態）であ
る。

【図９】本発明の実施例における規制壁及び揺動防止壁
を有するスリットブレダーをインクジェットヘッドカー
トリッジに組み付けた断面図（スリット開状態）であ
る。

【図１０】本発明の他の実施例における規制壁及び揺動
防止壁を有するスリットブレダーを示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における規制壁及び揺
動防止壁を有するスリットブレダーをインクジェットヘ
ッドカートリッジに組み付けた断面図（スリット閉状
態）である。

【図１２】本発明の第２の実施例における規制壁及び揺
動防止壁を有するスリットブレダーをインクジェットヘ
ッドカートリッジに組み付けた断面図（スリット開状
態）である。

【図１３】本発明を用いた記録ヘッド、インクタンク一
体タイプのインクジェット記録装置の斜視図である。

【図１４】スリットブレダーを備えたインクタンクとヘ
ッド一体型のインクジェットヘッドカートリッジを示す
模式図。

【符号の説明】

１００スリットブレダー１１０スリット１２０取付け台１２５規制壁（容積減少部材）１６５調圧弁１６７スリット１７０メインタンク室１８０サブタンク室１９０揺動防止壁１９５インク流路２００大気連通口３００インクタンク内袋４００インクジェットヘッドカートリッジ５００記録ヘッド部６００インク袋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丹野幸一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)発明者才川英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)発明者青野賢治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)発明者木谷充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)発明者服部能史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62−231759（ＪＰ，Ａ) 特開平３−133749（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−78638（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを貯蔵し、インクを外部へ供給す
るための供給口を有するインクタンクであって、前記イ
ンクタンクの内部又は流路に、定常状態では閉塞し、あ
る所定の差圧以上で開口するスリットを有する弾性部材
で構成される流量制御手段を備えているインクタンクに
おいて、前記流量制御手段より供給口側に、前記流量制
御手段より供給口側の圧力を調整するための圧力調整手
段を備えていることを特徴とするインクタンク。
【請求項２】インクを貯蔵し、インクを外部へ供給す
るための供給口を有するインクタンクであって、前記イ
ンクタンクの内部又は流路に、定常状態では閉塞し、あ
る所定の差圧以上で開口するスリットを有する弾性部材
で構成される流量制御手段を備えているインクタンクに
おいて、前記流量制御手段である前記弾性部材の供給口
側に、ある所定の間隙を有して、前記弾性部材近傍のイ
ンク供給口側の容積を小さくする部材を具備する事を特
徴とするインクタンク。
【請求項３】前記流量制御手段である前記弾性部材の
供給口側と対する側にある所定の間隙を有して前記弾性
部材を覆う部材を有する請求項２のインクタンク。
【請求項４】前記流量制御手段である弾性部材を覆う
前記部材の一部に、液体貯蔵タンクの内壁近傍へ液体を
導く流路が形成されている事を特徴とする請求項３に記
載の液体貯蔵タンク。
【請求項５】前記請求項１又は２のいずれかのタンク
と、該タンクに貯蔵されたインクが供給されて該インク
を吐出するように構成された記録ヘッドと、を連設して
有したインクジェットヘッドカートリッジ。
【請求項６】前記請求項１又は２のいずれかのタンク
と、該タンクに貯蔵されたインクが供給されて該インク
を吐出するように構成された記録ヘッドがキャリッジ上
で一体に構成されているインクジェットヘッドカートリ
ッジ。
【請求項７】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
してインクを吐出する形態を有し、前記熱エネルギーを
発生するための電気熱変換素子を有していることを特徴
とする請求項５に記載のインクジェットヘッドカートリ
ッジ。
【請求項８】前記ヘッドは、熱エネルギーを利用して
インクを吐出する形態を有し、前記熱エネルギーを発生
するための電気熱変換素子を有していることを特徴とす
る請求項６に記載のインクジェットヘッドカートリッ
ジ。
【請求項９】請求項５に記載された液体貯蔵タンク
と、該タンクに貯蔵されたインクが供給されて、該イン
クを吐出するように構成された記録ヘッドと、を連設し
て有したインクジェットヘッドカートリッジを支持する
支持部材と、被記録部材の搬送を行う搬送手段と、を有
するインクジェット装置。
【請求項１０】請求項６に記載された液体貯蔵タンク
と、該タンクに貯蔵されたインクが供給されて、該イン
クを吐出するように構成された記録ヘッドと、を連設し
て有したインクジェットヘッドカートリッジを支持する
支持部材と、被記録部材の搬送を行う搬送手段と、を有
するインクジェット装置。