JP3258310B2

JP3258310B2 - インクタンクおよびインクジェット装置

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Publication number: JP3258310B2
Application number: JP2000099582A
Authority: JP
Inventors: 昌彦日隈; 博志杉谷; 雅実池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-01-01
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2000301740A

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および該イ
ンクタンクを用いたインクジェット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインク記録に用いられるインクタ
ンク（ヘッドに一体化またはタンク単体が交換型）とし
て実用化されているものは、主としてインクタンク内部
を単一または複数のスポンジで充填せしめたものがあ
る。一般にスポンジ孔径は、８０μｍ〜２００μｍの範
囲内のものが多く、タンク内部に占めるスポンジ自体の
容積も多い。従って、与えられたインクタンク内容量に
対してインク量を増加するにもスポンジ存在があるた
め、大幅な増加ができない。また、スポンジ内部に残っ
たまま、記録に使用できないインク量の減少にも限界が
ある。

【０００３】これに対して、本願出願人は、特開平２−
３４３５３号公報で、インク供給側のスポンジの孔径を
タンク内スポンジの孔径より小さくすることを提案し、
インクの供給性を向上した発明を開示している。さら
に、本願出願人は、特開平５−８４０５号公報で、イン
ク供給側に繊維を直線状に束ねた構造を提案し、インク
供給性およびインク残量の減少の両方に効果がある発明
を開示している。

【０００４】この繊維束構造は、インク供給の方向性や
供給効率があるため、その改良として、特開平５−９６
７４２号公報や特開平５−１０４７３５号公報が存在し
ている。前者は、インクタンクの使用時の姿勢における
底部から上方のインク供給部にわたって存在する繊維束
構成の発明で、インクタンク底部のインク残量を減少す
る発明である。また、後者は、タンク内部自体をスポン
ジにし、その外側に突出部を設けた上でこの突出部に繊
維束を設けたもので、ヘッド側のフィルタ近傍のスポン
ジに対してインク供給路を構成する発明である。

【０００５】このように、インクタンク内部構造の発明
は、スポンジの存在を前提とするもので、スポンジによ
るインク残量や占有体積によるインク量減少の問題を大
幅に改善するものにはなっていない。

【０００６】他方、特開平６−７９８８２号公報では、
インクタンク内部のインク量を大幅に増大できるよう
に、上方から下方（重力方向）に向かって延びる繊維を
最大でも２０％以下の割合で存在させて、インク供給性
を向上させようとする発明を開示している。しかし、こ
の発明は、僅かな繊維が直線状に存在するかあるいは繊
維束を一方向で充填しただけである。

【０００７】また、この特開平６−７９８８２号は、ポ
リエステルやポリプロピレン等の不織布をタンク内部に
積層充填する変形例を開示しているが、この変形例も従
来の問題をかかえたものに過ぎない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らの検討によ
ると、この発明ではインクの保持力がほとんど無く、イ
ンク充填によって繊維が束状に収縮する問題が見い出さ
れ、結果としてインクタンク内部は、空間内にインクを
充填した部分がインク供給口側近傍に存在して、インク
タンクからのインク供給性が損われてしまう現象が見ら
れた。

【０００９】本発明は、繊維を用いる場合の、インク充
填時における繊維間隔の減少がタンク全体としてのイン
ク保持力自体を低下させてインク供給不良やインク漏れ
等を起こす新たな問題を解決することを主たる目的とす
る。

【００１０】また、本発明は、繊維が占める空間内部の
繊維状態を改良することで、インク保持力が増強できる
インクタンクを提供するものでもある。この繊維状態
は、繊維同士の関係に関するものである。

【００１１】なお、本発明は、タンク内部とタンク壁側
とのインクの流動性の差について着目したところ、従来
では検討されていないタンク内壁材料と繊維材料との単
独の関係について好ましい発明を与えるものであり、さ
らには、使用するインク特性（特に顔料インク）と繊維
材料との単独の関係について好ましい発明を提供するも
のでもある。

【００１２】また、本発明は、ヘッド側フィルタあるい
はタンク側フィルタのように、繊維が直接接するフィル
タ径に対して、好適な条件の繊維をもつインクタンクを
提供し、好ましくは、タンク内の主たる容積を占める繊
維径とインクタンクから外部（ヘッド側等）へのインク
供給側の容積を占める繊維径との関係に対して好適な条
件を与えたインクタンクおよびインクの動抵抗を支配す
るフィルタ抵抗自体を緩和できるインクタンクの提供を
行うものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、イ
ンクジェットヘッドに供給されるインクを保持する繊維
材料で構成された負圧発生部材と、前記インクジェット
ヘッドへインクを供給するためのインク供給口を有し前
記負圧発生部材を収容する本体と、を具えるインクタン
クにおいて、前記負圧発生部材を構成する繊維は、核部
と、該核部を覆う表層とがそれぞれ樹脂からなり、前記
核部を形成する樹脂の溶融温度が前記表層を形成する樹
脂の溶融温度より高く、さらに前記繊維は、前記核部に
よってインクを保持するための負圧を発生する空隙を設
ける様に複数交差し、該交差の交点で前記表層同士が溶
着されていることを特徴とする。

【００１４】上述の構成によれば、繊維の表層に溶融温
度の低い樹脂繊維を使用して負圧発生部材を形成し、そ
の後、表層の樹脂温度以上で、かつ核部の樹脂温度以下
の温度に加熱して複数交差する関係を前提としたその交
点部分を溶着し繊維全体を固定化することができる。

【００１５】従って、以上の構成により、複数の交差に
よって、インクが充填されたとき各繊維間の間隔がイン
クの作用によって減少することを抑制することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施形態に係るインクタ
ンクを模式的に示す斜視図であり、図２はインクジェッ
トヘッドとの接続状態を一部破断面で示す斜視図であ
る。

【００１８】これら図に示すインクタンクはカートリッ
ジ形態、すなわち、インクジェット装置に着脱され交換
可能な形態のものである。カートリッジ１は、その負圧
発生部材として繊維（繊維体）４を充填するものであ
る。繊維４は、ポリプロピレン製であってその径および
長さがそれぞれ１００μｍおよび数ｃｍ〜１０ｃｍの繊
維の複数本をそれぞれが３次元空間内でランダムな曲線
を描き複数の交差を有するような状態で充填されて成る
ものであり、その量はカートリッジ１の内容積４０ｃｃ
に対して約８ｇである。なお、繊維４としては、一体の
極めて長尺のものであり、タンク内部を充填するものや
多数本の繊維をもつものを含む。

【００１９】本発明の繊維体が収納された領域の空間に
対する繊維体の占有率は、複数の交差が存在していれば
任意な範囲でよいが、具体的に好ましい範囲を挙げれば
１０％以上３５％以下、より好ましくは１５％以上２５
％以下である。この理由はインク充填割合とインク消費
割合をより好ましい関係とするからである。

【００２０】インクカートリッジ１のケースをなす容器
１１は、上記繊維４と同様にポリプロピレンによって形
成される。容器１１をなす面の一部にはその一端をカー
トリッジの外側に向けて開口したインク供給路８が形成
され、インク供給路８の他端は、フィルタ８Ａを介し繊
維４と適切な圧接力を保持して接している。このインク
供給路８が設けられた面の対向する面であって、同様に
容器１１の一部をなす面である、蓋２には大気連通口７
が設けられている。

【００２１】容器１１の形状は、図１，図２に示すよう
に、略直方体をなすものであり、また、その内部に上記
インク供給路等が形成されるものである。これに対し、
充填される繊維４は、例えば束などの一定の規則に従っ
てそれぞれの繊維が配置されるものではなく、ランダム
な配置のものであるため、後述されるインク保持性およ
びインク供給性の点から有効であるばかりか、容器１１
の内部形状にならい易く、これにより、インクカートリ
ッジ１内に隙間なく納めることができる。そして、繊維
４は、インクカートリッジ１内に納められた後、容器の
一部をなす蓋２が超音波溶着によって取付けられ、これ
によって、適切な密度を得ることができる。

【００２２】図２に示すように、インクカートリッジ１
は、インクジェット装置のキャリッジ（不図示）上でイ
ンクジェットヘッド１２とそのインク供給管１４を介し
て接続する。すなわち供給管１４はカートリッジ１の供
給路８に挿入される。

【００２３】以上示したインクカートリッジについて以
下のような試験を行った。

【００２４】インクカートリッジ１内に黒色インクを２
８ｇ注入し、インクカートリッジ１を全方向に回転した
が、インクカートリッジ１の開口部であるインク供給路
８および大気連通口７を介してインクの漏れはなかっ
た。

【００２５】また、インク供給路８を介してシリコンチ
ューブを挿入し、２ｇ／分の流速にてインクが取り出せ
なくなるまで連続的にインク吸引を行った。その後、そ
の残量、すなわち、吸引によっても排出できなかったイ
ンクの量は７．７ｇであった。これに対し、本実施例の
負圧発生部材である繊維４に替えてセル数３５個／イン
チ、容積１６０ｃｃの従来より知られるウレタンフォー
ム（爆発法によってセル膜処理済み）を圧縮挿入したイ
ンクカートリッジについても同様の吸引を行ったとこ
ろ、略等しい量のインク残量を示した。

【００２６】以上の試験からすれば、上記実施例の繊維
４を用いたインクカートリッジは、従来のウレタンフォ
ームを用いたインクカートリッジと同等のインク保持性
およびインク供給性を有していることが理解される。

【００２７】本発明を適用したインクカートリッジのよ
うに繊維を複数交差するように自由度をもたせた構成の
ものは、以上のように従来品と少なくとも同等の機能を
発揮するが、この構成をもっていても、あるいは無くて
も以下に示す２つの特別な利点を得る場合がある。

【００２８】第１は、例えば顔料インクや高ＰＨインク
の保存性に関する利点である。すなわち、従来の負圧発
生部材として用いられるウレタンフォームと比較して、
本発明の一実施例に係るポリプロピレン繊維を負圧発生
部材として用いた場合、カートリッジ内に顔料インクを
充填して長期保存した場合のインク溶質の析出量および
負圧発生部材の劣化が極めて少なく、実際の使用に耐え
得ることである。

【００２９】また、第１の利点の他の例として、ＰＨの
高いインク、例えばＰＨ１０以上または、ＰＨの低いイ
ンク、例えばＰＨ３以下のインクに対してもポリプロピ
レン繊維の劣化は極めて少ないことを示すことができ
る。

【００３０】本願発明者等は、上記析出量の指標である
インク粒子径の測定を、６０℃の環境下でショットビン
内にインクのみ、インクおよびウレタンフォームを充
填、インクおよびポリプロピレン繊維を充填した、それ
ぞれのケースについて行い、以下のような結果を得た。

【００３１】（保存期間）２週間２ケ月インクのみ０．０９３（μｍ）０．０９３（μｍ）ウレタンフォーム０．１１２（μｍ）０．３５９（μｍ）ポリプロピレン繊維０．０９３（μｍ）０．１１８（μｍ）上記測定結果から明らかなように、ポリプロピレン繊維
は、顔料インクに対して保存性が良く、顔料インクを収
容するインクカートリッジの負圧発生部材として適した
ものといえる。

【００３２】第２の特別な発明構成は、繊維を形成する
ポリプロピレンは再利用（リサイクル）に適した材料で
あり、特に上記実施例に示したようにカートリッジの容
器も繊維と同一の材料で形成することにより、リサイク
ルの際の処理工程を簡略化することができる。

【００３３】例えば、使用済みの繊維および容器が一体
となったインクカートリッジを約１８０℃に加熱し、残
留インク成分を蒸発後、溶融紡糸機により黒色ではある
が繊維（繊維径１００μｍ）を得ることができる。

【００３４】この繊維状材料を上述したと同様の方法で
容器内に充填してインクカートリッジを作成し、上述と
同様の方法で評価したところ、インク残量が７．９ｇと
なり、リサイクルする前のポリプロピレン繊維とほぼ同
等の結果を得ることができた。この結果から、本発明の
インクカートリッジは容易にリサイクル可能であること
が理解できる。

【００３５】また、使用済みの、同様に繊維と容器一体
のインクカートリッジを約１８０℃に加熱し、残留イン
ク成分を蒸発後、樹脂チップとしたものは、成形機によ
りインクカートリッジ容器および蓋に成形することが可
能である。

【００３６】なお、上記リサイクルにあっては、廃棄イ
ンクカートリッジを上記のように１００％使用すること
も可能であるが、繊維等の形成に未だ用いられていない
樹脂を任意の割合で混合してリサイクルすることも可能
である。

【００３７】また、本発明に係るインクカートリッジを
形成するための材料としては、少なくとも容器と繊維と
が同質の材料であり成形可能なものであれば用いること
ができ、有機系では、例えば、アラミド、ビニロン、ア
クリル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、炭素、無機系では、例えば、ボロン、ガラス（シリ
カ）、アルミナ、ジルコニア、金属系では、例えば、タ
ングステンモチブデン、鋼、ステンレス、ベリリュウ
ム、チタン、アルミ、マグネシウム、アモルファス（Ｆ
ｅ−Ｓｉ−Ｂ系）等を挙げることができる。

【００３８】なお、初期成形の容易性の観点から有機
系、金属系のものが好ましく、取扱い性の面で有機系の
ものがより好ましい。また、リサイクル性の点では、分
解、精製などの工程を経ずに容易にリサイクル可能な有
機系の熱可塑性樹脂類がさらに好ましい。

【００３９】より好ましい熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ア
クリロニトリル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリア
セタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルス
ルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテル
イミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン、ナイロ
ン、ポリミド等が挙げられ、これらの複合物あるいは、
変性物であってもよい。

【００４０】しかし、上述したように、インクジェット
用インクへの貯蔵安定性面を重視するならば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂が特に好ま
しい。

【００４１】図３（ａ）および（ｂ）は、異種材料で構
成された繊維の概略断面図を示す。

【００４２】同図（ａ）に示すように、繊維は、中心部
分の核部Ｂとこの核部Ｂの周囲に設けられた表層Ａとか
ら構成されている。核部は繊維の中心部分にだけでな
く、同図（ｂ）に示すように、核部Ｄが表層Ｃの一方向
に偏った構成であってもよい。なお、その他の添加物を
上記樹脂成分を上回らない範囲で混入させることは任意
である。

【００４３】上記素材から選択された繊維が、インクカ
ートリッジのより適した負圧発生部材として機能するた
めには、繊維と繊維との間が、上述したようにインクカ
ートリッジ内でランダムに複数の交差を有していること
がより好ましく、繊維束のような整った形態でインクカ
ートリッジ内に充填されたものは、インクカートリッジ
内の空間を少なくするためインクの充填量が低下し、容
器の内容積に対するインクの使用量が少なくなる。

【００４４】容器１１に充填されない状態の繊維４がそ
の充填がなされないと仮定した場合の体積と容器１１の
体積との関係を図４に示す。

【００４５】この図から明らかなように、繊維４はより
小さな体積の容器１１内である程度圧縮され、それぞれ
の繊維の有する弾性力によって上記圧縮に対応する力を
生じている。

【００４６】なお、以上説明した第１および第２の利点
が有効に発揮されるためには、負圧発生部材としての繊
維が、カートリッジ内に充填された後、インクカートリ
ッジの振動、衝撃などの物理的な外力によって体積収縮
しないことが望ましい。具体的に説明すると、繊維径が
極端に細い場合には、繊維間にインクが浸透した後に繊
維全体の体積が収縮し、塊状になってしまうことがあ
る。このような場合、その繊維の塊はその体積収縮によ
ってインクカートリッジ内部の空間を充分に満たすこと
ができなくなり、また、カートリッジ内を移動し、イン
ク供給が速やかに実施できない場合が発生する。これ
は、インクとの接触により繊維と繊維が、その間のイン
クの表面張力に負けてひきつけられ、それらの間隔を減
少させて全体として体積を収縮させることによるもので
あると推定される。これにより、インクカートリッジ内
容積より収縮した繊維がインクカートリッジ内を移動し
てインク供給路のフィルタとの接触が不可能となり、上
述のようにインク供給が速やかに行われない場合を生じ
る。

【００４７】以上のことから、インクカートリッジ内の
繊維体積が、インクと接触した後に収縮しない構成とす
ることが好ましい。

【００４８】これを達成するためには、インクカートリ
ッジに充填される繊維４の各繊維が図１３に示すように
複数の交差を有していることが好ましい。すなわち、繊
維４とインクが接触した場合、インクの表面張力等によ
って同図中に示すように各繊維を矢印方向に移動させよ
うとする力が作用するが、上記複数の交差によってその
作用力は相殺される方向に作用し、上述した繊維の収縮
を抑制することができる。

【００４９】このような構成とともに、使用するインク
の表面張力より大きい繊維剛性を有する繊維素材あるい
は、繊維径の繊維を用い、また、繊維を使用するインク
に応じて選定することも好ましい構成となる。また、カ
ートリッジ内で使用する繊維の量も適切に定めることも
望ましいことである。

【００５０】上記複数交差の形成方法としては、繊維束
を用意し、これと直交する方向にくし歯状の機器を用い
て繊維束を複数回かき上げる方法がある。

【００５１】また、繊維束を任意の長さに切断し、攪拌
機により攪拌することによっても複数交差を得ることが
できる。

【００５２】また、別の手段としては、インクカートリ
ッジ内で繊維が移動できないように見かけ体積以上の負
圧発生部材をカートリッジ容器に挿入後、カートリッジ
の蓋等にて充分押し付けるように構成してもよい。

【００５３】さらにまた、図３に示す繊維のように、そ
の表層に、溶融温度の低い樹脂繊維を使用して負圧発生
部材を形成し、その後、繊維外層の樹脂温度以上で、か
つ核部の樹脂温度以下の温度に加熱して複数交差する関
係を前提としたその交点部分を溶着し繊維全体を固定化
することも好ましい手段の一つである。

【００５４】上記の理由により本発明の実施例で使用す
る負圧発生部材としての繊維の直径および充填量は、イ
ンクカートリッジの内容積、形状、負圧発生部材の構
成、充填量等により異なるため一概に特定できないが、
負圧の発生を繊維と繊維の間隙に依存していることを考
慮すると、極端に大きい場合には負圧が低くなってイン
クカートリッジからインクが漏れ出し、また、逆に極端
に小さい場合には負圧が高くなりすぎてインクカートリ
ッジからインクジェットヘッドへインクが供給できなく
なる。従って、インクカートリッジの内容積および／ま
たは繊維の充填量にもよるが、その繊維径は、５μｍ〜
１ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは、１０μｍ〜
０．５ｍｍであり、さらに好ましい範囲としては１５μ
ｍ〜４５μｍである。

【００５５】さらに、複数の交差を有する配置において
好ましい範囲として、供給口近傍は２０μｍ〜４０μ
ｍ、その他の領域は４０μｍより太い繊維径が好まし
い。その他の領域のより好ましい範囲は５０μｍ〜１０
０μｍである。

【００５６】インクカートリッジ内への繊維の充填にあ
たっては、特に、制限はないが、インクカートリッジ内
での繊維の移動を抑制するために、前述したように、蓋
などで少なくとも一方向に押えつけておくことが好まし
い。繊維４のインク供給路８のフィルタ８Ａと接する部
分で、各繊維間が有する隙間以上の隙間が発生するとイ
ンクカートリッジからインクジェットヘッドへのインク
供給が絶たれる可能性がでてくるため、インク供給路の
フィルタに対向する方向に押えつけることがより好まし
い。

【００５７】図５および図６は、それぞれ本発明の他の
実施例に係るインクカートリッジを模式的に示す図であ
る。

【００５８】図５は、インク供給路８のフィルタ８Ａの
面に圧接する状態で径の小さい繊維４ｂを配置し、その
他の部分はそれより径の大きな繊維４ａを配置してイン
ク供給路８側へ繊維の密度勾配を高めたものである。こ
のことにより、インクカートリッジ内のインクは、イン
ク供給路８側に集中しやすくなり、残留するインクを少
なくすることができる。

【００５９】図６は、本発明の一実施例に関し、カート
リッジ容器１１の内壁に沿って径の小さい繊維４ｂを袋
状に配置し、その内側に繊維径のより大きい繊維４ａを
配置したインクカートリッジを模式的に示す図である。

【００６０】このカートリッジでは、インク内壁に沿っ
て配置された繊維４ｂがインクカートリッジの負圧を主
に発生する役割を果し、その内部に配置された繊維４ａ
はインク使用効率を高めるため負圧を比較的低いものと
している。すなわち、繊維４ａは、負圧が繊維４ｂと比
較して弱いため、インクの保持力は低いが、インクの残
有率が低い。このように、インクカートリッジ内で機能
分離をさせることが容易に実施可能となる。

【００６１】なお、上述のような負圧発生部材について
密度勾配を設ける技術は、従来のウレタンフォーム等を
用いたインクタンクにおいても知られている。しかしな
がら、ウレタンフォームの場合には、カートリッジ内に
入れる前の形状を変化させて（フォーム材に切込みを入
れることも含む）カートリッジ内に入れた際のフォーム
材の圧縮率の変化を利用して負圧発生部材の密度分布を
制御する方式（１）、または、インクカートリッジ内の
内側に突起物などを設けて負圧発生部材の密度分布を制
御する方式（２）である。上記（１）の方式の場合に
は、異形状のフォーム材をインクカートリッジ内に挿入
することになり、インクカートリッジ内でフォーム材が
しわになりやすく予期しない箇所にしわが発生しインク
カートリッジとしての性能を阻害することがある。

【００６２】また、異形状のフォーム材とするための加
工が必要となり、コストアップとなる場合がある。上記
（２）の方式においてもフォーム材を単純な形状、例え
ば、直方体とすることができるが、インクカートリッジ
内に突起物が設けられるのが一般的であるためにインク
カートリッジ内の容積が低下し、インクの充填量が低下
し、結果的にインクの使用効率が減少することになる。

【００６３】これに対し、本発明に使用する負圧発生部
材では、繊維径および／または、繊維形状の異なる繊維
体を単純に混在させることにより上記のように負圧発生
部材の密度勾配をつけることが可能となる。従って、本
発明においては、負圧発生部材として、インクカートリ
ッジ内で繊維径の異なる繊維を複数配置することは、イ
ンクカートリッジとしての機能アップを図る上でより好
ましい構成となる。

【００６４】以上説明した各実施例に通底する、負圧発
生部材に繊維体を用いる技術思想について以下のように
まとめることができる。

【００６５】第１に、繊維体を形成する繊維の長さが所
定の長さに規定されており、そのことによってインクタ
ンクに充填される繊維体は弾性的に曲がる範囲内で変形
され複数の交差を形成することを可能とするものであ
る。

【００６６】例えば、図７に示すように略直方体をなす
インクカートリッジ１の縦、横、高さをそれぞれＬ，
Ｎ，Ｍとし、Ｍ，Ｎで形成する面の対角線をｌ（エル）
とするとき、繊維体を構成する各繊維の長さの好ましい
範囲としては、ｌ（エル）以上とされる。さらに、より
好ましくは上記直方体の対角線をなす長さＦより長いも
のとされる。これにより、カートリッジ１の容器内に充
填される各繊維は、弾性的に曲がる範囲内で変形され複
数の交差を形成することができる。

【００６７】第２に、インクカートリッジ１内におい
て、太さの異なる繊維体がそれぞれ所定の部位に配置さ
れることである。

【００６８】例えば、図８に示すように、繊維径の細い
繊維からなる繊維体４ｂをインク供給路の近傍でフィル
タ８Ａに当接するように配置し、繊維体４ｂを構成する
繊維より太い繊維からなる繊維体４ａを、繊維体４ｂの
周囲でカートリッジ１内を満たすように配置する。これ
により、従来、インクタンクからインクジェットヘッド
へのインク供給における流動抵抗において支配的であっ
たフィルタの流動抵抗を減じ、インク供給性能を高める
とともに、インクタンクにおけるインク保持性の低下を
防止することができるものである。

【００６９】これについてより具体的に説明すれば、以
下の表に示すように、

【００７０】

【表１】従来例と比較して、フィルタメッシュ径を大きくするこ
とにより、インク供給に際して支配的であるフィルタに
おける流動抵抗を減じ、これにより全体のインク供給抵
抗を低下させることができ、これとともに、フィルタ近
傍により繊維径の細い繊維体を配することによりインク
供給路へのインクの集中およびフィルタおよびインク供
給路を介したインク漏れの防止を可能とする。

【００７１】図９は、上記第２の技術思想を他の負圧発
生部材を用いた場合に適用した実施例を示すものであ
る。

【００７２】図９に示すように、４０ａは比較的太い繊
維で形成したフェルトであり、また、４０ｂは４０ａよ
りも細い繊維で形成したフェルトを示す。この実施例は
前述の発明のように繊維の自由度は無いものの、タンク
内部に繊維径の大小関係を供給口側に関して設けている
のでタンク内のインク流動性を良くし、繊維の充填割合
に対して、インク充填を増加でき、同時にインク残量も
減少できる利点がある。また、細い繊維からなるフェル
ト４０ｂをフィルタ８Ａに当接させることによりフィル
タ８Ａの径を従来と比較して大きなものとすることがで
きる。

【００７３】なお、上記各実施例のインクカートリッジ
には、大気導入等のために容器内にリブを設けることに
ついては述べていないが、このようなリブを設けてもよ
く、この場合、少なくともインク供給路のフィルタと繊
維との適切な接触が確保されることが必要である。

【００７４】図１０（ａ）〜（ｈ）は、繊維４を構成す
る各繊維の断面形状の他の実施例を示す断面図である。

【００７５】繊維の断面形状は、これらの図に示すよう
にいかなる形状であってもよいが、特に、インクカート
リッジ内に充填された際のカートリッジ内の空隙容量を
増加させるためには、図１０（ｆ）〜（ｈ）のように繊
維断面に凹凸を有するものや、図１０（ｅ），（ｇ）に
示すように中空構造となったものがより好ましい。ま
た、図１０（ｅ）〜（ｈ）に示すような繊維断面形状で
あれば、仮に繊維束形態とした場合でも、負圧発生部材
として所定の機能を奏する上で空隙容量を低下させるこ
とがなく好ましい。

【００７６】図１１は本発明の一実施例に係る繊維を負
圧発生部材として用いるインクカートリッジの他の構成
例を示す断面図である。

【００７７】図１１に示すように本実施例のインクタン
クカートリッジ１はインクジェット記録ヘッド１２と連
結するための供給路８を備え、負圧発生部材としての繊
維４を収容した負圧発生部材収容部５３とこの負圧発生
部材収容部５３にリブ５４を介して隣接し、インクカー
トリッジ底部５５の連通部５７で連通したインクを収容
するインク収容部５６とから構成されている。

【００７８】なお、図１１中、７は負圧発生部材収容部
５３内を大気と連通させる大気連通口、５９はインク収
容部５６の強度を向上させるためのリブ、６０はインク
タンクカートリッジ１内にインクを充填するための開
口、６１はその開口を封止するための封止材である。リ
ブ５４には、インク収容部５６のインクと、大気連通口
５８を介して負圧発生部材収容部５３に導入される大気
との気液交換を行うための溝５４Ａが形成されている。
これにより、まず、負圧発生部材収容部５３のインクが
消費され、この収容部５３の液位が溝５４Ａに達する
と、上記気液交換によってインク収容部５６のインクは
連通部５７を介して収容部５３側へ供給され消費され始
める。

【００７９】図１２は図１０に示すインクカートリッジ
を用いることができるインクジェット記録装置としての
プリンタを示す斜視図である。

【００８０】図１２において、１０１はプリンタであ
り、１０２はプリンタ１０１のハウジングの上面前部に
設けられた操作パネル部であり、１０３は上記ハウジン
グの前面の開口から装着される給紙カセットであり、１
０４は給紙カセット３から供給された紙（被記録媒体）
であり、１０５は上記プリンタ１０１内の紙搬送経路を
通って排出された紙を保持する排紙トレーである。１０
６はその断面がＬ字状の本体カバーである。この本体カ
バー１０６は、上記ハウジングの右前部に形成された開
口部１０７を覆うものであって、蝶番１０８によって開
口部１０７の内側端部に回動自在に取り付けられてい
る。また、上記ハウジングの内部には、ガイド等（不図
示）に支持されたキャリッジ１１０が配設されている。
キャリッジ１１０は、上記紙搬送経路を通過する紙の幅
方向、すなわち上記ガイド９等の長手方向に沿って往復
移動可能に設けられている。

【００８１】本実施例におけるキャリッジ１１０は、ガ
イド等によって水平に保持されるステージ１１０ａと、
このステージ１１０ａ上であってガイドの近傍に形成さ
れインクジェットヘッドを装着するための開口部（図示
略）と、この開口部の前方のステージ１１０ａ上に装着
されたインクカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃおよび１Ｂ
ｋを収容するためのカートリッジガレージ１１０ｂと、
このガレージ１１０ｂに収容されたカートリッジの離脱
を防止するためのカートリッジホルダ１１０ｃとから概
略構成されている。

【００８２】上記ステージ１１０ａは、その後端部にお
いて上記ガイドにより摺動自在に支持されると共に、そ
の前端部の下側は図示しないガイド板上に搭載されてい
る。なお、このガイド板は上述の紙搬送経路を搬送され
る紙の浮き上がりを防止するための紙押え部材として機
能するものでもよく、また紙の厚さに応じてステージを
ガイドに対して片持ち状に持ち上げる機能を有するもの
でもよい。

【００８３】上記ステージ１１０ａの開口部にはインク
ジェットヘッド（不図示）がそのインク吐出口を下側に
向けた状態で装着されるようになっている。

【００８４】上記カートリッジガレージ１１０ｂは、４
個のインクカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを同
時に収容するための貫通口が前後方向に形成され、外側
の両側部にはカートリッジホルダ１１０ｃの係合爪が係
合する係合凹部が形成されている。

【００８５】上記ステージ１１０ａの前端部には、蝶番
１１６によって上記カートリッジホルダ１０ｃが回動自
在に取り付けられている。上記ガレージ１１０ｂの前端
面から上記蝶番１１６までの寸法は、上記カートリッジ
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋがガレージ１１０ｂ内に収容
された際にガレージ１１０ｂの前端部から突出する寸法
等を考慮して定められる。上記カートリッジホルダ１１
０ｃは概略矩形の板状である。カートリッジホルダ１１
０ｃには、上記蝶番１１６によって固定された下部から
離れた上部の両側部に板面に直交する方向に突出し、か
つ、ホルダ１１０ｃが閉じられた際に上記ガレージ１１
０ｂの係合凹部１１０ｄに係合する一対の係合爪１１０
ｅが設けられている。また、ホルダ１１０ｃには、その
板部に上記各カートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの
取手部を嵌合するための嵌合孔１２０が形成されてい
る。これら嵌合孔１２０は上記取手部に対応する位置、
形状および大きさを有している。

【００８６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば繊維を用いる場合の、繊維の交点部分を溶着
し、繊維全体を固定化することで、インク充填時におけ
る繊維間隔の減少がタンク全体としてのインク保持力自
体を低下させてインク供給不良やインク漏れ等が生じる
ことを防止できる。

【００８７】さらに、インクタンク内の繊維の径に好適
な条件を与えたインクタンク及びインクの動抵抗を支配
するフィルタ抵抗自体を緩和できるインクタンクを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクカートリッジの
構成を模式的に示す斜視図である。

【図２】上記インクカートリッジを、インクジェットヘ
ッドとの接続関係において示す斜視図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係る繊維の他
の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例に係る繊維の体積とカートリ
ッジ容器の容積との大小関係を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例に係るインクカートリッジ
を示す模式的な斜視図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例に係るインクカート
リッジを示す模式的斜視図である。

【図７】本発明の各実施例におけるカートリッジの寸法
と繊維の長さとの関係を説明するための図である。

【図８】径の異なる繊維を用いた場合の作用を説明する
ための図である。

【図９】図８で説明する作用を他の負圧発生部材を用い
た場合で説明するための図である。

【図１０】（ａ）〜（ｈ）は、本発明に係る繊維の断面
形状についてのいくつかの例を示す断面図である。

【図１１】本発明の一実施例に係る繊維を負圧発生部材
として用いたインクカートリッジの他の例を示す断面図
である。

【図１２】図１１に示すインクカートリッジを用いたイ
ンクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。

【図１３】本発明の一実施例に係る繊維の複数交差の作
用を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１インクカートリッジ２蓋４，４ａ，４ｂ，４ｃ繊維７大気連通口８インク供給路８Ａフィルタ１１容器１２インクジェットヘッド１４インク供給管４０ａ，４０ｂフェルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−79882（ＪＰ，Ａ) 米国特許5284704（ＵＳ，Ａ) (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】インクジェットヘッドに供給されるイン
クを保持する繊維材料で構成された負圧発生部材と、前
記インクジェットヘッドへインクを供給するためのイン
ク供給口を有し前記負圧発生部材を収容する本体と、を
具えるインクタンクにおいて、前記負圧発生部材を構成する繊維は、核部と、該核部を
覆う表層とがそれぞれ樹脂からなり、前記核部を形成す
る樹脂の溶融温度が前記表層を形成する樹脂の溶融温度
より高く、さらに前記繊維は、前記核部によってインクを保持する
ための負圧を発生する空隙を設ける様に複数交差し、該
交差の交点で前記表層同士が溶着されていることを特徴
とするインクタンク。
【請求項２】前記核部および表層が、オレフィン系の
樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のインク
タンク。
【請求項３】前記本体は、前記負圧発生部材と同一の
熱可塑性樹脂で形成されることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のインクタンク。
【請求項４】前記繊維の断面径は、前記インク供給口
近傍に設けられたフィルタのメッシュの最大径よりも大
きいことを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項５】前記繊維の断面径は、前記インクジェッ
トヘッドに設けられたフィルタのメッシュの最大径より
も大きいことを特徴とする請求項１に記載のインクタン
ク。
【請求項６】前記インクは顔料インクであることを特
徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項７】前記負圧発生部材を構成する繊維の繊維
径は１５〜５００μｍであることを特徴とする請求項１
に記載のインクタンク。
【請求項８】前記負圧発生部材を構成する繊維は、前
記表層を形成する樹脂の溶融温度より高く前記核部を形
成する樹脂の溶融温度より低い温度で溶融されることを
特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか一項に記載の
インクタンクと、該インクタンクのインク供給口から供
給されたインクを吐出するインクジェットヘッドとを具
えることを特徴とするインクジェット装置。