JP3332795B2 - インクタンクおよびインクジェットカートリッジ - Google Patents

インクタンクおよびインクジェットカートリッジ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録分野に用いられるインクタンク、このインクタンクと
インクジェット記録ヘッドとを一体化したインクジェッ
トカートリッジに関し、具体的には負圧発生部材をイン
ク吸収部材として用いるインクタンクおよびインクジェ
ットカートリッジに関する。
【０００２】
【０００３】なお、本明細書で「インク」とは、インク
ジェット記録ヘッドから吐出されるインクの他、記録紙
へのインクの浸透性を向上させるために使用される処理
液等のプリント性向上液を含むものとして用いている。
【０００４】
【従来の技術】インクジェット記録の分野において、装
置の小型化、メンテナンスフリーなどの観点から、記録
ヘッドとインクタンクとを一体化し、記録装置に対して
着脱自在とした、インクジェットカートリッジが用いら
れている。このインクジェットカートリッジとしては、
例えば、記録ヘッドとインクタンクとを常時一体化した
構成と、記録ヘッドとインクタンクとを別体で作成し使
用時に一体化する構成とが知られている。
【０００５】上記インクジェットカートリッジのいずれ
の構成においても、そのインクタンクには、通常はイン
クを安定して保持し、かつ、記録時には安定して記録ヘ
ッドにインクを供給するために、記録ヘッドに供給され
るインク流れに対する背圧（負圧）を発生する機構が求
められる。
【０００６】この負圧を発生させるための最も容易な方
法の一つとして、ウレタンフォーム等の多孔質体を負圧
発生部材（インク吸収部材）として用い、この多孔質体
の毛管力を利用する方法がある。この方法に用いられる
インクタンクは、通常、インクを貯留するインク吸収部
材を収納した収納部と、インク収納部材にインクを供給
するインク供給開口部と、印字中のインク供給を円滑に
するために収納部に空気を取り入れるための大気連通口
とを含む構成とされる。
【０００７】このようなインクタンクでは、例えば、特
公平５−２３９５４号公報に開示されているように、収
納部内にインクによって密閉された空気層が存在しない
ように収納部内壁面とインク吸収部材との間の間隙を形
成するリブを設け、この隙間を大気連通口を介して大気
に連通させる構成が知られている。
【０００８】一方、上述のインクタンクの収納部に収納
されるインク吸収部材としては、予め熱処理を加えて圧
縮したもの（以下、熱圧縮吸収体と称する）が好適であ
る。このような熱圧縮吸収体を収納したインクタンクに
インクを充填する場合には、減圧注入法により注入され
るのが一般的である。この方法では、インク充填がされ
ていないインクタンクの収納部を減圧した後、減圧状態
を維持したままインク供給開口部からインクを収納部内
部に注入し、熱圧縮吸収体表面にインクをまわした後、
インク注入を止めてから収納部を大気に対して開放状態
にすることで、熱圧縮吸収体内部へインクを充填するこ
とによって行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のイン
クジェットカートリッジのインクタンクの中には、イン
クタンクを記録装置のキャリッジに着脱自在に搭載し、
キャリッジの走査方向に対するインクタンクの幅を狭く
することで記録装置内の限られたスペースの中でインク
収納量の増大を図るものがある。このため、インクタン
クとしては、キャリッジの走査方向に直交する方向に対
して、偏平薄型の外形状を有するものがある。
【００１０】この偏平薄型インクタンクにインクを減圧
注入により充填する場合に、本発明者らの実験の結果、
次のような現象が起こる場合があることが分かった。
【００１１】すなわち、減圧を行う際、収納部の強度的
に弱い壁面が多孔質体を有する内方に変形し、インク吸
収部材と収納部の内面が接触することがある。特に、図
１６に示すような偏平薄型のインクタンク１の場合、筐
体２の収納部２ａを形成する面のうち、内面の表面積最
大の面２Ｗ（以下、最大面積面と称する）が内方（矢印
Ｘ方向）に歪むなど、変形しやすいため、インク吸収部
材３の表面と収納部２ａの内面２Ｗとの接触部分は広範
囲にわたることになる。このような接触状態を維持した
まま、インクを注入したときに、この接触部分に対応す
るインク吸収部材３表面にインクが入り込めなくなり、
この状態で収納部２ａを減圧状態から大気に開放する
と、インクがインク吸収部材への内部に均等に浸透され
ない。最悪の場合には、インクタンク１から記録ヘッド
へのインクの供給性能に問題が生じる場合も考えられ
る。
【００１２】このような現象は、特に収納部の最大面積
面の面積が、隣接する他の面の面積の総和より大きいも
のについて特に顕著であり、本発明者らにより初めて認
識された問題である。
【００１３】また、本発明者らは、さらに実験を行った
結果、従来技術にあるようなリブを単に収納部の最大面
積面に設けただけでは、減圧を行った際に、インク吸収
部材にリブが埋もれてしまうため、上述の収納部内面と
インク吸収部材表面との接触部分の範囲を小さくするこ
とができないことがわかった。
【００１４】本発明の目的は、上述の減圧インク充填に
伴う問題を解決するインクタンクおよびインクジェット
カートリッジを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の課
題を解決するために鋭意検討した結果、収納部を構成す
る壁面のうち、例えば最大面積面にそれぞれ少なくとも
２本のリブを一組とした突起部を複数設け、リブの間隔
を狭くすることで、インクの減圧充填時における、イン
ク吸収部材と収納部の内面との接触面積を減少させ、イ
ンク収納部材の内部にインクを効率よく浸透させること
ができるインク充填を行えるとの知見を得るに至った。
【００１６】すなわち、本発明は、インクを貯留するイ
ンク吸収部材を収納した多面体形状の収納部と、該収納
部の一部に設けられ前記インク吸収部材にインクを供給
するのに用いられるインク供給開口部と、該インク供給
開口部から離れた前記収納部に設けられ該収納部内を大
気に連通するための大気連通口とを含むインクタンクで
あって、内部空間を減圧することによりインクを充填さ
れ、前記収納部の内面の最大面積面の略中央部に、少な
くとも前記収納部の内面長さに略等しい２つのリブから
なる突起部を複数設けるとともに、前記リブの間隔は、
これらリブの長さ方向に沿って変化し、前記インク吸収
部材が前記収納部により圧縮されている部分において前
記２つのリブの間に前記インク吸収部材が埋没しない程
度に狭くなっていることを特徴とする。
【００１７】ここで、前記突起部のリブの間隔は０．５
ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲であってもよい。
【００１８】また、前記インク供給開口部は、前記突起
部の延在する方向に交差する面に設けられてもよい。
【００１９】さらに、前記収納部の内面には、１０ｍｍ
以下の間隔で複数の前記突起部が設けられてもよい。
【００２０】前記少なくとも２つの収納部が一体化さ
れ、該一体化された収納部が減圧された際に大気圧空間
と減圧空間とを仕切る収納部の内面に前記突起部が設け
られてもよい。
【００２１】また、本発明のインクジェットカートリッ
ジは、上述のインクタンクと、該インクタンクと着脱自
在に一体化した記録ヘッドとを含むことを特徴とする。
【００２２】ここで、前記記録ヘッドは、インクに膜沸
騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体を有
してもよい。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
【００２６】（実施形態１）図１は、本発明のインクタ
ンクの一実施形態を示す断面図であり、図２は図１にお
けるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２７】図１および図２において符号１は偏平薄型
のインクタンクである。このインクタンク１は、内部に
１種類のインクを収納するための収納部２ａを有する略
矩形の筐体２と、この筐体２の収納部２ａに収納される
負圧発生部材としてのインク吸収部材３と、上記筐体２
の一部に設けられ収納部２ａにインクを供給するために
用いられるインク供給開口部４と、このインク供給開口
部４から離れた上記筐体２の一部に設けられ上記収納部
２ａ内を大気に開放する大気連通口５とから概略構成さ
れている。
【００２８】上記インク供給開口部４には、上記繊維体
等からなるインク供給部材６が埋設されている。このイ
ンク供給部材６の下面、すなわち開口部４から外部に露
出している面には、後述の記録ヘッド側へインクを供給
するためのインク供給管（不図示）が押し当てられるこ
とにより、インク吸収部材３に充填されていたインクを
毛管現象を利用して記録ヘッド側に安定に供給すること
が可能である。
【００２９】また、上記大気連通口５の近傍であって上
記収納部２ａの上面部には、下方に向けて突出する複数
の壁部７が設けられている。これら壁部７はその下端部
によりインク吸収部材３の上部を押圧して大気連通口５
の周囲の収納部２ａにインク漏れ等を防止する内空間を
形成することができる。
【００３０】本実施形態では、筐体２の最大面積面２ｗ
の内側に略平行に配された２つのリブ８ａを１組とした
突起部８が複数（本実施形態では４つ）設けられてい
る。リブ８ａの間隔はインク吸収部材３と突起部８とが
接触した際にインク吸収部材３の表面と収納部２ａの内
面２ｗとの間にインクの通路となり得る隙間が形成され
る範囲で決められ、具体的には、０．５ｍｍ以上２．５
ｍｍ以下とされる。
【００３１】また、上記リブ８ａの間隔は、上述のよう
にインク通路を形成できる程度であればリブ８ａの長さ
方向に一定である必要はない。インク吸収部材３の圧縮
されている部分の近傍では、リブ８ａの幅を変えること
によりその間隔を狭くしている。これは、圧縮されてい
る部分においては、インク吸収部材３にリブ８ａが埋め
込まれてインク通路の維持ができなくなるのを防止する
ためである。
【００３２】なお、本実施形態では、筐体１の側面には
インクタンク１の着脱の際にインクタンク１を保持する
ための把持部９が設けられている。
【００３３】以上説明したように、本実施形態では、収
納部２ａの最大面積面２ｗの内側に上述の突起部８が設
けられているので、このインクタンク１にインク充填を
行う際の減圧時において、収納部２ａの最大面積面２ｗ
が収納部内方へ変形し、インク吸収部材３表面と突起部
８とが接触した場合であっても、この突起部８の存在に
より、収納部２ａの最大面積面２ｗとインク吸収部材３
表面との間にインク吸収部材３の表面全体に行き渡らせ
るためのインク通路としての隙間を維持することができ
る。このため、減圧下において、供給されたインクがイ
ンク吸収部材３の表面全体に行き渡ることになるので、
その後、収納部２ａ内部を大気に解放したとき、インク
吸収部材３の内部にまで十分インクを浸透させることが
でき、収納部２ａ内部に空気溜まりを残すこともない。
このようにインク注入されたインクタンクは安定的にイ
ンクの供給を行うことが可能である。
【００３４】次に、図１および図２に示したインクタン
クにインクを注入する方法の一例を説明する。
【００３５】まず、大気連通口５を塞ぐと共にインク供
給開口部４から吸引する。この吸引によりインク吸収部
材３およびインク供給部材６中に含まれる空気を相当量
排出する。さらに吸引を続けて所定の気圧まで減圧させ
たところで、吸引を停止して減圧状態を維持する。
【００３６】次に、減圧下において、インク供給開口部
４からインクの注入を開始する。図３に示すように、筐
体２内には自由インクが充填され、収納部２ａの最大面
積面２Ｗの内側に設けられた突起部８によりインク吸収
部材３表面と最大面積面２Ｗとの間にインク通路が維持
される。このため、突起部８のリブ８ａの長さ方向ばか
りでなく、その方向に交差する方向にも、突起部８のイ
ンク通路がインク浸透の機転となってインクが浸透す
る。インク吸収部材３の内部にインクが達していない
が、インクの浸透が図４に示す程度まで進んだところ
で、インクの注入を停止すると共に大気に開放する。こ
れにより、インクの浸透がインクの浸透が達していなか
ったインク吸収部材３の内部にまで完全に及び、インク
の注入を終了する。
【００３７】なお、残ったインクについては、必要に応
じて二次抜きをすることもできる。
【００３８】（実施形態２）図５は、本発明のインクタ
ンクの他の実施形態を示す概略斜視図であり、図６は図
５におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図７は図６に
おけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。なお、本実施形態
の構成要素のうち、先の実施形態の構成要素と共通する
ものについては、同一の符号を付し、その部分の説明を
省略する。
【００３９】本実施形態は、先の実施形態にかかる偏平
薄型の筐体を厚み方向に３つ重ねて一体化したインクタ
ンクであって、これら３つの筐体のうち外側の２つの筐
体の外側壁部２Ｗの内面にそれぞれ突起部８が設けられ
ている点に特徴がある。突起部８が設けられる２つの筐
体の外側壁部２Ｗは、前述のインク充填における減圧時
に大気圧空間と減圧空間とを仕切る壁であり、筐体内方
へ変形する可能性がある。このため、その外側壁部２Ｗ
の内面に上述したように突起部８を設けることにより、
その内面とインク吸収部材３表面との間にインク吸収部
材３表面全体にインクを行き渡らせるためのインク通路
を形成することができる。
【００４０】なお、図７における符号１０は中間の筐体
の両壁部の内面に設けられたリブである。このリブ１０
は、上述の突起部８を構成するリブ８ａと異なり、単に
相互離間距離を大きくとり、インク吸収部材３表面を押
圧してこれを保持するための部材である。インク吸収部
材へのインクの充填を一度に行う場合には、このリブの
設けられている面は減圧空間同士の間を仕切る壁となる
ので、必ずしも本願発明のリブを採用する必要はない。
もちろん、リブ１０に代えてリブ８を設けてもよい。
【００４１】本実施形態は、３つの筐体が一体化された
構成のインクタンクであるが、筐体ごとにインクを他か
ら独立した状態で保持することができる。このため、図
５に示すようにインク供給開口部４およびインク供給部
材６等は筐体ごとに設けられている。このような構成の
インクタンク１は、例えば図８および図９に示すヘッド
ホルダ１４内に装着可能である。ヘッドホルダ１４は筐
体３つ分の大きさのインクタンク１を受け入れるハウジ
ング１４ａとこのハウジング１４ａの内底部に設けられ
各インク供給開口部４に挿入可能なインク導入口１４ｂ
とこのインク導入口１４ｂ内に配され各インク供給部材
６の端部に当接するインク供給管１４ｃとハウジング１
４ａ内をインクタンク１の筐体ごとに分画するためのリ
ブ１５とハウジング１４ａの外底部に設けられ、インク
に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換
体を有する記録ヘッド部１６とから概略構成されてい
る。
【００４２】このような構成のヘッドホルダ１４は、図
５に示したインクタンク１を搭載してインクジェットカ
ートリッジを構成し、このカートリッジは後述の記録装
置のキャリッジ上に装着可能である。
【００４３】（実施形態３）図１０は、本発明のインク
タンクのさらに他の実施形態を示す概略斜視図であり、
図１１は図１０におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、
図１２は図１１におけるＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
なお、本実施形態の構成要素のうち、先の実施形態の構
成要素と共通するものについては、同一の符号を付し、
その部分の説明を省略する。
【００４４】本実施形態は、先の実施形態２に係るイン
クタンクを基本型とし、図１１に示すように、各筐体内
に仕切壁１７を設け、合計６種類のインクを収納できる
ように構成した点に特徴がある。本実施形態の仕切壁１
７は、一つの筐体内部を把持部９から離れた小室１８と
把持部９に近い大室１９とに分画するものである。小室
１８の壁面は比較的小面積であり、インク注入時の減圧
下における内方への変形量が少なく、インク吸収部材３
表面と内壁面との接触部分も少ないことから、突起部８
を設けていない。これに対し、大室１９の壁面は比較的
大面積であり、インク注入時の減圧下における内方への
変形量が大きく、インク吸収部材３表面と内壁面との接
触部分が多い。このため、突起部８によりインク吸収部
材３表面全体にインクを行き渡らせるためのインク通路
を確保することができる。
【００４５】なお、仕切壁１７により一つの筐体内部を
等分に分画してもよく、その場合には必要に応じて突起
部８を両室の内壁部に設けてもよい。
【００４６】このような構成のインクタンク１は例えば
図１３および図１４に示すヘッドホルダ１４内に装着可
能である。このヘッドホルダ１４はインクタンク１のイ
ンク供給開口部４およびインク供給部材６の数、位置に
対応してインク導入口１４ｂおよびインク供給管１４ｃ
を有するものである。
【００４７】本実施形態における６つのインク収納領域
においては、例えば小室１８と、この小室１８と仕切壁
１７を介して隣接する大室１９とに同一色のインクを注
入すると共に、小室１８には通常濃度のインクを注入
し、大室１９には淡色のインクを注入し、合計３色、６
種類のインクを注入してもよい。小室１８に相対的に濃
度の高いインクを注入するのは、このタイプのインクタ
ンク１をヘッドホルダ１４内に装着する際に小室１８側
を下側に、大室１９側を上側にした状態とすることか
ら、万が一、インク漏れがあったときに、大室１９側の
淡色インクが相対的に濃色インクに混色した場合の記録
への影響は小さく、その逆の場合の記録への影響は大き
いからである。
【００４８】次に、本発明のインクタンクまたはインク
ジェットカートリッジを搭載し得る記録装置の一例を図
１５を参照して説明する。
【００４９】図１５に本発明に適用したインクジェット
記録装置の概略図を示した。ここで、２０は上述のイン
クジェットカートリッジであり、上方にインクタンク
部、下方に記録ヘッドを有するヘッドホルダを有してお
り、さらに記録ヘッドを駆動するための信号などを受容
するためのコネクタ（不図示）が設けられている。２１
はキャリッジであり、２個のインクジェットカートリッ
ジ２０を位置決めして搭載し、しかも記録ヘッドを駆動
するための信号などを伝達するためのコネクタホルダが
設けられており記録ヘッドと電気的に接続されるように
なっている。
【００５０】本実施形態における２個のインクジェット
カートリッジ２０については、右側が濃度の濃いイエロ
ー、マゼンタ、シアンや濃度の薄いイエロー、マゼン
タ、シアン用のインクタンク部を有するもの、左側がブ
ラックインクや後述のプリント性向上液のインクタンク
部を有するものである。２２はキャリッジ２１の主走査
方向に延在し、キャリッジ２１を摺動自在に支持する走
査レール、２３はキャリッジ２１を往復動させるための
駆動力を伝達する駆動ベルトである。２６，２７は、記
録ヘッドによる記録位置の前後に配置されて記録媒体の
挾持搬送を行うための搬送ローラ対、２８は紙などの記
録媒体で、記録媒体２８の被記録面を平坦に規制するプ
ラテン（不図示）に圧接されている。この時キャリッジ
２１に搭載されたインクジェットカートリッジ１ａの記
録ヘッド部はキャリッジ２１から下方へ突出して記録媒
体搬送用ローラ２４，２５間に位置し、記録ヘッド部の
吐出口形成面は、プラテン（不図示）の案内面に圧接さ
れた被記録材２８に平行に対向するようになっている。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
減圧インク充填時に変形し易い壁面内側に間隔の狭い２
つのリブからなる突起部を複数設けたことにより、当該
壁面が減圧下で内方に変形してもその壁面とインク吸収
部材表面との間にインク吸収部材表面全体にインクを行
き渡らせるためのインク通路が形成されるので、インク
吸収部材の内部にまで十分にインクを浸透させることが
できる。このように十分にインク充填されたインクタン
クまたはインクジェットカートリッジは、記録装置に装
着されたときに、記録ヘッドに対し常に安定したインク
供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクタンクの一実施形態を示す断面
図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１および図２に示したインクタンクに対する
インク充填を説明するための断面図である。
【図４】図１および図２に示したインクタンクに対する
インク充填を説明するための断面図である。
【図５】本発明のインクタンクの他の実施形態を示す概
略斜視図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】ヘッドホルダを上方から視た斜視図である。
【図９】ヘッドホルダを下方から視た斜視図である。
【図１０】本発明のインクタンクのさらに他の実施形態
を示す概略斜視図である。
【図１１】図１０におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図であ
る。
【図１２】図１１におけるＥ−Ｅ線に沿う断面図であ
る。
【図１３】ヘッドホルダを上方から視た斜視図である。
【図１４】ヘッドホルダを下方から視た斜視図である。
【図１５】本発明のインクタンクを搭載できる記録装置
の一例を示す一部を破断した斜視図である。
【図１６】従来のインクタンクの減圧変形状態を示す断
面図である。
【符号の説明】
１ インクタンク ２ 筐体 ２ａ 収納部 ２Ｗ 最大面積面 ３ インク吸収部材 ４ インク供給開口部 ５ 大気連通口 ６ インク供給部材 ７ 壁部 ８ 突起部 ８ａ リブ ９ 把持部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−39820（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126976（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−112906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−245560（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクを貯留するインク吸収部材を収納
    した多面体形状の収納部と、該収納部の一部に設けられ
    前記インク吸収部材にインクを供給するのに用いられる
    インク供給開口部と、該インク供給開口部から離れた前
    記収納部に設けられ該収納部内を大気に連通するための
    大気連通口とを含むインクタンクであって、 内部空間を減圧することによりインクを充填され、前記
    収納部の内面の最大面積面の略中央部に、少なくとも前
    記収納部の内面長さに略等しい２つのリブからなる突起
    部を複数設けるとともに、 前記リブの間隔は、これらリブの長さ方向に沿って変化
    し、前記インク吸収部材が前記収納部により圧縮されて
    いる部分において前記２つのリブの間に前記インク吸収
    部材が埋没しない程度に狭くなっていることを特徴とす
    るインクタンク。
  2. 【請求項２】 前記突起部のリブの間隔は０．５ｍｍ以
    上２．５ｍｍ以下の範囲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。
  3. 【請求項３】 前記インク供給開口部は、前記突起部の
    延在する方向に交差する面に設けられていることを特徴
    とする請求項１または請求項２に記載のインクタンク。
  4. 【請求項４】 前記収納部の内面には、１０ｍｍ以下の
    間隔で複数の前記突起部が設けられていることを特徴と
    する請求項１から請求項３の何れかに記載のインクタン
    ク。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも２つの収納部が一体化さ
    れ、該一体化された収納部が減圧された際に大気圧空間
    と減圧空間とを仕切る収納部の内面に複数の前記突起部
    が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項
    ４の何れかに記載のインクタンク。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５の何れかに記載の
    インクタンクと、該インクタンクと着脱自在に一体化し
    た記録ヘッドとを含むことを特徴とするインクジェット
    カートリッジ。
  7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、インクに膜沸騰を生
    じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体を有するこ
    とを特徴とする請求項６に記載のインクジェットカート
    リッジ。
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