JP3136860B2

JP3136860B2 - インク供給装置

Info

Publication number: JP3136860B2
Application number: JP21813993A
Authority: JP
Inventors: 和之小田; 淳一吉田; 淳高木; 義彦藤村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH0752403A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置において、記録ヘッドにインクを供給するインク供給
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置において
用いられているインク供給機構としては、例えば、特開
昭６３−８７２４２号公報に記載されているように、記
録ヘッドに連通接続されるインクタンク内部全域にイン
ク吸収体を装填し、このインク吸収体にインクをあらか
じめ含浸保持させておき、インク吸収体内のインクを記
録ヘッドに供給するようにしたものが知られている。イ
ンク吸収体としては、多孔質材料であるスポンジもしく
は繊維状材料であるフェルト等が用いられている。この
ようなインク供給機構では、インク吸収体の毛細管力に
よってインクを保持しているため、インクタンク内の容
積の約４０％〜６０％のインク量しか使用することがで
きず、使用効率が低い。そのため、インクタンクの使用
寿命を延ばそうとすると、必然的にインクタンクが大型
化してしまい、小型化の要請に沿わないという問題があ
った。

【０００３】また、インクが消費されるにつれてインク
吸収体で保持されるインク量が減少すると、インク水頭
圧の減少から、インク吸収体に含浸したインクに作用す
る負圧が徐々に上昇し、記録ヘッドへのインクの供給が
妨げられるという問題が発生する。この現象が進行し、
インクにかかる負圧がある一定値以上になると、記録ヘ
ッドの印字ノズル部より気泡が逆流し、記録ヘッドにイ
ンクが供給されない状態でインクの吐出動作が行なわれ
るため、吐出不良によって記録画像に欠陥を生じ、画質
の低下を引き起こすという問題がある。

【０００４】このような問題を解決するため、例えば、
特表昭５９−５００６０９号公報、特開平１−１４８５
５９号公報等に記載されたインク供給装置では、密閉し
たインクタンク内にインクのみを充填し、このインクタ
ンクに一端が大気に解放された毛細管を連通接続した
り、小穴を設けたものが提案されている。このインク供
給装置によれば、インクタンク内のインクが消費される
にしたがって、インクタンク内の負圧が増加すると、毛
細管や小穴を通じて空気がインクタンク内に導入され、
インクタンク内の負圧値はほぼ一定に保たれ、インクタ
ンク内のインクを記録ヘッドに安定供給できる。

【０００５】しかし、例えば、インクタンク内のインク
がある程度消費された時点で、このインクタンクがイン
クジェット記録装置から取り外され、横向きに置かれた
場合など、所定の向きで使用されていない場合、毛細管
や小穴を通じてインクタンク内の空気層が大気と連通し
てしまう可能性がある。インクタンク内の空気層が大気
と連通してしまうと、インクタンク内の負圧が保たれな
くなり、インクが漏れ出すという問題がある。

【０００６】インクタンクの姿勢によらず、インクを供
給できるものとして、例えば、特開平２−２３１１４６
号公報に記載されているように、先に小穴が設けられた
複数個の小管を小室の隅に設け、小管内のインクがなく
ならない限り、インク室内の負圧を保つようにしたもの
がある。しかし、このような構成であっても、９０°以
上傾けられたり、極端な場合、逆さにされた場合、小管
内のインクがなくなって、インク室内の空気が大気と連
通してしまう。そのため、インクタンクの取り扱いが制
限されてしまうという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、プリンタ搭載時には勿論の
こと、どのような姿勢に放置されても周囲環境による影
響を抑えることができるインクジェット記録装置のイン
ク供給装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録ヘッドに
連通接続されインクを記録ヘッドへ供給するインク供給
装置において、前記記録ヘッドに連通しインクが収容さ
れるインク室と、該インク室に隣接して配置され前記イ
ンク室と連通孔により連通しかつ上部側に大気連通口が
開設されたインク吸収体室と、該インク吸収体室の内部
に配置されたインク吸収体と、前記インク吸収体室の連
通孔に設けられたメニスカス形成部と、該メニスカス形
成部のインク室側の面に接し前記インク室内に延在する
インク誘導部を有することを特徴とするものである。

【０００９】前記インク誘導部は、前記インク室の内壁
に沿って形成することができ、また、前記インク室内の
少なくとも１つのコーナーまで延在させて配置したり、
更には、前記インク室内のインク中に浮遊させておくこ
ともできる。

【００１０】前記インク誘導部は、前記インク吸収体よ
りも高密度に構成される。また、前記インク誘導部は、
前記連通孔より断面を小さく形成され、前記連通孔との
間に間隙が設けられ、前記メニスカス形成部に前記イン
ク誘導部と非接触の領域が形成されるように構成するこ
とができる。

【００１１】

【作用】本発明によれば、インクタンク内には、インク
を貯留するためのインク室、インク吸収体の入ったイン
ク吸収体室を有し、なおかつインク吸収体室に、大気圧
開放のための開口を有しており、インクの充満時には、
インク吸収体とインクが形成する毛細管力の力により、
インク室内に負圧を発生させ、記録ヘッドに適度な負圧
が発生され、良好な印字が補償される。インクは、イン
ク吸収体室から使用され始める。また、印字するにつれ
て、インク吸収体室内のインクが消費され、メニスカス
形成部上面にインク吸収体の粗な部分を通して、空気が
接触した状態でも、メニスカス形成部の濾過精度が、イ
ンク吸収体の粗な部分よりも細かいために空気はメニス
カス形成部上にトラップされたまま、インクの移動が続
く。インク吸収体室のインクがほとんどなくなり、さら
にインクが消費されると、インク水頭圧の減少から、徐
々に負圧が増大し、ある一定の負圧値がメニスカス形成
部に加わると、メニスカス形成部を通して空気が細かな
気泡となって発生する。発生した気泡がインク室内に供
給されることにより、インク室内の負圧の上昇を抑え、
負圧をほぼ一定に保ち、良好な印字を補償することがで
きる。

【００１２】また、インク誘導部を設けることによっ
て、気泡発生時に気泡がメニスカス形成部下面に蓄積さ
れて、インク室とインク吸収体室とのインク連通を破壊
することを防止する。インクカートリッジがプリンタ上
に搭載されておらず、放置されているような場合には、
インクカートリッジの姿勢は、ヘッド面が鉛直下向きに
なるというような正規のものではなく、横倒し、また、
極端な場合には逆さまになったような状態で放置される
ことも考えられる。このように、どのような姿勢でイン
クタンクが放置されているときにも、インク誘導部がイ
ンク室内まで延在して配置されることにより、メニスカ
ス形成部には常にインクが供給されるため、メニスカス
形成部上に形成されているインクのメニスカスが破壊さ
れることはなく、インクタンク内の負圧はある範囲内に
保たれる。また、インクタンクの姿勢に関わらず、イン
ク室とインク吸収体室の流体連通が実現されているの
で、周囲環境が変化しても、インク室内の負圧はほぼ一
定に保つことができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明のインク供給装置の一実施例
を示す断面図、図２は、インク吸収体室とインク室との
連通部分の拡大図である。図中、１はインク吸収体室、
２はインク室、３はインク吸収体、４はメニスカス形成
部、５はフィルタ、６は記録ヘッド、７はマニホール
ド、８はインクタンク、９はインク誘導柱、１０は大気
連通口、１１はインク移動体である。この実施例では、
記録ヘッド６とインクタンク８とが一体に構成されてい
る。また、インク供給装置上に、記録装置本体から電気
信号を受理可能なコンタクト部を有し、記録装置本体か
ら着脱自在に構成されている。

【００１４】インク室２内のインクは、フィルタ５及び
マニホールド７を介して記録ヘッド６に供給される。記
録ヘッド６には、図示しない多数のノズルが高密度で形
成されている。例えば、１２８個のノズルを３００ｓｐ
ｉの高密度で形成することができる。各ノズルには、通
電によって気泡を発生させ、インク滴を噴射するための
発熱体が設けられている。記録ヘッド６の周囲には、記
録ヘッド６自身が取り付けられたヒートシンク、記録ヘ
ッド６に電気信号を供給するプリント配線基板等が存在
している。図１において、インク滴の噴射は下向きに行
なわれる。インクタンク８の筐体は、剛性を持ち、長期
のインク保持を可能にするため、耐インク性のよい材料
が選択される。

【００１５】インクタンク８の内部は、インク室２と、
インク吸収体室１に分けられている。このインク室２と
インク吸収体室１との内容積の比は、５０％：５０％と
することができる。インク室２には、インクのみが収容
される。インク吸収体室１には、大気連通口１０が設け
られており、大気圧力開放されている。大気連通口１０
は、インクが流出するのを防止するために微細孔となっ
ている。また、インク吸収体室１の内部には、インク吸
収体３が配置されている。インク吸収体３は、初期状態
でインクタンク８内部に負圧を発生させ、インクを保持
するための吸収体である。インク吸収体３の材料として
は、例えば、ポリエステル繊維を３次元状に紡績した、
密度が８００ｇ／ｍ³のポリエステルフェルトを使用す
ることができる。これに限らず、インクとの毛細管力が
適度で、インク耐性のある材料であれば、ポリウレタ
ン、メラニンフォームなどの多孔性部材でも、１次元、
２次元状の繊維構造体など、使用されるインクに合わせ
て、他の材料を用いることもできる。インク吸収体３の
周囲は、インク吸収体室１の内壁に密着するように挿入
されている。これにより、大気連通口１０から導入され
る空気が、インク吸収体室１の内壁に沿って侵入するこ
とを避けることができる。

【００１６】インク吸収体室１とインク室２は、下部で
連通路を介して連通している。インク吸収体室１の連通
孔の部分は、図２に示したように、インク吸収体３側に
ｍだけ突出している。例えば、４．０ｍｍ程度突出させ
ることができる。ある場合には、そのままインク吸収体
３に圧接される。この連通孔の形状は、円形の他、楕円
形や、スリット状、多角形状、星型、十字型などでもよ
く、断面積をある程度確保できるものであればよい。

【００１７】メニスカス形成部４は、インク吸収体室１
とインク室２との連通路に設けられ、インク吸収体３に
圧接して配置されている。例えば、インク吸収体室１の
連通孔の上に、さらにｋだけ突出して配置することがで
きる。突出するｋの寸法としては、例えば、０．４ｍｍ
程度である。連通孔の突出とともに、メニスカス形成部
４の表面はインク吸収体３に没入した状態となり、良好
な流体的接合が得られる。

【００１８】メニスカス形成部４としては、金網や樹脂
性の網等の網目状体や、多孔質体等を用いることができ
る。網目状体の具体例としては、金属メッシュフィルタ
や、金属繊維、例えば、ＳＵＳの細線をフェルト状に
し、さらに、圧縮焼結させたものを基材としたフィル
タ、エレクトロフォーミング金属フィルタ等を使用する
ことができる。また、樹脂繊維の編み物であるフィルタ
や、レーザビーム加工、電子ビーム加工等による高精細
な穴径を有するフィルタを用いることができる。メニス
カス形成部４は、インク吸収体３に熱融着した構成とす
ることが可能である。

【００１９】メニスカス形成部４として金網を用いる場
合、その金網の織り方には種々の方法がある。図３は、
メニスカス形成部４に用いることのできる畳綾織（Ｔｗ
ｉｌｌｅｄＤｕｔｃｈＷｅａｖｅ）の金網の織り方
の説明図である。畳綾織は、太い縦線を用い、横線は相
接し、縦線を２本ずつ乗り越えるように織られている。
図３（Ａ）のように、正面からみると、横線が相接して
いるので、透視することはできない。しかし、図３
（Ｂ）に示す断面構造であるから、これを斜めにみる
と、図３（Ｃ）に示すように、裏から表または表から裏
へ斜めに走る横線と、隣接するまっすぐ伸びる横線、お
よび、縦線により、三角形の目開きが存在する。この三
角形の目開きをインクが通過し、また、この部分で気泡
が発生する。このように、畳綾織の金網は、目を細かく
織ることができ、目が揃っており、均一な気泡を発生さ
せることができる。また、同じ濾過精度を有する他の金
網に比べ、機械的強度が大きく、丈夫であるという特徴
を有している。通常、このような金網は、濾過に用いら
れるが、本発明では、濾過の他に、上述のように、気泡
発生による圧力の調整という働きをも兼ね備えることに
なる。

【００２０】インク吸収体３内にインクが吸収されてい
るときは、インクはメニスカス形成部４を通過してイン
ク室２に移動する。メニスカス形成部４は、インク吸収
体室１内部のインクが消費され、空気がメニスカス形成
部４上に到達した際に、空気のインク室２への侵入を防
ぐ。これにより、インク吸収体３内のインク残量を少な
くし、インク使用効率を向上させるとができる。また、
インク吸収体室１内部のインク残量がそれ以上に少なく
なった際には、メニスカス形成部４上にインクと空気の
メニスカスを形成させることによって、メニスカス形成
部４を通って気泡がインク室２の内部に移動する。この
ときの、気泡発生圧力（バブルポイント圧）は、メニス
カス形成部４の濾過精度に依存するが、この濾過精度を
最適にすることによって、これ以後の記録ヘッド６への
インクの供給圧を一定に保つ。メニスカス形成部４とし
ては、例えば、濾過精度７０μｍのフィルタを使用する
ことができる。メニスカス形成部４は、その濾過精度よ
りも大きいゴミ等を除去する働きもある。

【００２１】インク誘導柱９は、メニスカス形成部４下
面に密接し、インク室２とインク吸収体室１との連通路
に配置されている。インク誘導柱９は、インク吸収体３
よりも高密度の材料により形成されている。また、イン
ク誘導柱９には、インク移動体１１が連接されている。
インク移動体１１は、インク室２内まで配置されてい
る。図１では、インク移動体１１は、インク室１の底面
及び１つの側面に配置している。インク移動体１１は、
インク供給装置が置かれる姿勢に基づき、インク室１の
内面や、各コーナーに配置することができる。このと
き、図１のように、インク室１の内面に接して配置する
こともできるし、また、インク室１内のインク内に浮遊
させておくことも可能である。インク内に浮遊させてお
く場合、浮遊させたインク移動体１１により、フィルタ
５の面が塞がれないように、構成する必要がある。

【００２２】このインク誘導柱９により、メニスカス形
成部４からの気泡発生時に、気泡がインク吸収室１の連
通孔付近に滞留した場合でも、メニスカス形成部４に
は、インク誘導柱９によって吸い上げられたインクが供
給される。そのため、メニスカス形成部４にインクが接
触しないことによって、メニスカス形成部４上のメニス
カスが破壊され、インクタンク内の負圧が解除されると
いうことはない。インク誘導柱９とインク吸収室１の連
通孔の壁との間には間隙が設けられており、メニスカス
形成部４からの気泡発生時には、気泡はこの間隙を通過
して、インク室２に移動する。この間隙によって、気泡
がインク誘導柱９内を通過してインク室２に移動すると
きに比較して、圧力損失を数十分の１に低減することが
可能となり、ベタ印字時などの圧力損失が大きいときに
も、安定な印字を行なうことができる。また、外気温の
上昇時、外気圧の下降時など、インクタンク内部の圧力
が相対的に増加する際には、気泡が連通孔内に蓄積して
いる場合でも、インク室内のインクはインク誘導柱９に
よって吸い上げられ、メニスカス形成部４を通って、イ
ンク吸収体室１内に移動することによって、インク室２
内の負圧は適正な範囲に保たれる。

【００２３】インク移動体１１は、例えば、インクの残
量が少なくなった状態でインク供給装置が傾けられたと
きなど、インク誘導柱９がインクから露出してしまった
場合でも、インク室２内のインクをインク誘導柱９に供
給し、メニスカス形成部４へのインクの供給を行なう。

【００２４】インク誘導柱９としては、例えば、ポリエ
ステル繊維の１次元構造体を使用することができる。こ
のほか、インクとの毛細管力が適度で、インク耐性のあ
る材料であれば、ポリウレタン、メラニンフォームなど
の多孔性部材でも、２次元、３次元状の繊維構造体ある
いは不織布材料などでもよい。形状は、円柱の他、楕円
柱や、スリット状、多角形状、星型、十字型など、種々
の形状のものを用いることができる。また、インク移動
体１１の材質は、例えば、ポリウレタンフォームを使用
することができる。このほか、インクとの毛細管力が適
度で、インク耐性のある材料であれば、メラニンフォー
ムなどの他の多孔性部材でも、１次元、２次元、３次元
状の繊維構造体あるいは不織布材料などでもよい。イン
ク誘導柱９とインク移動体１１は、同じ材質のものを用
いることもできるし、違う材質のものを用いることも可
能である。また、インク誘導柱９とインク移動体１１が
一体となっている構成も可能である。

【００２５】フィルタ５は、記録ヘッド６へのゴミ、異
物、インクの凝集素子、気泡の混入を防ぐ。フィルタ５
としては、例えば、濾過精度２０μｍのものを使用する
ことができる。このフィルタ５の濾過精度は、記録ヘッ
ド６中のインク流路径よりも、大きい異物をトラップす
るという考えから決定すればよい。また、メニスカス形
成部４とフィルタ５の濾過精度の関係は、常にメニスカ
ス形成部４の方が粗である必要がある。上述のように、
メニスカス形成部４の濾過精度は、７０μｍとすること
ができ、メニスカス形成部４の濾過精度＞フィルタ５の
濾過精度とすることができる。この関係となるように、
メニスカス形成部４とフィルタ５の濾過精度を設計する
ことにより、インク供給装置を横向きなどの状態で放置
した際に、インク漏れを防ぐことができる。すなわち、
この状態で外気温の上昇、または外気圧の減少が起こ
り、相対的にインク室２内部の負圧が小さくなったとき
には、インクのインク吸収体室１への移動が起こらない
ために、インクタンク内圧はかなり高くなってしまう。
しかし、常にメニスカス形成部４上のメニスカスの発生
する毛細管力が、フィルタ５または記録ヘッド６のノズ
ルの形成するメニスカスの発生する毛細管力よりも小さ
いために、膨張した空気はメニスカス形成部４上のメニ
スカスを破壊し、空気はインク吸収体室１へ移動するた
め、記録ヘッド６のノズルからインクが漏れることはな
い。

【００２６】次に、印字時のインク供給装置の動作につ
いて説明する。図４は、インクの消費の過程の説明図で
ある。まず、工場出荷時においては、図１に示すよう
に、インクタンク８には、インク吸収体室１の内容積の
８０％，インク室２の内容積の１００％がインク充填さ
れた状態となっている。使用開始時の状態としては、イ
ンク使用効率上の観点から、できる限りインクタンク内
にインクを満たすことが望ましいが、インク吸収体室の
インク吸収体によって、負圧を発生させるために、イン
ク吸収体室には、ある程度のインク未充填部分が必要で
ある。このときの記録ヘッドにおけるインク圧力は、イ
ンクをインク吸収体３の毛細管力で保持することにより
発生し、例えば、−２０ｍｍＨ₂Ｏとなっている。使用
前では、記録ヘッド６のノズル部および大気連通口１０
には気密シールが貼られて、パッケージングされる。

【００２７】印字が始まって、インク吸収体室１内のイ
ンクがあるうちは、インク吸収体室１内のインクが消費
され、大気連通口１０から徐々に空気がインク吸収体室
１内に広がっていく。さらにインクが消費されると、図
４（Ａ）に示すように、空気がメニスカス形成部４上に
到達する。しかし、メニスカス形成部４の濾過精度が、
インク吸収体３の濾過精度よりも細かいため、空気はメ
ニスカス形成部４上にトラップされ、空気のインク室２
への侵入は防止される。インク吸収体３にインクが残っ
ている間はそのインクがインク室２内に流れ、インク吸
収体３内のインク残量を少なくすることが可能である。

【００２８】さらに、インク吸収体室１内部のインク残
量が少なくなった際には、メニスカス形成部４上にイン
クと空気のメニスカスが形成される。インク水頭圧の減
少から、徐々に負圧が増大し、ある一定の負圧値がメニ
スカス形成部４に加わると、メニスカス形成部４に形成
されたメニスカスを通して、空気が細かな気泡となって
発生する。発生した気泡は、インク室２の内部に移動す
る。このときの、気泡発生圧力（バブルポイント圧）
は、メニスカス形成部４の濾過精度に依存するが、この
濾過精度を最適にすることによって、これ以後の記録ヘ
ッドへのインクの供給圧を一定に保つことができる。こ
のときの様子を図４（Ｂ）に示している。

【００２９】この状態から、インク室２の内部のインク
が完全になくなるまで、記録ヘッドへのインクの供給圧
はほぼ一定に保たれる。よって、インク供給装置の使用
開始からインクが完全になくなるまで、ほぼ一定のイン
クの供給圧を保つことができ、高効率のインク供給装置
を実現することができる。

【００３０】記録ヘッドにおけるインク圧力の変動は、
ノズルからのインクの噴射特性に影響を与えることとな
る。図５は、インク量に対する記録ヘッドにおけるイン
ク圧力の関係の説明図である。記録ヘッドにおけるイン
ク圧力の変動は、ノズルからのインクの噴射特性に影響
を与えることとなる。図５では、図１に示した本発明の
実施例のインク供給装置を用いて計測したインク量に対
する記録ヘッドにおけるインク静圧とインク動圧の変動
を太線および太い点線で示している。インク静圧とは、
印字を行なっていないときの圧力のことである。この圧
力は、インク吸収体またはメニスカス形成部の毛管力が
発生する圧力と、インクの液面からの水頭圧によって発
生する。また、インク動圧は、インクの流量と流路系の
流体抵抗によって発生する圧力損失と、インク静圧の和
であると考えることができる。図中のインク動圧の測定
は、ベタ印字時のものである。

【００３１】また、図５には、計測で用いた本発明の実
施例のインク供給装置と同寸法であり、従来のインク吸
収体を内容積全部に装填したインクタンクを使用して、
同様に計測した。このときのインク量に対するインク静
圧とインク動圧の変動を、比較のために細線および細い
点線で示した。

【００３２】図５を参照すると、流路系の流体抵抗によ
って発生する圧力損失、すなわち、実線と破線の差につ
いては、両者間に大きな差は認められないが、インク静
圧についてはかなり異なっている。まず、本発明の実施
例の方が、インクの初期充填量が多くなっているが、こ
れは、インクタンクにより多くのインクを充填できるた
めである。

【００３３】また、従来のインクタンクでは、インク残
量の減少にほぼ比例して、インク静圧が上昇してしまっ
ている。これは、インクのヘッド面からの水頭圧が減少
してしまうためである。しかし、本発明の実施例の場合
には、始めのうちは同じような傾きでインク静圧の上昇
が見られるが、吸収部材からインクが消費され、メニス
カス形成部から気泡が発生するようになると、インク静
圧は一定となる。このときのインク圧は次の式のように
表されると考えられる。Ｐhead＝Ｐair−４γｃｏｓθ／Ｄ＋ρ・ｇ・ｈ２ここで、Ｐheadは記録ヘッドにおける圧力、Ｐair は大
気圧、γはインクとメニスカス形成部との界面張力、θ
はぬれ角、Ｄはメニスカス形成部の空隙径、ρはインク
の密度、ｇは重力加速度、ｈ２はメニスカス形成部のイ
ンク液面から記録ヘッドまでの高さである。この式の１
項目と２項目は、大気圧と、メニスカス形成部によって
決まる。３項目のインクのヘッド面からの水頭圧も、高
さｈ２が一定となるために一定値となるので、インク静
圧は一定となる。その結果、インクの流量と流路系の流
体抵抗によって発生する圧力損失とインク静圧の和であ
るインク動圧も一定となって、使用可能インク量の多い
効率的なインク供給装置を実現している。

【００３４】この例では、記録ヘッドでの負圧値が、１
２５ｍｍＨ₂Ｏを超過すると、インクのリフィルが阻害
されて、ノズルから吐出されるインク滴量の減少を引き
起こし、かすれと呼ばれる印字画質の低下を起こすこと
が判明している。このことから、本発明の実施例では、
インク残量の変化に対して、インク圧は適正な範囲に保
たれており、インクを使いきるまで良好な印字が可能で
ある。

【００３５】ところで、周囲環境が変化し、影響を受け
る場合もある。例えば、外気圧が上昇するとき、または
外気温が下降する際には、インクタンク内部の負圧値は
相対的に大きくなる。このような場合には、インク吸収
体室１内にインクが存在するときには、インクのインク
室２内への移動が生じる。また、インク吸収体室内にイ
ンクがほとんど存在しないときには、メニスカス形成部
４を通って気泡が発生することにより、インク室２内の
負圧は一定の範囲に保たれる。

【００３６】外気圧が下降するとき、または外気温が上
昇する際には、インク室上部の空気層の体積が膨張する
ために、インクタンク内部の負圧値は相対的に小さくな
る。このような場合には、インクはインク室２から、イ
ンク誘導柱９を経由し、インク吸収体室１へ移動するこ
とにより、インク室２内の負圧値は一定の範囲に保たれ
る。

【００３７】このように、本発明のインク供給装置の一
実施例では、周囲環境が変化した場合であっても、イン
ク室２内の負圧を、ほぼ一定に保つことができる。

【００３８】次に、インクタンクが種々の姿勢で放置さ
れた場合を考える。まず、インク移動体が設けられてい
ない場合について説明する。図６は、インク移動体が設
けられていない場合のインク充満時におけるインクタン
クの状態の説明図、図７は、同じくインクが５０％程度
存在する場合のインクタンクの状態の説明図、図８は、
同じくインクが少量となった場合のインクタンクの状態
の説明図である。図中の符号は、図１と同様である。

【００３９】上述のように、初期状態において、インク
タンクには、インク吸収体室１の内容積の８０％、イン
ク室２の内容積の１００％がインクで充填された状態と
なっている。この状態においては、インク室２は、ほぼ
１００％インク充填されているために、いかなる姿勢に
おいても、インク誘導柱９およびメニスカス形成部４
は、インクと接触している。よって、図６（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示したような各姿勢にインクタンクを
置いても、インク吸収体３の毛細管力によってインクが
保持され、インク漏れなどの不都合は起こらない。ま
た、外気温の上昇、または外気圧の減少もしくは外気温
の下降、または外気圧の増大などの環境変動が生じた際
にも特に問題は起こらない。

【００４０】図７は、ある程度印字が行われ、例えば、
インクタンク内容積に対して、インク残量が５０％程度
となったときの、インク移動体が設けられていないイン
クタンクの各種姿勢を示している。通常の使用時、すな
わち、図４（Ｂ）に示すように、記録ヘッド面が鉛直下
向きの状態や、図７（Ａ）のような状態の時には、イン
ク誘導柱９、メニスカス形成部４はインクと接触してい
るために、環境変動が生じた際にも特に問題は起こらな
い。しかし、図７（Ｂ），（Ｃ）のような姿勢のとき、
インク誘導柱９及びメニスカス形成部４は、インク室２
内インクと接触しない状態となる。このような状態で
は、メニスカス形成部４は、インク誘導柱９からのイン
クの供給を受けないまま、大気と接するため、インクが
蒸発し、インクのメニスカスが破壊されて、インクタン
ク内の負圧が解除されてしまう場合がある。

【００４１】また、外気温の上昇、または外気圧の減少
が起こった時には、インクタンク内圧が相対的に高まり
負圧が減少する。そして、図７（Ｃ）の状態ではノズル
からのインクリーク、すなわち、インクの漏れが発生す
る。また、図７（Ｂ）の状態では、空気層の膨張によっ
てメニスカス形成部４上に形成されていたインクのメニ
スカスを破壊してしまうことがあり、そうなると、イン
クタンク内の負圧は解除されてしまう。

【００４２】さらに、図７（Ｂ），（Ｃ）のような姿勢
では、外気温の下降、または外気圧の増大が起こったと
きには、メニスカス形成部４から気泡が発生することに
よって、インクタンク内負圧の上昇をある程度までは防
ぐが、インク誘導柱９がインクと接触していないため
に、メニスカス形成部４上にインク供給がされにくくな
り、ひいてはメニスカス形成部４上に形成されていたイ
ンクのメニスカスの破壊を起こす場合がある。そうなる
とインクタンク内の負圧は解除されてしまう。

【００４３】図８は、インクタンク内容積に対してイン
ク残量がかなり少なくなった状態、例えば、２０％とな
ったときの各種のインクタンクの姿勢を示している。通
常の使用時のように、記録ヘッド面が鉛直下向きの状態
や、図８（Ａ）のような状態の時には、インク誘導柱９
及びメニスカス形成部４はインクと接触しているため
に、環境変動が生じた際にも特に問題は起こらない。し
かし、図７の場合と同様に、図８（Ｂ），（Ｃ）のよう
な姿勢の場合には、インク誘導柱９及びメニスカス形成
部４はインク室２内のインクと接触しない状態となり、
環境変動が生じた際に、最悪の場合、インク室２内の負
圧が解除されてしまうという問題が生じる。

【００４４】次に、インク移動体が設けられている場合
について説明する。図９は、インク移動体が設けられて
いる場合のインク充満時におけるインクタンクの状態の
説明図、図１０は、同じくインクが５０％程度存在する
場合のインクタンクの状態の説明図、図１１は、同じく
インクが少量となった場合のインクタンクの状態の説明
図である。図中の符号は、図１と同様である。

【００４５】インク移動体１１を設けることによって、
インクタンクがどのような姿勢に放置されても、常にイ
ンク室２内のインクはインク移動体１１、インク誘導柱
９を経由してメニスカス形成部４と流体連通されてい
る。そのため、どのような姿勢にあっても、環境変動が
生じた際にも、通常のヘッド面が鉛直下向きの状態と同
様な現象が起こり、特に問題は起こらない。

【００４６】図９に示すように、インクが充満されてい
る場合には、図６の場合と同様、インクタンクがどのよ
うな姿勢であっても問題はない。インクが消費され、例
えば、インク残量が５０％程度となった場合には、図１
０（Ｂ），（Ｃ）に示すように、インク誘導柱９及びメ
ニスカス形成部４は、インク室２内の空気にさらされる
ことがあるが、この場合には、インク移動体１１により
インクがインク誘導柱９に供給され、さらに、メニスカ
ス形成部４に供給される。そのため、周囲環境の変化に
より、インク室２内の空気が膨張し、負圧が減少したと
きには、膨張した空気の体積だけ、インク室２内のイン
クが、インク移動体１１、インク誘導柱９、メニスカス
形成部４を通してインク吸収体３に吸収される。これに
より、インク室２内の負圧が保たれる。その後、インク
室内の空気が収縮したり、または、インクジェット記録
装置に装着されて、インクが消費されると、インク吸収
体３に吸収されているインクがインク室２に移動して消
費されることになる。また、インク室２内の空気が収縮
し、負圧が増加したときには、通常のインク消費時と同
様に、メニスカス形成部４に形成されているインクのメ
ニスカスを通過して、空気がインク室２内に入り込み、
負圧が一定に保たれる。

【００４７】さらにインク残量が少ない場合にも、図１
１に示すように、図１０の場合と同様にして、インク室
２内のインクがインク移動体１１、インク誘導柱９によ
って、メニスカス形成部４に供給されるので、メニスカ
ス形成部４には常にメニスカスか形成された状態とな
り、負圧が一定に保たれる。

【００４８】このように、インク移動体１１を有する構
成では、インクタンクの姿勢によらず、常にメニスカス
形成部４をインクで濡れた状態に保持することができ、
インク室２内の負圧をほぼ一定に保持することが可能と
なる。

【００４９】図１に示したように、インク移動体１１を
インク室２の底面と１側面に配置しただけでは、図１１
に示したようにインク残量が少なくなった場合には、イ
ンクタンクの姿勢によっては、インク室２内のインクが
インク移動体１１に接触しなくなる可能性もある。たと
えば、図１１（Ｂ）の状態から右に傾けて行くと、イン
ク移動体１１にインクが触れなくなる可能性がある。そ
のため、インク移動体は、インクタンクの姿勢がどのよ
うな時にも、インク室２内のインクが常にインク移動体
１１の一部に接触するような形状および配置にする必要
がある。そのため、例えば、各面に配置したり、各コー
ナーに配置するなどの構成とすることができる。このほ
かの配置構成でももちろんよい。

【００５０】図１に示した実施例では、インク吸収体室
１の連通孔は、インク吸収体室１の底面に設けたが、こ
れに限らず、側面に設けることも可能である。例えば、
側面上部に設けることも可能であり、その場合には、大
気連通口１０は、インク吸収体室１の下部に設ける必要
がある。また、連通孔は１つに限らず、複数配置するこ
ともできる。さらに、インク吸収体室１とインク室２
は、横に並んでいる必要はなく、上下に重なった構造と
してもよい。

【００５１】上述の構成では、インクタンクと記録ヘッ
ドを一体として構成した例を示したが、これに限らず、
インクタンクと記録ヘッドを別体とした構成とすること
もできる。もちろん、記録装置に固定された構造にも適
用可能である。また、記録ヘッド６は、インク室２の直
下に設ける必要はなく、インク室２の側壁に記録ヘッド
６への連通路を設け、マニホールド７を介して任意の位
置に配置された記録ヘッドへインクを供給するように構
成することも可能である。

【００５２】上述の実施例では、メニスカス形成部４を
用いているが、これを用いずに、インク誘導柱９をイン
ク吸収体３に圧接する構成とすることもできる。この場
合には、メニスカス形成部４の働きをも、インク誘導柱
９が行なう。印字するにつれて、インク吸収体室１内の
インクが消費され、インク誘導柱９とインク吸収体との
接合面に空気が接触した状態となると、インク誘導柱９
の間隙径（密度）が、インク吸収体３よりも細かいため
に、空気はインク誘導柱９とインク吸収体との接合面に
トラップされたまま、インクの移動が続く。そして、さ
らにインクが消費されるにともなって、インク水頭圧の
減少から、徐々に負圧が増大し、ある一定の負圧値（イ
ンク誘導柱９の間隙径によって決定されるインクとのバ
ブルポイント圧）がインク誘導柱９に加わると、インク
誘導柱９を通して、空気が細かな気泡となって発生す
る。気泡発生後は、インク室内のインクがなくなるまで
は、インクタンク内の負圧は、ほぼ一定に保たれる。イ
ンクタンクの姿勢が変化した場合でも、インク移動体１
１との共働により、インク誘導柱９はインクで濡れた状
態となり、インク室２内の負圧を保つことができる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インク移動体を有しているので、インク供給
装置がどのような姿勢で放置され、周囲環境が変化して
も、インク室の負圧をほぼ一定に保ち、良好な印字品質
を確保するとともに、その取り扱いを容易にすることの
できるインク供給装置を提供することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク供給装置の一実施例を示す断
面図である。

【図２】インク吸収体室とインク室との連通部分の拡
大図である。

【図３】メニスカス形成部４に用いることのできる畳
綾織の金網の織り方の説明図である。

【図４】インクの消費の過程の説明図である。

【図５】インク量に対する記録ヘッドにおけるインク
圧力の関係の説明図である。

【図６】インク移動体が設けられていない場合のイン
ク充満時におけるインクタンクの状態の説明図である。

【図７】インク移動体が設けられていない場合のイン
クが５０％程度存在する場合のインクタンクの状態の説
明図である。

【図８】インク移動体が設けられていない場合のイン
クが少量となった場合のインクタンクの状態の説明図で
ある。

【図９】インク移動体が設けられている場合のインク
充満時におけるインクタンクの状態の説明図である。

【図１０】インク移動体が設けられている場合のイン
クが５０％程度存在する場合のインクタンクの状態の説
明図である。

【図１１】インク移動体が設けられている場合のイン
クが少量となった場合のインクタンクの状態の説明図で
ある。

【符号の説明】

１インク吸収体室、２インク室、３インク吸収
体、４メニスカス形成部、５フィルタ、６記録ヘ
ッド、７マニホールド、８インクタンク、９インク
誘導柱、１０大気連通口、１１インク移動体。

フロントページの続き (72)発明者藤村義彦神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (56)参考文献実開平６−79543（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドに連通接続されインクを記録
ヘッドへ供給するインク供給装置において、前記記録ヘ
ッドに連通しインクが収容されるインク室と、該インク
室に隣接して配置され前記インク室と連通孔により連通
しかつ上部側に大気連通口が開設されたインク吸収体室
と、該インク吸収体室の内部に配置されたインク吸収体
と、前記インク吸収体室の連通孔に設けられたメニスカ
ス形成部と、該メニスカス形成部のインク室側の面に接
し前記インク室内に延在するインク誘導部を有すること
を特徴とするインク供給装置。
【請求項２】前記インク誘導部は、前記インク室の内
壁に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に
記載のインク供給装置。
【請求項３】前記インク誘導部は、前記インク室内の
少なくとも１つのコーナーまで延在していることを特徴
とする請求項１に記載のインク供給装置。
【請求項４】前記インク誘導部は、前記インク室内の
インク中に浮遊することを特徴とする請求項１に記載の
インク供給装置。
【請求項５】前記インク誘導部は、前記インク吸収体
よりも高密度であることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項に記載のインク供給装置。
【請求項６】前記インク誘導部は、前記連通孔より断
面を小さく形成され、前記連通孔との間に間隙が設けら
れ、前記メニスカス形成部に前記インク誘導部と非接触
の領域が形成されていることを特徴とする請求項１乃至
５のいずれか１項に記載のインク供給装置。