JP2887588B2 - インクジェット用記録液容器、インクジェット用カートリッジ及びプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液状体のインクを
保有するインクジェット用カートリッジあるいは記録液
容器，インクジェットヘッド，プリンタに関し、複写
機，ファクシミリ等の記録機器，通信機器，事務機器，
複合機器，プリンタ等に適用可能な発明に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット用のインク等の記
録液を収納する記録液容器（以下、インクカートリッジ
とも表記する。）は、インクジェットヘッドと一体化さ
れ、カートリッジ内のインクがインク吐出できない段階
になると、ヘッドと共に廃棄されることが多い。この段
階のカートリッジ内に残存するインクの量は、改良を加
えても、カートリッジ内のほぼ全体に収納されている負
圧発生体であるスポンジのインク保持能力に支配され、
比較的多いものとなってしまっていた。

【０００３】この種のインク容器（カートリッジ）とし
ては、特開昭６３−６３２４２号公報を挙げることがで
きる。即ち、インク容器内に発泡材が配置され、複数の
インク射出オリフィスを備えたインクジェット記録ヘッ
ド１体のカートリッジである。このインク容器において
は、発泡材であるポリウレタンフォームのような多孔質
媒体にインクを貯蔵するためにフォームの毛細管力によ
る負圧の発生及びインクの保持（インク容器からのイン
ク漏れ防止）を達成しているが、インク貯蔵層内のほぼ
全体にフォームを必要とすることからインクの充填量が
制限されるとともにフォーム中に使用されずに残るイン
ク量が多くなり、インクの使用効率をあまり高くするこ
とができなかった。又、インクの残量検知が困難であ
り、更にインク消費期間中に負圧が徐々に変化してしま
い、ほぼ一定の負圧を維持することが困難であるという
課題があった。

【０００４】この構成に対して、インクカートリッジを
実質的にインクのみを保持する構成を採用したカートリ
ッジを開示する公報がある。即ち、特開平２−５２２号
公報には、上方に位置してインクのみを大量に保持する
１次インク貯蔵部と下方に位置したインクジェット記録
ヘッドとの間にわずかな多孔質部材を配置したインクジ
ェット記録ヘッド一体型のインクカートリッジが開示さ
れている。この発明は、多孔質部材をインク貯蔵部には
内蔵せずにインク流路中にのみ配置したことによりイン
クの使用効率を向上出来るとしている。また、多孔質部
材の側方にインクを保持可能な空間としての２次インク
貯蔵部を設けることにより、温度上昇（圧力低下）で１
次インク貯蔵部内の空気が膨張してによる１次インク貯
蔵部からの流出インクを溜め、記録時の記録ヘッドへの
負圧を実質上一定に維持出来るとしている。

【０００５】しかしながら、この公報の発明は、非記録
時においては、上方に位置してインクのみを大量に保持
する１次インク貯蔵部からのインクにより多孔質部材は
インクが充分過ぎるほど含浸せしめられているので、多
孔質部材自体の負圧の発生がほとんど無くなっている。
そのため、わずかな衝撃によりインクジェット記録ヘッ
ドのオリフィスからインクが漏れるという問題があり、
実用に適さない。またインク容器をインク記録ヘッドに
装着する交換型インクカートリッジ形式をこの構成に採
用することは、多孔質部材の状態からインク漏れの状態
となり実用化できないという課題があった。

【０００６】これに対して、インクを袋内に封入してそ
の袋の負圧力を一定にするためのバネ構成を付加したイ
ンクカートリッジも知られているが、高価なものとなる
だけでなく、そのバネ構成の性能を維持して大量生産を
達成することは困難なものであった。

【０００７】いづれにしても、インクジェット用（非接
触記録プリント型）インクカートリッジとして、インク
ジェットプリントの分野では、安価で、合理的な技術水
準にあるものは提供されていない。

【０００８】

【発明の背景技術】本発明者たちは、インクジェットプ
リントの技術分野に適したインク容器としては、プリン
ト時に記録ヘッドから吐出されるインク量に見合ったイ
ンクを良好に供給することができ、非プリント時におい
ては吐出口からのインク漏れなどの不都合がないことの
両面性をそれぞれ検討した。その結果、基本構成とし
て、負圧発生部材を収容すると共に大気との連通を得る
ための大気連通部を備えた第１収納室と該第１収納室に
対して連通するが実質的に密閉状態で第１収納室へ供給
するためのインクを直接収納するための第２収納室を持
つ構成がインクジェットの特性にとって重要な前提であ
ることに至った。

【０００９】その一方で、本発明者達は、本発明の技術
分野とは異なる接触記録技術を検討することによって、
インクジェットプリント分野の技術的な特異性について
再検討することにした。一般に、記録媒体に接触して記
録を行う記録計器用ペンは、インク吸収性もあり保持性
もある記録芯に対してインク供給を行なうものであるか
ら、記録芯自体が大気にさらされており、インクジェッ
ト分野の技術内容とは根本的に異なる。

【００１０】調査したところ、特開昭５７ー１６３８５
号公報を見出した。この公報は、記録媒体に接触して記
録を行う記録芯（多孔質型インク吸収性芯）を用いるこ
とを前提とする記録計器用ペンを開示するが、課題とし
ているものは、記録芯からのインクあふれのみであっ
た。

【００１１】この公報は、下方の記録芯に接触する第１
吸液材と上方の大気連通口側にインクをわずかに吸収し
ているが第１吸液材に比べてインクを含みにくい第２吸
液材とを備え、記録芯を下方に突出させた中央室と、こ
の室の両側にインクを供給する密閉型インク収容室とを
必須の構成とする発明である。この構成によれば、周囲
温度の上昇によって密閉型インク収容室内の空気が膨張
して密閉型インク収容室内のインクが第１吸液材に至
り、第１吸液材が保持しきれなくなったインクを第２吸
液材が吸収することにより、記録芯からインクがあふれ
て落下することを防止できるとしている。さらに、この
公報は、２つの密閉型インク収容室の一方が空気だけに
なった時に、その空気の膨張を大気連通口側に逃がすた
めの一定幅の溝を、中央室と密閉型インク収容室との仕
切り壁とは異なる側面の最下端から最上端までにわたっ
て設けることも開示している。

【００１２】本発明者達は、技術的には類似点の少ない
非接触記録のインクジェットヘッドに、このタンク構成
のみを適用することに着眼したところ、環境条件の変化
に伴って、大気連通口からのインクあふれという新たな
現象が確認された。

【００１３】この新規な現象は、記録計器用ペンの分野
では認識されてはいない。

【００１４】また、上記公報の一定幅の溝は、空気と共
にインクを排出促進する機能もあるため、大気連通口か
らのインクあふれを一層促進してしまった。

【００１５】更に、両側のインク収容室からのインク消
費は、同等ではなく、先に一方のインク収容室のインク
が無くなると、他方に大量のインクが残存しているにも
かかわらず、インクジェット記録ができなく成ってしま
った。これは、インク収容室のインクが無駄になり、根
本的に本発明の目的に反する結果であった。この原因
は、第１吸液材内に空気が大量に入り込み、結果的にイ
ンクの供給が出来なくなったためであった。

【００１６】本発明者等は、インクジェット装置に適用
でき、安定した記録液の供給が達成できる構成を備えた
記録液容器を提供すべく検討したところ、負圧発生部材
を収納する室と、この室と連通部でのみ連通した実質的
密閉の直接記録液体を収納する室と、を有する容器にお
いて、連通部から供給部に至る負圧発生部材内のインク
の経路を確保することが記録液を直接収納する室内のイ
ンクを確実に消費するために重要な構成であると認識し
た。

【００１７】本願発明は、上記見解に基づいてなされた
もので、次の（１）〜（５）に記載の発明を提供するこ
とを目的とする。

【００１８】（１）インクジェット装置のインクジェッ
トヘッドに連結可能なインクジェット用記録液容器にお
いて、負圧発生部材が収納され、前記ヘッドに液体を供
給する記録液体供給部と大気との連通を得る大気連通部
とを備えた第１室と、前記大気連通部から離れた位置の
底部に設けられた連通部を介して前記第１室と連通し、
前記連通部を除いて実質的に密閉され、前記第１室へ供
給される液体を貯留する第２室と、第１室と第２室とを
区分し、前記連通部の上端を規定する仕切り壁と、を有
し、前記負圧発生部材の前記記録液供給部近傍領域は前
記インクジェットヘッドの供給管の挿入による圧縮可能
領域であることを特徴とするインクジェット用記録液容
器。

【００１９】（２）負圧発生部材を収容すると共に大気
との連通を得るための大気連通部を備えた第１収納室、
該大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部の
みを介して該第１収納室に対して連通するが実質的に密
閉状態であり、第１収納室へ供給するためのインクを直
接収納している第２収納室を備え、更に該微小連通部
は、該第１収納室と第２収納室を区分する仕切り壁と上
記インクジェット用カートリッジ内面との間に形成され
ており、更に該仕切り壁と対向する該第１収納室の面に
はインク供給用の開口が形成され、該インク供給用開口
は、インクジェットヘッドの供給管の挿入を許容し、該
インク供給用開口近傍の上記負圧発生部材はその供給管
の挿入により該微小連通部側へ圧縮される圧縮可能領域
であるインクジェット用カートリッジ。

【００２０】（３）負圧発生部材を収容すると共に大気
との連通を得るための大気連通部を備えた第１収納室、
該大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部の
みを介して該第１収納室に対して連通するが実質的に密
閉状態の第２収納室、該第２収納室は第１収納室へ供給
するためのインクを直接収納している。更に該微小連通
部は、該第１、２収納室を区分する仕切り壁と上記イン
クジェット用カートリッジ内面との間に形成されてお
り、更に該仕切り壁と異なる該第１収納室の面にはイン
ク供給用の開口が形成され、該インク供給用開口は、イ
ンクジェットヘッドの供給管の挿入を許容し、該インク
供給用開口近傍の上記負圧発生部材はその供給管の挿入
により圧縮される圧縮可能領域である。更に、該負圧発
生部材は該圧縮可能領域と該微小連通部との間にこの供
給管の挿入では圧縮されない領域を備えているインクジ
ェット用カートリッジ。

【００２１】（４）負圧発生部材を収容すると共に大気
との連通を得るための大気連通部を備えた第１収納室
と、該大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通
部のみを介して該第１収納室に対して連通するが実質的
に密閉状態では第１収納室へ供給するためのインクを直
接収納する第２収納室と、を有するインクジェット用カ
ートリッジ：該微小連通部は、該第１、２収納室を区分
する仕切り壁と上記インクジェット用カートリッジ内面
との間に形成されており、更に該仕切り壁と異なる該第
１収納室の面にはインク供給用の開口が形成されてい
る。該インク供給用開口に挿入されることで該負圧発生
部材を圧縮した圧縮可能領域を形成するインク供給管を
有するインクジェットヘッド：これらによって、該負圧
発生部材は該圧縮可能領域と該微小連通部との間にイン
ク供給管の挿入では圧縮されない領域を備えているイン
クジェット用カートリッジ。

【００２２】（５）インクジェット用カートリッジを備
えたインクジェットヘッドであって、負圧発生部材を収
容すると共に大気との連通を得るための大気連通部を備
えた第１収納室と、該大気連通部から離れた位置に設け
られた微小連通部のみを介して該第１収納室に対して連
通するが実質的に密閉状態では第１収納室へ供給するた
めのインクを直接収納する第２収納室と、を有するイン
クジェット用カートリッジ：該微小連通部は、該第１、
２収納室を区分する仕切り壁と上記インクジェット用カ
ートリッジ内面との間に形成されており、更に該仕切り
壁と異なる該第１収納室の面にはインク供給用の開口が
形成され、第１収納室の該負圧発生部材の該大気連通部
近傍領域はインクを保持していない領域である。該イン
ク供給用開口に挿入されることで該負圧発生部材を圧縮
した圧縮可能領域を形成するインク供給管を有するイン
クジェットヘッド。

【００２３】本発明は、記録液供給部付近の負圧発生部
材はヘッドの供給管の挿入で圧縮される領域となってお
り連通部から供給部に至るインクの経路を確実に構成す
ることができ、良好なインクの移動に貢献できる。更
に、圧縮可能領域と連通部との間には供給管の挿入によ
っては圧縮されない領域を備えていることで、連通部か
ら供給部へ至る経路が非圧縮領域、圧縮領域の順からな
る組み合わせで構成されるため一層インクの経路を確実
に構成することができ、良好なインクの移動に貢献でき
る。

【００２４】また、本発明は、上記前提構成に対して、
上記微小連通部を形成する仕切り壁に対向する側に、イ
ンク供給用開口、或は、供給管による負圧発生体の圧縮
（又は圧縮可能）領域を存在させる構成とすることで、
第２収納室のインクが負圧発生体内に安定した実質的な
インク供給路を確保でき、これをより安定させる構成と
して、インクカートリッジの下面に関して上記インク供
給用開口が上記微小連通部よりも上方に位置させること
を挙げることができる。尚、本発明で云う「供給管」
は、インクジェット特有の挿入管はもとより、カートリ
ッジに付設され負圧発生体を圧縮変形せしめている弁構
造や連結部材をも含むものである。この配置関係の作用
は、実質的なインク移動方向を一定化でき、第２収納室
のインクがすべて消費でき、この消費後は、大気が仕切
り壁側から、対向する開口側に移動するように介在する
ことで、結果的に、負圧発生体内のインクを消費可能に
して、残存インクを減少できることにある。

【００２５】特に、上記前提構成に対して、上記微小連
通部を形成する仕切り壁からこの壁に対向する側に向か
って、負圧発生体の供給管によって圧縮されない領域、
負圧発生体の供給管によって圧縮される領域を、この順
に有することで、圧縮されない領域には前述した１方向
のインク供給路が形成でき同様の効果が得られ、更に圧
縮領域のインク確保能力によって一層インク残量を減少
できる。

【００２６】従って、本発明のより好ましい発明は、上
記列挙の３構成を満足するものとすることができるが、
無論上記構成の単独もしくは任意の２構成の複合は当然
優れた効果が得られることが理解できよう。

【００２７】一方、本発明のインクジェットカートリッ
ジは、操作者の手指に触れることになるが、通常は不都
合は発生しにくいが、強力に圧力を加えたりするとイン
クのみを収納する収納室は大きさにもよるが変形しやす
い。従って、この外圧による課題を解決する構成とし
て、微小連通部を構成する仕切り壁よりも間隙を大きく
開ける仕切り板をインクのみの収容室に設けることは好
ましいものである。又、変形の観点から、これらのカー
トリッジを樹脂で形成した場合には、インクのみの収容
室の壁の厚さＴｉを０．８ｍｍ（図２０の点Ｇ）以上、
負圧発生部材としてのスポンジ等を収納する収納室の壁
の厚さＴｓを１．３ｍｍ（図２０の点Ｊ）以上とするこ
とが好ましい。更には、壁の厚さＴｓは壁の厚さＴｉの
１．２倍以上３倍以下の範囲内にあることがより好まし
いものと判明した。

【００２８】本発明インクジェットプリンタとして、上
記本発明のカートリッジを装着したことに応じて、自動
的或は指導的にカートリッジ内からのインク排出をヘッ
ドを介して吸引手段による吸引或は吐出によって実行す
ることは、負圧発生体内のインク状態をプリント前に修
正出来るので、カートリッジの放置状態に左右されず
に、カートリッジ本来の上記機能を利用することができ
る。

【００２９】本発明カートリッジの製造方法は、負圧発
生部材を収納室の凹部内に収納する蓋部材を本体に固定
することで、微小連通部を蓋部材と仕切り壁との間に形
成するので、微小連通部近傍の負圧発生部材を安定化で
きるので、量産性に優れ性能の安定化を確実にするもの
である。

【００３０】尚、微小連通部の仕切り壁までの高さは、
負圧発生部材の平均孔径（好ましくは微小連通部近傍の
平均孔径）より大きく（実用上は０．１ｍｍ以上）２０
ｍｍ以下が適しており、好ましくは、０．５ｍｍ以上５
ｍｍ以下が適している。より安定化を期待するのであれ
ば、３ｍｍ以下が好ましい。又、負圧発生部材の収納室
の容積とインクのみの収容室の容積の比は、１：１以上
１：３以下の範囲内が実用上の最適範囲として挙げるこ
とができる。

【００３１】本発明に係る他の発明における効果や特徴
は以下の実施例から理解できよう。

【００３２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００３３】図１乃至図６は、本発明の前提構成に加え
て、微小連通部８をカートリッジの底面とで形成する仕
切り壁５に対向する負圧発生部材収容部の面にインク供
給用の開口部を設けた構成の実施例である。

【００３４】図１は第１実施例のインク容器の一部を破
断して示した模式斜視図であり、第２図は第１実施例の
模式断面図である。

【００３５】図１及び図２に示すように、本実施例のイ
ンクカートリッジ本体１はインクジェット記録ヘッドと
連結するための開口部２を微小連通部としての間隙部８
側に変位させた位置に有し、負圧発生部材３を収容した
負圧発生部材収容部４と該負圧発生部材収容部に仕切り
壁５を介して隣接し、インクカートリッジ底部１１で連
通したインクのみを収容するインク収容部６とからな
る。

【００３６】この構成により、大気は上記開口部２から
供給されることになるが、重要なことは、大気連通部の
構成よりも、インク収容部６内のインクが連通部８を介
してのみ、インクカートリッジ底部１１に沿って開口部
２側へ確実に供給されることである。このインク供給に
伴って大気は、インク収容部６内のインクと入れ替わり
補充されていく。

【００３７】ここで、負圧発生部材収容部４の開口部近
傍の供給管によって圧縮変形可能な領域にある負圧発生
部材を、供給管によって圧縮変形せしめた状態について
説明する。図３は、本発明の交換型インクカートリッジ
にインクジェット記録ヘッドへインクを供給する供給管
としてのジョイント部材７が挿入され、負圧発生部材に
圧接してインクジェット記録装置が稼動可能な状態にな
ったときの模式断面図である。尚、ジョイント部材の端
部にはインクカートリッジ内のごみを排除するためにフ
ィルターが設置されている場合もある。

【００３８】インクジェット記録装置が稼動するとイン
クジェット記録ヘッドのオリフィスからインクが吐出さ
れ交換型インクカートリッジにインク吸引力が発生す
る。インク９はこの吸引力によりインク収容部６から仕
切り壁端部とインクカートリッジ底部１１との間隙部８
を通り、負圧発生部材収容部４へ、負圧発生部材３を通
ってジョイント部材７内に引き込まれインクジェット記
録ヘッドへ供給される。これにより間隙部８以外は密閉
しているインク収容部６の内部の圧力が低下し、インク
収容部６と負圧発生部材収容部４との間に圧力差を生じ
る。記録が継続するとその圧力差は上昇を続けるが、負
圧発生部材部はジョイント部材部とジョイント開放部と
の間に間隙１２により大気に開放されているため、空気
は負圧発生部材を通って仕切り壁端部８とインクカート
リッジ底部１１との間隙部８からインク収容部４に入
る。この時点でインク収容部６と負圧発生部材収容部４
との間の圧力差が解消される。インクジェット記録中は
この動作が繰り返され、ある一定の負圧がインクカート
リッジ内に得られる。また、インク収容部内のインク
は、インク収容部内の壁面に付着するインク以外はほぼ
全て使用できるためインク使用効率が向上する。

【００３９】非記録時においては、負圧発生部材自身の
毛細管力（あるいはインク−負圧発生部材界面でのメニ
スカス力）などが発生され、特に、インク収容部内のイ
ンクのインクが消費され始めると、負圧発生部材収容部
内のインク保持状態はほぼ一定となり、インク収容部内
に回収された気体が実質的に負圧状態になっているため
に、カートリッジ内の圧力バランスが極めて安定し、イ
ンクジェット記録ヘッドからインクが漏れることを抑制
する。

【００４０】よって、ジョイントするインクジェット記
録ヘッドに応じた負圧発生部材の選択及び負圧発生部材
収容部とインク収容部の割合設計をすれば図４に示した
構成なども可能となる。

【００４１】尚、図１９（Ａ）（Ｂ）の様に、本発明の
交換型インクカートリッジをカラーインクジェット記録
装置に対応するために各色（例えばブラック、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの４色）のインクをそれぞれ個別
の交換型インクカートリッジに収容して使用することが
できる。また、図１９（Ａ）のように個別のインクカー
トリッジを１体化させて交換型インクカートリッジとし
てもよく、あるいは、図１９（Ｂ）のように使用頻度の
高いブラックインク用の交換型インクカートリッジと他
のカラーインク１体化交換カートリッジを分離した交換
型インクカートリッジとしてもよい。これらの組み合わ
せはインクジェット装置に合わせて任意である。

【００４２】本発明の交換型インクカートリッジにおい
て、インクジェット記録ヘッドにおける負圧を制御する
ためには、負圧発生部材３の選定、形状、寸法はもとよ
り、仕切り壁５の端部の形状、寸法、仕切り壁端部８と
インクカートリッジ底部１１との間隙８の形状、寸法、
負圧発生部材収容部４とインク収容部６の容積割合、ジ
ョイント部材７の交換型インクカートリッジへの挿入
量、形状、寸法、フィルター１２の形状、寸法、目の荒
さ及びインクの表面張力などを使用する条件に応じて最
適化することはより好ましい。

【００４３】本発明で使用する負圧発生部材は、それ自
身、液体（インク）の自重及びわずかな振動に対しても
インクを保持する能力を有するものであれば従来公知の
部材が使用できる。例えば、繊維を網状に網込んだ綿状
体や連通孔を有する多孔質体などが上げられる。インク
保持力及び負圧発生などが調整容易なポリウレタンフォ
ームなどのスポンジが好ましい。特に、フォームの場合
には、フォーム製造時に所望の多孔密度となるように調
整できるので好ましい。尚、フォームを熱圧縮処理をし
て更に多孔密度を調整した場合には、加熱による分解物
が発生し、インク物性を変化させ記録品位に悪影響を及
ぼす場合があるので洗浄などの処理が必要となる。ま
た、各種インクジェット記録装置に対応した交換型イン
クカートリッジを製造するためそれに応じた多孔密度の
フォームが要求されるが、熱圧縮を施していない特定の
セル数（１インチ当りの空孔の数）を持つフォーム材を
所望の寸法にカットし、負圧発生部材収容部に圧縮挿入
し、多孔密度、毛管力を調整することが好ましい。

【００４４】上記例においては、ジョイント部材７とジ
ョイント開口部２とに間隙を設けてインクカートリッジ
外部から大気を取り入れる構成がなされているが、本構
成を限定するものではなくジョイント部材及びジョイン
ト開放部の構造、形状はいかなるものであってもよい。
負圧発生部材がスポンジのような多孔質部材の場合には
図３（ａ）、（ｂ）のようにジョイント部材の挿入に対
して多孔質部材のインクカートリッジ底部からの逃げを
抑制し、且つ、フィルター部と負圧発生部材との圧接面
を維持、確保するためにジョイント部材７の端部はジョ
イント部材挿入方向に対して任意の角度（テーパー）を
有することが好ましい。あまりジョイント部材の挿入量
を大きく取る場合は、この先端のテーパ部が負圧発生部
材に亀裂を招じさせる場合があるので、図３（ｃ）の如
く面構造とすることも良い。

【００４５】また、大気の取入れ口とするためにジョイ
ント部材の外壁に大気導入用の凹凸を設けることも考え
られるが、図５のように開口部２の形状も溝（図５
（ａ））などの所望の形状即ち、図５（ｂ）が長方形、
図５（ｃ）が３角形といったように選定することが可能
である。開口部２の形状は、好ましくは、ジョイント部
材と開口部を密閉しない程度の間隙を開けるか、開口部
の下部（インクカートリッジ底部側）では、ジョイント
部材外周に近接し、開口部上部で開口しているような形
状である。

【００４６】このように本発明実施例の交換型インクカ
ートリッジはジョイント開口部と大気を取り入れる部分
とを兼ねることが可能となっており、より単純な構成と
できる。また、ジョイント部材７の交換型インクカート
リッジへの挿入量は、上記ジョイント部材形状、負圧発
生部材、インクカートリッジの形状などを考慮して挿入
時にインク洩れなどを起こさず、記録時には途中でイン
ク切れなどを起こさないように負圧発生部材の圧縮領域
を設定することは好ましい。

【００４７】以上の実施例に対して、ジョイント開口部
とは別に大気との連通孔を負圧発生部材収容部側に設け
ることは、本発明のインクを保持していない負圧発生部
材領域を大気連通部近傍に設ける構成を採用するために
も有効であり、後述するインクジェット記録装置内での
環境変化に対する信頼性向上に好適な手段となる。

【００４８】仕切り壁端部とインクカートリッジ底部と
の間隙８の形状、寸法についても任意であるが、あまり
にも狭いとインクとのメニスカス力が強くなり、ジョイ
ント開口部からのインク洩れは抑制できるが、負圧発生
部材収容部へのインク供給に力を要し、使用時にインク
切れを発生する可能性がある。また、あまりにも広いと
逆の現象が発生する可能性があるため、微小連通部の仕
切り壁までの高さは、負圧発生部材の平均孔径（好まし
くは微小連通部近傍の平均孔径）より大きく（実用上は
０．１ｍｍ以上）２０ｍｍ以下が適している。また、好
ましくは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が適している。よ
り安定化を期待するのであれば、３ｍｍ以下が好まし
い。図７は、間隙８の形状の例を示している。図７
（ａ）は、先の実施例で使用され、本発明にとって最も
安定した構成形状であり、一定高さで、カートリッジ全
幅にわたって設けられたものである。図７（ｂ）は、カ
ートリッジ全幅の一部のみで連通部を形成し、図７
（ｃ）は（ｂ）の構成に加え蛇行したものである。この
構成は、カートリッジ全体の容積が大きい場合に有効で
はあるが通常プリンタでは低い使用のものである。図７
（ｄ）は、トンネル状の連通部を複数有するもので、イ
ンクがカートリッジ内面側に移動しやすく、気体ーイン
ク交換用の気体導入を集中化できる。図７（ｅ）（ｆ）
は、図７（ａ）の構成に加えて、インク収納室側の仕切
り壁に上下方向にわたって凹部を形成したものである。
そのため、仕切り壁下端に至った気体は相対的にその凹
部で効果的にインク収納室内に導入され、気体の回収効
率を向上できる。

【００４９】尚、この間隙８もまた、ジョイント開口部
の位置を考慮して決定することがより好ましい条件とな
る。図６（ａ）及び（ｂ）によって説明すると、（ａ）
は、ジョイント開口部下端より仕切り壁端部の方が低い
位置にあり、負圧発生部材中に保持されたインクはジョ
イント開口部下端より下であるためインク洩れに対して
抑制効果があり好ましい。一方、（ｂ）は、ジョイント
開口部下端より仕切り壁端部の方が高い位置にあり、負
圧発生部材中に保持されたインクはジョイント開口部下
端より上であるためインク洩れに対して抑制効果が少な
く好ましくない。したがって、仕切り壁端部の位置をジ
ョイント開口部下端と同じか、低い位置として間隙８の
寸法を設計することは本発明の効果をより安定化できる
利点がある。交換インクカートリッジの形状、寸法にも
よるが、最大範囲で０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の高さ
の範囲内から間隙８の高さを選定することで実用化で
き、より好ましくは０．５から５ｍｍ程度である。ま
た、仕切り壁端部の形状は、上述のジョイント開口部と
の位置を考慮していればいかなる形状をしていてもよい
が、例示すれば、説明を省くが図８（ａ）〜（ｈ）に示
したとおりである。

【００５０】更に、仕切り壁５の端面と負圧発生部材３
との境界部も種々の構造関係が考えられる。これを表示
したものが図９である。図９（ａ），（ｂ）は仕切り壁
５の端部と底部材との間によって構成された連通部に仕
切り壁端面により負圧発生部材が圧縮されない状態で一
部の負圧発生部材が侵入した状態を示す。また、図９
（ｃ），（ｄ）は連通部内に負圧発生部材は侵入するこ
となく、図面からわかるように、負圧発生部材収納室側
で負圧発生部材が実質的に存在していない領域を有した
状態を示す。これら図９（ａ）乃至（ｄ）は仕切り壁端
面により負圧発生部材が圧縮されていないため負圧発生
部材の密度を局部的に高めることがないので、インクの
流通及び空気の流通（連通部における気液交換）が比較
的速やかに行われる。したがって、インクの供給が安定
化し、高速記録やカラー記録に対応可能なインク供給を
達成可能である。

【００５１】このような構成は、容器内に圧縮収納して
所定の多孔質密度を得るような多孔質体を用いても可能
であることはもちろんであるが、熱圧縮された多孔質部
材を用いることでより容易に達成できる。なお、記録液
供給部付近の負圧発生部材はヘッドの装着で圧縮される
領域となっており連通部から供給部に至るインクの経路
を確実に構成することができ、良好なインクの移動に貢
献できる。更に、圧縮可能領域と連通部との間には供給
管の挿入によっては圧縮されない領域を備えていること
で、連通部から供給部へ至る経路が非圧縮領域、圧縮領
域の順からなる組み合わせで構成されるため一層インク
の経路を確実に構成することができ、良好なインクの移
動に貢献できる。

【００５２】一方、図９（ｅ）、（ｆ）は、仕切り壁端
部により負圧発生部材３が圧縮されおり、部材の密度が
高くなるためインクの流通及び空気の流通に抵抗を生じ
るものの、わずかな環境変動に対してはインク洩れなど
の障害を抑制できる。よって、これらの選択は、インク
ジェット記録装置の種類や使用する環境条件を考慮して
設計すればよい。

【００５３】負圧発生部材収容部４とインク収容部６の
容積割合は、インクジェット記録装置の種類や使用され
る環境条件などを考慮して決定する必要がある。また、
使用する負圧発生部材との関連も重要となる。インクの
使用効率を向上するためには、インク収容部の容積を増
やすことが好ましく、その際には、負圧発生力の高い
（スポンジでいえば圧縮率の高い）負圧発生部材を使用
することが有効となる。したがって、インク収容部の容
積割合を増加するに伴って負圧発生部材の負圧発生力を
増加させることを注意すれば、負圧発生部材の収納室の
容積とインクのみの収容室の容積の比は、１：１以上
１：３以下の範囲内が実用上の最適範囲として挙げるこ
とができる。

【００５４】フィルター１１の形状、寸法、目の荒さ
は、インクジェット記録装置の種類によって任意に設定
できるが、インクカートリッジからのごみの混入を防止
し記録ヘッドのノズルを詰まらせないためにもオリフィ
スの径よりも小さい目のフィルターにすることが好まし
い。

【００５５】本発明の交換型インクカートリッジへのイ
ンク充填量は、インクカートリッジ内容積を限度として
任意であり、インク収容部へは容積限度迄充填してもよ
いが、交換型インクカートリッジ開封直後の負圧を維持
するために、負圧発生部材部へのインク充填量は負圧発
生部材のインク保持力の限界以下で設定することが好ま
しい。尚、ここでインク保持力とは、負圧発生部材にイ
ンクを含浸させた際の部材単独でインクを保持できる能
力をさすものである。

【００５６】密閉系のインク収容部を持つインクカート
リッジにおいては、インクジェット記録装置内に装填さ
れた状態での外部環境変化（温度上昇、或は気圧低下）
に対しては、インク収容部の空気膨張により（インクの
膨張もある）インク収容部に残存しているインクをイン
クカートリッジ外へ押し出し、インク漏れ発生の可能性
がある。しかしながら、本発明の交換型インクカートリ
ッジにおいては、最悪想定される環境状態に応じた密閉
系インク収容部の空気膨張体積（僅かではあるがインク
膨張分も含む）を予想し、それにともなうインク収容部
からのインク移動量分を負圧発生部材収容部にあらかじ
め持たせることが好ましい。この際、ジョイント開口部
以外に大気連通孔を負圧発生部材収容部側に設けること
は図１０（ｃ）（ｄ）に示すように、インク収容室内の
空気の膨張によってインク室内から負圧発生部材内に移
動したインクを大気連通側へ案内することができるの
で、非常に有効である。尚、大気連通孔の設置位置は、
負圧発生部材収容部側のジョイント開口部より上部なら
ば特に指定はないが、環境変化時の負圧発生部材中のイ
ンクの流れをジョイント開口部から離すために、ジョイ
ント開口部から遠い位置にあるのが好ましい。また、大
気連通孔の数及び形状、大きさなどはインクの蒸発を考
慮して任意に設定することができる。

【００５７】インクカートリッジ単独の物流時において
は、ジョイント開口部及び又は、大気連通孔をシール材
などで密閉してインクの蒸発やインクカートリッジ内の
空気膨張に備えることが好ましい。シール材としては、
包装分野においてバリヤー材と称される単体層のバリヤ
ー及び数層のプラスチックフィルムの複合化及びこれら
と紙、布などの補強材またアルミニウム箔などを複合化
した複合化バリヤー材を使用することが好ましい。イン
クカートリッジ本体材質と同様な材質をバリヤー材の接
着層とし、熱などで溶着することによって密閉性を上げ
ることがより好ましい。

【００５８】また、インクカートリッジからのインクの
蒸発或は外部大気からの空気の流入を抑制するために
は、インクカートリッジを挿入後は包材内の空気を脱気
してから密閉する包装形態をとれば効果的である。包材
としては、気体透過度及び液体透過度を考慮し、上記シ
ール材同様バリヤー材から選択することが好ましい。

【００５９】上述のような包装形態を選択することによ
ってインクカートリッジ単独の物流は、インク洩れなど
もなく非常に信頼性の高いものとなる。

【００６０】インクカートリッジ本体材料は従来成形品
に用いられるいかなる材料であってもよいが、インクジ
ェット用インクへの影響がないような材料或は影響がな
いように処理された部材から選択する必要がある。ま
た、インクカートリッジの生産性を考慮することも必要
となる。例えば、インクカートリッジ本体をインクカー
トリッジ底部１１部分とその上部部分とに分割して樹脂
材料にてそれぞれを一体成形し、負圧発生部材を挿入
後、インクカートリッジ底部１１部分とその上部部分を
溶着してインクカートリッジ本体を製造することができ
る。樹脂材料に透明或は半透明なものを選択すればイン
ク収容部のインクはインクカートリッジ外部から視認す
ることができるのでインクカートリッジの取り替え時期
を目視にて判断することができる。また、上記シール材
などの溶着を容易にするために凸部を設けることが好ま
しい。更に、インクカートリッジ本体外面にシボなどの
加工を施すこともデザイン上好ましい。

【００６１】インクの充填には加圧法及び減圧法いずれ
もが使用できる。尚、インクの充填にタンク本体のいず
れかにインク充填口を設けることは他のインクカートリ
ッジ開口部を汚すことがないので好ましい。インク充填
後のインク充填口は、プラスチック或は金属材料にて栓
することが好ましい。

【００６２】交換型インクカートリッジの構成及び形状
は本発明の範囲から逸脱することなく各種の変形を行う
ことができる。

【００６３】以上の説明のように、本発明の交換型イン
クカートリッジは、単独の物流時にも高い信頼性を維持
し、簡易な構造でインクの残量検知可能なインク使用効
率の高い交換型インクカートリッジとなる。

【００６４】また、記録時及び非記録時においても適度
の負圧を使用初期から使用終了までの間維持して高速記
録に対応し、インクジェット記録装置の使用環境条件に
おいてもインク漏れの無い交換型インクカートリッジと
なる。

【００６５】更に、交換型インクカートリッジの取り扱
い性が良好で、インクジェット記録装置への脱着時にお
いてもインク漏れなどがなく、インクジェット記録装置
への装着誤動作のない交換型インクカートリッジとな
る。

【００６６】本発明の交換型インクカートリッジへのイ
ンク充填量は、インクカートリッジ内容積を限度として
任意であり、インク収容部へは容積限度迄充填してもよ
いが、交換型インクカートリッジ開封直後の負圧を維持
するために、負圧発生部材部へのインク充填量は負圧発
生部材のインク保持力の限界以下で設定することが好ま
しい。尚、ここでインク保持力とは、負圧発生部材にイ
ンクを含浸させた際の部材単独でインクを保持できる能
力をさすものである。

【００６７】密閉系のインク収容部を持つインクカート
リッジにおいては、インクジェット記録装置内に装填さ
れた状態での外部環境変化（温度上昇、或は気圧低下）
に対しては、インク収容部の空気膨張により（インクの
膨張もある）インク収容部に残存しているインクをイン
クカートリッジ外へ押し出し、インク漏れ発生の可能性
がある。しかしながら、本発明の交換型インクカートリ
ッジにおいては、最悪想定される環境状態に応じた密閉
系インク収容部の空気膨張体積（僅かではあるがインク
膨張分も含む）を予想し、それにともなうインク収容部
からのインク移動量分を負圧発生部材収容部にあらかじ
め持たせることが好ましい。この際、ジョイント開口部
以外に大気連通孔を負圧発生部材収容部側に設けること
は図１０（ｃ）（ｄ）に示すように、インク収容室内の
空気の膨張によってインク室内から負圧発生部材内に移
動したインクを大気連通側へ案内することができるの
で、非常に有効である。尚、大気連通孔の設置位置は、
負圧発生部材収容部側のジョイント開口部より上部なら
ば特に指定はないが、環境変化時の負圧発生部材中のイ
ンクの流れをジョイント開口部から離すために、ジョイ
ント開口部から遠い位置にあるのが好ましい。また、大
気連通孔の数及び形状、大きさなどはインクの蒸発を考
慮して任意に設定することができる。

【００６８】インクカートリッジ単独の物流時において
は、ジョイント開口部及び又は、大気連通孔をシール材
などで密閉してインクの蒸発やインクカートリッジ内の
空気膨張に備えることが好ましい。シール材としては、
包装分野においてバリヤー材と称される単体層のバリヤ
ー及び数層のプラスチックフィルムの複合化及びこれら
と紙、布などの補強材またアルミニウム箔などを複合化
した複合化バリヤー材を使用することが好ましい。イン
クカートリッジ本体材質と同様な材質をバリヤー材の接
着層とし、熱などで溶着することによって密閉性を上げ
ることがより好ましい。

【００６９】また、インクカートリッジからのインクの
蒸発或は外部大気からの空気の流入を抑制するために
は、インクカートリッジを挿入後は包材内の空気を脱気
してから密閉する包装形態をとれば効果的である。包材
としては、気体透過度及び液体透過度を考慮し、上記シ
ール材同様バリヤー材から選択することが好ましい。

【００７０】上述のような包装形態を選択することによ
ってインクカートリッジ単独の物流は、インク洩れなど
もなく非常に信頼性の高いものとなる。

【００７１】インクカートリッジ本体材料は従来成形品
に用いられるいかなる材料であってもよいが、インクジ
ェット用インクへの影響がないような材料或は影響がな
いように処理された部材から選択する必要がある。ま
た、インクカートリッジの生産性を考慮することも必要
となる。例えば、インクカートリッジ本体をインクカー
トリッジ底部１１部分とその上部部分とに分割して樹脂
材料にてそれぞれを一体成形し、負圧発生部材を挿入
後、インクカートリッジ底部１１部分とその上部部分を
溶着してインクカートリッジ本体を製造することができ
る。樹脂材料に透明或は半透明なものを選択すればイン
ク収容部のインクはインクカートリッジ外部から視認す
ることができるのでインクカートリッジの取り替え時期
を目視にて判断することができる。また、上記シール材
などの溶着を容易にするために凸部を設けることが好ま
しい。更に、インクカートリッジ本体外面にシボなどの
加工を施すこともデザイン上好ましい。

【００７２】インクの充填には加圧法及び減圧法いずれ
もが使用できる。尚、インクの充填にタンク本体のいず
れかにインク充填口を設けることは他のインクカートリ
ッジ開口部を汚すことがないので好ましい。インク充填
後のインク充填口は、プラスチック或は金属材料にて栓
することが好ましい。

【００７３】交換型インクカートリッジの構成及び形状
は本発明の範囲から逸脱することなく各種の変形を行う
ことができる。

【００７４】以上の説明のように、本発明の交換型イン
クカートリッジは、単独の物流時にも高い信頼性を維持
し、簡易な構造でインクの残量検知可能なインク使用効
率の高い交換型インクカートリッジとなる。

【００７５】また、記録時及び非記録時においても適度
の負圧を使用初期から使用終了までの間維持して高速記
録に対応し、インクジェット記録装置の使用環境条件に
おいてもインク漏れの無い交換型インクカートリッジと
なる。

【００７６】更に、交換型インクカートリッジの取り扱
い性が良好で、インクジェット記録装置への脱着時にお
いてもインク漏れなどがなく、インクジェット記録装置
への装着誤動作のない交換型インクカートリッジとな
る。

【００７７】図１１は、は本発明のカートリッジとして
のインクタンク製造方法を示すもので、後述する仕切り
板６１と仕切り壁５を介して２つの収納室用凹部をなす
壁部とを備えたカートリッジ本体（断面斜線：左斜め下
向）に対して、負圧発生部材としての吸収体３を開口部
２側の凹部内に挿入した後、蓋部材としての底部材１１
で一体化処理した構成を示している。この図１１ではさ
らに、インクタンク１に記録ヘッドＨＤを装着した状態
を示す一部破断概略図である。インクタンクは、仕切り
壁５によって２つの部屋に区切られた容器に対してイン
クタンクの底部を構成する平板の底部材１１で蓋をする
ことで構成される。このように蓋をするという簡単な構
成で容器の仕切り壁５の先端との同じ微少連通路８を形
成できる。尚、大気連通部１０は、上記開口部２が設け
られた面と同一面で、上方部位に位置している。

【００７８】一方、ヘッドは、供給管としてのジョイン
ト部７がインクタンクの開口部に挿入されてとりつけら
れ、ジョイント部７は図中上方部分が下方部より前方に
出た斜め構造をしている。そして、さらにジョイント内
部のインク流路は上方に向って開いたホーン構造をして
いる。このような構造とすることで、吸収体からのイン
クを良好にヘッド側に導入することができる。

【００７９】インクジェット記録装置は、ノズル７３の
吐出口７１からインクの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として
の発熱素子７２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ＨＤを有する
記録装置で、上記インク供給性の安定化効果によって、
一層、特にカラー記録にとって、記録高密度化、高精細
化が達成できる。

【００８０】以上説明したように、本発明の交換型イン
クカートリッジは、単独の物流時にも高い信頼性を維持
し、簡易な構造でインクの残量検知可能なインク使用効
率の高い交換型インクカートリッジとなる。

【００８１】また、記録時及び非記録時においても適度
の負圧を使用初期から使用終了までの間維持して高速記
録に対応し、インクジェット記録装置の使用環境条件に
おいてもインク漏れのない交換型インクカートリッジと
なる。

【００８２】更に、交換型インクカートリッジの取り扱
い性が良好で、インクジェット記録装置への着脱時にお
いてもインク漏れなどがなく、インクジェット記録装置
への装着誤差動作のない交換型インクカートリッジとな
る。

【００８３】補足して、インクカートリッジの製造方法
について説明する。上述した吸収体を内蔵した負圧発生
部材収納室と微小連通部としての連通部８を有するが、
気体と液体の交換によって初めてインクを放出する意味
での実質的な密閉構造のインク収納室とが一体成形化さ
れると、蓋部材１１のインク収納室側の開口１３からイ
ンクが充填される。これにより、インク収納室内にイン
クが充填されると、負圧発生部材４自体にも微小連通部
からインクが与えられかなりの範囲にインクが与えられ
る。

【００８４】ここで、大気連通部近傍の負圧発生部材
は、インクが与えられず、インクを保持しない領域とし
て存在させる。この後、開口１３は、ボール１４でシー
ルされ開口部２と大気連通部は、同一のシール部材Ｓ
（異なっていても良い）でシールされる。

【００８５】この状態の使用前インクジェット用カート
リッジを示したものが、図１２に示されている。この図
でインク収納室６内には、インクが充填されているもの
とする。

【００８６】図１２は、この密閉状態のインクジェット
用カートリッジ１を示すと共に、これを使用するプリン
タの概略図を示している。このインクジェット用カート
リッジ１には、大気連通部１０の近傍に位置する負圧発
生体領域３Ａが、インクを保持していない領域としてカ
ートリッジ上方角部に設けられている。該領域３Ａの下
方に位置する負圧発生体領域３Ｂは、インク供給管（不
図示）の挿入により圧縮変形される圧縮可能領域であ
る。これらの領域３Ａ，３Ｂ以外の負圧発生体は、他の
外的影響がなく充填されたインクを保持する。無論、領
域３Ｂは、大気連通部１０の下方で同一面に設けられて
いるインク供給管装着用の開口部２に対向する領域であ
る。また、開口部２は、微小連通部８よりも上方に位置
しており、本発明の上述した特徴構成の夫々をすべて有
している。

【００８７】図１２のカートリッジ１は、前述したシー
ル部材Ｓを除去することで、使用可能になるが、上記領
域３Ａがインクを保持していないために、シール除去時
の振動や圧力変化があってもインクを漏らすことがな
い。

【００８８】本実施例は、インクカートリッジの保存状
態や使用状態に関わらず、従来の技術水準を一掃する技
術観点として、負圧発生部材の該大気連通部近傍領域を
インクを保持していない領域とすることで、環境条件の
変動に対して、インクカートリッジ内のインクが大気連
通部から漏れることを防止できる。特に、シール部材が
大気連通部を密閉している場合に対しては、シール部材
のはがれ防止効果もある。また、使用状態にあっては、
この領域は、大気がカートリッジ内に必要に応じた量が
効率よく供給でき、インクジェットカートリッジ内の負
圧変化を抑制する効果もある。この大気連通部近傍領域
は、全くインクによる濡れがないものであると、インク
自体の浸透速度をより減速させることができるので好ま
しいが、インクにより予め濡らした後にそのインクを除
去した領域としても良い。

【００８９】また、本実施例は、上記微小連通部を形成
する仕切り壁に対向する側に、インク供給用開口或は、
供給管による負圧発生体の圧縮（又は圧縮可能）領域を
存在させる構成とすることで、第２収納室のインクが負
圧発生体内に安定した実質的なインク供給路を確保で
き、これをより安定させる構成として、インクカートリ
ッジの下面に関して上記インク供給用開口が上記微小連
通部よりも上方に位置させることを挙げることができ
る。この配置関係の作用は、実質的なインク移動方向を
一定化でき、第２収納室のインクがすべて消費でき、こ
の消費後は、第２収納室内の空気が対向する開口側に移
動するように介在することで、結果的に、負圧発生体内
のインクを消費可能にして、残存インクを減少できるこ
とにある。

【００９０】特に、上記微小連通部を形成する仕切り壁
からこの壁に対向する側に向かって、負圧発生体の供給
管によって圧縮されない領域、負圧発生体の供給管によ
って圧縮される領域を、この順に有することで、圧縮さ
れない領域には前述した１方向のインク供給路が形成で
き同様の効果が得られ、更に圧縮領域のインク確保能力
によって一層インク残量を減少できる。

【００９１】本実施例のインクジェットプリンタは、上
記カートリッジ１を装着したことに応じて、自動的或は
手動的にカートリッジ内からのインク排出をヘッドを介
して吸引手段による吸引或は吐出によって実行するヘッ
ド回復手段ＨＲを有している。これにより負圧発生体内
のインク状態をプリント前に修正できるので、カートリ
ッジの放置状態に左右されずに、カートリッジ本来の上
記機能を利用することができる。

【００９２】図１２で、走査型のキャリッジＣＲに保持
されたインクジェットヘッドＨＢに対して装着されるタ
ンク１は、先に説明した図１２のカートリッジ１のシー
ルテープを除いたものである。キャリッジ上に装着され
たタンク１はヘッドのインク供給管が上記開口部２を通
って、負圧発生部材３の圧縮可能領域３Ｂを圧縮変形さ
せる。本例では、負圧発生部材３を微小連通部８側へ変
形させる。この時、タンクの着脱検知手段（機械的又は
電気的な公知の検知手段によって代用されるので不図示
とした）によって装着信号ＬＰがプリンタ制御手段ＣＣ
に入力される。これに応じて、記録開始前にヘッド回復
手段ＨＲが作動してタンク１内のインクを排出して、タ
ンク内インクの状態を改善する。

【００９３】図１３（Ａ）は、図１２のインクジェット
カートリッジのインク収納室の内面を変更し、その容量
分だけ上方に凸の空間形状２２としたものである。この
内面２０は、微小連通口８から遠ざかる程上昇している
曲面となっている。内面２０の構造は、インクの表面張
力による微小残滴も負圧発生部材３側へ供給すると共
に、上方に突出した部分２１が操作者にとっての挟持部
になり、操作時に生じるタンクの変形を防止する。図１
３（Ｂ）は、同等の容量タンクを、インク収納室が大で
負圧発生部３収納室側を小にするための仕切り壁５１の
斜め配置を示す。

【００９４】図１３（Ｃ）は、先の製造方法で示した、
仕切り壁５に対して間隙８を形成する蓋部材１１を、カ
ートリッジ本体の側板１０１，１００の間に挿入して固
定する例である。ＳＥは蓋部材１１の端部を示してい
る。この図１３（Ｃ）の場合、接着固定にバラツキが生
じると、間隙８の距離ＳＰは一定化しない。そのため、
図１３（Ｄ）のように、仕切り壁の端部ＳＥに接するス
ペーサ１１０を両側に位置させることも好ましい。スペ
ーサ１１０は、蓋部材１１に設けることが良い。さら
に、間隙８の距離ＳＰ内に位置する凸部３０を蓋部材に
設けることで、インク収納部内への空気の回収性を高め
るようにしても良い。

【００９５】図１４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明
実施例のプリント或いはインク供給状態の可能な状態傾
斜範囲を示すもので、図中の４０は水平面を示してい
る。本発明にとってより好ましい状態は、微小連通部が
下方側に位置していることで、理想的には水平面４０に
対してカートリッジ下面で平行となることが良い。しか
し、実用上は、本例の如く、２室構成の場合、（Ａ），
（Ｂ）の図の如き角度θは夫々０≦θ≦１５度の範囲ま
で使用上の不都合がない。走査型キャリッジ上に載置し
て移動させる場合は０≦θ≦５度の範囲が好ましい。

【００９６】上述した本発明の実施例の負圧発生部材
は、複数の部材構成でも良いが、互いの間の界面（部材
間界面）が生じると大気の移動がそこに生じるため不都
合が生じ易い場合があるので、より好ましくは、負圧発
生部材は単一の多孔室体であることが良い。

【００９７】又、インク収容室は、相対的に負圧発生部
材収納室よりもインクを多量に含むものであれば、実質
的にインクを収納する室として含めることもできる。

【００９８】ここで、先の実施例でも開示されているイ
ンク収納室内の仕切り板６１について説明すると共に、
ユーザーが手で握ったときの荷重や、物流中の環境条件
でカートリッジの外壁面が変形して、インクジェット記
録ヘッドのオリフィスからインクが漏れたり、カートリ
ッジの一部に設けられているカートリッジ内の圧力を大
気と同じにする大気連通口からインクが漏れるといった
問題を解決できる実施例について説明する。

【００９９】以下の例は、上記各種のインクタンクタン
ク形態における技術課題を解消するためになされたもの
で、ハンドリング時や搬送中の外力、そして温度や気圧
等環境変化によるインク漏れが発生することはなく、し
かもインク使用効率の高いインクジェット記録用インク
カートリッジである。

【０１００】図１５（Ａ）は、側壁面を省いて示した一
実施例の斜視断面図、図５（Ｂ）は同実施例の横断面
図、図１６は同実施例のインク供給動作の説明図、図１
７は同実施例の側壁に荷重が掛かったときの側壁の歪み
を説明する断面図である。

【０１０１】図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、イン
クカートリッジ本体１は、インクジェット記録ヘッドと
連結するための開口部２および開口部２より上方に設け
た大気を取り入れる大気連通部１０を有し記録用のイン
クを吸収保持する負圧発生部材３を収容した負圧発生部
材収容部４と、負圧発生部材収容部４にリブ５を介して
隣接しインクを収容するインク収容部６とからなってい
る。なおインク収容部６と負圧発生部材収容部４とはリ
ブ５と底面の間に設けた隙間部８で連通し、インク収容
部６には仕切り板６１が前記隙間８以上の隙間を下部に
残して両側に側壁を連結している。

【０１０２】図１６（ａ）は、インクジェット記録ヘッ
ドへインクを供給するジョイント部材７を実施例のイン
クカートリッジ本体１の開口部２に挿入して負圧発生部
材３に圧接し、インクジェット記録装置が稼動可能にな
った状態を示す模式断面図である。なおジョイント部材
７の端部開口部にはインクカートリッジ内のゴミを排除
するためにフィルターが設置されていることもある。

【０１０３】インクジェット記録装置が稼動するとイン
クジェット記録ヘッドのオリフィスからインクが吐出さ
れ、インクタンクにインク吸引力が発生する。インク９
はこの吸引力によりインク収容部６からリブ５の端部と
インクカートリッジ底部１１との隙間部８を通り負圧発
生部材収容部４へ、そして負圧発生部材３を通ってジョ
イント部材７内に引き込まれインクジェット記録ヘッド
へ供給される。これにより隙間部８以外は密閉している
インク収容部６の内部の圧力が低下し、インク収容部６
と負圧発生部材収容部４との間に圧力差を生ずる。記録
が継続すると、その圧力差は上昇を続けるが、負圧発生
部材収容部４は大気連通孔１０により大気に開放されて
いるため、図１６（ｂ）に示すように空気は負圧発生部
材３を通ってリブ５とインクカートリッジ底部１１との
隙間部８からインク収容部６に入る。この時点で、イン
ク収容部６と負圧発生部材収容部４との間の圧力差が解
消される。インクジェット記録中はこの動作が繰り返さ
れ、ある一定の負圧がインクカートリッジ内に得られ
る。また、インク収容部６内のインクは、インク収容部
６内の壁面に付着するインク以外は、ほぼ全て使用でき
るためインク使用効率が向上する（図１６（ｃ））。

【０１０４】非記録時は、負圧発生部材３自身の毛細管
力（あるいはインク−負圧発生部材界面でのメニスカス
力）などが発揮され、インクジェット記録ヘッドからイ
ンクが漏れることを抑制する。

【０１０５】上記の機能から、ジョイントするインクジ
ェット記録ヘッドに応じた負圧発生部材３の選択および
負圧発生部材収容部４とインク収容部６の容積割合によ
り、他の実施例として図１８の断面図に示すように、イ
ンク収容部６に複数の仕切板６１を備えた構成とするこ
ともできる。

【０１０６】以下、側壁の強度向上対策として効果があ
る構成について説明する。

【０１０７】インクカートリッジにおいて、ハンドリン
ク時の外力や、物流中の環境変化に耐え、そしてインク
の使用効率を高めた構造を採ることが重要である。

【０１０８】実施例では、負圧発生部材収容部４および
インク収容部６の各側壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃの外力
に対する変位量を同等にするように構成してある。

【０１０９】例えば、カートリッジ材質は通常プラスチ
ックモールドであるが、図１５（Ｂ）および図１７に示
すように、負圧発生部材収容部４の側壁面１２ａの厚さ
をインク収容部６の側壁面１２ｂ，１２ｃの厚さよりも
厚くするとともに、インク収容部６の容積を等分割する
ような位置に、下部に隙間を残して両側壁内面間に前記
仕切板（リブ）６１を配設し、単位面積当たり同等な荷
重に対する壁面の変形量Δｔ６を小さくし、しかも６１
の両側の側壁面１２ｂ，１２ｃの変化が同等となるよう
にする。また、負圧発生部材収容部４の変形量Δｔ４と
もほぼ同等にすることによって壁面に変形によるインク
の漏れを防止する目的が達成される。

【０１１０】図１５（Ｂ），図１７に示す実施例のイン
クカートリッジにおいて、材質はポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、外径寸法は長さ４８ｍ／ｍ×高さ３５ｍ×厚さ１
１ｍ／ｍの場合、長さ４８ｍ／ｍのほぼ中央で、負圧発
生部材収容部４の側壁面１２ａの熱さを１．５ｍｍ、イ
ンク収容部６の側壁面１２ｂ，１２ｃの熱さを１ｍｍ、
インク収容部６のリブ６１を各壁面より約１０ｍｍの位
置に配設することにより、ハンドリング時の荷重（約２
Ｋｇ）に対して、２倍以上のマージンを確保した構造を
得ることができた。また、同時に、物流中の気圧変化
や、温度変化に対しても、十分な強度を得ることが可能
となった。

【０１１１】上記実施例では、タンクのサイズの関係か
らインク収容部６のリブ６１は、１カ所であるが、１カ
所に限定するものでなく、インクカートリッジのサイズ
に合わせ、図１８に示すようにリブ６１を２カ所に設け
る等、リブの本数，位置，壁面の厚さを変えることによ
って対応することができる。

【０１１２】図２０は、負圧発生部材収容部４の壁面厚
さと、インク収容部６の壁面厚さを決定するために調査
した各壁面の厚さと、ハンドリング及び物流環境でのイ
ンク漏れの関係を示すデータである。

【０１１３】各壁面とも厚さを増せば、インクもれに対
し強度は増すが、目的である小型化と高いインク使用効
率を満足するためには、少しでも壁を薄くして、その分
だけ内容積を増やす必要があり、図２０に示すデータか
ら、負圧発生部材収容部４の側壁面厚さ１．５ｍｍ、イ
ンク収容部６の側壁厚さ１．０ｍｍを採用した。

【０１１４】インクカートリッジの大きさにより、上記
寸法は図２０を参照して決定でき、負圧発生部材収容部
４の外壁肉厚をインク収容部６の外壁肉圧の１．２倍な
いし３倍の範囲内で構成することが好ましい。

【０１１５】本発明は、上述したように、インクジェッ
ト用インクカートリッジとして、従来にはない逆転の発
想から、合理的且つ効果的なカートリッジをインクジェ
ットプリントの分野に提供することができたもので、単
色はもとより、複数のカラーインクを必要とするカラー
プリンタ自体の小型化を実現可能にする利点は注目すべ
きものがある。さらに、インクカートリッジの交換期間
を長くすることができ、操作性にも優れたものである。

【０１１６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように記録液供
給部付近の負圧発生部材はヘッドの供給管の挿入で圧縮
される領域となっており連通部から供給部に至るインク
の経路を確実に構成することができ、良好なインクの移
動に貢献できる。更に、圧縮可能領域と連通部との間に
は供給管の挿入によっては圧縮されない領域を備えてい
ることで、連通部から供給部へ至る経路が非圧縮領域、
圧縮領域の順からなる組み合わせで構成されるため一層
インクの経路を確実に構成することができ、良好なイン
クの移動に貢献できる。

【０１１７】したがって、インクの供給が安定化し、高
速記録やカラー記録に対応可能なインク供給を達成可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明第１実施例のインク容器の一部を破断
して示した模式斜視図である。

【図２】 図１実施例の模式断面図である。

【図３】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）夫々は、本発明のカ
ートリッジと供給管の結合例の説明図である。

【図４】 本発明のより好ましい条件を説明するための
比較例の説明図である。

【図５】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）夫々は、本発明のイ
ンク供給部の説明図である。

【図６】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）夫々は、インク供給
部と微小連通部との位置関係を説明する説明図である。

【図７】 （ａ），（ｂ）（ｃ），（ｄ），（ｅ）
（ｆ），夫々は、微小連通部の構成説明図である。

【図８】 （ａ）〜（ｈ）は、夫々仕切り壁の微小連通
部側端部の形状説明図である。

【図９】 （ａ）〜（ｆ）は、夫々、仕切り壁近傍の吸
収体端部状態の説明図である。

【図１０】 （ａ）（ｂ）、（ｃ）（ｄ）は、環境変化
に対する吸収体内部の状態説明図である。

【図１１】 本発明製造方法とインクジェットヘッドを
説明するための概略図である。

【図１２】 本発明インクジェットカートリッジと、そ
れを用いたインクジェットプリンタの概略説明図であ
る。

【図１３】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発
明の要部変形例を説明する図である。

【図１４】 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明インクカートリ
ッジの使用状態の傾斜可能範囲を説明するための断面図
である。

【図１５】 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の最適実施例の
形状説明図である。

【図１６】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、夫々本発明の
プリント状態における変化を順に示す説明図である。

【図１７】 本発明カートリッジの外壁に対する圧力状
態を説明する概念図である。

【図１８】 本発明カートリッジの変形例の断面図であ
る。

【図１９】 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明を実施したカー
トリッジのカラータンク構成を示す斜視図である。

【図２０】 本発明の壁面厚さと外圧変形に伴うインク
漏れとの相関関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ インクジェット用カートリッジ ２ 開口部 ３ 負圧発生部材 ４ 第１収納室 ６ 第２収納室 ８ 微小連通部 １０ 大気連通部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 直人 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 阿部 力 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 刈田 誠一郎 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 平４−156339（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187364（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34353（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/05

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット装置のインクジェットヘ
   ッドに連結可能なインクジェット用記録液容器におい
   て、負圧発生部材が収納され、前記ヘッドに液体を供給
   する記録液体供給部と大気との連通を得る大気連通部と
   を備えた第１室と、前記大気連通部から離れた位置の底
   部に設けられた連通部を介して前記第１室と連通し、前
   記連通部を除いて実質的に密閉され、前記第１室へ供給
   される液体を貯留する第２室と、第１室と第２室とを区
   分し、前記連通部の上端を規定する仕切り壁と、を有
   し、前記負圧発生部材の前記記録液供給部近傍領域は前
   記インクジェットヘッドの供給管の挿入による圧縮可能
   領域であることを特徴とするインクジェット用記録液容
   器。
2. 【請求項２】 前記負圧発生部材は、前記連通部を形成
   する仕切り壁の下端面によって実質的に非圧縮状態であ
   ることを特徴とする請求項１記載のインクジェット用記
   録液容器。
3. 【請求項３】 前記負圧発生部材は、前記圧縮可能領域
   と前記連通部との間に前記供給管の挿入によっては圧縮
   されない領域を備えていることを特徴とする請求項１に
   記載のインクジェット用記録液容器。
4. 【請求項４】 前記連通部は前記第１室を形成する壁の
   端部と前記カートリッジの使用時に底部となる内壁面と
   の間で構成されていることを特徴とする請求項１に記載
   のインクジェット用記録液容器。
5. 【請求項５】 前記連通部の開口間隔は、前記負圧発生
   部材の前記第１室内における平均孔径よりも大きく２０
   ｍｍ以下の範囲内の値であることを特徴とする請求項４
   に記載のインクジェット用記録液容器。
6. 【請求項６】 前記連通部の開口間隔は、０．５ｍｍ以
   上５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項５に
   記載のインクジェット用記録液容器。
7. 【請求項７】 前記第２室には、前記連通部よりも大き
   い間隙の両側の壁に連結する補強部材を備えていること
   を特徴とする請求項１に記載のインクジェット用記録液
   容器。
8. 【請求項８】 前記第１室と第２室との容積費は、１：
   ３〜１：１の範囲であることを特徴とする請求項１に記
   載のインクジェット用記録液容器。
9. 【請求項９】 前記第２室の内面は使用状態における上
   部が上方に突出した部分を有していることを特徴とする
   請求項１に記載のインクジェット用記録液容器。
10. 【請求項１０】 前記第２室の内面は使用状態における
    底部が前記連通部から遠ざかるほど上昇する傾斜面とさ
    れていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
    ット用記録液容器。
11. 【請求項１１】 前記インクジェット用記録液容器は、
    複数が一体的に連結していることを特徴とする請求項１
    に記載のインクジェット用記録液容器。
12. 【請求項１２】 前記一体的に連結されたインクジェッ
    ト用記録液容器には、イエロー，シアン，マゼンタのイ
    ンクが収容されていることを特徴とする請求項１１に記
    載のインクジェット用記録液容器。
13. 【請求項１３】 前記一体的に連結されたインクジェッ
    ト用記録液容器には、イエロー，シアン，マゼンタ，ブ
    ラックのインクが収容されていることを特徴とする請求
    項１１に記載のインクジェット用記録液容器。
14. 【請求項１４】 前記記録液容器には、インクが充填さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
    ット用記録液容器。
15. 【請求項１５】 前記負圧発生部材は、負圧発生部材収
    容部に圧縮収容される多孔質部材、熱圧縮処理が施され
    た多孔質部材のいずれかであることを特徴とする請求項
    １に記載のインクジェット用記録液容器。
16. 【請求項１６】 負圧発生部材を収容すると共に大気と
    の連通を得るための大気連通部を備えた第１収納室、該
    大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部のみ
    を介して該第１収納室に対して連通するが実質的に密閉
    状態であり、第１収納室へ供給するためのインクを直接
    収納している第２収納室を備え、更に該微小連通部は、
    該第１収納室と第２収納室を区分する仕切り壁と上記イ
    ンクジェット用カートリッジ内面との間に形成されてお
    り、更に該仕切り壁と対向する該第１収納室の面にはイ
    ンク供給用の開口が形成され、該インク供給用開口は、
    インクジェットヘッドの供給管の挿入を許容し、該イン
    ク供給用開口近傍の上記負圧発生部材はその供給管の挿
    入により該微小連通部側へ圧縮される圧縮可能領域であ
    るインクジェット用カートリッジ。
17. 【請求項１７】 請求項１６のインクジェット用カート
    リッジにおいて、上記インクジェット用カートリッジ
    は、上記インクジェットヘッドの供給管の挿入前に除去
    されるものであって、上記インク供給用開口及び上記大
    気連通部を密閉する手段を備えているインクジェット用
    カートリッジ。
18. 【請求項１８】 負圧発生部材を収容すると共に大気と
    の連通を得るための大気連通部を備えた第１収納室と、 該大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部の
    みを介して該第１収納室に対して連通するが実質的に密
    閉状態の第２収納室とを有し、該第２収納室は第１収納
    室へ供給するためのインクを直接収納しており、 更に該微小連通部は、該第１、２収納室を区分する仕切
    り壁と上記インクジェット用カートリッジ内面との間に
    形成されており、更に該仕切り壁と異なる該第１収納室
    の面にはインク供給用の開口が形成され、該インク供給
    用開口は、インクジェットヘッドの供給管の挿入を許容
    し、該インク供給用開口近傍の上記負圧発生部材はその
    供給管の挿入により圧縮される圧縮可能領域であり、 更に、該負圧発生部材は該圧縮可能領域と該微小連通部
    との間にこの供給管の挿入では圧縮されない領域を備え
    ているインクジェット用カートリッジ。
19. 【請求項１９】 負圧発生部材を収容すると共に大気と
    の連通を得るための大気連通部を備えた第１収納室と、
    該大気連通部から離れた位置に設けられた微小連通部の
    みを介して該第１収納室に対して連通するが実質的に密
    閉状態では第１収納室へ供給するためのインクを直接収
    納する第２収納室と、を有するインクジェット用カート
    リッジ：該微小連通部は、該第１、２収納室を区分する
    仕切り壁と上記インクジェット用カートリッジ内面との
    間に形成されており、更に該仕切り壁と異なる該第１収
    納室の面にはインク供給用の開口が形成されており、該
    インク供給用開口に挿入されることで該負圧発生部材を
    圧縮した圧縮可能領域を形成するインク供給管を有する
    インクジェットヘッド：これらによって、該負圧発生部
    材は該圧縮可能領域と該微小連通部との間にインク供給
    管の挿入では圧縮されない領域を備えているインクジェ
    ット用カートリッジ。
20. 【請求項２０】 請求項１９のインクジェットヘッド
    は、上記第１収納室の該負圧発生部材の該大気連通部近
    傍領域はインクを保持していない領域であるインクジェ
    ット用カートリッジ。
21. 【請求項２１】 インクジェット用カートリッジを備え
    たインクジェットヘッドであって、 負圧発生部材を収容すると共に大気との連通を得るため
    の大気連通部を備えた第１収納室と、該大気連通部から
    離れた位置に設けられた微小連通部のみを介して該第１
    収納室に対して連通するが実質的に密閉状態では第１収
    納室へ供給するためのインクを直接収納する第２収納室
    と、を有するインクジェット用カートリッジを備え、該
    微小連通部は、該第１、２収納室を区分する仕切り壁と
    上記インクジェット用カートリッジ内面との間に形成さ
    れており、更に該仕切り壁と異なる該第１収納室の面に
    はインク供給用の開口が形成され、第１収納室の該負圧
    発生部材の該大気連通部近傍領域はインクを保持してい
    ない領域であり、該インク供給用開口に挿入されること
    で該負圧発生部材を圧縮した圧縮可能領域を形成するイ
    ンク供給管を有するインクジェットヘッド。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載のインクジェットヘッ
    ドを用いたプリンタであって、上記仕切り壁と異なる該
    第１収納室の面は、上記仕切り壁と対向する面で、上記
    インク供給用開口及び上記微小連通部は、上記インクジ
    ェット用カートリッジの下方で且つ上記微小連通部は上
    記インク供給用開口よりも下方に位置し、上記大気連通
    部近傍領域は上方に位置しているプリンタ。