JP3374209B2 - インクジェットプリンタ用インク供給装置 - Google Patents

インクジェットプリンタ用インク供給装置

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JP3374209B2
JP3374209B2 JP31361495A JP31361495A JP3374209B2 JP 3374209 B2 JP3374209 B2 JP 3374209B2 JP 31361495 A JP31361495 A JP 31361495A JP 31361495 A JP31361495 A JP 31361495A JP 3374209 B2 JP3374209 B2 JP 3374209B2
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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、インクジェット式
記録ヘッドを搭載するキャリッジに装着するのに適した
インク供給装置とインクタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、共通のイン
ク室とノズル開口とに連通する圧力発生室に圧力を印加
してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェッ
ト式記録ヘッドをキャリッジと、記録ヘッドにインクを
供給するインクカートリッジを搭載し、キャリッジを往
復動させながら印刷データに一致させてインク滴を記録
用紙に吐出させるように構成されている。ところで記録
ヘッドのノズル開口は、インクカートリッジのインク液
面よりも低い箇所に位置していて、ノズル開口に水頭圧
が作用するため、通常インクカートリッジ内にフォーム
ラバー等の多孔質弾性体を収容し、多孔質弾性体による
表面張力によりインクカートリッジの圧力がノズル開口
よりも若干低くなるように構成して、ノズル開口からの
インクの滲み出しを防止する対策が採られている。
【０００３】しかしながら、インクの消費が進んで多孔
質弾性体に吸収されているインクの量が少なくなると、
多孔質弾性体内のインクの表面張力が大きくなって記録
ヘッドへのインクの供給が滞りやすくなり、カートリッ
ジ内のインクを完全に消費できないという問題や、多孔
質弾性体の実質的な体積の分だけ、カートリッジに収容
できるインクが少なくなるため、インクカートリッジが
大型化するという問題や、さらには多孔質弾性体内の気
泡が記録ヘッドに流入するという問題がある。
【０００４】このような問題を解消するために、特開昭
2-522号公報に開示されたように、大気との連通を断っ
たインク容器と記録ヘッドとの間に一部に毛細管空間を
形成するように多孔質材を圧縮挿入し、また多孔質材の
近傍にインク溜となる空洞を設けたインク供給システム
が提案されている。これによれば、インク容器のインク
をインク溜に排出させ、ここから多孔質材を介して記録
ヘッドに供給することにより、多孔質材の毛細管力によ
り記録ヘッドへのインクに負圧を作用させることができ
るものの、インク容器、インク溜、及び毛細管空間がと
もに閉じた領域に形成されているため、インク容器から
記録ヘッドへのインク供給に不安が伴うという問題があ
る。
【０００５】このような問題を解消するために、図２５
（ａ）に示したようにインク容器Ａの底部Ｂに細管Ｃを
接続して容器の空間Ｄを細管Ｃの大気口Ｅに開放する一
方、底部Ｂのインク供給口Ｆからインクジェット式記録
ヘッドにインクを供給することも考えられる。これによ
れば、インクジェット式記録ヘッドが一種の吸引ポンプ
として機能するため細管Ｃの毛細管力に打ち勝つまでイ
ンク容器Ａの空間Ｄの圧力が低下した段階で、細管Ｃの
底部Ｇから空気が進入して気泡Ｋが発生するから、初め
て空間Ｄが大気口Ｅと連通する（同図（ｂ））。
【０００６】このような作用によりインク容器Ａの空間
Ｄをインクジェット式記録ヘッドの印刷動作を維持でき
る程度の負圧に維持することが可能となるが、グラフィ
ック印刷などで記録ヘッドが大量のインクを使用する場
合には、細管Ｃを介しての空気の流入が追い付かなるた
め、インク容器Ａの空間Ｄの負圧が大きくなり、インク
ジェット式記録ヘッドへのインクの供給が途絶え勝ちと
なり、印字動作に支障を来し（同図（ｃ））、さらに細
管Ｃの底部Ｇにまでインクの液面が低下すると、細管Ｃ
の毛細管力が無くなるため、空間Ｄの負圧を維持できな
くなり、記録ヘッドへの大量のインク供給による漏れだ
しや、さらにはインクジェット式記録ヘッドへの気泡の
侵入を招くという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、インク容器のインクを記録ヘッドでの消費量に関
わりなく常に一定の負圧を維持して確実に記録ヘッドに
供給できるインク供給装置を提供することである。
【０００８】
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、密閉空間を形成し、貯蔵し
ているインクをインク流出用開口を介して記録ヘッドに
供給するインク容器と、前記インク流出用開口に連通し
てインクジェット式記録ヘッドにインクを供給するイン
ク供給用流路と、前記インク容器から前記インクジェッ
ト式記録ヘッドに前記インクを供給する際に、前記イン
クに対して親和性を有し、かつ前記インク容器を大気に
連通させる多孔質材が充填された大気連通用流路とを備
え、前記多孔質材が、前記インク容器を保持するホルダ
に収容され、また前記インク供給用流路が前記ホルダに
形成されたインク溜を介して前記インク容器に連通する
ように構成されている。
【００１０】
【作用】インク容器が多孔質材の広い領域で大気と連通
するから、インク消費量に関わりなく、インクが一定の
負圧に維持される。
【００１１】
【実施の形態】そこで、以下に本発明の詳細を図示した
実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例
を示すものであって、図中符号１は、キャリッジで、こ
の実施例では下面から露出するようにしてインクジェッ
ト式記録ヘッド２が取付けられており、上面に後述する
インク供給装置を構成するインク容器３を着脱できるよ
うに構成されている。４は、パルスモータで、基台５の
一端に設けられたアイドラ６との間に掛け渡されたタイ
ミングベルト１３を介してキャリッジ１をプラテン７に
並行に移動させるものである。
【００１２】８は、キャッピング手段で、印字領域外に
配設され、休止時に記録ヘッド２のノズル面をキャップ
部材９により封止するとともに、インクカートリッジ交
換時には吸引ポンプ１０からの負圧をインクジェット式
記録ヘッド２のノズル開口に作用させて、インクを強制
的に排出させる機能を備えている。なお、図中符号１１
は、キャリッジのガイド部材を、また１２は記録ヘッド
に駆動信号を供給するフレキシブルケーブルを、さらに
１４は記録用紙をそれぞれ示す。
【００１３】図２は、インク供給装置の一実施例を示す
ものであって、インク容器２０とこれを着脱可能に保持
するホルダ３０との２つに大きく分けられている。
【００１４】インク容器２０は、底部に開口２１が設け
られた密閉容器として構成され、図３に示したように開
口２１には弾性膜の一部を接着して上部に押されたとき
に開弁する弁２２により封止されている。また開口２１
の下端近傍にはホルダ３０のパッキン３０ｂと共同して
密封状態を維持するための環状のリブ３８が形成されて
いる。
【００１５】ホルダ３０は、上面にインク容器２０を装
着でき、後述する多孔質材３３を収容する密閉容器とし
て構成され、インク容器２０の開口２１に対向する位置
にはインク容器２０の弁２２を開くための凸部３０ａが
形成され、この凸部３０ａには弁２２からのインクをイ
ンク溜３４に流出させる通孔３０ｃが設け、さらにイン
ク容器２０と対向しない領域には大気連通口３１が設け
られている。
【００１６】３３は、前述の多孔質材で、２つの領域３
３ａ、３３ｂに分割するとともに、インク容器２０の開
口２１の直下にインク溜３４となる空間が形成されてい
て、インク溜３４からインク供給路３６に至る空間を埋
める領域３３ａよりもインク溜３４から大気連通口３１
に至る空間を埋める領域３３ｂの方がインクに対する親
和性が高くなるように設定されている。このような多孔
質材としては、インクを通過させる一方、インクに含ま
れている気泡を細孔に捕捉できて、さらに毛細管力でイ
ンクの自然な流出を防止できる細孔径２０μｍ前後のセ
ラミック材や中空糸束が最適な材料となる。
【００１７】なお、図中符号３５は記録ヘッドを、また
Ｓ1、Ｓ2はインクエンドを電気抵抗として検出するため
の電極をそれぞれ示す。
【００１８】この実施例において、インク容器２０をホ
ルダ３０に装着すると、凸部３０ａにより弁２２が開か
れ、開口２１、３０ｃを経由してインク容器２０のイン
クがインク溜３４に流入し、インクに対する親和性が高
い多孔質材３３の領域３３ｂにインクが先に吸収され、
速やかに大気連通孔３１をインク溜３４からインクで遮
断する。
【００１９】この状態で、キャリッジ１に装着すると、
インク供給路が記録ヘッド２の図示しないインク供給口
に接続される。記録ヘッド２をキャッピング位置に移動
させてキャップ部材９を当接させ、吸引ポンプ１０の負
圧を作用させると、大気連通口３１から大気が引き込ま
れることなく、ホルダ３０のインク溜３４のインクが多
孔質材３３を経由してインク供給路３６から記録ヘッド
３５に流れ込む。
【００２０】この吸引工程におけるインクの流速は、印
刷による消費時に比較して極めて速いため、インク溜３
４に残留する気泡や空気は、インクの流れに乗って記録
ヘッド２を経由して外部に排出される。
【００２１】印刷により記録ヘッド３５でインクが消費
されると、インク供給路３６に弱い負圧が作用し、また
多孔質材３３を介して大気連通口３１に連通しているた
め、インク溜３４のインクが微小な流速で多孔質材３３
の中を流れてインク供給路３６に移動する。この過程で
インクに含まれている気泡は、多孔質材３３の細孔に捕
捉されて記録ヘッド３５への流入を阻止される。
【００２２】気泡が捕捉された細孔は、気泡との付着力
が強く、流路を塞ぐ栓として作用するため、気泡が捕捉
された細孔を迂回するようにしてインクが流れる。この
ようにしてインクに含まれる気泡が細孔に次々と捕捉さ
れて気泡が除去されたインクだけが記録ヘッド３５に流
れ込む。
【００２３】印刷の中断によりインクの消費が停止する
と、細孔に捕捉されている気泡は、温度変化等による膨
張等により多孔質材３３の細孔から遊離してインク溜３
４に移動して泡となってインク容器２０に排出された
り、また記録ヘッド３５でのインクの消費による負圧の
作用が無くなるため、インクに再溶解して消失する。
【００２４】以下、このように記録ヘッド３５でのイン
クの消費が行われている間は、インク中の気泡は多孔質
材３３に捕捉され、またインクの消費が停止した時点で
インク容器２０に排出するという動作を繰返す。
【００２５】ところで、本発明においてはインク容器２
０は、多孔質材３３の領域３３ｂに吸収されているイン
クを介して広い面積で大気に連通しているため、記録ヘ
ッド３５で大量にインクが消費された場合にも大気を取
り込むことができるから、細管を介して大気に連通する
場合のようなインクの供給不足を招くことが無く、記録
ヘッド３５でのインク消費に合わせてインクを適切に供
給することができる。
【００２６】このようにしてインク容器２０のインクが
消費されて、多孔質材３３のインクが少なくなると、電
極Ｓ１、Ｓ２の抵抗値が急速に大きくなるので、例えば
図４に示したように電極Ｓ１、Ｓ２に微分回路４０を接
続するとともに、インクエンドとなった時の電気抵抗値
を設定値とする比較回路４１により検出することによ
り、インクエンドを示す出力信号を発生させることがで
きる。
【００２７】また、本発明においてはインク容器２０
は、多孔質材３３の領域３３ｂに吸収されているインク
を介して大気に連通しているため、たとえインク容器２
０のインクが無くなっても、インク溜３４、及びインク
容器２０が多孔質材３３の領域３３ｂに吸収されている
インクを介して大気連通孔３１と連通しているため、そ
の毛細管力により大気の流入を防止して記録ヘッド３５
への気泡の流入を可及的に阻止できる。
【００２８】図５は、本発明の第２の実施例を示すもの
であって、この実施例においては、ホルダ３０の空間を
仕切り３０ｄにより２つの部屋に分け、各部屋に多孔質
材４３、４４を充填するとともに、それぞれの上端に凸
部４３ａ、４４ａを形成し、この凸部４３ａ、４４ａを
上方に突出させ、また多孔質材４３の他端の上面を大気
連通口３１に、さらに多孔質材４４の下面をインク供給
路３６に連通させたものである。
【００２９】一方、インク容器２０は、底部にこれら凸
部４３ａ、４４ａの挿入を可能ならしめる通孔４５、４
６を穿設するとともに、これら凸部４３ａ、４４ａによ
り開弁可能な膜弁４７、４８が張設されている。
【００３０】この実施例において、インク容器２０をホ
ルダ３０に装着すると、前述の実施例と同様に凸部４３
ａ、４４ａにより膜弁４７、４８が押し上げられて、イ
ンク容器２０のインクが各多孔質材４３、４４に吸収さ
れる。この状態で記録ヘッド３５でインクが消費される
と、インク容器２０は、多孔質材４３の毛細管力に一致
する負圧を維持しながら多孔質材４４を介して記録ヘッ
ド３５にインクを供給する。
【００３１】この実施例においても、多孔質材４３に吸
収されているインクを介して広い面積で大気に連通して
いるため、記録ヘッド３５で大量にインクが消費された
場合にも大気を取り込むことができるから、インクの供
給不足を招くことが無く、記録ヘッド３５でのインク消
費に合わせてインクを適切に供給することができる。
【００３２】また、インク容器２０は、多孔質材４３に
吸収されているインクを介して大気に連通しているた
め、たとえインク容器２０のインクが無くなっても、イ
ンク容器２０が多孔質材４３に吸収されているインクを
介して大気連通孔３１と連通しているため、その毛細管
力により大気の流入を防止して記録ヘッド３５への気泡
の流入を可及的に阻止できる。
【００３３】そして、大気連通口３１に接続する多孔質
材４３のインクに対する親和性を、多孔質材４４よりも
大きくしておくことにより、キャップ部材９（図１）に
よるインクの初期充填時に大気連通口３１からインク容
器２０への空気の流れ込みを可及的に防止することがで
きる。
【００３４】なお、上述の実施例においては多孔質材４
３、４４に凸部４３ａ、４４ａを形成して膜弁４７、４
８を開弁させるようにしているが、図６に示したように
ホルダ３０に２つの凸部３０ａ、３０ｅを形成しても同
様の作用を奏することは明らかである。
【００３５】図７は、前述した図５、図６における実施
例の変形例で、この実施例においては大気連通口３１側
の領域だけに多孔質材４３を収容し、インク供給路３６
側の領域には多孔質材４４を収容しないで空洞４９とし
たものである。
【００３６】この実施例において、インク容器２０がホ
ルダ３０に装着されると、凸部３０ａ、３０ｅにより膜
弁４７、４８が開かれてインク容器２０のインクが多孔
質材４３に吸収される。これにより大気連通孔３１とイ
ンク容器２０とが多孔質材４３に吸収されたインクで遮
断される。
【００３７】この状態で記録ヘッド３５に外部から負圧
を作用させると、開口４６から空洞４９にインクが流れ
出し、またインク容器２０の圧力が多孔質材４３とイン
クとの表面張力に一致するまで低下した時点で大気と連
通し、一定の負圧を維持する。
【００３８】記録ヘッド３５により印刷が行なわれて空
洞４９のインクが消費され、インク容器２０の圧力が多
孔質材４３の表面張力まで低下すると、大気連通孔３１
からインク容器２０に空気が流れ込み、低下した圧力を
印刷に最適な圧力に戻す。なお、この実施例においては
インク供給路３６の開口部に気泡を排除するフィルタ部
材５０を設けておくのが望ましい。
【００３９】図８は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、図中符号５１は、ホルダで、上面にインク容器
２０が装着でき、後述する多孔質材５２を収容する容器
として構成され、インク容器２０の開口２１に対向する
位置にはインク容器２０の弁２２を開くための凸部５１
ａが形成され、この凸部５１ａには膜弁２２からのイン
クを通過させる通孔５１ｃが設けられている。
【００４０】５２は、前述の多孔質材で、この実施例で
は少なくとも記録ヘッド３５に接続するインク供給路５
３側にインク溜５４となる空間が形成でき、かつ開口２
１と大気連通孔５５とだけを封止できる程度の領域に装
填されている。
【００４１】この実施例において、インク容器２０がホ
ルダ５１に装着されると、凸部５１ａにより膜弁２２が
開かれてインク容器２０のインクが多孔質材５２に吸収
される。これにより大気連通孔５５とインク容器２０と
が多孔質材５２に吸収されたインクで遮断される。
【００４２】この状態で記録ヘッドに外部から負圧を作
用させると、多孔質材５２を経由してインク溜５４にイ
ンクが流れ出し、またインク容器２０の圧力が多孔質材
５２とインクとの表面張力に一致するまで低下した時点
で大気と連通し、一定の負圧を維持する。
【００４３】記録ヘッド３５により印刷が行なわれてイ
ンク溜５４内のインクが消費され、インク容器２０の圧
力が多孔質材５２の表面張力まで低下すると、大気連通
孔５５からインク容器２０に空気が流れ込み、低下し過
ぎた圧力を印刷に最適な圧力に戻す。
【００４４】図９は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、この実施例においては、前述の図８に示した実
施例におけるホルダ５１の凸部５１ａを、図５に示した
実施例と同様に多孔質材５２に凸部５２ａを形成して、
この凸部で５２ａで膜弁２２を開弁させるようにしたも
のである。
【００４５】図１０は、本発明の他の実施例を示すもの
であって、図中符号６０は、インク容器５０と一体に構
成されたバッファ室で、上部に大気連通口６２が設けら
れ、また底部にはホルダ５１の大気連通口５５と接続す
る通孔６３が形成されていて、突起６４により液密に係
合するように構成されている。
【００４６】この実施例において、インク容器２０、及
びインク溜５４のインクは多孔質材５２の毛細管力によ
り大気連通口５５から溢れ出すのを阻止されつつ、大気
連通口５５、バッファ室６０、及び上部の連通口６２を
介して多孔質材５２の毛細管力により記録ヘッド３５の
印刷に適した負圧に維持されている。
【００４７】一方、気温等が上昇してインク容器２０の
空間２０ａの圧力が上昇して記録ヘッド３５で消費され
る以上のインクがインク溜５４に排出され、かつ多孔質
材５２の毛細管力以上の圧力となった場合には、大気連
通孔５５から溢れ出し、バッファ室６０に収容されて外
部に漏れ出すのが防止される。
【００４８】一方、気温が低下してインク容器２０内の
圧力が低下したり、また記録ヘッド３５でのインクの消
費が進んでインク溜５４の圧力が低下すると、バッファ
室６０に流れ込んだインクが多孔質材５２を介してイン
ク溜５４に流れ込んで回収され、印刷に供される。
【００４９】この実施例によれば、多孔質材５２の毛細
管力を印刷に適した負圧に維持できる程度に小さくでき
るため、多孔質材５２のコストを削減することが可能と
なる。
【００５０】なお、上述の実施例においては、インク供
給路３６に連通する領域の多孔質材４３、４４にもイン
クに対する親和性を持たせているが、新しいインクカー
トリッジの装着時に吸引ポンプ１０によりノズル開口側
から負圧を作用させて、インクを記録ヘッド側に吸引す
ることが可能であるから、これら多孔質材４３、４４が
特にインクに対する親和性を備えた材料である必要はな
い。
【００５１】図１１、図１２は、それぞれ本発明の他の
実施例を示すものであって、図中符号６０は、透明なポ
リオレフィン等で形成された容器で、後述するホルダ６
３に装着されたとき、上部となる側には正圧逃がし手段
６１、この実施例ではチェック弁が設けられ、その開口
を板状の多孔質材６２を超音波溶着等により接合されて
封止されている。この多孔質材６２は、ポリオレフィン
等の粉体を焼結により気孔率３５％の板として成形した
もので、界面活性剤によりインクに対して親和性を備え
るように処理が施されている。
【００５２】このようなインクに親和性を示す多孔質材
料としては、上述の焼結体の他に、ポロビニルアルコー
ルの発泡材や、ポリエチレン繊維を樹脂等のバインダに
よりフエルト状に固めたもの等を利用することができ
る。
【００５３】６３は、前述のホルダで、底部に記録ヘッ
ド６４を備えたヘッド固定部６５が設けられていて、イ
ンク容器６０をその多孔質材６２が底面となるように固
定するため、容器６０の突起６０ａ、６０ｂと係合する
凹部６３ａ、６３ｂが形成されている。ホルダ６３の内
部には、多孔質材６２の記録ヘッド６４側で気密に接す
る開口６６ａを備えたインク供給路６６、及び他側で大
気に連通させる窓６７を形成する接合部材６８が収容さ
れている。
【００５４】ホルダ６３と接合部材６８との間には、一
端が窓６７に、また他端が大気に連通する連続する溝６
９が形成されていて、キャピラリが形成されている。な
お、図中符号７０は、インク供給路６６の開口６６ａか
ら若干突出して多孔質材６２に弾接する親インク性を備
えた多孔質材からなる接続部材を示す。
【００５５】この実施例のおいて、インク容器６０をホ
ルダ６３に装着すると、多孔質材６２が底面となり、イ
ンク容器６０のインク７１が多孔質材６２に吸収され
る。もとより多孔質材６２は、その毛細管力によりイン
クを保持するからインクが外部に漏れ出すことはない。
一方、インク供給路６６の開口６６ａでは接続部材７０
が弾接するため、接続部材７０の毛細管力により接続部
材７０にインクが浸透する。
【００５６】記録ヘッド６４に負圧を作用させると、接
続部材７０からインク供給路６６にインクが流れ出し、
さらに記録ヘッド６４に流れ込む。所定の充填操作が終
了した段階で、印刷を開始すると、記録ヘッド６４によ
りインクが消費されるから、インク供給路６６に、多孔
質材６２の毛細管力以上の負圧が作用する。これにより
インク容器６０のインクが多孔質材６２、接続部材７０
を介してインク供給路６６に流れ込む。
【００５７】このようにしてインク容器６０の圧力が多
孔質材６２の毛細管力以上に低下すると、窓６７から多
孔質材６２を通してインク容器６０に空気が侵入する。
インク容器６０の圧力が毛細管力程度にまで上昇する
と、多孔質材６２を介しての空気の流れ込みが停止する
から、インク容器６０が所定の負圧に維持される。
【００５８】なお、窓６７に面する多孔質材６２からイ
ンク溶媒の蒸発は、溝６９でトラップされるから、ここ
での溶媒蒸気の分圧が飽和に近くなっており、したがっ
て窓６７に面する多孔質材６２からのインクの蒸発が可
及的に防止される。
【００５９】一方、環境温度が上昇してインク容器６０
の圧力が大気圧以上に上昇すると、正圧逃がし手段６１
が開弁して圧力を下げるから、記録ヘッド６４へのイン
クの過剰供給や、また窓６７からの漏れだしが防止され
る。
【００６０】なお、上述の実施例のおいては多孔質材６
２を底面とするようにしてインクを供給しているが、図
１３に示したように多孔質材６２が鉛直となるようにセ
ットしても同様の作用を奏する。すなわち、ホルダ７３
の底面に記録ヘッド７４を備えたインク供給部７５を形
成するとともに、インク容器６０をその多孔質材６２が
鉛直姿勢となるように固定するため、容器６０の突起６
１ａ、６１ｂと係合する凹部７３ａ、７３ｂを形成す
る。
【００６１】そして、ホルダ７３の内部には、多孔質材
６２の下部側で気密に接する開口７６ａを備えたインク
供給路７６、及び上部側には大気連通路８０に接続する
窓７７を備えた接合部材７８が収容されている。
【００６２】さらにこの実施例では、ホルダ７３にセッ
トされたとき上部となる位置に開口６１’を設ける一
方、これに対向する位置に、常時は開口６１’を封止
し、インク容器内が正圧となったとき開弁する膜弁７９
を設けて構成されている。
【００６３】この実施例においてインク容器６０をホル
ダ７３に装着すると、多孔質材６２にインクが接して毛
細管力により下部から上面まで全領域にインクが浸透す
る。もとより多孔質材６２は、その毛細管力によりイン
クを保持するからインクが外部に漏れ出すことはない。
【００６４】記録ヘッド７４に負圧を作用させると、イ
ンク供給路７６にインクが流れ出し、さらに記録ヘッド
７４に流れ込む。所定の充填操作が終了した段階で、印
刷を開始すると、記録ヘッド７４によりインクが消費さ
れるから、インク供給路７６に、多孔質材６２の毛細管
力以上の負圧が作用する。これによりインク容器６０の
インクが多孔質材６２を介してインク供給路７６に流れ
込む。
【００６５】このようにしてインク容器６０の圧力が多
孔質材６２の毛細管力以上に低下すると、窓７７から多
孔質材６２を通してインク容器６０に空気が侵入する。
インク容器６０の圧力が毛細管力程度にまで上昇する
と、多孔質材６２を介しての空気の流れ込みが停止する
から、インク容器６０が所定の負圧に維持される。
【００６６】環境温度の上昇によりインク容器６０が大
気圧以上に上昇すると、膜弁７９が開弁して圧力を下げ
るから、記録ヘッドへ７４のインクの過剰供給や、また
窓７７からの漏れだしが防止される。
【００６７】なお、この実施例のおいても図１４に示し
たようにインク供給路７６の開口７６ａに接続部材８１
を装填したり、窓７７と大気連通路８２との間にインク
溶媒の蒸気をトラップする溝８３を形成することもでき
る。
【００６８】図１５、図１６は、それぞれインク容器の
他の実施例を示すもので、ホルダに装着されたとき底面
となる部分に、多孔質材６２側が低所となる溝８４を形
成したり、また多孔質材６２の下部に襞６２ａを形成し
て容器内に延出することにより、少なくなったインクを
これら溝８４や襞６２ａにより多孔質材６２に効率良く
導くことができる。
【００６９】なお、上述の実施例においてはインク容器
６０の開口全面を多孔質材で封止しているが、図１７に
示したようにインク供給路の開口に接する領域と、大気
連通用の窓に面する位置に通孔８５ａ、８５ｂを備えた
蓋部材８５によりインク容器６０の開口を封止し、少な
くとも通孔８５ａ、８５ｂを多孔質材８６で封止するこ
とにより、強度の低い多孔質材８６の使用が可能となる
ばかりでなく、多孔質材の破損を可及的に防止や、面積
の小さな多孔質材で大型のインク容器に対応できてコス
トの引き下げが可能となる。
【００７０】なお、上述の実施例においては通孔８５
ａ、８５ｂを蓋部材８５に設けるようにしているが、イ
ンク容器本体を構成している壁部材に通孔を設けて構成
することもできる。
【００７１】図１８は、本発明の他の実施例を示すもの
で、図中符号９０は、インク容器で、一側が可撓性の壁
９１により、また前述のホルダ６３に装着されたとき下
部となる領域が前述の多孔質材９２により構成され、内
部に設けた圧力調整用の拡開バネ９３により常時内側か
ら拡関付勢されている。
【００７２】この実施例における可撓性壁９１は、０℃
から６０℃の環境下で使用する場合の気体の体積膨張率
を考慮して、図１９（ａ）の満タン状態の容積Ｖｆから
図１９（ｂ）の気液交換状態の容積Ｖｅまで変化させ得
るよう、その容積の比率をＶｆ≧１．５Ｖｅ程度となる
ように構成されている。なお、図中符号９０ａ、９０ｂ
はそれぞれホルダ６３の凹部６３ａ、６３ｂと係合する
突起を示す。
【００７３】この実施例において、この容器９０にイン
クを注入するには、図２０（ａ）に示したように、無負
荷状態のもとで拡開バ９３に付勢されて膨出している容
器９０を、同図（ｂ）に示したように両面から押圧挟持
して上部の注入口９４から容器９０にインクを注入し、
ついで、このインク注入口９４をシール等で塞ぎ、容器
９０への外力の作用を解く。
【００７４】これにより、インク容器９０の可撓性壁９
１は、図１８に示したように、拡関バネ９３による外方
への拡開習性により膨張して容器内に負圧を発生させ
る。
【００７５】また、インクは、多孔質材９２の微細孔に
浸み込んでその毛細管力で流出を抑られ、同時に容器へ
の空気の浸入も抑えれる。したがって、この状態で容器
９０をホルダ６３から取り外しても容器９０からインク
が漏れ出す虞はない。
【００７６】容器９０をホルダ６３にセットして印刷を
行うと、容器内のインク９６が減少し、これに伴って可
撓性壁９１が内方へ変形してインク９６の減少に対処す
る。
【００７７】この状態では、図２１に示したように、容
器の負圧は徐々に増加してゆくが、さらにインクが減少
して可撓性壁９１の内方への変形が限界に達すると、多
孔質材９２で形成されていた毛細管力に打勝って、図１
９（ａ）に見られるようにここから空気を取り入れて、
空間９７を形成しつつ平衡状態に入る。
【００７８】そして、このようなインク９６の減少とこ
れに続く空気の流入というー連のプロセスは、図１９
（ｂ）に見られるように、容器９０のインクがほとんど
消費され尽されるまで行なわれる。
【００７９】なお、上述した実施例では、容器９０の開
口全体を１枚の多孔質材９２により封止しているが、図
２２に示したように大気連通窓９８とインク供給口９９
とに対向する領域にだけ多孔質材１００、１０１を設
け、一方をインク供給用に、また他方を大気連通用に分
離することにより、それぞれに適した細孔径の多孔質材
を使用することができる。例えばインク供給用の多孔質
材１０１としてフィルタに適した微細な孔を備えたもの
を用いることができる。
【００８０】さらには、図２３に示したように、容器の
開口部を覆う多孔質材９２を容器９０の内壁に沿う延出
部分９２ａを設けることにより容器９０を横置きにして
使用した場合でも、この部分９２ａに接したインクを毛
管作用によって多孔質材９２に導びいて、上述したのと
同様の気液交換作用行わせることができる。
【００８１】また、上述した実施例では、バネ９３によ
り可撓性壁を９１を常時外へ拡開させているが、可撓性
壁を弾力性のあるゴム等を半球状に形成して、可撓性壁
自身に外側に拡開する付勢力を与えてよい。
【００８２】さらには、図２４に示したように一側を、
図示しない可撓性壁となしたインク容器１０３の下面、
つまりホルダへの取付け面１０３ａに、記録ヘッドに連
通するインク供給口１０４と、外気に連通する開口１０
５とを形成し、これら供給口１０４、及び開口１０５を
覆うように多孔質材１０６を添設するとともに、板バネ
１０７により可撓性壁を常時外方に拡開付勢するように
してもよい。この実施例によれば、コンパクトに纏める
ことが可能となる。
【００８３】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
広い面積の多孔質材の毛細管力により負圧を維持しつ
つ、記録ヘッドでの大量のインクの消費にも対応して一
定の負圧を保ってインクを確実に記録ヘッドに供給する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクカートリッジが適用されるイン
クジェット式記録装置の一実施例を示す図である。
【図２】図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のインクカ
ートリッジの一実施例を示す側面図と、多孔質材の形状
を示す図である。
【図３】同上インクカートリッジの開口部の構造を示す
断面図である。
【図４】インクエンドを検出する手段の一実施例を示す
図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図１１】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図１２】本発明のインク供給装置の他の実施例を示す
組立斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図１４】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【図１５】本発明のインク供給装置おけるインク容器の
他の実施例をホルダから取り外した状態で示す側面図で
ある。
【図１６】本発明のインク供給装置おけるインク容器の
他の実施例をホルダから取り外した状態で示す側面図で
ある。
【図１７】本発明のインク供給装置おけるインク容器の
他の実施例をホルダから取り外した状態で示す側面図で
ある。
【図１８】本発明のインク供給装置おけるインク容器の
他の実施例をホルダから取り外した状態で示す側面図で
ある。
【図１９】図（ａ）（ｂ）は、それぞれインクの各消費
段階での状態を示したインク容器の側面図である。
【図２０】図（ａ）（ｂ）は、それぞれインク注入前の
状態と注入時の状態を示した側面図である。
【図２１】インクの消費量とインクタンク内の負圧の変
動を示す線図である。
【図２２】インク容器の他の実施例をホルダから取り外
した状態で示す側面図である。
【図２３】インク容器の他の実施例をホルダから取り外
した状態で示す側面図である。
【図２４】インク容器の他の実施例をホルダから取り外
した状態で示す側面図である。
【図２５】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ従来のイン
ク供給装置におけるインク供給動作を示す図である。
【符号の説明】
２０ インク容器 ２１ 開口 ２２ 弁 ３０ａ 突起 ３１ 大気連通口 ３３ 多孔質材 ３４ インク溜 ３５ 記録ヘッド ３６ インク供給路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−202855 (32)優先日 平成７年７月17日(1995．7．17) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） 前置審査 (56)参考文献 特開 平６−183017（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−316082（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−17952（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110157（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−226993（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−96744（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−286152（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−144755（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−67034（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 密閉空間を形成し、貯蔵しているインク
    をインク流出用開口を介して記録ヘッドに供給するイン
    ク容器と、前記インク流出用開口に連通してインクジェ
    ット式記録ヘッドにインクを供給するインク供給用流路
    と、前記インク容器から前記インクジェット式記録ヘッ
    ドに前記インクを供給する際に、前記インクに対して親
    和性を有し、かつ前記インク容器を大気に連通させる多
    孔質材が充填された大気連通用流路とを備え、 前記多孔質材が、前記インク容器を保持するホルダに収
    容され、また前記インク供給用流路が前記ホルダに形成
    されたインク溜を介して前記インク容器に連通するよう
    に構成されているインクジェットプリンタ用インク供給
    装置。
  2. 【請求項２】 前記インク溜が、前記インク供給用流路
    に充填された多孔質材に空間を形成して構成されている
    請求項１のインクジェットプリンタ用インク供給装置。
  3. 【請求項３】 前記多孔質材が、第１、第２の部材に分
    割され、第１の部材は、その一端が前記インク容器に連
    通されて大気連通用流路を構成し、また第２の部材は、
    その一端が前記インク容器に連通されて前記インク供給
    用流路を構成している請求項１のインクジェットプリン
    タ用インク供給装置。
  4. 【請求項４】 前記大気連通用流路を構成する多孔質材
    のインクに対する親和性が、前記インク供給用流路を構
    成する多孔質材の親和性よりも高く設定されている請求
    項３のインクジェットプリンタ用インク供給装置。
  5. 【請求項５】 前記インク流出用開口に外部から開弁可
    能な膜弁が設けられている請求項１のインクジェットプ
    リンタ用インク供給装置。
  6. 【請求項６】 前記膜弁が、前記開口の上方側に押され
    たとき開弁する請求項５に記載のインクジェットプリン
    タ用インク供給装置。
  7. 【請求項７】 前記膜弁が、前記ホルダに設けられた突
    起、または前記インク供給用流路に充填された多孔質材
    により形成された凸部により開弁される請求項５のイン
    クジェットプリンタ用インク供給装置。
  8. 【請求項８】 前記ホルダに大気連通口が形成されてい
    る請求項１のインクジェットプリンタ用インク供給装
    置。
  9. 【請求項９】 前記大気連通口が、バッファ室を介して
    大気に連通している請求項８のインクジェットプリンタ
    用インク供給装置。
  10. 【請求項１０】 前記インク流出用開口が、前記インク
    容器を大気に連通させるための開口を兼ねている請求項
    １のインクジェットプリンタ用インク供給装置。
  11. 【請求項１１】 前記多孔質材が、多孔質セラミック、
    または中空糸束である請求項１のインクジェットプリン
    タ用インク供給装置。
  12. 【請求項１２】 前記多孔質材の細孔径が２０μｍ程度
    である請求項１１のインクジェットプリンタ用インク供
    給装置。
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