JP3160587B2 - インクタンクユニット - 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、インクを吐出して
記録を行なうための記録ヘッドユニットに供給するイン
クを収納するためのインクタンクユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリなどの
機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワード
プロセッサなどを含む複合電子機器やワークステーショ
ンの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に
基づいて用紙やプラスチック薄板などの記録媒体に画像
を記録していくように構成されている。このような記録
装置は、記録方式によりインクジェット式、ワイヤドッ
ト式、サーマル式、レーザービーム式などに分けること
ができる。

【０００３】インクジェット式の記録装置（インクジェ
ット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から記録媒
体にインクを吐出して記録を行なうものであり、以下の
利点を有する。記録手段のコンパクト化が容易であり、
高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特
別の処理を必要とせずに記録することが可能であり、ラ
ンニングコストが低く、ノンインパクト方式であるため
に騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー
画像を記録するのが容易である等が挙げられる。

【０００４】中でも紙幅方向に多数の吐出口を配列した
ラインタイプの記録手段を使用するライン型の装置は、
記録の一層の高速化が可能である。

【０００５】特に熱エネルギーを利用してインクを吐出
するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、エ
ッチング、蒸着、スパッタリングなどの半導体製造プロ
セスを経て基板上に製膜された電気熱変換体、電極、液
路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路配
置（吐出口配置）を有するものを容易に製造することが
でき、一層のコンパクト化を図ることができる。

【０００６】インクジェット記録装置に使用されている
インク容器は、記録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ると
ともに、非記録時は、吐出口からのインク漏れなどがな
いことが要求される。

【０００７】また、そのインク容器が交換型である場合
には、インク容器の着脱がスムーズにでき、その際にイ
ンク漏れなどはなく、確実に記録ヘッドへインクを供給
できることが要求される。

【０００８】前述のインクジェット記録装置に使用され
るインク容器としては、特開昭６３−８７２４２号公報
に開示されている構成（以下第１従来例という）、すな
わちインク容器内に発泡材が配置された複数のインク射
出オリフィスを備えたインクジェット記録カートリッジ
がある。

【０００９】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
蔵するためのフォームの毛細管力による負圧の発生およ
びインクの保持（インク容器からのインク漏れ防止）が
可能である。

【００１０】また、特開平２−５２２号公報（以下第２
従来例という）には、１次インク貯蔵部と２次インク貯
蔵部との間、および２次インク貯蔵部とインクジェット
記録ヘッドとの間に多孔質部材を設けたインクジェット
記録カートリッジが開示されている。

【００１１】この発明においては、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
によりインクの収容量は第１従来例の構成を用いた場合
よりも増加している。また、２次インク貯蔵部を設ける
ことにより、温度上昇時や記録時などのインク分布及び
空気の流れを調整し、記録ヘッドへの負圧を安定化させ
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１従来例においては、インク収容部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、インクの使用効率が悪いという問題があった。そ
して、インクの残量検知が困難であるとともに、インク
消費期間中に負圧をほぼ一定にすることが困難であると
いう問題もあった。

【００１３】また、第１従来例に見られるように、イン
ク収容部内にフォームを挿入する形態をとるインクカー
トリッジにおいては、前記フォーム挿入時に、フォーム
の挿入方法によっては、フォームの角部などが捻れたり
して、フォーム全体の圧縮分布が均一にならず、インク
収容部におけるインクの分布が一部にかたよる状態にな
る可能性がある。

【００１４】この場合、負圧発生力の偏りによりインク
が十分収容されていてもインク流路が分断され、吐出不
良が生じたり、大気連通口付近にインクが集中すること
により、衝撃等を受けた場合にインク漏れが生じ易くな
る可能性もある。従って、インクカートリッジへのフォ
ーム挿入時には精度が要求され、製造上の制約が大きく
なる。

【００１５】一方、前記第２従来例においては、非記録
時においては、負圧発生部材がインク流路中に配置され
ていることから多孔質媒体内にはインクが充分含浸して
おり、多孔質媒体の毛細管力による負圧の発生が不十分
となり、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った。

【００１６】従って、本発明は、インクジェット記録装
置に供給するためのインクを収容するインクタンクユニ
ットにおけるインクの収容量を向上させるとともに、イ
ンクの使用効率を高めることを目的としている。

【００１７】また、本発明は、インクタンクユニットに
おけるインクジェットヘッドユニットへの背圧をほぼ一
定とするとともに均一に発生させ、さらに、インクタン
クユニットからインクジェットヘッドユニットへのイン
ク流路の形成を容易にして、インク供給性能を高水準で
維持することを目的とする。

【００１８】さらに、本発明は、インクジェットカート
リッジにおける吐出部や大気連通口部からのインク漏れ
防止の信頼性を向上させることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、インク保持体が圧縮された状態で収納
されるとともに、大気と連通する大気連通部と、インク
ジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給部
とを備えた、前記インクジェットヘッドに供給されるイ
ンクを貯留する直方体状の収納部を備えたインクタンク
ユニットにおいて、前記収納部の前記インク保持体の挿
入方向に沿った４つの内側稜線部が曲面で構成されてい
ることを特徴とするインクタンクユニットを提案するも
のである。

【００２０】また、前記インクタンクユニットは、前記
収納部に対して連通路を介して連通し、前記連通路を除
いて実質的に密閉とされたインクを直接貯留するインク
収納部をさらに備えているとともに、前記インク供給部
は前記インクタンクユニットの使用状態における底部に
配されていることを特徴とする前記インクタンクユニッ
トを提案するものである。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【作用】前述の構成を採用することにより、本発明のカ
ートリッジでは、負圧発生部材収容部内の稜角部にＲ１
〜Ｒ３の丸みを付けて４隅を曲面とすることで、負圧発
生部材挿入時に負圧発生部材の角部のめくれや捻れを抑
制することができ、インク収容部と負圧発生部材との間
に隙間が生じなくなり、上方の大気連通口付近までイン
クが流れることがなく、インク供給口付近のみにインク
が集中するため、インク漏れを未然に防ぐことができ
る。

【００２４】また、インクジェットカートリッジ内にお
けるインクを直接収容するインク収容部の体積を増加さ
せることができ、従って、インクの使用効率を向上させ
ることができる。また、インク連通部を介してインクを
供給するので、インクの供給が安定し、大気連通口から
のインク漏れも防止できる。

【００２５】

【実施例】以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で言う「負圧」とは、インクジェットヘッ
ドユニット（以下記録ヘッドユニットとも称す）へのイ
ンク供給方向に対する背圧であって、インクジェットヘ
ッドユニットに設けられるインク吐出部における水頭圧
を大気圧よりも低い状態とする。

【００２６】（実施例１）図１にインクジェット記録装
置のキャリッジに搭載可能な本発明のインクジェットカ
ートリッジの一実施態様を示す。図１（ａ）は、本発明
のインクジェットカートリッジの外観斜視図であり、図
１（ｂ）は、図１（ａ）に示したインクジェットカート
リッジから記録ヘッドユニットを取り外したインクタン
クユニットの一側面（本実施例では、インク貯留部であ
るインクタンクユニットの底面にあたる）を透視した透
視斜視図である。

【００２７】ここで、２００はインクを収容するための
インク貯留部であるインクタンクユニット（インクカー
トリッジ）であり、１００は吐出部１０１からインクを
吐出して記録を行うヘッドユニットである。

【００２８】なお、本発明においては、インクタンクユ
ニットとヘッドユニットが接続された状態のものをイン
クジェットカートリッジと称する。

【００２９】本実施例のインクジェットカートリッジ
は、図１（ａ）に示したように、通常はインクタンクユ
ニット２００と、ヘッドユニット１００とが接続され
て、インクジェット記録装置のキャリッジ（不図示）に
対して吐出口部１０１を下側にした状態で、着脱可能に
装着される。なお、本実施例のインクジェットカートリ
ッジにおいて、図１（ｂ）に示されたようにヘッドユニ
ット１００はインクタンクユニット２００に対し着脱可
能である。

【００３０】そして、１０２は、ヘッドユニット１００
のインク吐出部１０１を駆動するための信号などを受容
するとともにインク残量検知信号の出力を行なうための
配線コネクタであり、インクジェット記録装置側の配線
コネクタ（不図示）と接続されるものである。この配線
コネクタ１０２は、ヘッドユニット１００およびインク
タンクユニット２００の側面に沿って、すなわち後述す
るキャリッジ装着時の垂直方向に沿って設けられてい
る。

【００３１】また、１０３はインクジェットカートリッ
ジをインクジェット記録装置に装着した際に、キャリッ
ジ側に設けたピンと係合するようにヘッドユニット１０
０に設けられたピン係合部である。このピン係合部１０
３によりインクジェットヘッドユニット１００の位置決
めがなされる。

【００３２】インクジェットカートリッジのキャリッジ
への装着にあたっては、インクタンクユニット２００に
設けたつまみ２０１を把持することにより吐出部１０１
を下側にした状態を保ったままで、キャリッジ上の所定
の位置に配置することができる。従って、インクジェッ
トカートリッジを取り外す場合や交換する場合に、使用
者が誤ってインク吐出部に触れてしまうことによる、装
置等へのインクの飛散や付着、不吐出等を引き起こすこ
とはない。

【００３３】そして、１０４はインクジェットヘッドユ
ニット１００に設けられたインク吐出口部１０１の回復
のために設けられたヘッド側吸収体であるが、詳細は後
述する。

【００３４】インクタンクユニット２００は、負圧発生
室である負圧発生部材収容部２０３とインク収容部２０
４とから成り、負圧発生室には負圧発生部材である多孔
質のインク吸収体２０５が挿入されている。負圧発生部
材収容部２０３とインク収容部２０４との間には、イン
ク連通部２０６が設けられている。

【００３５】インク収容部２０４には電極ピン２０７が
一対設置されており、インク残量検知に用いられる。イ
ンク収容部２０４は、図１（ｂ）のＡ方向から見てＬ字
型をなすように仕切部２１５を設けることにより、全体
的に見て主走査方向に対して垂直な方向に沿ってインク
収容部と負圧発生部材収容部が隣接するように配される
構成となっている。

【００３６】インク収容部２０４の長手方向が、全体的
にインクジェットカートリッジがインク吐出時に移動す
る主走査方向に対して垂直になるように、仕切部で仕切
っているので、記録等のための主走査による内部のイン
クの揺動を抑えながら、インクタンクユニットの小型化
とインク容量の増加を同時に達成している。

【００３７】なお、本実施例では、インク収容部は、負
圧発生部材収容部に対して１．５倍以上の体積を有して
おり、従来のインク吸収体のみを用いてインクを収容す
るインク収容部の構成に比べてインク容器の収容部体積
に対するインク収容率を向上させることにより、インク
容量アップを実現している。

【００３８】次に、図２を用いて前述のインクジェット
カートリッジ内にインクが収容されている状態を説明す
る。図２（ａ）は、図１（ｂ）のユニットを図１（ｂ）
中のＢ方向から見た断面図である。また、図２（ｂ）は
図２（ａ）のユニットを吐出口側から見た透視断面図で
ある。

【００３９】図２（ａ）において、ヘッドユニットから
の吐出方向は図中下側であり、インクジェット記録装置
にインクジェットカートリッジが装着された場合には、
インク供給口２０９が下側にくることになる。このとき
に、負圧発生部材収容部内において、大気連通口２０８
とインク供給口２０９は、それぞれ上側と下側の面に対
向して位置するように設けられ、負圧発生部材であるイ
ンク吸収体２０５がその間に介在することになる。

【００４０】インク収容部２０４から負圧発生部材収容
部２０３へのインク供給は、ヘッドユニット側（不図
示）のインク消費による圧力の変化に応じて行われる。

【００４１】通常、負圧発生部材収容室内にインクがあ
るため、インク収容部２０４は密閉状態となり、インク
供給に伴って内部圧力は低下する。

【００４２】そして、インク消費に伴ってインク収容部
２０４内の圧力は低下していくが、負圧発生部材収容部
は大気に開放されているため、収容部内の気液界面が低
下することになり、最後にはインク連通部２０６を介し
て空気がインク収容部２０４内に入り、気液交換がなさ
れたことになる。

【００４３】ここで、インク連通部２０６の間隔は、小
さすぎるとメニスカス力が大きくなり、インク収容部か
ら負圧発生室へのインク供給ができなくなるので、この
間隔は負圧発生室に収容されるインク吸収体としての多
孔質部材の空孔径（実質上０．１ｍｍ）から３ｍｍ程度
が好ましい。本実施例では２ｍｍとした。

【００４４】また、図２に示したように、インク吐出を
行う場合にはインク供給口２０９が下側にくるので、イ
ンク連通部２０６とインク供給口２０９とのインク吐出
時の位置関係は、重力方向に対してインク供給口２０９
の方がインク連通部２０６より下になる。

【００４５】従って、負圧発生部内のインク消費に伴っ
て低下する負圧発生室内のインクレベルが、インク供給
口２０９の設けられている位置に達する前に、インク収
容部２０４内のインクがインク連通部２０６を介して負
圧発生部材収容部２０３に供給されるので、インク途切
れを引き起こすことはなく、インク収容部内のインクを
最後まで使用できるので、インクの使用効率も向上す
る。

【００４６】なお、前述したインク途切れの観点から考
慮すると、インク連通部はインク供給口に対して前述し
た位置関係にあればどこに設けても良いことになる。し
かし、インク収容部内でのインクの揺動を考えると、主
走査方向に対して直交する方向にインク収容部から負圧
発生部材収容部へインクを供給することが好ましい。本
実施例では、図２に示したように、主走査方向と平行を
なす仕切部の壁にインク連通部を設けることにより、イ
ンク収容部内のインクの揺動の影響を受けない、インク
供給の安定したより好ましい形態となっている。

【００４７】（実施例２）図３に本実施例に関わるイン
クタンクユニットの一例を示す。本実施例においては、
前述の実施例１に示した負圧発生部材収容部２０３内の
インク収容状態をより安定にする構成を提案する。

【００４８】本実施例では、図３に示したように、負圧
発生部材収容部２０３内の４つの隅部２１０にはそれぞ
れＲを設けて曲面としている。この曲面形状とすること
により、摩擦等によるインク吸収体２０５の稜角部のめ
くれや捻れが起こらず、局所変形した部分にインクの集
中が発生しないように四隅で吸収体が均一に圧接するよ
うになっている。

【００４９】従って、インク集中部においてインク流路
が形成される可能性をより低くできるので、安定したイ
ンク分布となり、より一層確実にインク供給口２０９付
近のみに集めることができる。

【００５０】さらに、大気連通口付近のインク吸収体は
インクに濡れていない状態となるので、インクに濡れて
いる場合に比べて濡れ性が低く（濡らし難く）なる。

【００５１】これにより、インク吸収体内のインクは大
気連通口に向かって移動し難く、インク漏れに対して非
常に強い構造となる。ゆえに、大気連通口付近の吸収体
２０５はバッファーとして使用することが可能となる。

【００５２】なお、本実施例において、四隅に曲率をつ
ける形状としたが、隅部の角をなくすために多角として
もめくれ等は防止できる。しかし、挿入精度や均一挿入
の点から見ると、Ｒを設ける形状が最も好ましい。

【００５３】（実施例３）図４にインクジェット記録装
置に搭載される本発明のインクジェットカートリッジに
用いられるインクタンクユニットの別の例の内部構造を
示す。図において前述の実施例１と同様の機能を有する
要素には同一の記号を付してある。

【００５４】図４（ａ）は、インク吐出方向に沿った内
部断面図であり、図４（ｂ）はインクジェットカートリ
ッジの主走査方向に沿った内部断面図である。ここで、
図４（ａ）は、図４（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図に該当
する。

【００５５】図４（ｂ）からわかる通り、このカートリ
ッジにおいては、仕切部２１５によってインクカートリ
ッジ搭載時の主走査方向に交差する方向に沿う負圧発生
部材収容部の両側にインク収容部を延在させ、インク収
容部をコの字型としている。本実施例においても前述の
実施例１と同様に、インク収容部から負圧発生部材収容
室へインク連通部２０６を介してインクを供給する方向
をインク収容部の長手方向とする構成にして、インク収
容量を大きくしている。

【００５６】上述したように主走査方向にインク収容部
の長手方向が直交するコの字型構造により、前述の実施
例１と同様に、主走査方向のカートリッジの移動による
インクの揺動が抑制される。本実施例では、インク連通
部２０６をコの字型の仕切部２１５の中央部、すなわち
仕切部２１５の主走査方向に沿った壁に設けることによ
り、より一層インクの揺動の影響を受けないようにして
いる。

【００５７】（実施例４）図５に本発明のインクジェッ
トカートリッジに用いられる他のインクタンクユニット
の内部構造を示す。図において前述の実施例と同様の機
能を有する要素には同一の記号を付してある。

【００５８】図５（ａ）はインク吐出方向に沿った内部
断面図であり、図５（ｂ）はインクジェットカートリッ
ジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【００５９】本実施例においては、図５（ａ）に示した
ように、負圧発生部材収容部２０３内の吸収体２０５が
２つの部分２０５−１および２０５−２に分かれてお
り、この２０５−１と２０５−２の間にメニスカスが形
成されるように、メニスカス発生部となる間隙２１３が
設けられている。

【００６０】この間隙部にインクが到達した際に、イン
クにメニスカスを形成させることにより、インク吸収体
２０５−２からインク吸収体２０５−１へのインクの移
動を困難にさせている。

【００６１】従って、本実施例の構成を採用すると、大
気連通口２０８からのインク漏れ防止の信頼性が向上す
ることになる。

【００６２】図６には、本実施例のインクジェットカー
トリッジにインクが入った場合を示す。この場合、減圧
時や高温維持時に、膨張したインクが２０５−２の全部
分を濡らしたとしても、メニスカス発生部２１３によっ
てインクが保持されるため、２０５−１の側にインクが
流れにくく、その結果大気連通口２０８からのインク漏
れが生じにくくなる。

【００６３】（実施例５）図７にインクジェット記録装
置に搭載される本発明のインクジェットカートリッジに
用いることのできる別のインクジェットユニットの内部
構造を示す。図において前述の実施例と同様の機能を有
する要素には同一の記号を付してある。

【００６４】図７（ａ）は、インク吐出方向に沿った内
部断面図であり、図７（ｂ）はインクジェットカートリ
ッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【００６５】本実施例においては、図７（ａ）に示した
ように、実施例４の場合と同様に負圧発生部材収容部２
０３内に２分された吸収体２０５−３および２０５−４
を設けている。前述の実施例４と異なるのは、負圧発生
部材収容室内に負圧発生手段としてのインク吸収体２０
５−４に隣接して大気連通口２０８に連通するバッファ
ー室２１１が設けられていることである。

【００６６】このバッファー室は、リブ２１４により負
圧発生部材収容室内に確保され、前述した環境変化等に
よりインク吸収体から溢れたインクを収容し、大気連通
口部分にインクが到達するのを妨げる働きを示す。

【００６７】さらに、本実施例ではインク吸収体２０５
−３を２本の吸収体止めリブ２１４の間に配置すること
により、バッファ室内に溢れたインクが直接大気連通口
２０８に到達することのない構成としている。

【００６８】本実施例においては、このバッファー室に
よりインク漏れ防止の信頼性を向上させている。

【００６９】前述した実施例１から実施例５において
は、インクの使用効率の向上と適正な負圧力の発生とを
同時に達成するために、記録ヘッドと連絡するためのイ
ンク供給口部を持ち、負圧発生部材（インク吸収体）を
収容した負圧発生部材収容部（インク吸収体収容部）
と、その吸収体収容部に隣接してその底部でインク連通
部を介して連通しているインク収容部とからなるインク
タンクユニットを提案した。

【００７０】上記の構成におけるインク収容部から負圧
発生部材収容部へのインク供給は、負圧発生部内のイン
ク消費に伴って、少なくとも仕切り部２１５近傍のイン
クレベルが低下して、仕切り部２１５のインク連通部２
０６にまで下がったときに、インク収容部２０４内のイ
ンクがインク連通部２０６を介して負圧発生部材収容部
２０３に供給されるという工程によりなされる。

【００７１】負圧発生部材収容部におけるインクレベル
は、インク収容部に連通するインク連通部が仕切り部２
１５の底部にあるため必ず低下する。しかし、負圧発生
部材収容部内に収容されているインク吸収体の圧縮状態
は、実際には均一になり難く、インクレベルの低下が一
様であるとは限らない。

【００７２】一方、負圧発生部材はインクを保持する機
能を有しているので、インク収容部からインクが供給さ
れると、負圧発生部材収容室内のインクレベルは再び上
昇する。従って、負圧発生部材収容部内のインク供給口
２０９より上部に保持されるインクの量は常に一定とは
ならない可能性がある。

【００７３】前述したインク吸収体が生じさせる負圧
は、負圧発生部材収容部内のインクの自重にも影響を受
ける可能性がある。特に、前述の実施例に示したよう
に、記録ヘッドに連絡するためのインク供給口部２０９
を負圧発生部材収容部の底部に設けた場合においては、
前述したインクの量の変化は負圧の変化を引き起こすこ
とになる。

【００７４】この場合、両収容部間のインク連通部の間
隙を大きくすることによりインクレベルを調整すること
はできない。なぜならば、間隙を大きくすることによ
り、インク連通部におけるインクのメニスカスの形成が
できなくなり、過度に吸収体収容部側にインクが供給さ
れ、吸収体内の負圧が極端に下がることにより、インク
漏れの可能性が生じてしまうおそれがあるからである。

【００７５】以下の実施例においては、この負圧の安定
性をより向上させるための構成を提案する。

【００７６】（実施例６）図８は、本実施例に関わるイ
ンクジェットカートリッジの特徴を最も良く表す図であ
り、図において前述の実施例と同様の機能を有する要素
には同一の記号を付してある。

【００７７】図８（ａ）は、インクジェットヘッドユニ
ットが接続されたインクタンクユニットのインク吐出方
向に沿った内部断面図である。そして、図８（ｂ）はイ
ンクジェットカートリッジの主走査方向に沿った内部断
面図である。

【００７８】ここで、１０５はインクジェットヘッドユ
ニット内にインクを導入するためのインク連通部材であ
り、１０６はインク連通部材１０５の端部に設けられ、
インクジェットヘッド側への微細なゴミの流入を防止す
るフィルターである。

【００７９】また、図８及び図９において、ａはインク
吸収体収容部高さであり、ｈはインク連通部材端部に配
されたフィルター面を基準とした溝部頂部の高さを表わ
す。

【００８０】本実施例と前述の実施例１とが異なるの
は、仕切部である隔壁２１５の負圧発生部材収容部側の
下部、すなわち一端がインク連通部２０６に連通するよ
うにインク連通部の上部に幅広の溝部２１６が設けられ
ていることである。この溝部２１６を設けることによ
り、インク消費に伴う気液交換時に、インク収容部への
空気の侵入路を容易に確保することができる。

【００８１】ここで、溝部のインク連通部に導かれる端
部と反対側の端部を介して、気液交換が行なわれる。本
実施例では、気液交換側の端部の溝部の深さをインク連
通部から離間するにつれて浅くなる構成としている。こ
れにより、溝部への空気の導入を容易にしている。

【００８２】また、本実施例において、負圧発生部材収
容部内の負圧の状態は、図８に示されたように、負圧発
生部材であるインク吸収体２０５の負圧発生力（毛細管
力）とインク供給口部２０９から上部にあるインク吸収
体２０５内のインク保持量によって決定される。

【００８３】この場合の、負圧発生部材収容部内の負圧
発生力は、記録ヘッド吐出口からのインク漏れを防止す
るために、インク供給口面と、記録ヘッド吐出口面との
間の距離をＤ1ｍｍとすると、インク供給口におけるイ
ンク供給方向とは逆の方向にＤ1ｍｍＡｑ以上の背圧と
なるように設定される。

【００８４】一方、負圧発生力の上限の値は、インク供
給におけるインク切れや、不十分な供給のための印字の
濃度の低下を考慮して決定されなければならない。本実
施例においては、Ｄ1＝２０ｍｍであり、このとき負圧
発生部材収容部内の負圧発生力は、２０ｍｍＡｑから４
０ｍｍＡｑの範囲に設定される。

【００８５】この負圧発生部材収容部内の負圧の制御の
手段として、本実施例では前述した気液交換溝部２１６
の高さｈを調整する方法を採用している。この溝部の高
さを変化させることにより、負圧発生部材収容部内の気
液境界面の位置を調整し、負圧の安定化を実現できる。

【００８６】本実施例の溝部とフィルター面との位置関
係は、図８に示したように、インク供給口のフィルター
面とインク連通部の上部にあたる隔壁端部との負圧発生
室底部からの距離が一致した状態である。

【００８７】そして、フィルター面を基準とした溝部頂
部までの距離ｈを５ｍｍに設定し、インク収容部から吸
収体収容部における残インクの気液界面（インクレベ
ル）が、吸収体収容部内のそのフィルター面を基準とし
て、約５ｍｍ以内の位置に維持されるようにしている。
そして、気液界面の位置前述の約５ｍｍ以内とすること
で、負圧を前述の条件範囲内に納めている。なお、本実
施例において負圧発生部材収容部内の高さａは４８ｍｍ
である。

【００８８】従って、本実施例において提案した溝部を
設ける構成を採ることにより、インク連通部におけるイ
ンク収容部から負圧部材収容部へのインク供給を安定に
維持しつつ、負圧発生部材収容部内のインクレベル（気
液界面）もほぼ一定に保つことができる。これにより、
負圧発生部材収容部内に収容されるインクの量もほぼ一
定となるので、インク供給、延いては記録品位に影響を
与える負圧の変動を抑えることができる。

【００８９】また、前述したように、本実施例において
インク連通部材端部のフィルター面が負圧発生室の底面
より突出させる構成となっているのは、インク吸収体の
インク供給口近傍を圧縮させ、インクを集中させて、イ
ンクジェットヘッドユニット側へのインク供給性をより
高めるためである。

【００９０】なお、溝部の高さは最低でもフィルター面
よりも高い位置に設定され、より好ましくは、フィルタ
ー面より１ｍｍ高い位置、さらに好ましくは２ｍｍ高い
位置とする。

【００９１】なぜなら、インク吸収体の挿入状態に起因
するインク吸収体の圧縮分布の不均一等を考慮すると、
インクレベルが負圧発生部材収容室内で局所的な高低を
生じる可能性があり、インク途切れ等を生じるおそれが
あるからである。

【００９２】従って、本実施例において提案した溝部を
インク連通部の上部に設けることにより、インク使い切
りとなるまで、インク収容部から吸収体収容部へインク
を供給している時の吸収体収容部内のインクレベルが適
切な位置に保持されるため、吸収体内の静負圧がより一
層安定した状態で発生するようになる。

【００９３】（実施例７）前述した実施例１の構成にお
いては、インク消費に伴ってインクレベルが変動する可
能性があることは先に述べた。インク収容部の底面と吸
収体収容部の底面が同一面であり、インク供給口を負圧
発生部材収容部の底面に設けた実施例１のような場合に
は、インクレベルの変動は、前述の負圧の変動を招くだ
けでなく、インク収容部から吸収体収容部へのインク供
給時に、吸収体内のインク流路を分断する可能性があ
る。

【００９４】この場合、前述したように両収容部間のイ
ンク連通部の間隙を大きくすることにより改善すること
はできないので、本実施例では以下の構成を採用し、よ
り一層インク供給の安定化を実現した。

【００９５】本実施例の構成を図１０に示す。図におい
て前述の実施例と同様の機能を有する要素には同一の記
号を付してある。

【００９６】図１０（ａ）は、インク吐出方向に沿った
内部断面図であり、図１０（ｂ）はインクジェットカー
トリッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【００９７】図１０（ｂ）に示されたように、負圧発生
部材収容部の底部に凹部２１７を設け、インクジェット
カートリッジ装着時に、インク収容部の底部よりも負圧
発生部材収容部の底部が低くする構成とする。この凹部
２１７は、図１０（ａ）に示されたように、インク連通
部２０６の近傍から、インク供給口２０９の近傍に至る
までの領域に、深さｂとなるように設けられている。

【００９８】この凹部を設けることにより、インク連通
部における気液交換時のメニスカス形成を妨げることな
く、負圧発生部材収容部内のインク流路を高さ方向で確
保することができる。

【００９９】なお、凹部の深さｂは、インク流路の形成
幅を左右するので、ｂの値が大きいほど効果があり、イ
ンク切れ防止の信頼性が高くなる。

【０１００】また、本実施例の構成に前述の実施例６に
おいて示した溝部を仕切壁に設ける構成を加えた場合に
は、負圧の安定発生やインク流路の確保がより確実とな
り、より一層インクの供給性が安定する。

【０１０１】（実施例８）図１１に、本発明のインクジ
ェットカートリッジを搭載したインクジェット記録装置
の一例を示す。

【０１０２】図中Ｃは前述した本発明のインクジェット
カートリッジであり、２はインクジェットカートリッジ
を搭載してその移動を行なうためのキャリッジである。

【０１０３】ここで、キャリッジ２はガイド軸１１と摺
動可能に係合し、キャリッジ２の一部はモータによって
駆動されるベルト４２と接続している。これによりキャ
リッジ２はガイド軸１１に沿った移動が可能となり、イ
ンクジェットカートリッジＣによる記録領域およびその
隣接した領域の移動が可能となる。

【０１０４】１５、１６はモータ駆動の送りローラであ
る。これらの構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向
する位置へ記録媒体１０が供給され、記録が進行するに
つれてローラ１７、１８を配した排紙部へと送られる。

【０１０５】本実施例においては、記録媒体１０を前記
送りローラによって搬送方向（副走査方向）に沿って搬
送し、記録媒体１０を所定の記録位置にセットした後、
記録媒体１０に沿って移動するキャリッジ２上に搭載し
たインクジェットカートリッジＣによって画像を記録
（主走査）し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙
送り（ピッチ搬送）を行ない、その後に次の行の画像を
記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、
記録媒体全体の画像記録が行なわれる。

【０１０６】４０１はワイピング部材としてのブレード
であり、その一端はブレード保持部材によって保持され
て固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレード
４０１は、記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に
配設され、また、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中
に突出した形態で保持される。

【０１０７】３００はキャップであり、ブレード４０１
に隣接するように、キャリッジのホームポジションに配
設され、記録ヘッドの移動方向と垂直をなす方向に前後
動して吐出口面と当接し、キャッピングを行なう構成を
備える。さらに、４０３はブレード４０１に隣接して設
けられる吸収体であり、ブレード４０１と同様、記録ヘ
ッドの移動経路中に突出した形態で保持される。

【０１０８】上記ブレード４０１、キャップ３００、吸
収体４０３によって吐出口回復部５００が構成され、ブ
レード４０１および吸収体４０３によってインク吐出口
面に付着したインク、塵埃などの除去が行なわれる。

【０１０９】上記構成において、インクジェットカート
リッジＣが記録終了後にホームポジションに戻る際、記
録ヘッドの吐出口回復部５００のキャップ３００はイン
クジェットカートリッジＣの移動経路から退避している
が、ブレード４０１は移動形路中に突出している。この
結果、インクジェットカートリッジＣの吐出面は、突出
したブレード４０１によりワイピングされる。

【０１１０】また、キャップ３００がインクジェットカ
ートリッジの吐出面に当接してキャッピングを行なう場
合、キャップ３００はカートリッジの移動経路中に突出
するように移動する。カートリッジＣがホームポジショ
ンから記録開始位置へ移動する場合、キャップ３００お
よびブレード４０１は上述したワイピング時と同一の位
置にある。この結果、この記録開始前の移動においても
カートリッジＣの吐出口面はワイピングされる。

【０１１１】上記の記録ヘッドの吐出口部のブレードに
よる回復は、記録開始前や記録終了後のキャリッジの移
動時ばかりではなく、記録中においても、所定の時間間
隔で行なわれる。

【０１１２】なお、このブレード４０１に回復時に付着
したインク等は、前述したヘッド側インク吸収体１０４
（図１参照）により回収可能である。

【０１１３】上述の記録装置等に本発明のインクジェッ
トカートリッジ用いた場合、本発明では、インク充填率
を向上させることによりインクタンクユニットのインク
収容量を増加させているため、キャリッジに装填した際
に取る姿勢において、インクジェットカートリッジの高
さＨがインク収容量増加に伴って高くなることはない。

【０１１４】また、本発明は多孔質部材等をインク収容
部に配する構成ではないので、厚みを薄形化することが
でき、図１１に示したようにカラー記録装置などの複数
のインクジェットカートリッジを並べて配置する場合に
は、キャリッジを小さく構成することができる。

【０１１５】本実施例では、特にインクジェット記録方
式の中でも、熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成
し、記録を行なうインクジェット記録方式の記録ヘッ
ド、記録装置を用いたが、その他の構成により液滴を飛
翔させるものにも好適に用いられる。

【０１１６】なお、熱エネルギーを利用するインクジェ
ット方式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４７４０７９６
号明細書に開示されており、本発明はこれらの基本的な
原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方式は所
謂オンデマンド型、コンティニュアンス型のいずれにも
適用可能である。

【０１１７】この記録方式を簡単に説明すると、液体
（インク）が保持されている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液体（イン
ク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるような急
速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、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を生じさせる。

【０１１８】このように液体（インク）から電気熱変換
体に付与する駆動信号に一対一対応した気泡を形成でき
るため、特にオンデマンド型の記録法には有効である。
この気泡の成長、収縮により吐出孔を介して液体（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
長収縮が行なわれるので、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。

【０１１９】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４３４５２６２号明
細書に記載されているようなものをが適している。な
お、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、さらに優れた記録を行なうことができる。

【０１２０】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孔、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路または直角液流
路）の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国
特許第４４５９６００号明細書に開示されているよう
に、熱作用部が屈曲する領域に配置された構成を持つも
のも本発明に含まれる。

【０１２１】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孔とする構成を開
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
構成においても本発明は有効である。

【０１２２】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色などの主流色のみを記録するモードだけではなく、記
録ヘッドを一体的に構成したものか、複数個を組み合わ
せて構成したものかのいずれでも良いが、異なる色の複
色カラーまたは、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。

【０１２３】

【０１２４】

【０１２５】

【０１２６】

【発明の効果】 本 発明のインクタンクユニットを用いた
カートリッジでは、負圧発生部材収容部内の稜角部にＲ
１〜Ｒ３の丸みを付けて４隅を曲面とすることで、負圧
発生部材挿入時に負圧発生部材の角部のめくれや捻れを
抑制することができ、インク収容部と負圧発生部材との
間に隙間が生じなくなり、上方の大気連通口付近までイ
ンクが流れることがなく、インク供給口付近のみにイン
クが集中するため、インク漏れを未然に防ぐことができ
る。

【０１２７】

【０１２８】

【０１２９】以上説明したように、本発明によりインク
収容量が多く、インク漏れおよびインク切れ防止の信頼
性の高いインクジェットヘッドカートリッジが提供さ
れ、良好な印刷を長時間行なうことのできるインクジェ
ット記録装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットカートリッジの１実施
態様の図であり、（ａ）は概観斜視図、（ｂ）は（ａ）
の透視斜視図である。

【図２】図１（ｂ）のユニットの断面図であり、図２
（ａ）は、図１（ｂ）のユニットを図１（ｂ）中のＢ方
向から見た断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のユ
ニットを吐出口側から見た透視断面図である。

【図３】本発明の実施例２に関わるインクタンクユニッ
トを示す図である。

【図４】本発明の実施例３に関わるインクジェットカー
トリッジを示す図であり、（ａ）は、インク吐出方向に
沿った内部断面図であり、（ｂ）はインクジェットカー
トリッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【図５】本発明の実施例４に関わるインクジェットカー
トリッジを示す図であり、（ａ）は、インク吐出方向に
沿った内部断面図であり、（ｂ）はインクジェットカー
トリッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【図６】図５のインクカートリッジにおいてインクが保
持された状態を示す図である。

【図７】本発明の実施例５に関わるインクジェットカー
トリッジを示す図であり、（ａ）は、インク吐出方向に
沿った内部断面図であり、（ｂ）はインクジェットカー
トリッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【図８】本発明の実施例６に関わるインクジェットカー
トリッジを示す図であり、（ａ）は、インク吐出方向に
沿った内部断面図であり、（ｂ）はインクジェットカー
トリッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【図９】図８の一部を拡大した概観斜視図である。

【図１０】本発明の実施例７に関わるインクジェットカ
ートリッジを示す図であり、（ａ）は、インク吐出方向
に沿った内部断面図であり、（ｂ）はインクジェットカ
ートリッジの主走査方向に沿った内部断面図である。

【図１１】本発明のインクジェットカートリッジを用い
ることのできるインクジェット装置の一例である。

【符号の説明】

２ キャリッジ １０ 記録媒体 １１ ガイド軸 １５、１６ 送りローラ １７、１８ ローラ ４２ ベルト １００ ヘッドユニット １０１ 吐出部 １０２ 配線コネクタ １０３ ピン係合部 １０４ ヘッド側吸収体 １０５ インク連通部材 １０６ フィルター ２００ インクタンクユニット ２０１ つまみ ２０３ 負圧発生部材収容部 ２０４ インク収容部 ２０５ インク吸収体（負圧発生部材） ２０６ インク連通部 ２０７ 電極ピン ２０８ 大気連通口 ２０９ インク供給口 ２１０ 隅部 ２１１ バッファー室 ２１２ インク ２１３ メニスカス発生部 ２１４ 吸収体止めリブ ２１５ 仕切部（隔壁） ２１６ 溝部 ２１７ 凹部 ３００ キャップ ４０１ ブレード ４０３ 吸収体 ５００ 吐出口回復部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−357046（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−131642（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク保持体が圧縮された状態で収納さ
   れるとともに、大気と連通する大気連通部と、インクジ
   ェットヘッドにインクを供給するためのインク供給部と
   を備えた、前記インクジェットヘッドに供給されるイン
   クを貯留する直方体状の収納部を備えたインクタンクユ
   ニットにおいて、 前記収納部の前記インク保持体の挿入方向に沿った４つ
   の内側稜線部が曲面で構成されていることを特徴とする
   インクタンクユニット。
2. 【請求項２】 前記インクタンクユニットは、前記収納
   部に対して連通路を介して連通し、前記連通路を除いて
   実質的に密閉とされたインクを直接貯留するインク収納
   部をさらに備えているとともに、前記インク供給部は前
   記インクタンクユニットの使用状態における底部に配さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のインクタン
   クユニット。