JP3227294B2 - インクジェットカートリッジ，インクタンク及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクタンク、該インク
タンクを有するインクジェットカートリッジ及び該イン
クジェットカートリッジを搭載するインクジェット記録
装置、特に常温固体インクを加熱融解し、液滴として吐
出して記録を行う固体インクタンク、固体インクジェッ
トカートリッジ及び固体インクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【背景技術】インクジェット記録装置は、インクを微小
な液滴としてノズルより吐出し文字、図形等の記録を行
い、高精細な画像の出力、高速印字の手段として優れた
利点を有している。また、インクジェット記録装置に用
いられるインクは、常温で固体のものと常温で液体のも
のがある。

【０００３】常温固体インクを加熱融解し液滴として吐
出する記録（以下、固体インクジェット記録と称す）方
法が採用されている固体インクジェット記録装置におい
て、インクの供給経路は以下のものから構成される。固
体のインクペレットを収納する第１のインクタンク（イ
ンク貯蔵部）、記録時に所定量の前記インクペレットを
加熱融解し液体インクとして保持する第２のインクタン
ク（インク収容部）、そして、該インク収容部からイン
クジェットヘッドへインクを供給する金属管などからな
るインク供給路である。

【０００４】通常、インクジェット方式により記録を安
定に行う場合には、インクジェットヘッドにおけるイン
クの静水頭圧が大気圧よりも低くなるように保持され
る。これは、ノズルからインクが漏洩するのを防止する
ためである。固体インクジェット記録装置においても、
記録時にはインクジェットヘッドを含むインク供給系の
インクを液体として保持するため、インクジェットヘッ
ドにおいてインクの静水頭圧が大気よりも低い状態とな
るように設定される。

【０００５】一般にインクジェットヘッド内のインクの
静水頭圧は、吐出口（オリフィス）部において大気圧に
対し１〜１００ｍｍＡｑの負圧である。以下、負圧とは
インクジェットヘッドにおけるインクの水頭圧が大気圧
よりも低い状態、すなわち大気圧に対して負であること
を意味する。

【０００６】従来知られているインクジェットヘッド内
のインクを負圧に保持する方法としては、インクタンク
やインク収容部をインクジェットヘッドのノズルより低
い位置に配する方法がある。

【０００７】しかし、負圧状態にするために、インクタ
ンクよりもインクジェットヘッドのノズルを高い位置に
配した場合には、インクジェット記録装置内の上下方向
に十分なスペースが必要となり、インクジェット記録装
置の小型化が難しくなる。

【０００８】一方で、固体インクジェット記録装置で
は、インクを液体状態に保持するためにインクジェット
ヘッド、インクタンク、インク供給路等のインク供給系
内のインクを加熱しなければならない。実用的な常温固
体インクは、記録時あるいは待機時には５０〜１５０℃
程度に加熱保持する必要がある。

【０００９】従って、記録時にインクを安定供給するた
めにはこのインク供給系を加熱しなければならないが、
水頭圧差を利用して負圧を発生させる構成を採用する場
合にはインクタンクから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路が長くなる。このため、
ヒータ等の加熱装置をインク供給路に沿って配置するこ
とになり、装置の大型化及び複雑化を招くことになる。

【００１０】前述以外の負圧発生機構として、液体のイ
ンクを用いるインクジェット記録装置で使用されている
ウレタンあるいはメラミン樹脂発泡体などの有機物の多
孔質部材をインク収容部に配することが考えられる。こ
の場合、負圧は多孔質部材の毛細管力に起因するインク
保持力により得られることになる。

【００１１】しかし、固体インクジェット記録装置では
インクを液体状にしなければならないので、必ずインク
供給系は加熱されることになり、有機物の多孔質部材も
加熱される。この場合、本発明者らの実験によると、前
述の有機物の多孔質材料では加熱による熱劣化が起こ
り、吸収体としての性能、例えば負圧発生力の変動など
の危険性があることが判明した。

【００１２】また、常温固体インクに溶剤成分が含ま
れ、上述したように多孔質体が有機物より成る場合に
は、加熱による多孔質体からの有機成分の溶出によりイ
ンクが変質し、記録時の液滴の吐出を不安定にすること
もある。

【００１３】例えば、特公昭６１−５９９１１号公報等
に示された熱インクジェット記録方法を用いる場合、イ
ンク中への不純な有機成分の溶出は液滴の吐出手段であ
るヒータ上に有機物のコゲを著しく発生させ、吐出不良
の原因となる。そして、加熱されることにより有機物発
泡体の一部が分解してできたゴミがインク中に混入し、
ノズルの目詰まりを起こすこともあった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、負圧を発生
させるために装置の大型化を招くことなく、さらに固体
インクを融解させるために加熱した場合に、加熱による
熱劣化による負圧発生力の変動等を引き起こすことのな
い負圧発生機構を有する固体インクタンク、該インクタ
ンクを有する固体インクジェットカートリッジ及び該イ
ンクジェットカートリッジを搭載する固体インクジェッ
ト記録装置を提供することを課題とする。

【００１５】さらなる課題として、インク中への不純な
有機成分の溶出を引き起こすことのない負圧発生機構を
有する固体インクタンク、該インクタンクを有する固体
インクジェットカートリッジ及び該インクジェットカー
トリッジを搭載する固体インクジェット記録装置を提供
することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたものである。

【００１７】本発明は、そのための手段として、常温で
固体のインクを融解させた状態で吐出するインクジェッ
トヘッドと、該ヘッドに供給するインクを貯留するイン
クタンクと、該インクタンクから前記インクジェットヘ
ッドに前記インクを供給するインク供給路と、を備え、
前記インク供給路と前記インクタンクとを備えたインク
供給系に負圧発生部材を有するインクジェットカートリ
ッジにおいて、該負圧発生部材は、圧縮された無機繊維
体からなることを特徴とするインクジェットカートリッ
ジ及び該インクジェットカートリッジを搭載したインク
ジェット記録装置を提案するものである。また、本発明
は常温で固体のインクを貯溜するインクタンクにおい
て、圧縮された無機繊維体からなる負圧発生部材を備え
ることを特徴とするインクタンクについても提案する 。

【００１８】

【００１９】

【作用】上記構成を採用することにより、常温固体のイ
ンクを用いて記録を行う場合において、インクを液体状
態にするために加熱しても、負圧発生部材は熱劣化を起
こすことなく、常に安定した負圧発生力を提供すること
ができる。

【００２０】

【実施例】以下に示す実施例においては、常温固体イン
クとして以下の組成のインクを用いる。固体インクは約
８０℃で完全に溶解し、記録温度としては１００〜１２
０℃が好適である。 インク１ ラウリン酸 ７０ｗｔ％ カルナバワックス ２５ｗｔ％ Ｃｌ．Ｓｏｌｖｅｎｔ−Ｒｅｄ ４９ ５ｗｔ％

【００２１】そして、本発明を適用可能であるインクジ
ェット記録装置の一例を図１に示す。本例においては、
記録時に固体のインクペレットを収納する第１のインク
タンク（インク貯蔵部）３を装置側に、そして、記録時
に所定量の前記インクペレットを加熱融解し液体インク
として保持する第２のインクタンク２をキャリッジに搭
載する形態を採用している。

【００２２】キャリッジ１８上にはインクジェットヘッ
ド１と第２のインクタンク２が設けられ、キャリッジ１
８の移動に応じて記録媒体である記録紙４に加熱溶解さ
れたインクを液滴として吐出して記録を行う。

【００２３】ペレット状の固体インクは、記録装置側に
設けられた固体インク貯蔵部としての第１のインクタン
ク３に収容されている。固体インクの新たな供給が必要
な場合には、キャリッジ１８が固体インク供給位置Ｗに
移動した後、第１のインクタンク３から必要な量のペレ
ットが第２のインクタンク２の供給口７に向けて投下さ
れ、インクの供給工程が完了する。

【００２４】図２は図１に示されたキャリッジ１８上に
配されたインクジェットヘッド１とインク供給系の一例
を説明する模式図である。ここで、インクジェットヘッ
ド１とインクタンク２は、要求に応じてインクジェット
ヘッド１とインクタンク２とが分離可能な形態もしくは
インクジェットヘッド１とインクタンク２とを一体とす
る形態のどちらかを採用することになる。

【００２５】インク供給口７に供給された固体インク
は、第１のヒータ５の加熱により融解される。そして、
融解されたインクはインクタンク２内に貯蔵され、イン
ク供給管９を通してインクジェットヘッド１に供給され
る。

【００２６】インクタンク２及びインク供給管９は、固
体インクが均一に融解された状態を保つという観点よ
り、熱伝導性の良い材料、例えばステンレスで形成され
ている。記録時にはインクジェットヘッド１、インクタ
ンク２は各々第２のヒータ６、第１のヒータ５により加
熱される。ここで、供給口７は固体インク供給時以外は
蓋部材２５により閉じられる。

【００２７】図１及び図２に示されたインクジェットヘ
ッドの模式図を図３に示す。ノズル２４内に液滴の吐出
手段２３を有する基板２０にガラスあるいはアルミ等の
金属の天板１９が接合される。吐出手段２３は、熱イン
クジェット方式の場合は気泡を形成するヒータに該当
し、電歪インクジェット方式の場合はピエゾ素子に該当
する。この吐出手段が駆動されることにより、液滴８が
形成され、記録媒体に印字もしくは画像の形成を行う。

【００２８】さらに、天板１９にはインク供給管９が接
合される。液体のインクは供給管９より天板供給口２１
を通じインクジェットヘッドの液室２２に供給され、さ
らに各ノズルに供給される。

【００２９】以下の実施例を用いて、前述したようにイ
ンクジェットヘッドにおけるインクの水頭圧を大気圧よ
りも低くするための負圧発生機構である毛細管力を利用
した負圧発生部について詳細に説明する。

【００３０】なお、以下に示す実施例の各図において、
同一の番号が付与された構成要素は、実質的に同様の機
能を果たす。また、説明において用いられる「インク供
給系」は、インクタンク（第２のインクタンク）からイ
ンクジェットヘッドへインクを供給するインク供給管
と、インクタンク（第２のインクタンク）とにより構成
されるものである。

【００３１】（第１実施例）負圧発生機構の第１の実施
例を図４に示す。なお、図４は図２におけるＰ−Ｐ断面
に相当する断面を示す。本実施例において、インクタン
ク２は、供給口７と連通するインク収容部１２（Ａ室）
と、連通路１５により該Ａ室と接続された負圧発生部３
０（Ｂ室）とからなる。また、該Ｂ室は大気連通口２６
により外部の大気と連通している。１０はセンサであ
り、５はヒータである。

【００３２】このインクタンク２に、インクジェットヘ
ッド１側に設けられたインク供給管９が挿入されること
により、インクタンク２からインクジェットヘッド１へ
融解したインクを供給することが可能となる。

【００３３】インクタンク２において、常温で固体のイ
ンクペレットはＡ室にて加熱溶解されて液体状になる。
このとき形成される液面のレベルを複数設けられたセン
サ１０により測定し、固体インクの供給の時期及びその
時の供給すべきインク量を検知する。また、大気連通口
はＢ室でなくＡ室に設けても良い。

【００３４】負圧発生部である前記Ｂ室には、負圧発生
部材として円柱形の燒結ガラス多孔質体１１が配置され
ている。ガラス多孔質体１１には、表面張力１５〜４０
ｄｙｎ／ｃｍの溶融インクがメニスカスを保持できる程
度の大きさの気孔が内部に連続して形成されており、イ
ンク吸収体として作用する。

【００３５】本実施例ではガラス多孔質体として約３０
〜１００μｍ径の連通気孔を有する多孔質ガラス体（商
品名シポラックス（Ｓｉｐｏｒａｘ）、ショット日本株
式会社製）を用いた。本発明者の検討によれば、シポラ
ックスは自身の容積の５０％以上の加熱溶融した常温固
体インクを吸収し、保持することができた。

【００３６】インクタンク２内のインク量がガラス多孔
質体１１が吸収し保持できるインク量を超えた場合に
は、ガラス多孔質体１１は負圧発生手段として作用しな
いため、固体インクの供給量をガラス多孔質体１１の吸
収インク量より規定される所定の量を超えないように制
御する必要がある。従って、センサ１０の１つは、Ａ室
のインク量が液面の上限を越えないことを検知し、イン
クタンク２内のインク量を制御するために設けられる。

【００３７】そして、前述したようにインクタンク２に
挿入されるインク供給管９は、インクジェットヘッドへ
のインク供給路である。このインク供給管９は、一端部
にフィルタ１３が接合され、フィルタ１３が接合された
側の端部が、ガラス多孔質体１１に圧接するように挿入
されている。また、インク供給管９はインクタンク２と
その接続部において実質的に空気の漏れがないように接
続されていることが好ましい。

【００３８】このためには、シール部材を用いても良い
し、インク供給系の加熱時に材料の熱膨張により供給管
とインクタンクの接続部に隙間ができぬよう、インクタ
ンク２に内挿するインク供給管９の熱膨張率がインクタ
ンク２の熱膨張率より大きくなるような材料を選んでも
良い。

【００３９】図５には、図４に示したインクジェットヘ
ッド１と負圧発生部材としてのガラス多孔質体１１との
係合状態を具体的に説明するための構成模式図を示す。
本実施例におけるインク供給管９は、図５に示されるよ
うに、フィルタ１３がインク供給管９のガラス多孔質体
１１と接合する側の端に接合された構成を成す。

【００４０】そして、インク供給管９をガラス多孔質体
１１に設けられた円柱形の彫り込み部２７に挿入するこ
とにより、インクジェットヘッドとガラス多孔質体とを
接続させる。この彫り込み部２７は、インク供給管９の
熱膨張を考慮した上で、その形状に合わせて設けられ
る。

【００４１】また、フィルタ１３はインク中のゴミをト
ラップするために金属細線をメッシュ状に編んだもの
で、フィルタ単体ではインク吸収体として実質的に作用
することはない。本実施例では、金属細線にステンレス
を用いた。

【００４２】ここで、フィルタ１３はガラス多孔質体１
１の彫り込み部２７の底部で隙間がない程度に密着させ
るために、ガラス多孔質体１１の彫り込み部底部を平滑
な面となるように形成することが好ましい。

【００４３】なぜなら、実用的な常温固体インクはワッ
クスを含有しているが、ワックス含有型のインクは固化
収縮を起こし、内部にクラックを生じることがある。こ
のために、インクの再溶融時にインク中に気泡が生じ、
結果としてインク供給系、特にインク供給管とガラス多
孔質体との係合部に気泡が滞留することにより、インク
の安定な供給を妨げるからである。

【００４４】従って、インク供給管とガラス多孔質体の
接合部に隙間をつくることを極力さけるために、ガラス
多孔質体のフィルタとの接触面を平滑化することなどが
重要となるのである。

【００４５】また、上記構成に加えインクタンク２に対
しインクジェットヘッド１を所定の力Ｆにより圧接させ
る手段を用いても良い。

【００４６】本実施例では、ガラス多孔質体に彫り込み
部を設けたが、本発明の必須の要件ではなく、インク供
給管とガラス多孔質体が接触する構成であればインクを
安定に供給することは可能である。しかしながら、イン
クタンクの小型化という観点から考えると、本実施例の
ように彫り込み部を設ける構成が好ましい。

【００４７】上述の構成を採用することにより、Ａ室で
溶融したインクは連通路１５を通してガラス多孔質体１
１内に保持され、さらにフィルタ１３からインク供給管
９を通してインクジェットヘッド１の液室に供給され
る。

【００４８】このとき、ガラス多孔質体１１が負圧発生
部材として作用するため、インクジェットヘッドの液室
及びノズル内においてインクは負圧状態に保持され、イ
ンクがノズルから漏洩することはない。

【００４９】そして、従来のノズルからのインク漏れを
防止するために水頭圧差のみによって負圧を発生させる
構成を用いた場合に比べ、必要とされるスペースが格段
に減少する。

【００５０】また、本実施例で用いたガラス多孔質体１
１はガラスの燒結体であるので、実用的な常温固体イン
クの融点の前後において化学的にも安定である。従っ
て、負圧発生手段としてウレタン樹脂発泡体等の有機物
を用いた場合にみられる、加熱による吸収能力の変動や
ゴミの発生、不純な有機成分の溶出等がなく、長期的に
安定なインク負圧を提供することができる。

【００５１】（第２実施例）第１実施例においては、イ
ンクタンク２にインク収容部１２（Ａ室）と、連通路１
５により該Ａ室と接続された負圧発生部３０（Ｂ室）と
を設ける構成を用いたが、これとは異なり、負圧発生部
をインク供給管内に設けた第２の実施例を図６に示す。

【００５２】図６（ａ）はインク供給管の組み立てた状
態を示し、図６（ｂ）はそれぞれの構成部材の係合及び
接合工程を示す模式図である。インクジェットヘッドの
天板（不図示）と接続するインク供給管９の内部に円筒
形のガラス多孔質体１１を挿入し、インク供給管のイン
クジェットヘッド側の端部にフィルタ１３を有してい
る。

【００５３】このインク供給管を用いたインク供給系の
外観模式図を図７に示す。図７において、インクタンク
２内の融解した（液体状態の）インクはインクジェット
ヘッド１の下方からインク供給管９を介してインクジェ
ットヘッド１に供給される。

【００５４】そして、図７のＱ−Ｑ断面に該当する断面
模式図を図８に示す。供給口７から供給された固体イン
クはヒータ５により加熱溶融され、インク収容部１２内
に貯蔵される。また、ガラス多孔質体１１が設けられた
インク供給管９は、融解したインク液面下に一端が没す
る様に配される。インクはインク収容部１２からインク
供給管９内のガラス多孔質体１１、フィルタ１３を通し
てインクジェットヘッド１（図中点線）に供給される。

【００５５】従って、インクジェットヘッド内のインク
には、インク収容部１２とインクジェットヘッド間の液
面レベルの差（水頭圧差）による負圧と、ガラス多孔質
体による負圧の双方が作用する。

【００５６】本実施例においても、水頭圧差のみによっ
て負圧を得る従来に比べて、インクジェットヘッドとイ
ンクタンクとを配置するのに必要なスペースが少なくて
済む。そして、インク供給管を負圧発生部にしたことに
よりキャリッジに搭載されるインクタンクのインク収容
量増加もしくは小型化が図れ、これにより一層インクジ
ェット記録装置の小型化が実現できる。

【００５７】第１及び第２実施例において、無機物の負
圧発生部材としてガラス多孔質体を用いたが、本発明の
負圧発生部材として他のセラミックス材料の多孔質体を
用いても同様の効果が得られるものである。また、固体
インクの加熱温度域において安定であれば、セラミック
スでなくとも連続した気孔を有する材料を用いることも
できる。ただし、インクのぬれ性を考慮するとガラス多
孔質体が好ましい。

【００５８】（第３実施例）本実施例では、無機物であ
るが多孔質体ではない負圧発生部材を用いた場合の一例
として、無機物の繊維部材あるいはその圧縮部材を用い
た場合を示す。

【００５９】図９に本実施例の構成を示す。図９は、図
４と同様に図２に示されたようなインク供給系のＰ−Ｐ
断面に相当する模式的断面図である。負圧発生部である
Ｂ室には、第１実施例と異なりスチール繊維の集合体１
４（以下、繊維体と称す）が配されている。繊維体１４
は、直径０．０２〜０．１ｍｍ、長さ５〜１００ｍｍの
繊維を、家庭台所清掃用品にみられるような「金属ウー
ル」状に集合させて形成されている。この繊維体１４
は、平均密度を変えるように圧縮することにより個々の
繊維間の間隙を狭くし、毛管力によるインクの保持力を
調整することができ、インク吸収体として機能する。

【００６０】本実施例においては、前段階として前記繊
維体の全体の平均密度を０．１ｇ／ｃｍ³程度に圧縮
し、その後さらにＢ室に圧縮充填することにより、最終
的に全体の平均密度を０．３ｇ／ｃｍ³程度に圧縮し
た。表１に示したインクを溶解させて用いると、９０〜
１００℃にて負圧を発生できた。また、本実施例の構成
では表面張力１５〜４０ｄｙｎ／ｃｍの溶融インクのメ
ニスカスを保持できた。

【００６１】また、負圧発生部であるＢ室に配された繊
維体１４には、フィルタ１３を一端に接続したインク供
給管９が挿入されている。ここで、フィルタ１３と繊維
体１４の接触部に気泡が滞留し、Ｂ室からインクジェッ
トヘッドへのインク供給を妨げることを防止するため
に、フィルタ１３が繊維体１４に圧接するように設けら
れている。好ましい形態としては、図９に示したよう
に、繊維体１４がフィルタ１３のインク通過面をすべて
覆うように配置される。

【００６２】さらに、繊維体１４のインク供給管９と圧
接する領域（図中Ｃ部）を周囲よりもさらに圧縮させる
ことにより、インク供給管との圧接部にインクが集中す
るのを促進させ、インク供給効率を向上させることがよ
り好ましい。

【００６３】前述の繊維体１４は、ウレタン樹脂等によ
り形成される多孔質体と同様に容易に変形可能なため、
第１実施例で用いられたガラス多孔質体と比較して、イ
ンク供給管と負圧発生部材との間の隙間の量を簡単かつ
効果的に調整することができる。従って、固化収縮等に
起因する気泡が発生しにくく、安定したインク供給が保
証される。

【００６４】また、本実施例においては、繊維体１４は
無機物であるスチールで構成されており、実用的な常温
固体インクの融点の前後では化学的にも安定である。そ
のため、加熱による負圧発生部の性能の低下やゴミの発
生、有機成分の溶出もなく、長期的に安定な負圧の提供
及び安定した吐出状態の維持が可能である。

【００６５】以上の例では、無機物の負圧発生部材とし
て、金属の繊維体、具体的にスチール繊維体を用いた
が、繊維体の材質はスチールに限らず、例えばアルミニ
ウム、ステンレス、銅、亜鉛合金などの金属材料を用い
ても良い。

【００６６】また、インク溶融温度前後で安定な材料で
あれば金属系の材料に限定する必要はなく、ガラス繊維
体等の無機物を用いることも考えられる。そして、加熱
溶融したインクを保持し、吸収体として作用するのであ
れば、個々の繊維の形状や繊維体の形態を特に限定する
必要はない。

【００６７】（第４実施例）本実施例は、第３実施例と
同様に無機物の繊維体を用いて負圧を発生させるもので
あり、その構成を図１０に示す。第２実施例と同様にイ
ンク収納部からインクジェットヘッドへインクを供給す
るためのインク供給管に負圧発生部を設けている。

【００６８】図１０（ａ）はインク供給管の組み立てた
状態を示し、図１０（ｂ）はそれぞれの構成部材の係合
及び接合工程を示す模式図である。インクジェットヘッ
ドの天板（不図示）と接続するインク供給管９内に繊維
体１４を圧縮充填し、インク供給管の両端にフィルタ１
３を有している。

【００６９】図１０に示したインク供給管を用いる場
合、インク供給系は図７及び図８に示したインク供給系
のガラス多孔質体に変えて繊維体を用いた構成となる。

【００７０】本実施例においても、インクジェットヘッ
ド内のインクには、インク収容部とインクジェットヘッ
ド間の液面レベルの差（水頭圧差）による負圧と、繊維
体による負圧の双方が作用する。

【００７１】従って、水頭圧差のみによって負圧を得る
従来に比べて、インクジェットヘッドとインクタンクと
を配置するのに必要なスペースが少なくて済む。そし
て、インク供給管を負圧発生部にしたことによりキャリ
ッジに搭載されるインクタンクのインク収容量増加もし
くは小型化が図れ、これにより一層インクジェット記録
装置の小型化が実現できる。

【００７２】（第５実施例）第１実施例において、ワッ
クス含有型のインクの固化収縮に起因する気泡発生の防
止のために、ガラス多孔質体のフィルタとの接触面を平
滑化した構成を提案したが、本実施例ではそれ以外の形
態のインク供給系を提案する。

【００７３】本実施例においては、図１１に示したよう
に負圧発生部に２種類の異なる無機質のインク吸収体を
用いる。インクタンク２内部にインク収容部１２（Ｄ
室）と、ガラス多孔質体１１と繊維体１４とを配した負
圧発生部３０（Ｅ室）と、Ｄ室とＥ室を連通させる連通
路１５が設けられている。

【００７４】Ｅ室からインクジェットヘッドに至るイン
ク供給系の構成模式図を図１２に示す。インクジェット
ヘッド１の天板（不図示）にインク供給管９は接続され
る。また、フィルタ１３はインク供給管９の繊維体１４
と圧接する側の端に接合している。そして、負圧発生部
はガラス多孔質体１１に彫り込み部２７を設け、その内
部に繊維体１４が配される。インク供給管９は繊維体１
４を介してガラス多孔質体１１に保持されたインクの供
給を受けることになる。

【００７５】このとき、フィルタ１３はガラス多孔質体
の彫り込み部２７の底部と直接接触することはなく、フ
ィルタ１３と彫り込み部２７の底部との間には繊維体１
４が必ず存在する。従って、フィルタ１３の近傍にのみ
繊維体が配され、その他のインク供給管の壁はガラス多
孔質体に接するか、囲まれる構成をとる。

【００７６】また、繊維体１４の圧縮状態を調整し、繊
維体１４の毛細管力によるインク保持力をガラス多孔質
体１１の毛細管力によるインク保持力よりも大きくして
いる。これにより、繊維体が配された領域にインクを集
中させ、高速記録時にもインクを効率良く供給すること
が可能となる。

【００７７】本実施例は、上述の構成を採用することに
より、固化収縮に起因する気泡の発生によるインク供給
不良を防止できる。さらに、繊維体のみにより負圧発生
部が構成される場合に比べ、ガラス多孔質体を用いてい
るので毛細管力をより均一に発生させることができ、そ
れと同時にインク供給管の端部近傍にインクを集中させ
ることができる。従って、負圧状態が安定であり、イン
ク供給効率も良いので他の実施例よりも好ましい。

【００７８】（第６実施例）本実施例では、負圧発生部
材として、無機物の粉体あるいは粒状体を用いた。負圧
発生部を設ける位置を、第２実施例のようにインク供給
管内に設けた場合の模式図を図１３に示す。

【００７９】図１３においてインク供給管に充填される
無機物の粒状体として、本実施例ではガラス粒状体１６
を用いている。インク供給管９は、内部に約７０〜１２
０μｍの径のガラス粒状体１６が充填され、インク供給
管９の両側にフィルター１３が接合される。このガラス
粒状体が充填されたときに、隣接するガラス粒状体との
間に空隙が形成される。この空隙に働く毛細管力によ
り、負圧発生機構としての機能を果たす。

【００８０】図１３に示されたインク供給管は図７及び
図８に示されているインク供給管と同様な形態で、固体
インクジェットカートリッジや固体インクジェット記録
装置に用いられる。この構成を用いることにより第２実
施例や第４実施例と同様の効果を得ることができる。

【００８１】また、図１４にガラス粒状体を第１実施例
のガラス多孔質体にかえて負圧発生部に配した構成の模
式図を示す。第１実施例と比較して異なる点は、インク
を通しガラス粒状体を通さないフィルタ１７を設けたと
ころであり、その他の構成は実質的に変わりはない。こ
の構成を用いることにより第１実施例や第３実施例と同
様の効果を得ることができる。

【００８２】そして、図１５にはインク供給管でなくイ
ンクタンク内に負圧発生部を設けた構成であって、径が
異なるガラス粒状体を複数の負圧発生室３１に配した構
成の断面模式図を示す。インク収容部１２に近い負圧発
生室のガラス粒状体の径を最も大きくして、インクジェ
ットヘッドに近づくにつれてガラス粒状体の径を小さく
している。

【００８３】従って、ガラス粒状体を充填することによ
り形成される空隙をインク供給管９に近いものが一番小
さくなるので、負圧発生室３１はインク保持力の高い順
にインクジェットヘッド側からインク収納部側に設けら
れることになる。これにより、インクジェットヘッドへ
向けてインクが流れやすくなり、インクの供給効率は向
上する。

【００８４】（他の実施例）本発明においては、前述し
たインク１以外にも、以下に示したインクを使用するこ
とができる。インク２はインク１に比べ融点や好適とさ
れる記録温度の高いインクであり、インク３はインク１
に比べ表面張力の高いインクである。 インク２ カルナバワックス ６０ｗｔ％ キャンデリラワックス ３６ｗｔ％ Ｃｌ．Ｓｏｌｖｅｎｔ−Ｂｌａｃｋ ３ ４ｗｔ％ インク３ エチレンカーボネート ４０ｗｔ％ １．１２−ドデカンジオール ５２ｗｔ％ Ｃｌ．Ｓｏｌｖｅｎｔ−Ｂｌａｃｋ ３ ８ｗｔ％

【００８５】本発明は、各実施例に示したように様々な
形態で用いることが可能である。しかしながら、キャリ
ッジの移動等に起因する衝撃に対する安定性や、要求さ
れる各部材の加工精度と組立精度を考慮すると、前述し
た第５実施例が最も好ましい。

【００８６】また、本発明は熱インクジェット記録方法
を用いても、インク中への不純な有機成分の溶出がない
ため、液滴の吐出手段であるヒータ上に有機物のコゲを
発生させることはなく、安定した吐出状態を維持するこ
とができる。

【００８７】さらに、本発明の効果として、インクジェ
ットヘッドとインクタンクとが分離可能なので、インク
供給口７にインクペレットを投入する際などにゴミ等が
インクタンク内に侵入し、負圧発生機構の毛細管力の働
きに影響を与えたとしても、第１実施例等に示したイン
クタンク内に負圧発生機構を有する形態においてはイン
クタンクの交換により容易に良好な印字状態を維持する
ことができる。

【００８８】なお、前述した各実施例において、固体イ
ンクを加熱するためのヒータをインクジェットカートリ
ッジに設けたが、インクジェットカートリッジを構成す
る材料を熱伝導性の良いものを選択することにより、イ
ンクジェットカートリッジではなくキャリッジ上等に設
けることも可能である。

【００８９】また、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インク
ジェットカートリッジに対しても本発明は有効に適用で
きる。そのインクジェットカートリッジに用いられるイ
ンクジェットヘッドとしては、複数インクジェットヘッ
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個のインクジェットヘッドとしての構成の
いずれでもよい。

【００９０】さらに、本発明が用いられる記録装置の構
成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手
段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
インクジェットヘッドに対してのキャッピング手段、ク
リーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或は
これとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて
加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予
備吐出手段を挙げることができる。

【００９１】そして、搭載されるインクジェットヘッド
の種類ないし個数についても、記録色や濃度を異にする
複数のインクに対応して２個以上の個数設けられるもの
であってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モー
ドとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではな
く、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わ
せによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、
または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくと
も一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００９２】さらに加えて、本発明が適用されるインク
ジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情
報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、
リーダ等と組合せた複写装置、送受信機能を有するファ
クシミリ装置、さらには布などに画像等を形成するイン
クジェット式捺染装置の形態を採るものであってもよ
い。

【００９３】

【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、常温固体インクを用いるインクジェット記録
装置において、常温固体インクの融点前後で固体として
比較的安定な無機質の負圧発生部材を用いているので、
固体インクジェット記録装置に特有の加熱状態におけ
る、負圧発生部におけるインク保持力の変動がない。

【００９４】また、インクジェットカートリッジ内に負
圧発生部を設けることができるので、ヒータ等を複雑に
インクジェット記録装置内に備える必要はなく、固体イ
ンクジェット記録装置自体も小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能なインクジェット装置の一例
を示す図

【図２】キャリッジ上に配されるインク供給系の模式図

【図３】インクジェットヘッドの構成模式図

【図４】本発明における第１実施例のインク供給系の断
面模式図

【図５】インクジェットヘッドと負圧発生部の係合状態
を示す模式図

【図６】（ａ）本発明における第２実施例のインク供給
系の模式図 （ｂ）本発明における第２実施例のインク供給系の組立
工程の模式図

【図７】インク供給系の外観模式図

【図８】インク供給系の断面模式図

【図９】本発明における第３実施例の断面模式図

【図１０】（ａ）本発明における第４実施例のインク供
給系の模式図 （ｂ）本発明における第４実施例のインク供給系の組立
工程の模式図

【図１１】本発明における第５実施例のインク供給系の
断面模式図

【図１２】インクジェットヘッドと負圧発生部の係合状
態を示す模式図

【図１３】本発明における第６実施例の一例を示す模式
図

【図１４】本発明における第６実施例の一例を示す断面
模式図

【図１５】本発明における第６実施例の一例を示す断面
模式図

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ インクタンク ３ インクタンク（インク貯蔵部） ４ 記録紙 ５ ヒータ ６ ヒータ ７ インク供給口 ８ 液滴 ９ インク供給管 １０ センサ １１ ガラス多孔質体 １２ インク収容部 １３ フィルタ １４ 繊維体（繊維の集合体） １５ 連通路 １６ ガラス粒状体 １７ フィルタ １８ キャリッジ １９ 天板 ２０ 基板 ２１ 天板供給口 ２２ 共通液室 ２３ 吐出手段 ２４ ノズル ２５ 蓋部材 ２６ 大気連通口 ２７ 彫り込み部 ３０ 負圧発生部 ３１ 負圧発生室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸島 博彰 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 宮川 昌士 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５−162297（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110157（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−207663（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−207662（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/015 B41J 2/05

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常温で固体のインクを融解させた状態で
   吐出するインクジェットヘッドと、 該ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、 該インクタンクから前記インクジェットヘッドに前記イ
   ンクを供給するインク供給路と、を備え、 前記インク供給路と前記インクタンクとを備えたインク
   供給系に負圧発生部材を有するインクジェットカートリ
   ッジにおいて、 該負圧発生部材は、圧縮された無機繊維体からなること
   を特徴とするインクジェットカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記インクタンクはインク収容部と負圧
   発生部を有し、前記負圧発生部材は該負圧発生部に設け
   られることを特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
   トカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記無機物の負圧発生部材は、インク保
   持力の異なる２種類の負圧発生部材よりなり、該２種類
   の負圧発生部材のうち毛細管力の高い負圧発生部材をイ
   ンク供給路に接するように設けることを特徴とする請求
   項１に記載のインクジェットカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記インクジェットヘッドは吐出のため
   に利用される熱エネルギーをインクに付与する電気・熱
   変換素子を有していることを特徴とする請求項１に記載
   のインクジェットカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記インクタンクは、 インクを直接保持するインク収容部と、 該インク収容部と連通部で接続され、前記負圧発生部材
   を収納するとともに前記インクジェットヘッドへインク
   を供給するための負圧発生部と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
   ットカートリッジ。
6. 【請求項６】 常温で固体のインクを貯溜するインクタ
   ンクにおいて、 圧縮された無機繊維体からなる負圧発生部材を備えるこ
   とを特徴とするインクタンク。
7. 【請求項７】 前記インクタンクは、 インクを直接保持するインク収容部と、 該インク収容部と連通部で接続され、前記負圧発生部材
   を収納するとともに記録ヘッドへインクを供給するため
   の負圧発生部と、 を備えることを特徴とする請求項６に記載のインクタン
   ク。
8. 【請求項８】 前記負圧発生部材は、インク保持力の異
   なる２種類の負圧発生部材よりなり、該２種類の負圧発
   生部材のうち毛細管力の高い負圧発生部材をインク供給
   路に接するように設けることを特徴とする請求項７に記
   載のインクタンク。
9. 【請求項９】 常温で固体のインクを加熱する加熱手段
   と、 該加熱手段により融解させた前記インクを吐出するイン
   クジェットヘッドと、 該ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、 該インクタンクから前記インクジェットヘッドに前記イ
   ンクを供給する供給路と、を有するインクジェットカー
   トリッジを備え、 前記インク供給路と前記インクタンクとを備えたインク
   供給系に、負圧発生部材を有するインクジェット記録装
   置において、 前記インクジェットカートリッジを搭載可能なキャリッ
   ジと、 前記インクタンクに補給する常温で固体のインクを貯蔵
   するインク貯蔵部を有し、 前記負圧発生部材が、圧縮された無機繊維体からなるこ
   とを特徴とするインクジェット記録装置。