JP3209992B2 - インク供給容器ならびにインクジェット記録ヘッド - 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、液体インクを用い
て記録を行う各記録装置に適用できるインク供給容器お
よびこのインク供給容器が組み込まれたインクジェット
記録ヘッドに関し、複写機，ファクシミリ、あるいはプ
リンタ，複合機器に用いて好適なものである。

【０００２】特に本発明は、異なる吸液部材を用いてイ
ンク供給を安定して行うためのインク供給手段に対し
て、特に有効な発明である。

【０００３】

【従来の技術】従来のインク供給容器としては、米国特
許第4,095,237 号明細書および同第4,306,245 号明細書
に開示されているように、インク供給容器の内部全体あ
るいはその一部に吸液部材を設けるものが知られてい
る。このうち、後者は、インクジェットヘッドに連通す
るインク供給管の端部を多孔質弾性体で包囲している形
状のために、インク供給性がかなり優れ、容器内へ補充
されてくる空気の影響を防止する効果がある点で実用的
である。

【０００４】他方、密閉容器内に色材(color) を貯蔵す
る材料を充填している構成図を開示するものとしては、
米国特許第4,164,744 号明細書がある。これは、プリン
トペンに関するものであるため、インクジェット記録の
ようにインク消費に応じて侵入してくる空気の問題認識
が全くない。

【０００５】また、複数のインク吸収体を用いた例を開
示する米国特許第3,967,286 号明細書は、記録ヘッドと
共に移動するインクタンク内に設けられたインク吸収体
と、このインク吸収体に当接するウイック(wick)を開示
している。しかし、この発明は、インク吸収体自体を大
気に解放した際の空気の侵入に対しての問題認識がな
い。

【０００６】さらに、インク収結部の共通液室あるいは
／かつインクタンク内に多孔室体を設けることを開示す
る米国特許第4,368,478 号明細書には、気泡によりイン
ク供給部の多孔質体が封止されることを防止するため、
インク供給方向に関して該多孔質体より上流側に位置さ
せたファイバーをインク中に浮遊させることが開示され
ている。しかし、この発明は、インク供給管内を気泡が
通過したものを考慮するものであり、記録ヘッド自体へ
の気泡の混入を防止するものではない。これは、この発
明が気泡の混入がどのように生じるかを解明していない
ためであり、この発明では、気泡は侵入すると、即座に
インク供給容器から記録ヘッド内に誘導されてしまうも
のである。また、ファイバーやフィラーは容器内に浮遊
しているため内壁に固着したりする問題や、吐出口数が
増加した場合、さらには高速駆動した場合のインク供給
不良の問題が発生してしまう。

【０００７】このように、公知の技術においては、一般
的に10個以上の吐出口を駆動する記録ヘッドや、５kHz
以上での駆動周波数に対して、十分なインク供給を確保
できるインク供給容器は知られていない。

【０００８】先行して出願されている発明（欧州特許出
願90310167.3/1990)では、この従来技術に鑑みて、イン
ク供給容器内へインク供給に伴って大気が侵入する状態
をインク供給性に影響のないものに調整できる容器内壁
構造や、インク供給管の端部位置に関する発明を提供し
ている。この背景技術は、侵入してきた大気がインク供
給管端部に集中する時期を大幅に遅らせることを達成し
ているもので、実用的かつ優れたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この背景技
術と同様に、インク消費に伴う大気の侵入の問題を解決
するものであり、この背景技術とは別の観点から発明さ
れたものである。

【００１０】すなわち、本発明はインク供給容器内に１
種類のポーラスなインク吸収部材を単体で用いている以
上は、上記大気の該部材の内部や該部材と容器内壁面と
の間を伝わって大気がインク出口部（インク供給容器か
ら見て）に集中する時期を遅らせることには限界があ
り、インク残量の減少化にも限界があることに着眼した
のである。

【００１１】本発明は、この新規な着眼点に鑑みてなさ
れたもので、異なる吸液部材の使用によって、インク容
器内壁面を伝わって侵入してくる空気の移動を阻止また
は大幅に遅らせて、インク供給可能期間の増加を達成す
ることを主たる目的とする。本発明の他の目的は、複数
の吸液部材を、インクジェット記録ヘッドへインク供給
するのにより適した相対的構成関係とすることで、上記
侵入空気を記録ヘッド側から見て確実に排除でき、良好
な記録を行えるインクジェット記録ヘッドを提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
記録に用いられるインクを貯留してこれをヘッド部へ供
給するインク供給部と、内部を大気に連通させる大気連
通部とを有するインク供給容器であって、前記インク供
給部側に配される第１吸液部材と、この第１吸液部材に
一面のみ接して前記大気連通部側に配される第２吸液部
材とが内部に収容され、前記第１吸液部材は、繊維の集
合体であって個々の繊維の方向が揃えられ、この方向に
対して交差する方向に圧縮されており、前記第２吸液部
材との前記接触面において前記繊維の方向がこの接触面
に沿っていることを特徴とするものである。

【００１３】この場合、第１吸液部材の毛管作用力は、
第２吸液部材の毛管作用力よりも大きいことが好まし
い。

【００１４】本発明の第４の形態は、インクを吐出する
多数の吐出部と、これら吐出部へインクを供給する共通
液室と、この共通液室にインクを導くインク導入部材と
を有する記録ヘッド部と、この記録ヘッド部と連結さ
れ、当該記録ヘッド部に供給されて記録に用いられるイ
ンクを貯留する容器本体と、この容器本体の内部に貯留
される前記インクを前記記録ヘッド部に供給するために
前記インク導入部材と連結されるインク供給部と、前記
容器本体の内部を大気に連通させる大気連通部と、前記
容器本体の内部に収容されてインクを保持する吸液部材
とを有するインク供給容器部とを具え、記録装置に対し
て着脱可能なインクジェット記録ヘッドであって、前記
吸液部材は、前記インク供給部側に配される第１吸液部
材と、この第１吸液部材に一面のみ接して前記大気連通
部側に配される第２吸液部材とを有し、前記第１吸液部
材は、繊維の集合体であって個々の繊維の方向が揃えら
れ、この方向に対して交差する方向に圧縮されており、
前記第２吸液部材との前記接触面において前記繊維の方
向がこの接触面に沿っていることを特徴とするものであ
る。

【００１５】この場合、繊維の集合体の毛管作用力は、
多孔質体の毛管作用力よりも大きいことが好ましい。

【００１６】また、インク導入部材の一端部にはフィル
タが配されており、第１吸液部材を構成する繊維の集合
体の方向性は、インク導入部材の端部に向かうものであ
って、繊維の集合体の一端部の端面とインク導入部材の
フィルタとが接していることが好ましい。

【００１７】さらに、記録ヘッド部は、多数の吐出部と
して１０個以上の吐出口とこれら吐出口それぞれに対し
て熱エネルギで膜沸騰による気泡を形成するための電気
熱変換体とを有し、それぞれ５kHz 以上の周波数で駆動
可能であることが好ましい。

【００１８】

【作用】本発明においては、第２吸液部材中に気泡が発
生しても、この気泡は同一方向に束ねられた繊維体から
なる第１吸液部材により供給口の部分から遠ざけられ
る。従って、供給口の近傍に気泡がたまることがないの
で、気泡によりインクの供給が中断することがなく、常
に安定したインクの供給が行われる。

【００１９】また、本発明においては第１吸液部材を多
数の繊維を揃えたものとし、第２吸液部材との接触状態
を構成するのに第１吸液部材の繊維の方向を接触面に沿
わせているため、インクの消費に伴って第２吸液部材か
ら第１吸液部材への気体の移動が遅れ、気泡や気体存在
によるインク供給不良の発生が防止されるか、大幅に遅
れることとなる。従って、保持したインク量に対するイ
ンク消費割合が効率よく向上する。

【００２０】本発明においては、インク供給に対して負
圧を司る第１吸液部材は、インクジェット記録ヘッドの
インク導入部材に対して繊維の集合体の繊維端をインク
供給部となるようにしていることから、繊維の並びに沿
ったインクの流れが形成され、安定した負圧形成と、ス
ムーズなインク供給の安定化とがを達成される。これに
より、インクジェット記録ヘッドの高周波数応答性に充
分対応可能なインク供給性が確保される。

【００２１】本発明においては、繊維の集合体の端面に
対して、インクジェット記録ヘッド側のインク導入部材
の端部、つまりインク供給管の端部に配したフィルタと
接触させていることで、インク供給管の開口近傍に移動
してきた気泡は繊維体によりインク供給管の開口から遠
ざけられると共に、もしインク導入部材に気泡が到達し
てもフィルタによって気泡が捕捉されるため、気泡によ
るインク断絶層の形成が確実に防止され、インクの供給
が安定して行われる。

【００２２】さらに本発明においては、大気連通状態で
インクの供給がなされる際に、容器本体に収容されてい
る第１吸液部材を繊維の集合体としてこれら繊維の方向
を揃え、これら繊維の方向がインクの供給を受ける部分
ではインク供給方向に沿った方向であるのに対し、イン
クジェット記録ヘッドにインクを送給する部分ではこの
送給方向に交差する方向とすることで、繊維の隙間に気
泡が拘束され、繊維の方向に関して気泡よりもインクの
方が案内され易いため、インク供給不良が発生せず、イ
ンク供給が確実となる。

【００２３】また、繊維中に入り込んだ気泡は、繊維の
端部に押しやられることになるため、インクジェット記
録ヘッドのインク供給管を繊維の配列方向に対して交差
するように接続させ、インクの供給を繊維の配列方向と
交差する方向とすることによって、インクジェット記録
ヘッドには気泡が送給されず、従ってインクジェット記
録ヘッドに気泡を含まないインクが送給されることとな
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００２５】図１は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの一実施形態の構成を示す断面図である。図１中、符
号１は記録ヘッドである。この記録ヘッド１は、図示し
ないインク吐出機能（後述する）を備えた記録ヘッド本
体２と、この記録ヘッド本体２に記録インクを供給する
インク供給容器としてのインク収容体３とが一体化され
て構成されている。このインク収容体３はその内部にイ
ンクを収容する容器であって、その内部には、その内部
空間をヘッド側の第１室3Aと容器の大気連通部側の第２
室3Bとに分割する仕切り部材としての仕切り壁４がイン
ク収容体３の内壁と一体化されて設けられている。この
例においては、仕切り壁４は、対向する第１室3Aの壁面
部12A とほぼ平行となるように設けられている。この仕
切り壁４のほぼ中央部分には、仕切り壁４により分割さ
れた２室間を連絡する部分開口部4Aが形成されている。
また、インク収容体３の第１室3Aには、記録ヘッド本体
２へのインクの供給口となる供給管９がその一端部を第
１室3A内に挿入するように配設されている。供給管９の
一端部には、インク中の不純物等をインク路10内に侵入
させないためのフィルタ８が装着されており、供給管９
の他端の口部はインク吐出部７となっている。さらに、
第２室3Bには、インク収容体３を、記録ヘッド本体２の
一部を介して大気に連通するための大気開放孔11が設け
られている。そして、このように構成されたインク収容
体３の第２室3Bの内部には、弾性および吸液性を有する
ポリウレタン等の連続微細多孔質体からなる第２吸液部
材としてのスポンジ５が収容され、第１室3Aの内部に
は、同一方向に圧縮して束ねられたポリエステル繊維等
の繊維束を備えた第１吸液部材としての繊維体６が収容
されている。

【００２６】ここで重要な構成要素の１つは、繊維体６
の方向が記録ヘッドの供給管９の端部へ向う方向（途
中、屈曲していても良い）にあることである。この方向
性はインク供給性を優れたものにできる利点がある。こ
の繊維体をかなりの本数（例えば8000本）の繊維を繊維
方向に対して交差する方向に圧縮することで極めて微少
な毛細管力を発揮できるようになり、気泡自体の侵入を
遅らせ、同時に気泡の大型化をも阻止できる効果を得る
ことができる。繊維体を所定範囲内に圧縮しておけば、
インク案内性がインク消費と共に増加するのでインクの
繊維体内への補充特性が優れ、長期的なインク供給を達
成できる。この場合気泡が侵入してきてもインク案内性
が各部で優るために、気泡は繊維体内から実質的に排除
される傾向となる。この作用もインク供給にとって有効
である。

【００２７】この例において、繊維体６を構成する繊維
の束の長さ方向（以下、繊維方向という）は第１室3Aの
壁面部12A および仕切り壁４の壁面とほぼ平行とされ、
その繊維体の束の両端部は上述の両壁面と直交する第１
室3Aの他の壁面部12B および12C に確実に接触してい
る。また、繊維体６の一端部における中央部分は、図に
示すように供給管９のフィルタ８の一面に直交するよう
に当接（好ましくは圧接）している。さらに、仕切り壁
４の部分開口部4Aは、供給管９の端部から適当な距離を
隔ててはいるが、互いに近接した状態に形成されてい
る。

【００２８】このような構成からなるインクジェット記
録ヘッド１にあっては、インク吐出部７からインクが吐
出されるに従い、供給管９の端部のフィルタ８の近傍の
インクから順に消費される。すなわち、第２の繊維体６
に保持されるインクには、多数の繊維が同一方向に束ね
られていることから、繊維方向に沿う毛管力が働く。こ
の毛管力により、インクは繊維体６内の各繊維に沿って
速やかに移動してフィルタ８に到達し、さらに供給管９
の端部から図示しないインク吐出手段の存在するインク
吐出部７へ確実に供給される。この作用で理解できるよ
うに、この繊維体６にインクが確実に供給されれば、優
れたインク供給を記録ヘッドに対して行うことができ
る。

【００２９】例えば、記録ヘッドを重力方向下方に少な
くとも記録中は位置させれば、インクをその上方から供
給するようにしてこの繊維体により記録ヘッドへ供給す
れば良い。この構成の場合は、インク容器を大気から閉
鎖した系にしても良い。

【００３０】図１の実施形態に戻ると、第２室3B内のス
ポンジ５の内部に、スポンジの負圧により含まれている
インクは、仕切り壁４の部分開口部4Aを通って第１室3A
内の繊維体６の接触部分に供給され、同様に消費され
る。これらのインクの消費と同時に、大気開放口11から
は第２室3B内へ空気が侵入して第１室3Aおよび第２室3B
の両室の圧変化状態が回避され、インクの供給継続が確
実になされる。

【００３１】図１において、繊維体６とスポンジ５との
相対的な特性を比較すると以下のことが好ましい条件と
なる。

【００３２】第１に、記録ヘッドに直接インク供給する
ものが繊維体６であり、スポンジ５は繊維体と大気連通
部との間に位置していることである。第２に繊維体とス
ポンジとは接触ないしは圧接していることである。これ
らは、インク供給容器内に外気が侵入することに対し
て、気体の侵入速度を遅らせ、容器内インクをより効率
よく記録ヘッドへ供給できる利点をもたらす。

【００３３】第３に、繊維体６の毛細管力およびインク
吸液性さらには空気排除力のすべてにおいて、スポンジ
５よりも優れていることである。これにより、空気の侵
入は、相対的にスポンジ５内部や、スポンジと内壁との
間に対して行われ易くなり、第１室3A内への到達時点を
大幅に遅らせることができる。従って、インク容器内で
無駄になってしまう残量インクはわずかなものにでき
る。

【００３４】ここで、本実施形態および後述の実施形態
に共通する効果について、従来の問題点に比較すること
でより理解を深めて戴くことにする。

【００３５】従来、単一のスポンジがインク供給容器内
に圧縮充填されている場合では、空気はスポンジの負圧
力により、スポンジ内部へ移動していくことは知られて
いる。ところが、スポンジ内部へ移動する前に、空気は
インク使用直後に容器内壁を伝わって各部へ侵入してし
まい、記録ヘッド側へ至ってしまう。一度進行した空気
は、気泡状態となり、さらに大型化してインク供給特性
を低下させてしまう。この特性の回復のために、吸引ポ
ンプで記録ヘッド吐出口側から空気を吸引することが行
われても、一時的な回復が多量インクの損失を犠牲にし
て行えるだけで、この問題は再び生じてしまう。

【００３６】本実施形態や以下の実施形態では、この問
題自体の発生を大幅に遅らせることができ、また、ほと
んど発生しなくなることが確認されており、優れた効果
であることが認められよう。

【００３７】また、この例においては、上述の部分開口
部4Aを通じてスポンジ５と繊維体６とが接触しているこ
とから、スポンジ５から繊維体６へのインクの移動は円
滑に行われる。

【００３８】この開口部4Aにおけるスポンジ５と繊維体
６との関係についてより好ましい条件について説明す
る。本例は、この開口部4Aを容器の内壁４で形成してい
るため、開口部自体はスポンジや繊維体に比べて剛体で
形成され変形するものではない。開口部4Aにおけるイン
ク供給方向に関しての壁４の厚みは薄い程度良いが、あ
る程度の厚みがある。従って、この空間内に対して、ス
ポンジ５，繊維体６のいずれか少なくとも一方が突出し
ていることが好ましい。本例では、この開口面積を100m
m²以上である200mm²としているので、両者が互いに突出
し合い（図１）、その空間を埋めている。この空間内に
繊維体が存在することは、第２室3B内から第１室3A内へ
の気泡の移動を阻止する効果が向上し、スポンジからイ
ンクを受ける能力が向上する。また、この空間にスポン
ジが存在することはスポンジの中心部にある負圧中心が
開口部4A側にわずかにシフトするので、スポンジ内に残
るインク残量をよりわずかなものにすることができる。

【００３９】また、本実施形態は、スポンジ５と繊維体
６との接触状態について、より好ましい構成を採用して
いる。図２の(A),(B) は、共に本発明に含まれるもので
あるが、相対的に図２の(A) が好ましく、これを本例は
採用している。図２中、Ｘはインクがスポンジから繊維
体６へ移動する方向を示しており、スポンジ内気泡もこ
の方向Ｘに移動することになる。図２の(A) は、繊維体
６の束の周囲、すなわち束ねられた繊維体の側部にスポ
ンジ５を接触させる構成である。

【００４０】すなわち、スポンジからのインク供給方向
が繊維体の繊維のインク案内方向に対して交差する方向
である。この接触構成によってスポンジからのインク供
給は気泡が繊維体内へ侵入することが阻止されるのでよ
り長期にわたって安定化できる。

【００４１】また、図２の(B) に示すように、繊維体６
を構成する繊維体の束の断面にスポンジ５を構成する多
孔質体を接触させるようにすると、繊維体６に含まれる
気泡が繊維体の束の各繊維体間の僅かな隙間に拘束され
るものの、気泡よりもインクの方が案内されるので、イ
ンク供給不良は生じることなく、従来よりはるかに長期
的にインク供給できる。従って、図２(B) よりも図２
(A) の方が相対的に好ましい条件となる。

【００４２】たとえ繊維体６中に気泡が侵入したとして
も、繊維体の束の両端部が第１室3Aの壁面部12B および
12C に接触しているから、気泡は壁面部12B および12C
のいずれかに押しやられる。これにより、気泡は供給管
９のフィルタ８に達することはなく、フィルタ８の近傍
から排除される。

【００４３】また、仕切り壁４の部分開口部4Aが、供給
管９の口部から適当な距離を隔てて形成されているの
で、スポンジ５のインクは部分開口部4Aを通って吸収体
６に一旦保持されたのち、供給管９の口部からインク吐
出部７へ送られる。この点によっても、スポンジ５中の
気泡がインク吐出部７へ移動するのを確実に防止するこ
とができる。

【００４４】図３は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの他の実施形態の構成を示す断面図である。図３中、
符号60はインクジェット記録ヘッドである。この記録ヘ
ッド60の構成は、第１図に示した記録ヘッド１とほぼ同
様であり、同一または類似の部分には同一符号を符して
その部分の説明を省略する。図３に示す記録ヘッド60に
おいては、インク収容体３の内部に仕切り壁部として２
つの仕切り壁61および62がインク収容体３の内壁と一体
化されて設けられ、これら仕切り壁61および62により収
容体３の内部空間が１つの第１室3Aとこの第１室3Aの両
側に仕切り壁部としての仕切り壁61および62を隔てて第
１室3Aを包囲するように隣接する断面上２つの第２室3B
および3C（室3Bと3Cは一つの室である）とに分割されて
いる。各仕切り壁61および62のほぼ中央部分には、それ
ぞれ部分開口部61A および62A が設けられている。ま
た、第１室3Aの内部には、先の実施形態とほぼ同様に、
インク路10およびインク吐出部７に連結する供給管９の
一端部が両仕切り壁61および62の各壁面に平行となるよ
うに挿入され、この供給管９の一端部の口部にはフィル
タ８が装着されている。このような第１室3A内には、繊
維体６の繊維方向が両仕切り壁61および62の各壁面と平
行になるように、また供給管９の口部のフィルタ８の一
面に吸収体の繊維体の束の一端の中央部が当接するよう
に配設されている。また、上述の第２室3Bおよび3Cの内
部には、スポンジ５が充填されている。この例において
は、断面図上では２つの第２室のうち第２室3Bのみに大
気開放口11が設けられているが、これらを２つの室にし
た場合、この開放口11は両室3B,3C それぞれに設けられ
る。また、この例においても、スポンジ５と繊維体６と
は、２つの部分開口部61A および62A を通じて接触して
おり、スポンジ５から吸収体６へのインクの供給が円滑
になされるようになっている。

【００４５】このような構成の液体噴射記録ヘッド60に
あっても、インク吐出部７からインクが吐出されるに従
い、供給管９の口部のフィルタ８の近傍のインクから順
に消費される。すなわち、繊維体６が同一方向に束ねら
れていることから、繊維方向に沿う毛管力が働く。この
毛管力により、インクは繊維体に沿って速やかに移動し
てフィルタ８に到達し、さらに供給管９の口部から図示
しないインク吐出手段によりインク吐出部７へ送り出さ
れる。また、第２室3Bおよび3C内のスポンジ５中に含ま
れるインクは、仕切り壁61および62の部分開口部61A お
よび62A を通って第１室3A内の繊維体６に供給され、同
様に消費される。これらのインクの消費と同時に、大気
開放口11からは第２室3B内へ空気が侵入して第１室3Aお
よび第２室3Bおよび3Cの圧力変化状態が回避され、イン
クの供給が確実になされる。

【００４６】特に、この例においては、先の実施形態の
場合よりも部分開口部の開口面積を大きくとれるので、
スポンジ５から繊維体６へのインク供給を効率良く行え
る利点がある。

【００４７】また、この例においても、部分開口部61A
および62A を通じてスポンジ５と繊維体６とが接触して
いるから、インクの移動は円滑に行われる。ここでの繊
維体６およびスポンジ５の２ケ所の接触は、図２(A) と
同じである。

【００４８】また、上述の各実施形態では、インク供給
容器の内壁に一体化された仕切り部材を仕切り壁４また
は仕切り壁61および62により構成したが、インク供給容
器の内面リブや内面に接合された部材等により構成して
もよい。

【００４９】さらに、仕切り部材として変形可能な弾性
シートをインクタンクに接合した構成であってもよい。
この場合、インクタンク内の気体やインク存在状態ある
いは温度等の環境によるインク保持部材自体の変位によ
り、インク供給やインク伝達割合が乱されることを弾性
シートが変位することにより防止できる利点がある。

【００５０】またさらに、仕切り壁部を略筒状とし、そ
の内部に繊維束を配設し、かつ仕切り壁部とインク供給
容器との間に弾性かつ吸液性を有する多孔質体を配設し
た構成とすることもできる。

【００５１】図４(A),(B) 、図５は、上述の仕切り部材
として、繊維体または吸収体に一体的ではあっても良い
が、インク容器の内壁には固定されていないシートを用
いた実施形態の説明図である。

【００５２】図４(A),(B) および図５において、インク
供給に対して負圧を司どる繊維体およびスポンジは、イ
ンクを受けると自由に変形したり、部分的変動状態とな
ることがある。本実施形態は、このような場合に対して
安定した負圧形成と、インク供給の安定化とを達成する
もので、上記仕切り部材によって、繊維体の変形を抑制
しつつ、負圧を安定化しているので、スポンジと繊維体
の接触状態を定常化でき、異なる吸液部材間を移動する
ような空気の移動を阻止できる。本発明に用いる仕切り
部材としては、第２吸収体と第１吸収体との間に介在す
るシート，板状体であればよく、好ましくは、繊維体の
大半を包囲する樹脂やアルミニウムシート（空気の移動
を遅らせ、または阻止する）がよい。

【００５３】図４(A) および(B) は本発明のシート様仕
切部材の一実施形態に係るインクタンクの断面図および
斜視図である。図中、符号1Aは本発明のインクタンクを
示すもので、このインクタンク1Aの内部は部分開口部40
A を持つ仕切り部材40によって２分割されている。イン
クタンク1Aのインク排出部では、供給管９の接続される
部分（一方の隔室）に繊維体６が充填されている。他の
部分（他方の隔室）には弾性吸液性の多孔質体５が充填
され、この部分に大気への開放口11が形成されている。
前記仕切り部材40は可撓性のシートであり、本例ではポ
リエチレンを使用している。インクを利用するために、
供給管９からインクが排出されるが、そのために当然、
インクタンク１内部のインク量が減少する。この補充の
ための空気とインクとの置換は、前記大気開放口11から
行われる。しかし、インクを供給している供給管９は仕
切り部材40によって隔たれており、しかも、繊維体６の
毛管現象によって供給管９の周囲は常にインクが密の状
態に保たれ、インクの供給が安定化されている。また、
仕切り部材40が可撓性のシートであることから、インク
残量の変化による２部材間５，６の内部圧力状態の変化
に柔軟に対応し、繊維体６と多孔質体５との接触を安定
に保つ効果をもたらしている。

【００５４】図４(A),(B) において採用されている繊維
体の案内方向とスポンジ多孔質体からのインク供給方向
は、交差する関係で図２(A) と同等である。弾性多孔質
体は、通常、タンク内に圧縮充填されており、インクを
供給する代わりに空気を内部へ吸収すると体積膨張する
傾向にある。これに対して、繊維体は、インク吸収によ
って繊維間が広がる方向なり、逆にインク供給すると繊
維間が縮まる。従って、繊維体が微少な体積変動を行っ
ても、多孔質体は、インクを繊維体に供給するにつれて
繊維体の繊維方向に対して交差する方向の押圧力を増す
ように変化する。この変化は、互いの接触を良好にする
ばかりか繊維体の優れた毛管力を維持する作用が得られ
る。従って、インクタンク内のインク供給は長期にわた
って安定することになる。

【００５５】図５は、図４(A),(B) のインクタンク1Aを
キヤノン（株）製BJカートリッジBC01に適用した図の分
解図である。詳細は、図10ないし図12で後述するが、こ
こでは要部のみ説明する。

【００５６】インクカートリッジIJC は、カートリッジ
本体1000にインクジェットユニットIJU ，インクジェッ
トヘッドIJH を一体化したものである。カートリッジ本
体1000には、前述した繊維束の部分と開口40A をもつ仕
切部材40と多孔質体900とがこの順に圧接した状態で同
時に圧入されている。このタンク部からヘッドIJH への
インク供給は、供給口1200を貫通するインク供給管2200
を介してインク導管1600で共通液室のインク受け口1500
に供給されることで行われる。インクジェットヘッドIJ
H は、後述するように熱エネルギーで気泡を形成し、も
ってインク滴を吐出する方式のマルチノズル型ヘッドで
あり、高周波駆動でオンデマンド記録を行う。

【００５７】従って、上述したインクタンク1Aを適用し
たことでインクタンク内インクを安定してヘッドへ供給
できたので、記録不良を防止し、吐出用の膜沸騰による
気泡形成を安定化できた。

【００５８】なお、上記実施形態は、可撓性シートとし
たが、図４，図５の繊維体を包囲する可撓性チューブと
しても同様に効果が得られた。特にチューブ状として、
繊維体を予め圧縮した状態にすることは、インクタンク
内への装填を容易に行えるので好ましい。

【００５９】以上説明したように、図４，図５の実施形
態は、インク供給に対して負圧を司どる繊維体がインク
をスポンジから受けると自由に変形したり、部分的変動
状態となることがある場合に対して、安定した負圧形成
と、インク供給の安定化を達成するものである。本発明
では、その仕切り部材によって、繊維体の変形を抑制し
つつ、負圧を安定化しているので、スポンジと繊維体の
接触状態を定常化でき、吸収体間を移動するような空気
等の第２吸収体中への移動を阻止できる。

【００６０】図６ないし図８は、繊維体の包囲部材を用
いたインクタンクの実施形態を説明するものである。図
６〜８における繊維体は、インク排出部に対して均等に
配分されたもので、繊維体のインク供給性をインク排出
部に対して均一に作用せしめる利点がある。

【００６１】また、本例においては、より好ましいイン
クタンク内への異なる２つの吸液部材の装填方法につい
ても説明することにする。

【００６２】つまり、繊維体と多孔質体とをほぼ同時に
インクタンクヘ充填することにより、繊維体の変形を防
止し、接触域の安定化を達成できる。その後のインク充
填も確実となり、空気の残留を防止して接触部のインク
伝達を確実に行える。

【００６３】図６は、インクタンクの分解図を示してい
る。この図で、多孔質体900 は、前記実施形態と異なり
繊維体をタンク内に角部を収納するようにテーパが付け
られている。このテーパ部に対して、円筒状の仕切部材
の開口904 が当接し、繊維体902 との密着性を向上する
ことができる。

【００６４】900 はインクを保持する多孔質体、902 は
常に一定量のインクを吸収できる繊維体、903 は繊維体
902 を保持固定しかつ多孔質体900 に圧接する仕切り部
材としての可撓性材料からなるチューブ、904 は多孔質
体901 から繊維体902 へインクを供給するチューブ903
に設けられた開口としてのインク供給口である。

【００６５】図７は、図６に示した吸収体群901 をイン
クタンク1000内へ収納し、インク排出部として、インク
ジェットユニットIJU のインク供給管2200を繊維体902
に挿入した状態を模式的に示す図である。

【００６６】ここで多孔質体900 はインクの保持力を有
するポリウレタン等の多孔質体で構成され、繊維体902
を変形させるための傾斜部または凹部を有するものであ
ることが好ましい。多孔質体900 と繊維体902 との接触
は単面よりも多面あるいは曲面によるものが好ましく、
インク供給状態を安定かつ有効にする接触形態であるこ
とが好ましい。また、繊維体902 はインクを多孔質体90
0 からインクジェットユニットIJU のインク供給管2200
へ供給するに十分なインク量を常に吸収しておけるもの
であって、空気の混入を防ぐ毛管力の高いポリエステル
繊維等の繊維体で構成される。さらに、繊維体902 の配
設方向を、挿入されたインク供給管2200の延在方向に平
行となるように揃え、その繊維体の束の外側をポリエチ
レン等の可撓性のチューブ903 で覆う。

【００６７】このような構成によりインクジェットユニ
ットIJU へのインク供給を円滑に行うことができ、さら
にインクタンクIT内壁を伝わってくる空気を遮蔽して吸
収体への空気の混入を防止することも可能である。ま
た、インク供給管2200は、第７図に示すように、繊維体
902 に挿入されていれば、その機能を勿論果たせるが、
インクもれがないように繊維体902 にインク供給管2200
の口部が圧接されていれば、インクの供給不良の解消，
インクの安定供給も十分に可能である。

【００６８】また、インクタンクIT内に多孔質体901 お
よび繊維体902 を同時に充填することが好ましい。同時
充填により、繊維体902 の変形を防止し、かつ多孔質体
901と繊維体902 との接触域の安定化を達成できると共
に充填後のインクのばらつきを防止し、空気の残留を防
止して接触域でのインク伝達を確実に行える。

【００６９】このような構成をとることによって、イン
クジェットユニットIJU へインクを供給するためのイン
ク供給管2200の口部の周囲部分の繊維体902 内に常に一
定量のインクを吸収しておけるため、インクジェットユ
ニットIJU へのインク供給が不十分となることはない。
また繊維体902 は毛管力によってインクを吸収している
ため、その吸収力はまわりの温度や湿度，気圧，衝撃等
による特性の変化を起こさない。従って、従来吸収体に
よるインク保持における問題点であった環境条件の変化
によって引き起こされるインク保持特性の変化によるイ
ンク供給不足を防止できる。

【００７０】図８は、本発明にかかるインク供給容器の
他の実施形態を示す図である。この例における繊維体90
2 は角柱形である。このため、多孔質体900 にはその角
部を角柱状に切り欠いて形成した切欠きが設けられてお
り、この切欠きに包囲仕切部材付繊維体902 が挿入され
るようになっている。このように、繊維体902 の繊維束
の断面形状が矩形であってもインク供給経路としては同
様であるから、その果たす機能としては前述の実施形態
と同じである。

【００７１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、容器本体の内壁と多孔質体との間に繊維体を存在さ
せ、多孔質体に対する繊維体の安定配置を可能にしてい
るので、インク供給不良が防止される。繊維体を包囲す
る形状の多孔質体を用いることにより接触域へのインク
保持力や供給力を高めて、より効率よい供給を達成でき
る。

【００７２】また、繊維体を用いたことにより、インク
吸収体と記録ヘッドのインク供給管との間において空気
の層の形成を防止できるので、引き起こされる画像劣化
や不吐出等の発生を確実に防止することができる。した
がって、回復操作に伴う余分なインクの消費の低減やイ
ンクジェットカートリッジの信頼性の向上に大きく寄与
することが可能となる。このことはカートリッジタイプ
の記録ヘッドの普及さらにはインクジェット記録の普及
に大きく貢献するものである。

【００７３】図９ないし図14を用いて、インクジェット
記録ヘッドおよびその装置として、より好ましい実施形
態を説明する。本実施形態の前述実施形態に加えられる
特徴をまとめると、インク収容部内のインク吸収体が、
前記インク供給管側（インク排出側）に位置するととも
に吸液性の大きなスポンジと、このスポンジより吸液性
の小さな繊維体とから構成され、前記スポンジと繊維体
が、スポンジから繊維体へインクの負圧が生じるよう
に、少なくとも部分的に接触していることを特徴とする
液体噴射記録ヘッドである。

【００７４】図９は本発明の液体噴射記録ヘッドを構成
するインクタンクを示すものであるが、この図９のイン
クタンクの構造を説明する前に図10ないし図12を用い
て、本発明が実施もしくは適用される好適なインクジェ
ットユニットIJU,インクジェットヘッドIJH,インクタン
クIT，インクジェットカートリッジIJC,インクジェット
記録装置本体IJRA, キャリッジHCのそれぞれ、およびそ
れぞれの関係を説明する。

【００７５】本例でのインクジェットカートリッジIJC
は、図11の斜視図でわかるように、インクの収納割合が
大きくなっているもので、インクタンクITの前方面より
もわずかにインクジェットユニットIJU の先端部が突出
した形状である。このインクジェットカートリッジIJC
は、インクジェット記録装置本体IJRAに載置されている
キャリッジHCの不図示の位置決め手段と電気的接点とに
よって固定支持されると共に、該キャリッジHCに対して
着脱可能な交換，インク再充填可能タイプである。 (i) インクジェットユニットIJU 構成説明 インクジェットユニットIJU は、電気信号に応じて膜沸
騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを
生成する電気熱変換体を用いて記録を行う方式のユニッ
トである。

【００７６】図10において、100 はSi基板上に複数の列
状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これに電
力を供給するAl等の電気配線とが成膜技術により形成さ
れて成るヒータボードである。200 はヒータボード100
に対する配線基板であり、ヒータボード100 の配線に対
応する配線（例えばワイヤボンディングにより接続され
る）と、この配線の端部に位置し本体装置からの電気信
号を受けるパッド201とを有している。

【００７７】1300は複数のインク流路をそれぞれ区分す
るための隔壁や各インク流路へインクを与えるためにイ
ンクを収納するための共通液室等を設けた溝付天板で、
インクタンクITから供給されるインクを受けて上述の共
通液室へ導入するインク受け口1500と、各インク流路に
対応した吐出口を複数有するオリフィスプレート400を
一体成型したものである。これらの一体成型材料として
はポリサルフォンが好ましいが、他の成型用樹脂材料で
もよい。

【００７８】300 は配線基板200 の裏面を平面で支持す
る例えば金属製の支持体で、インクジェットユニットの
底板となる。500 は押えばねであり、Ｍ字形状でそのＭ
字の中央で共通液室を軽圧で押圧すると共に前だれ部50
1 で液路の一部、好ましくは吐出口近傍の領域を線圧で
集中押圧する。ヒータボード100 および天板1300を押え
ばねの足部が支持体300 の穴3121を通って支持体300 の
裏面側に係合することでこれらを挟み込んだ状態で両者
を係合させることにより、押えばね500 とその前だれ部
501 の集中付勢力によってヒータボード100 と天板1300
とを圧着固定する。また、支持体300 は、インクタンク
ITの２つの位置決め凸起1012および位置決めかつ融着保
持用凸起1800等に係合する位置決め用穴312,1900,2000
を有する他、装置本体IJRAのキャリッジHCに対する位置
決め用の突起2500,2600 を裏面側に有している。加えて
支持体300 はインクタンクからのインク供給を可能とす
るインク供給管2200（後述）を貫通可能にする穴320 を
も有している。支持体300に対する配線基板200 の取付
は、接着剤等で貼着して行われる。なお、支持体300 の
凹部2400,2400 は、それぞれ位置決め用突起2500,2600
の近傍に設けられており、組立てられたインクジェット
カートリッジIJC(図11）において、その周囲の３辺を平
行溝3000,3001 の複数で形成されたヘッド先端域の延長
点にあって、ゴミやインク等の不要物が突起2500,2600
に至ることがないように位置している。この平行溝3000
が形成されている。蓋部材800 は、図11でわかるよう
に、インクジェットカートリッジIJC の外壁を形成する
と共に、インクタンクとでインクジェットユニットIJU
を収納する空間部を形成している。また、この平行溝30
01が形成されているインク供給部材600 は、前述したイ
ンク供給管2200に連続するインク導管1600を供給管2200
側が固定の片持ちばりとして形成し、インク導管の固定
側とインク供給管2200との毛管現象を確保するための封
止ピン602 が挿入されている。なお、601 はインクタン
クITと供給管2200との結合シールを行うパッキン、700
は供給管のタンク側端部に設けられたフィルタである。

【００７９】このインク供給部材600 は、モールド成型
されているので、安価で位置精度が高く形成製造上の精
度低下を無くしているだけでなく、片持ちばりの導管16
00によって大量生産時においても導管1600の上述インク
受け口1500に対する圧接状態が安定化できる。本例で
は、この圧接状態下で封止用接着剤をインク供給部材側
から流し込むだけで、より完全な連通状態を確実に得る
ことができている。なお、インク供給部材600 の支持体
300 に対する固定は、支持体300 の穴1901,1902に対す
るインク供給部材600 の裏面側ピン（不図示）を支持体
300 の穴1901,1902 を介して貫通突出せしめ、支持体30
0 の裏面側に突出した部分を熱融着することで簡単に行
われる。なお、この熱融着された裏面部のわずかな突出
領域は、インクタンクITのインクジェットユニットIJU
取付面側壁面のくぼみ（不図示）内に収められるのでユ
ニットIJU の位置決め面は正確に得られる。 (ii)インクタンクIT構成説明 インクタンクは、カートリッジ本体1000と、第１インク
吸収体群900 第２インク吸収体902 とインク吸収体群90
1 をカートリッジ本体1000の上記ユニットIJU取付面と
は反対側の側面から挿入した後、これを封止する蓋部材
1100とで構成されている。

【００８０】第２吸収体902 は、一部に開口部（不図
示）が形成されている可撓性シート903 で周囲を覆われ
ており、前記開口部は第１インク吸収体900 と圧接され
て、カートリッジ本体1000内に配置される。1200は上記
各部100 〜600 からなるユニットIJU に対してインクを
供給するための供給口であると共に、当該ユニットをカ
ートリッジ本体1000の部分1010に配置する前の工程で供
給口1200よりインクを注入することにより吸収体900 の
インク含浸を行うための注入口でもある。

【００８１】この実施形態では、インクを供給可能な部
分は、大気連通口とこの供給口とになるが、インク吸収
体からのインク供給性を良好に行うための本体1000内リ
ブ2300と蓋部材1100の部分リブ2500,2400 とによって形
成されたタンク内空気存在領域を、大気連通口1401側か
ら連続させてインク供給口1200から最も遠い角部域にわ
たって形成している。このリブ1000は、インクタンクの
本体1000の後方面において、キャリッジ移動方向に平行
なリブを４本有し、吸収体が後方面に密着することを防
止している。また、部分リブ2400，2500は、同様にリブ
1000に対して対応する延長上にある蓋部材1100の内面に
設けられているが、リブ1000とは異なり分割された状態
となっていて空気の存在空間を前者より増加させてい
る。なお、部分リブ2500,2400 は蓋部材1000の全面積の
半分以下の面に分散された形となっている。これらのリ
ブによってインク吸収体のタンク供給口1200から最も遠
い角部の領域のインクをより安定させつつも確実に供給
口1200側へ毛管力で導くことができた。1401はカートリ
ッジ内部を大気に連通するために蓋部材に設けた大気連
通口である。1400は大気連通口1401の内方に配置される
止液部材であり、これにより大気連通口1401からのイン
ク漏洩が防止される。

【００８２】前述したインクタンクITのインク収容空間
は長方体形状であり、その長辺を側面にもつ場合である
ので上述したリブの配置構成は特に有効であるが、キャ
リッジの移動方向に長辺を持つ場合または立方体の場合
は、蓋部材1100の全体にリブを設けるようにすることで
インク吸収体群900 からのインク供給を安定化できる。
限られた空間内にインクをできるだけ収納するためには
直方体形状が適しているが、この収納されたインクを無
駄なく記録に使用するためには、上述したように、角部
の領域に対して近接する２面領域に上記作用を行えるリ
ブを設けることが重要である。さらに本実施形態におけ
るインクタンクITの内面リブは、直方体形状のインク吸
収体の厚み方向に対してほぼ均一な分布で配置されてい
る。この構成は、吸収体全体のインク消費に対して、大
気圧分布を均一化しつつインク残量をほとんど無ならし
めることができるため重要な構成である。さらに、この
リブの配置上の技術思想を詳述すれば、直方体の４角形
上面においてインクタンクのインク供給口1200を投影し
た位置を中心として、長辺を半径とする円弧を描いたと
きに、その円弧よりも外側に位置する吸収体に対して、
大気圧状態が早期に与えられるようにその円弧よりも外
側の面に上記リブを配設することが重要となる。この場
合、タンクの大気連通口は、このリブ配設領域に大気を
導入できる位置であれば、本例に限られることではな
い。

【００８３】インクジェットカートリッジIJC として組
立てられると、インクはカートリッジ内部より供給口12
00、支持体300 に設けた穴320 および供給タンク600 の
中裏面側に設けた導入口を介して供給タンク600 内に供
給され、その内部を通った後、導出口より適宜の供給管
および天板400 のインク導入口1500を介して共通液室内
へと流入する。以上におけるインク連通用の接続部に
は、例えばシリコンゴムやブチルゴム等のパッキンが配
設され、これによって封止が行われてインク供給路が確
保される。

【００８４】なお、本実施形態においては天板1300は耐
インク性に優れたポリサルフォン，ポリエーテルサルフ
ォン，ポリフェニレンオキサイド，ポリプロピレンなど
の樹脂を用い、オリフィスプレート部400 と共に金型内
で一体に同時成型してある。

【００８５】上述のように一体成型部品は、インク供給
部材600 、天板・オリフィスプレート一体、インクタン
ク本体1000としたので組立て精度が高水準になるばかり
でなく、大量生産の品質向上に極めて有効である。また
部品点数の個数は従来に比較して減少できているので、
優れた所望特性を確実に発揮できる。 (iii)装置本体の概略説明 図12は本発明が適用されるインクジェット記録装置IJRA
の外観図で、駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動
力伝達ギア5011,5009 を介して回転するリードスクリュ
ー5005のら線溝5004に対して係合するキャリッッジHCは
ピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動され
る。5002は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわた
って紙をプラテン5000に対して押圧する。5007,5008 は
フォトカプラで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5013の回転方向切換等を行うための
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5022を支持する部材
で、5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャッ
プ内開口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。50
17はクリーニングブレードで、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。また、5012は、吸引回復の吸引を開始
するためのレバーで、キャリッジと係合するカム5020の
移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッ
チ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。

【００８６】これらのキャッピング，クリーニング，吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
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作動を行うようにすれば、本
例にはいずれも適用できる。上述における各構成は単独
でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明にとって
好ましい構成例を示している。

【００８７】図９において、900 は第１インク吸収体で
あり、902 は第２インク吸収体である。第２インク吸収
体902 は第１インク吸収体900 よりインク吸収力が高
く、本実施形態では、第１インク吸収体900 はウレタン
吸収体であり、第２インク吸収体902 は１方向案内ポリ
エステル繊維体である。

【００８８】第２インク吸収体902 は一部に開口部（不
図示）が形成されている可撓性シート903 で周囲を覆わ
れている。

【００８９】第１インク吸収体900 と第２インク吸収体
902 は、前記開口部を介して互いに圧接する様に配置さ
れ、インクタンクカートリッジ本体1000の内に収納され
る。

【００９０】図13(A)(B)，図14(A)(B)は、それぞれ本発
明を実施した第１インク吸収体900と、第２インク吸収
体902 を示すものである。

【００９１】図13において、第１インク吸収体900 は、
その端部においてL₁L₂だけ部分的に切断された形状（切
欠段部）をなす。距離L₁L₂は、図14の第２インク吸収体
902をインクタンクの内壁に圧接させるために、この吸
収体902 の径よりも小さく、本実施形態では、第２イン
ク吸収体901 の径16mmに対して、L₁=11mm ，L₂=12mmの
時に、第１インク吸収体900 と第２インク吸収体902 と
の圧接がスポンジ900の切欠段部において十分に行なわ
れた。

【００９２】図14において、第１インク吸収体900 と第
２インク吸収体902 とが直接に圧接される可撓性シート
903 の開口部904 の面積は、ヘッド特性や必要供給量に
合わせて決定される。

【００９３】本実施形態では、距離Ｌ₃ は12mm，距離Ｌ
₄ は16mmとするのが望ましい。

【００９４】開口部904 の面積が100mm²以上であれば、
内部の繊維体902 は、確実に図14(B) に示すように開口
からわずかにその側面の一部を突出して突出部902Aを形
成する。この突出部902Aは、前述したようにインクの受
取りと気泡排除効果がある。

【００９５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、インクを充填後、所望のインク量にするためにイン
クを部分排出・除去する場合、一方向案内繊維体の周囲
を覆う可撓性シートがインクタンクカートリッジの内壁
に圧接していることにより、壁をつたわってくる空気を
遮断することができ、インクジェットユニットへの空気
侵入を防止することができ、安定したインク供給が可能
となる。

【００９６】また、インクは一方向案内繊維体より吸収
力の低い多孔質体等の吸収体から排出・除去されるた
め、繊維体はインク排出時に生じるインク分布の乱れの
影響をうけにくくなり、その結果、インクジェットユニ
ットへの空気侵入を防止でき、滑らかなインク供給が可
能となる。

【００９７】図15は、本発明具体例の構成関係を説明す
るためのものである。このインク供給容器ITは、インク
を収容する容器本体1000A とこの容器本体の開口部を塞
ぐ蓋部材800Aとから概略構成されている。

【００９８】この容器本体1000A には、その一壁面部を
貫通するようにインク供給管2200の一端部が挿入されて
いる。このインク供給管2200は、容器本体1000A 内に保
持されるインクをインクジェットヘッドのインク吐出部
へ送るためのインク供給経路をなすものである。この容
器本体1000A の内部には、インクを保持するポリウレタ
ン等の多孔質体からなるスポンジ900 と、同一方向に束
ねられたポリエステル繊維等からなる繊維体の束902(不
図示）をポリエチレン等の可撓性材料からなるチューブ
903 で覆ってなる繊維体905 とが共に圧縮された状態で
充填されている。繊維体905 のチューブ403 の周面に
は、スポンジ900 から繊維体905 内部へのインク供給用
の窓口となる開口部904 が設けられている。繊維体905
におけるチューブ903 への繊維体束902 の充填は、チュ
ーブ903 の長さ方向に沿って繊維体束902 の繊維方向、
すなわち長さ方向を揃え、この方向に対して垂直方向に
圧縮して行われる。

【００９９】なお、1000B は、シール部材でインクもれ
を防止する部材である。このため、チューブ903 の開口
部904 を通じてスポンジ900 を構成する多孔質体と繊維
体905 の構成要素の１つである繊維体束902 の周面とが
接触するから、スポンジ900から繊維体905 内部へのイ
ンクの供給が確実に行える。また、そのチューブ903に
被覆された繊維体束902 の一端部の中央部内に上述のイ
ンク供給管2200の端部を押し付けるようにして挿入さ
れ、その端部は容器本体１の内部に充填されて位置決め
されている。

【０１００】このような構成のインク供給容器ITでは、
上述したチューブ903 の開口部904の開口面積Ｓを100mm
²以上とし、インク供給管2200の一端部のチューブ903
内への挿入深さＬを３mm以上とし、チューブ903 の内径
Ｄをインク供給管2200の端部の内口径ｄの1.5 倍以上
（好ましくは2.0 倍以上）とする条件を同時に満たすこ
とにより、インク吐出部における吐出特性に悪影響を与
えずに、安定かつ高効率のインク供給を行うことができ
た。

【０１０１】これらの条件は、製造誤差や設定誤差があ
っても本発明の効果をより確実にする条件として好まし
いものである。また、この条件を満足していることで、
高速インク消費に対して充分追従できるインク供給が達
成できる。

【０１０２】また、供給管は繊維体の中心部に挿入さ
れ、その周囲の繊維体の方向性が供給管に沿っているこ
とが好ましい。さらに、供給管の管径は繊維体の束径の
10倍以下の範囲に集中しているのがよい。好ましくは５
倍以下が最適である。

【０１０３】このように、繊維束によるインク集中供給
は供給管方向に沿って、３mm以上の差分によって気体が
供給管端に到達する時期をほとんどのインク消費終了の
時期まで充分に遅らせることができる。

【０１０４】多孔質体からなるスポンジと繊維体を含む
繊維体との100mm²以上の接触は、環境変動やインク残量
が少なくなった場合でもスポンジから繊維体へのインク
供給パスが不連続にならないようにするために適してお
り、好ましい条件である。

【０１０５】図16，図17は、本発明の上述構成をより効
果的に初期から安定したインク供給を行うためのインク
充填方法および再利用時のインク再充填方法を説明する
ものである。

【０１０６】本発明は前述した構成により、多少気泡や
空気がインク容器内にあってもインク供給性は従来より
優れている。しかし、初期に２つの異なる吸液部材の接
触部付近に空気や気泡が存在しない方が、より安定した
効果を初期から得られるので好ましいものである。以下
の説明は、この２つの吸液部材の接触部近傍に空気や気
泡の存在がないように、インクを初期あるいは再充填で
きる方法に関するものである。

【０１０７】前記課題を解決するために、本発明のヘッ
ドは、前記多孔質体と繊維体との間の部分開口部の近傍
の前記インクタンク壁にインク注入口を形成したことを
特徴とする。

【０１０８】上記構成によれば、インクタンクの吐出口
を密閉し、前述の大気開放口1401から真空吸引し、充分
インクタンク内の真空度を上げた後、大気開放口を閉じ
る。次に、本発明の特徴である注入口よりインクを注入
すると、各吸液部材内部の空気残り、特に部材間の仕切
り部分に残る空気を除くことが可能となった。また、前
記大気開放口から前記多孔質体中に細管を挿入し、この
細管を介してインクタンク内にインクを注入することに
よって、インクタンク内に残留する空気が生じないよう
にできる。

【０１０９】図16は、本発明の特徴を最も良く表わす図
であり、各図番の構成は、前述の構成がすべて適用され
るものであり、詳細は前述説明を援用することとし、こ
こでの説明は省略する。

【０１１０】1000C は、インクタンク自体に設けられた
インク充填用注入口である。この注入口1000C は、繊維
体902 を包囲するチューブ903 の開口904 の近傍であっ
て、多孔質体900 を収納している側に設けられている。
大気開放口からインクを充填するとチューブ903 の開口
904 近傍には気体が存在してしまうが、本例のようにこ
の注入口1000C からインク注入を行うことで、多孔質吸
収体内の空気は大気開放口側へ移動し易くなり、また、
開口904 からインクは繊維体内へ充填されることにな
り、インク供給用の接触域からの気体排除が確実に行え
る。

【０１１１】このように、開口904 の近傍のインク注入
口1000C からインク注入を行うことにより、残留空気量
を低減することができる。

【０１１２】なお、前記インク注入口1000C には着脱自
在にキャップを嵌めておくことが好ましい。このように
キャップを取りつけておけば、インクの再注入が可能で
あり、これによりヘッドの再使用が可能になる。

【０１１３】図17は、図16のように注入口1000C を設け
ずとも、大気連通部1401を利用する実施形態を示すが、
重要なことは、異なる吸液部材同志の接触部近傍にイン
ク充填用挿入管の注入先端を位置せしめ、インク供給を
行うことである。この場合、注入先端は、多孔質体，繊
維体のいずれであっても良く、理想的にはこれらの接触
部が適している。なお、再充填においては、この接触部
においてインク残分があるので、インク充填用の注入先
端は、初期充填よりも多少この接触部から離れた位置で
も良い。いずれにしてもインク供給容器全体から見て、
接触部近傍にインク注入が行われれば良い。

【０１１４】図17に示すように大気開放口から細管100
を挿入すれば、前記実施形態での効果と同様の効果が期
待できる。

【０１１５】以上説明したように、複数の吸収体を含む
インクタンクにおいて、インク注入口を、吸収体間のイ
ンク移動用の部分開口部近傍にすることで、吸収体内で
の残留空気を低減することができる。

【０１１６】なお、ヘッドへのインク供給側吸収体を、
圧縮チューブで覆われた繊維で構成しているために、毛
管力が上がり、フィルタ下部の空気だまりができにくい
構造となっている。

【０１１７】本充填方法採用以前は、60℃の加速試験に
おいて、１時間でインク落ちしていたヘッドが本充填方
法により、16時間まで伸びるようになった。

【０１１８】図18は、本発明がより効果を発揮するマル
チ吐出口の電気熱変換体を用いたインクジェット記録装
置の概略図である。

【０１１９】図においてＨは、吐出口を10個以上備え、
各吐出口にそれぞれ対応した電気熱変換体EHと各吐出口
に連通する液路が共通している共通液室C.C.を具備した
インクジェットヘッドであり、SPはインク貯蔵部内のイ
ンクを該共通液室へ供給するための供給管である。EC
は、電気熱変換体EHをそれぞれ個々または同時に駆動す
るための選択回路であり、共通電極を有するヘッドに対
して駆動手段DMに応じた駆動を行う。RSは記録信号発生
部で、読取手段や通信手段、あるいは受信器，ホストコ
ンピュータ等が含まれる。駆動手段は、記録信号RSによ
り、５kHz 以上の駆動周波数で電気熱変換体を駆動でき
るものである。なお、Ｙは供給管SP内のインク供給方向
である。

【０１２０】図18内におけるインク供給容器の内部構造
は前述した実施形態すべてが適用されるものであり、IT
A は前述した繊維体で、HMは前述した包囲仕切部材、TH
は仕切部材の開口、AHは大気連通部、ITB はインク保有
部で前述の多孔質体あるいはこれがないインク室であっ
ても良い。

【０１２１】本実施形態では、インク供給管の端部がテ
ーパをなしており、その端部のフィルタは、繊維体の繊
維方向に対して傾斜している。この端部が仕切部材HM中
に挿入されている長さは、最短がL₁、最長がL₂である。
この場合、上述した長さＬとして判定するには、（L₁＋
L₂）/2を上記Ｌとし（L₁＋L₂）/2≧3(mm) であれば実用
上有効である。なお好ましくは、最短L₁が上記Ｌに相当
させL₁≧3(mm) であることが最適である。この場合供給
管の内径は、インク供給方向Ｙに対して垂直なもので、
上記仕切部材HM内に位置する内径ｄとなる。

【０１２２】いずれにしても、上述のＳ≧100(mm² ) ，
ｄ≧1.5D，Ｌ≧3mm の条件の最適条件はもとより、上述
の各実施形態は、この装置構成に特に有効な発明とな
り、消費されるインク量に対して充分応答したインク供
給生態を奏する。

【０１２３】なお、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
エネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気
熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギにより
インクの状態変化（膜沸騰）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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達
成できるからである。

【０１２４】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4740796 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。

【０１２５】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【０１２６】本発明においては、第１のインク吸収体中
に気泡が発生しても、この気泡は同一方向に束ねられた
繊維体からなる第２のインク吸収体により供給口の口部
から遠ざけられる。従って、供給口の口部近傍に気泡が
たまることがないから、気泡によりインクの供給が中断
することがなく、常に安定したインクの供給が行える。

【０１２７】また、本発明においては容器本体の内壁に
一体化された仕切り壁部により形状や材質の異なる複数
の吸収体を配置することにより、インクの消費に伴って
一方から他方へ移動する気体の移動を遅らせることがで
き、気泡や気体存在によるインク供給不良の発生を防止
し、もしくは大幅に遅らせることができる。従って、イ
ンク消費割合を、保持したインク量に対して効率よく向
上できる。

【０１２８】

【発明の効果】本発明によると、安定したインク供給を
確保し、インクジェット記録ヘッド内への気泡混入を確
実に防ぎ、余分なインク消費をまねく回復操作を極力少
なくし、吸収体に保持されたインクを最大限に有効に使
用することが可能である。

【０１２９】また、容器本体の内壁と多孔質体との間に
繊維体を存在させ、多孔質体に対する繊維体の安定配置
を可能にしているので、インク供給不良を防止すること
ができる。繊維体を包囲する形状の多孔質体を用いるこ
とにより、接触域へのインク保持力や供給力を高めて、
より効率のよい供給を達成することができる。また、繊
維体を用いたことにより、インク吸収体とインクジェッ
ト記録ヘッドのインク導入部材との間において空気の層
の形成を防止できるので、引き起こされる画像劣化や不
吐出等の発生を確実に防止することができる。従って、
回復操作に伴う余分なインクの消費の低減やインクジェ
ットカートリッジの信頼性の向上に大きく寄与すること
が可能となる。このことはカートリッジタイプのインク
ジェット記録ヘッドの普及さらにはインクジェット記録
の普及に大きく貢献するものである。

【０１３０】さらに本発明によると、第１吸液部材を多
数の繊維を揃えたものとし、第２吸液部材との接触状態
を構成するために第１吸液部材の繊維の方向を接触面に
沿わせるようにしたので、インクの消費に伴って第２吸
液部材から第１吸液部材への気体の移動が遅れ、気泡や
気体存在によるインク供給不良の発生を防止あるいは大
幅に遅らせることができ、保持したインク量に対するイ
ンク消費割合が効率よく向上したインク供給容器および
インクジェット記録ヘッドを提供することができる。

【０１３１】また、インク導入部材の一端部に、同一方
向に束ねられた繊維体の束をその束の端面が接触するよ
うに配したので、繊維体の束に含まれたインクは毛管力
によりインク導入部材の一端部に集められる。従って、
長時間放置しておいても、インク供給経路へのインク供
給容器側からの空気の侵入が確実に防止されるので、画
像劣化や不吐出等の発生が防止され、インクの供給が安
定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施形
態の構成を示す断面図である。

【図２】本発明に用いられるインク案内部材としての繊
維体の束への気泡の侵入メカニズムを説明するための模
式図であって、(A) は繊維体束への気泡が侵入し得ない
状態を示す図、(B) は繊維体束への気泡がわずかに侵入
し得るが従来より優れた状態を示す図である。

【図３】本発明のインクジェット記録ヘッドの他の実施
形態の構成を示す断面図である。

【図４】(A) および(B) は、可撓性シートの仕切りを用
いたインクタンクの断面図および斜視図である。

【図５】第４実施形態に対応したインクタンク構造を持
つ交換可能または着脱可能なヘッドの分解斜視図であ
る。

【図６】本発明の包囲部材を用いた一実施形態における
インク供給容器の内部構造を示す分解斜視図である。

【図７】図６に示したインク供給容器内の吸収体の配置
構成およびインク供給管の挿入位置を示す断面図であ
る。

【図８】図６に示した実施形態の変形例におけるインク
供給容器の内部構造を示す概略構成図である。

【図９】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを構成
するインクタンクの構成図である。

【図１０】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを構
成するインクジェットカートリッジの構成図である。

【図１１】インクジェットカートリッジの斜視図であ
る。

【図１２】インクジェット記録装置の概念図である。

【図１３】(A) および(B) は本発明を実施した第１イン
ク吸収体の構成図である。

【図１４】(A) および(B) は本発明を実施した一方向案
内繊維体の構成図である。

【図１５】本発明を実施する上でより好ましい具体的構
成関係を説明する説明図である。

【図１６】インク充填方法に関するインクタンク構成を
説明する説明図である。

【図１７】インク充填方法における要部を説明する説明
図である。

【図１８】本発明がより好適に実施されるマルチヘッド
の駆動装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ 記録ヘッド本体 ３ インク収容体 ４ 仕切り壁 ５ スポンジ ６ 繊維体 ７ インク吐出部 ８ フィルタ ９ 供給管 10 インク路 11 大気開放孔 12A,12B,12C 壁面部 40 仕切部材 60 インクジェット記録ヘッド 61 仕切り壁 62 仕切り壁 900 多孔質体 901 吸収体群 902 繊維体 903 チューブ 904 インク供給口 1000 インクタンク 1200 供給口 1500 インク受け口 1600 インク導管 2200 インク供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平2−329752 (32)優先日 平成２年11月30日(1990．11．30) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2−329753 (32)優先日 平成２年11月30日(1990．11．30) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2−329754 (32)優先日 平成２年11月30日(1990．11．30) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 荒島 輝雄 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 木村 牧子 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 泉田 昌明 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 田中 茂昭 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52−96559（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34353（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−214665（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−169083（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288652（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−7157（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110157（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−174221（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録に用いられるインクを貯留してこれ
   をヘッド部へ供給するインク供給部と、内部を大気に連
   通させる大気連通部とを有するインク供給容器であっ
   て、 前記インク供給部側に配される第１吸液部材と、この第
   １吸液部材に一面のみ接して前記大気連通部側に配され
   る第２吸液部材とが内部に収容され、 前記第１吸液部材は、繊維の集合体であって個々の繊維
   の方向が揃えられ、この方向に対して交差する方向に圧
   縮されており、前記第２吸液部材との前記接触面におい
   て前記繊維の方向がこの接触面に沿っていることを特徴
   とするインク供給容器。
2. 【請求項２】 前記第１吸液部材の毛管作用力は、前記
   第２吸液部材の毛管作用力よりも大きいことを特徴とす
   る請求項１に記載のインク供給容器。
3. 【請求項３】 インクを吐出する多数の吐出部と、これ
   ら吐出部へインクを供給する共通液室と、この共通液室
   にインクを導くインク導入部材とを有する記録ヘッド部
   と、 この記録ヘッド部と連結され、当該記録ヘッド部に供給
   されて記録に用いられるインクを貯留する容器本体と、
   この容器本体の内部に貯留される前記インクを前記記録
   ヘッド部に供給するために前記インク導入部材と連結さ
   れるインク供給部と、前記容器本体の内部を大気に連通
   させる大気連通部と、前記容器本体の内部に収容されて
   インクを保持する吸液部材とを有するインク供給容器部
   とを具え、記録装置に対して着脱可能なインクジェット
   記録ヘッドであって、 前記吸液部材は、前記インク供給部側に配される第１吸
   液部材と、この第１吸液部材に一面のみ接して前記大気
   連通部側に配される第２吸液部材とを有し、前記第１吸
   液部材は、繊維の集合体であって個々の繊維の方向が揃
   えられ、この方向に対して交差する方向に圧縮されてお
   り、前記第２吸液部材との前記接触面において前記繊維
   の方向がこの接触面に沿っていることを特徴とするイン
   クジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記繊維の集合体の毛管作用力は、前記
   多孔質体の毛管作用力よりも大きいことを特徴とする請
   求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記インク導入部材の一端部にはフィル
   タが配されており、前記第１吸液部材を構成する前記繊
   維の集合体の方向性は、前記インク導入部材の端部に向
   かうものであって、前記繊維の集合体の一端部の端面と
   前記インク導入部材のフィルタとが接していることを特
   徴とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッド部は、前記多数の吐出部
   として１０個以上の吐出口とこれら吐出口それぞれに対
   して熱エネルギで膜沸騰による気泡を形成するための電
   気熱変換体とを有し、それぞれ５kHz以上の周波数で駆
   動可能であることを特徴とする請求項３から請求項５の
   何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。