JP3687706B2 - プリンタおよびインクタンク - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出させて記録を行なう記録ヘッドと、記録ヘッドに供給するためのインクを保有するインクタンクを有し、インクタンクが着脱自在に構成されたプリンタ、及び、そのインクタンクに関するものであり、特に、インクタンクが装着されるジョイント部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリンタは、高画質の印字画像が得られるとともに、低騒音であることから、広く利用されるようになってきている。特に、小型のプリンタが製造可能であることから、個人向けに開発されたものも多い。このような個人向けの小型プリンタにおいては、使用者本人がインクタンクやプリントヘッドと一体のインクジェットカートリッジを交換し、インクの補充を行なうように構成されている。特に、インクタンクのみの場合には、安価に交換可能であり、ランニングコストを低減させることができる。
【０００３】
このようなインクタンクが交換可能に構成されたプリンタにおいては、従来、インクタンクの交換時に、インクタンクを装着するジョイント部の近傍にインクがしみだし、使用者の手を汚したり、機械本体にインクがたれるなどの問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するための一つの方法として、例えば、特開平３−９２３５６号公報に開示されているように、インクタンク下部のインク取り出し口をゴム栓で構成し、このゴム栓に金属性のインク供給針を貫通させて記録ヘッドへのインク流路と接続するように構成したものがある。この構成においては、インク供給針はインクに対する耐食性を備え、ゴム栓の貫通が可能なように、パイプの先端を極めて鋭利に形成している。インクタンクを取り外しても、ゴム栓の弾性力によりインクタンクのインク供給口は閉じ、インクは漏れない。しかし、不用意な取扱いを行なうと鋭利なパイプの先端に触れ、怪我をするという問題を抱えていた。さらに、インク供給針そのものは内径が細いため、インク供給針の内部に突き破られたゴム栓の破片が混入した場合、インクの供給を妨げるという問題も抱えていた。
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば、特開昭５０−７４３４１号公報に開示されているように、インク供給口の先端にあらかじめ透孔を有するゴムなどの蓋板を設け、この透孔を割れ目を有するゴムなどの薄膜により封止して、比較的鋭利ではない導液管の挿入を可能とした構成のものも提案されている。しかし、この構成の場合は、やはり透孔および割れ目からインクが微小に漏れるという問題があった。
【０００６】
別の方法として、例えば、特開平２−２１４６６５号公報や特開平６−９６６号公報などに開示されているように、インクタンクの接続部を封止部材で封止しておき、一方、プリンタ側の接続部を周囲に孔あけ用の突起を配した剛体の多孔質材で形成し、インクタンクの装着によって孔あけ用の突起でインクタンクの封止部材を破り、多孔質材をインクタンク内の多孔質体に押圧して接続している。このような構成では、多孔質材を配したインク供給管の先端部は比較的広く、詰まることはない。また、孔あけ用突起もそれほど鋭利である必要はないので、けがの心配もない。さらに、インクタンクはその初期状態において、封止部材で封止されているので、インクが漏れることはない。しかし、このような構成では、剛体の多孔質材の部分には、常にインクが潤沢に供給されているので、インクタンクの離脱時には供給されたインクがぼた落ちするという問題があった。
【０００７】
近年、カラーのプリンタが多く開発されている。カラープリンタにおいては、複数の色を印字可能な一体型の記録ヘッドが用いられるようになってきている。このような一体型の記録ヘッドの場合には、上述のインクの漏れやぼた落ちは、インクの混色につながりやすいという問題も抱えている。
【０００８】
このようなインクの漏れやぼた落ちをなくすため、例えば、特開平８−１３２６３３号公報に記載されているように、インクタンクの結合部にインクタンクの装着時と取り外し時で体積の異なる多孔質体を設けた構成を提案している。この構成によれば、インクタンクを取り外す際に多孔質体が膨張してインクを吸収するので、ぼた落ちなどが発生しない。しかし、多孔質体が膨張する際に、インクとともに空気を吸い込み、再度インクタンクを装着すると多孔質体が吸い込んだ空気がインクの流路に残り、印字不良を引き起こすという問題がある。
【０００９】
また、圧接はインクの供給が不安定になりがちである。例えば、米国特許第４７７１２９５号明細書の請求項１１のｄに記載されているように、伸びたパイプが毛管部材に圧接し、毛管部材の密度を高めてインクを供給するものがある。この構成において、圧接量が少ないと毛管部材の密度が小さくなり、インクの供給時に空気も同時に引き込んでしまう。逆に圧接量が大きいと毛管部材の密度が高くなりすぎ、インクの供給に影響を及ぼす。このように毛管部材と圧接する構成では、特性が圧接量に左右されやいため、製品のばらつきも発生しやすく、印字不良も多いという問題がある。
【００１０】
上述のような問題を解決し、インクタンクの着脱時に発生するインク漏れ等を防止するとともに、インクタンクの装着によるインクの流路への空気の侵入を防止し、印字不良などの不具合を軽減したものとして、特願平８−１０１５１７号や、特願平８−１２００７５号などがある。これらの技術は、インクタンクの記録ヘッドとの結合部に結合部毛管部材を設け、インクタンク１の装着時に、この結合部毛管部材と記録ヘッドのインク導入部に設けられているフィルタとが当接して流路を形成する。結合部のインク流路は、結合部毛管部材によって満たされるため、空気の侵入を低減することができ、印字不良を少なくすることができる。また、インクタンクが記録ヘッドより離脱されるときには、結合部毛管部材が体積変化しないため、空気を吸い込むことはなく、再度の装着の際にインク流路への気泡の混入を防いで印字不良を低減し、画質を向上させることができる。
【００１１】
これらの構成において、結合部毛管部材の材質は、製造上容易な繊維状のフェルトが望ましい。フェルトとしてはポリエステル、アクリル、ポリプロピレン等で製造される。フェルトが良い点としては、インクとの接触性が望ましいことや密度を変えることが可能なこと等が挙げられる。インクタンクと記録ヘッドの結合部分に繊維束を用いた構成は、例えば特開平７−１４８９３６号公報などに記載されている。
【００１２】
しかしながら、結合部毛管部材として繊維状の部材を用いると、繊維が毛羽立ってしまう。構造上、この結合部毛管部材は記録ヘッド側に取り付けられたフィルタに接触しているが、インクの供給の際に記録ヘッド側のフィルタに結合部毛管部材の繊維がかかり、それが積み重なるとフィルタの圧力損失が増大し、結果的に印字不能となってしまうという問題がある。結合部毛管部材を例えばウレタンスポンジのような多孔質体に変更すれば毛羽立ちはなくなるが、高密度の多孔質体は物質的に非常に硬くなる。そのため、記録ヘッド側のフィルタに当接させる際にフィルタが変形し、密接な結合が得られなくなって吸引動作時にインクの流路内に気泡を引き込んでしまうという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、インクタンクの結合部毛管部材と記録ヘッド側のフィルタの接触による圧力損失を抑制し、印字不良などの不具合を軽減したプリンタおよびインクタンクを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、インクを吐出させて記録を行なう記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するための前記インクを保有するインクタンクを有し、該インクタンクが着脱自在に構成されたプリンタにおいて、前記記録ヘッドは、前記インクタンクと結合するインク導入部を有しており、該インク導入部の前記インクタンクと対向する面にはフィルタが設けられており、前記インクタンクは、大気連通孔および前記記録ヘッドとの結合部が設けられたインク室と、該インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記結合部に設けられ前記インク室毛管部材と液体連通するように配置され複数の微小孔が形成されたメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材の前記記録ヘッド側に設けられた繊維状部材と、該繊維状部材の前記記録ヘッド側に当接して設けられたシート状の多孔質体を有し、前記多孔質体の密度は前記繊維状部材の密度と同等以上であり、かつ、前記繊維状部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記インクタンクの装着時に前記インク導入部の前記フィルタが前記多孔質体と当接することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリンタにおいて、前記繊維状部材が、繊維状の三次元毛管部材であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、インクを吐出させて記録を行なうプリンタに着脱可能に装着されるインクタンクにおいて、大気連通孔および記録ヘッドとの結合部が設けられたインク室と、該インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記結合部に設けられ前記インク室毛管部材と液体連通するように配置され複数の微小孔が形成されたメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材の前記記録ヘッド側に設けられた繊維状部材と、該繊維状部材の前記記録ヘッド側に当接して設けられたシート状の多孔質体を有し、前記多孔質体の密度は前記繊維状部材の密度と同等以上であり、かつ、前記繊維状部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記多孔質体は、前記インクタンクの装着時に前記記録ヘッドのインク導入部に設けられたフィルタと当接するように設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクタンクにおいて、前記繊維状部材が、繊維状の三次元毛管部材であることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態における要部断面図、図２は同じく要部斜視図である。図中、１はインクタンク、２はジョイント部、３はプリントヘッド、４はインク導入部、１１は主インク室、１２はインク室毛管部材、１３は大気連通口、１４は第１のメニスカス形成部材、１５はインク誘導部材、１６は中間室、１７は第２のメニスカス形成部材、１８は第１の結合部毛管部材、１９は第２の結合部毛管部材、２０はジョイント外周部、２１はインク誘導部材押さえ、３１は接合部材、３２はフィルタ、３３はインク流路である。図１および図２では、インクタンク１を装着する前の状態を示している。また、図１，図２では、プリントヘッド３がプリンタに装着されており、プリントヘッド３にインクタンク１を装着する構成を示し、インクタンク１と、プリントヘッド３のインク流路の部分のみを図示している。なお、図２は、インクタンク１の側壁の１面と、インク室毛管部材１２を取り除いて示している。インクタンク１は、プリントヘッド３とジョイント部２において接続される。インクタンク１のジョイント部２がプリントヘッド３のインク導入部４に当接することによってインクの流路が接続され、インクタンク１からインクを供給される。
【００２３】
インクタンク１の内部には、主インク室１１と、その下部に中間室１６が設けられている。主インク室１１の内部には、インク室毛管部材１２が配置されている。このインク室毛管部材１２は、毛細管力によりインクを保持し、負圧を保っている。主インク室１１の上部には、インク室毛管部材１２と大気連通可能な大気連通口１３が設けられている。主インク室１１の下部には、連通孔が設けられており、中間室１６と連通している。インク室毛管部材１２は、その上部で大気と連通し、大気圧に解放されているので、インク供給時には、インク室毛管部材１２内のインクは大気圧により押され、また、インク室毛管部材１２の下方から負圧により中間室１６側へ引き出される。また、主インク室１１の底面は、連通孔を最低部とするような斜面で形成されている。
【００２４】
主インク室１１の底面に設けられた連通孔には、多数の微細孔を有する第１のメニスカス形成部材１４が配置されている。第１のメニスカス形成部材１４には、インク室毛管部材１２の底部が圧接されて配置される。インク室毛管部材１２内にインクが含浸されているときは、インクは第１のメニスカス形成部材１４を通過して中間室１６に移動する。インク室毛管部材１２にインクがなくなった場合、インク室毛管部材１２に接した第１のメニスカス形成部材１４の微細孔に張っているインクのメニスカスを押し、表面張力に打ち勝ってこれを通過し、気泡となって中間室１６へ移動する。これにより、プリントヘッド３へのインクの供給圧を一定以下に保っている。この第１のメニスカス形成部材１４は、例えば連通孔の部分に微細孔を多数形成して代用してもよい。
【００２５】
第１のメニスカス形成部材１４の下部には、インク誘導部材１５が設けられている。インク誘導部材１５は、連通孔の周囲の壁面から突出するインク誘導部材押さえ２１によって支持されている。あるいは、第１のメニスカス形成部材１４の一部をインク誘導部材１５としてもよい。インク誘導部材１５は、中間室１６の底面まで延在している。第１のメニスカス形成部材１４の下面に気泡が溜り、空気の層ができてしまったり、あるいは、中間室１６内のインクの液面が低下したとき、インク誘導部材１５が中間室１６内のインクを吸い上げて第１のメニスカス形成部材１４にインクを供給する。これにより、第１のメニスカス形成部材１４を常に濡れた状態に保ち、負圧を保つ。また、インクを使いきるまで、インクの供給圧を最良の状態を維持することができる。
【００２６】
中間室１６は、連通孔よりも上方に延在する部分を有している。図１では、中間室１６の周辺部の方が連通孔の部分よりも高くなるように、中間室１６の上壁を斜めにしている。中間室１６は、第１のメニスカス形成部材１４および第２のメニスカス形成部材１７を通過して侵入してきた気泡を周辺部の連通孔よりも高い部分に集積し、ジョイント部２からプリントヘッド３への気泡の混入を防止し、また、結合部に残留する空気を除去している。
【００２７】
中間室１６の底部には、プリントヘッド３との接続を行なうためのジョイント部２が設けられている。ジョイント部２には、多数の微細孔が設けられた第２のメニスカス形成部材１７および第１の結合部毛管部材１８、第２の結合部毛管部材１９がこの順で設けられている。インクタンク１が取り外されて放置された状態においては、この第２のメニスカス形成部材１７に設けられた微細孔に形成されるインクの表面張力によって、中間室１６内のインクがジョイント部２から漏れ出すことはない。また、インクタンク１が装着されている状態では、インクタンク１にかかる振動および衝撃、加速度による圧力変動、および、プリントヘッド３のノズル側からの気泡混入を防止する。第２のメニスカス形成部材１７としては、例えば、ステンレス材のメッシュフィルタの濾過粒度４０ミクロン品等を使用することができる。
【００２８】
ジョイント部２に設けられた第１の結合部毛管部材１８は、インクタンク１の装着時には、第２のメニスカス形成部材１７とプリントヘッド３のフィルタ３２の間を埋める。そのため、結合部における空気の残留量を大幅に減少させることができ、気泡による印字不良を減少させることができる。また、インクタンク１の取り外し時には、この第１の結合部毛管部材１８がインクを吸収するので、インクが垂れることはない。また、仮に第１の結合部毛管部材１８の保持許容量を超えた場合でも、インクタンク１内の負圧によって、許容量を超えたインクはインクタンク１内へ吸い込まれ、第１の結合部毛管部材１８は所定のインクを保持してバランスを保つ。このとき、従来のような第１の結合部毛管部材１８の体積変化はほとんどないので、第１の結合部毛管部材１８内に空気が侵入することもほとんどない。
【００２９】
第１の結合部毛管部材１８としては、インクの吸収力に優れた材料が用いられ、具体的には、例えば、製造上容易な繊維状のフェルト等を用いることができる。フェルトの材質としては、ポリエステルやアクリル、ポリプロピレンなどが用いられる。フェルトの利点としては、インクに対するぬれ性がよいことや、密度を自在に変えることが可能であること等が挙げられる。
【００３０】
第１の結合部毛管部材１８の密度は、主インク室１１に装填されているインク室毛管部材１２の密度よりも高くする。これによって、インクタンク１が取り外されたときのインクの垂れを防止することができる。第１の結合部毛管部材１８の密度は、インク室毛管部材１２の密度の２倍程度以上であれば、インクの供給や、メンテナンス時の吸引動作等において支障はなかった。また、この第１の結合部毛管部材１８の厚みは、圧力損失を考えてなるべく薄い方が望ましい。プリントヘッド３のフィルタ３２との当接を考慮して決定すればよい。一例としては、２〜５ｍｍ程度とすることができる。
【００３１】
第２の結合部毛管部材１９は、第１の結合部毛管部材１８のプリントヘッド３のフィルタ３２と当接する側に設けられる。この第２の結合部毛管部材１９は、例えば多孔質体で薄いシート状に形成される。多孔質体であれば毛羽立ちなどはなく、繊維がフィルタ３２にかかることによる不具合は発生せず、フィルタ３２との良好な接合が実現できる。第１の結合部毛管部材１８は、上述のように繊維状のフェルト等を用いるので、直接フィルタ３２と接合させると毛羽立った繊維がフィルタ３２にかかり、それが積み重なるとフィルタ３２の圧力損失が増大して印字不良を引き起こす。この第２の結合部毛管部材１９は、第１の結合部毛管部材１８の毛羽立った繊維がフィルタ３２にかかるのを防止する。
【００３２】
第２の結合部毛管部材１９の密度は、第１の結合部毛管部材１８と同等がよい。これは、インクを供給する上での第２の結合部毛管部材１９の密度が第１の結合部毛管部材１８よりも低いと、インクが第１の結合部毛管部材１８に吸われてしまう。そのため、第２の結合部毛管部材１９にインクが十分満たされずに空気が入り込み、インクタンク装着後にプリンタでインクを吸引すると、記録ヘッドの内部へ気泡を巻き込んでしまう。これを防止するために、第２の結合部毛管部材１９の密度が、第１の結合部毛管部材１８の密度と同等以上となるように構成される。このとき、第２の結合部毛管部材１９は薄いシート状に形成されているので、高密度の多孔質体であっても柔軟性を有し、フィルタ３２との接合時にフィルタ３２を変形させることはない。また、第２の結合部毛管部材１９のシート面によって第１の結合部毛管部材１８の端面のうねりを緩和する働きもある。
【００３３】
このように第２の結合部毛管部材１９によって、第１の結合部毛管部材１８のうねりを緩和し、毛羽立った繊維によるフィルタ３２の圧力損失の増大を抑制でき、かつ、充填時の気泡混入も防止できる。なお、第１の結合部毛管部材１８は、第２のメニスカス形成部材１７側の面でも毛羽立ちが発生するが、第２のメニスカス形成部材１７の濾過流度は大きいので、フィルタ３２ほどの毛羽立ちの影響はない。しかし、多少の影響は受けるので、第１の結合部毛管部材１８の第２のメニスカス形成部材１７側にも第２の結合部毛管部材１９と同種の部材を配置してもよい。
【００３４】
ジョイント部２のジョイント外周部２０は、プリントヘッド３に設けられている接合部材３１が当接しやすいように、平坦な面が形成されている。
【００３５】
一方、プリントヘッド３は、インク導入部４においてインクタンク１のジョイント部２と接続される。インク導入部４の周囲には、接合部材３１が配置されている。この接合部材３１は、インクタンク１が装着されたとき、インクタンク１のジョイント外周部２０の面に当接変形し、接合部を密閉する。これにより、接合部からのインクの漏れなどを防ぐことができる。接合部材３１の材料としては、例えば、シリコンゴムやブチルゴムなどを用いることができる。この接合部材３１を設けずに構成することも可能である。
【００３６】
インク導入部４の先端には、フィルタ３２が配置されている。このフィルタ３２は、インクタンク１が取り外された状態でインク導入部４に付着するゴミ等をインク流路３３内に混入させないために設けられている。また、フィルタ３２の微小孔に形成されるインクのメニスカスによってインクを保持し、ノズルからのインクの流出を防いでいる。フィルタ３２の材料としては、例えば、濾過粒度が５から６０ミクロンのステンレス材のメッシュフィルタ等を使用することができる。その他の材料としては、例えば、セラミック製のフィルタなどを利用することができる。具体的には、例えば、ステンレス材のメッシュフィルタの濾過粒度２０ミクロン品を使用することができる。
【００３７】
図３は、インクタンク１の分解図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付してある。４１はトップカバー、４２はタンクケース、４３はボトムカバー、４４はラベルである。インクタンク１は、トップカバー４１、タンクケース４２、ボトムカバー４３により構成されている。タンクケース４２は、図１における主インク室１１の側面と底面、および、中間室１６の上面と側面を構成する。タンクケース４２の底面には、主インク室と中間室との連通孔が形成されており、その連通孔に第１のメニスカス形成部材１４が配設される。さらに、タンクケース４２内にはインク室毛管部材１２が挿入される。タンクケース４２の上に、大気連通口を有するトップカバー４１が設けられ、主インク室が形成される。第１のメニスカス形成部材１４の下には、インク誘導部材１５が設けられ、さらにボトムカバー４３が設けられる。これにより中間室が形成される。ボトムカバー４３にはジョイント部２が形成されており、ジョイント部２に第２のメニスカス形成部材１７と第１の結合部毛管部材１８、第２の結合部毛管部材１９が配置される。なお、タンクケース４２の側面に案内事項等を記載したラベル４４を貼着してもよい。
【００３８】
図４は、インク導入部４の分解拡大図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付してある。５１はジョイントブロック、５２はマニホールドである。インク導入部４には、上述したように、接合部材３１およびフィルタ３２が設けられている。ジョイントブロック５１にフィルタ３２、および、接合部材３１が装着され、ジョイントブロックアッセンブリが作製される。また、マニホールド５２は、インクを吐出するためのノズルを備えたヘッドチップと結合され、ヘッドチップにインクを供給するためのインク流路が形成されている。また、ヘッドチップには、インクを吐出するための気泡を発生する発熱体が各ノズルに対応して設けられている。ジョイントブロックアッセンブリは、マニホールド５２に装着され、プリントヘッド３の主要部を構成する。このほか、プリントヘッド３には、マニホールド５２に組み込まれたヘッドチップに電力および制御信号を供給するための配線、および、記録する画像にあわせて発熱体を駆動するための駆動回路等が設けられた基板も組み込まれる。
【００３９】
図５は、本発明のプリンタおよびインクタンクの第１の実施の形態におけるインクタンク取り外し時のジョイント部付近の拡大断面図、図６は、同じくインクタンク装着時のジョイント部付近の拡大断面図である。図中の符号は図１と同様である。インクタンク１の装着時には、図６に示すように、ジョイント部２に設けた第２の結合部毛管部材１９がインク導入部４に設けられているフィルタ３２に当接し、この結合部を介してインクをインクタンク１からプリントヘッド３へ供給する。このとき、第２の結合部毛管部材１９をフィルタ３２に圧接させる必要はなく、両者を当接させればよい。実際には、当接によって第２の結合部毛管部材１９、および場合によっては第１の結合部毛管部材１８も多少変形するが、その変形量は０．３〜０．５ｍｍ程度と非常に少ない。また、インクの供給性能はこの変形量に大きく左右されず、安定している。さらに、第１の結合部毛管部材１８の毛羽立った繊維がフィルタ３２にかからないので、フィルタ３２の圧力損失の増大を抑制することができる。
【００４０】
また、インク導入部４の周囲に配置されている接合部材３１は、ジョイント外周部２０の平面に圧接され、その先端部分が弾性変形している。これにより、気密性を保持して、インクの流路を外気と遮断している。インクタンク１内のインクは、第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９を通過し、プリントヘッド３へ供給される。このとき、第１の結合部毛管部材１８は、第２のメニスカス形成部材１７とフィルタ３２の間のほとんどの空間を満たし、インクの流路の一部となっている。
【００４１】
上述のように、ジョイント部２の部分はインクの流路となっているため、この部分にインクが存在している。通常、図５に示すようにインクタンク１を取り外す時には、ジョイント部２に存在しているインクがジョイント部２の周辺に流出しようとする。しかし、ジョイント部２に配置した第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９がジョイント部２に存在するインクを保持し、ジョイント部２に残留していたインクは、ジョイント部２から漏れ出すことはない。プリントヘッド３側では、インクを吐出するノズルのインクの表面張力と、フィルタ３２の微細孔に形成されるインクのメニスカスによる表面張力がバランスし、ノズルなどからインクが漏出することはない。
【００４２】
また、図６に示すようにインクタンク１が装着されるときには、第２の結合部毛管部材１９とフィルタ３２が当接し、結合部の流路が第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９によって確保されるため、結合部に残留する空気の量を低減することができ、気泡による印字不良を減少させて印字品質を向上させることができる。仮に結合部に気泡が残留しても、メンテナンス時に吸引動作を行なえば、十分除去可能である。
【００４３】
上述の構成において、特に図５に示した構成では、インクタンク１を取り外した状態の時に第２の結合部毛管部材１９が外気に触れており、この部分からインクが蒸散する。これを防ぐため、例えば、インクタンク１の出荷時にはジョイント部２にシールを貼着したり、キャップなどによってジョイント部２を覆うように構成することができる。
【００４４】
図７は、本発明のプリンタの第２の実施の形態におけるジョイント部付近の拡大断面図である。図中の符号は図１と同様である。この実施の形態では、第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９をプリントヘッド３側に設けている。このような構成においても、インクタンクの装着時は、上述の図６に示したように、第１の結合部毛管部材１８は、第２のメニスカス形成部材１７に当接させることができる。これにより、インクタンク１側の第２のメニスカス形成部材１７とプリントヘッド３側のフィルタ３２との間が第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９によって満たされるので、この結合部に残留する空気を低減して印字不良を減少させ、印字品質を向上させることができる。
【００４５】
また、インクタンク１が取り外された場合には、インクタンク１内のインク室毛管部材１２の負圧と、第２のメニスカス形成部材１７の微細孔に形成されるインクのメニスカスによる表面張力がバランスし、ジョイント部２からインクが漏れ出すことはない。結合部に存在していたインクは、第１の結合部毛管部材１８の毛管力によって保持されるため、インク導入部４からインクが流出することはない。
【００４６】
この第２の実施の形態では、インクタンク１の装着時に第１の結合部毛管部材１８の面にインクタンク１の第２のメニスカス形成部材１７が当接し、またインクタンク１の取り外し時に第２のメニスカス形成部材１７が離れる。この着脱の繰り返しによって第１の結合部毛管部材１８の面の毛羽立ちがひどくなることが考えられる。この毛羽立った繊維が第２のメニスカス形成部材１７にかかって圧力損失が増大する可能性がある。これを回避するため、第１の結合部毛管部材１８の第２のメニスカス形成部材１７側の面にも、第２の結合部毛管部材１９と同質の薄い毛管部材を配置し、第１の結合部毛管部材１８の毛羽立ちを抑えるように構成することもできる。
【００４７】
図８は、本発明のプリンタおよびインクタンクの第３の実施の形態における要部断面図である。図中、図１と同様の部分に同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態では、中間室１６を設けない１室構成のインクタンクを示している。すなわち、インクタンク１は、唯一のインク室である主インク室１１が内部に設けられ、主インク室１１内にインク室毛管部材１２が収納されている。インク室毛管部材１２は、第２のメニスカス形成部材１７に圧接されている。ジョイント部２には、この第２のメニスカス形成部材１７と、第１の結合部毛管部材１８、第２の結合部毛管部材１９が配置されている。
【００４８】
このような構成においても、インクタンク１の装着時にはインクタンク１側の第２の結合部毛管部材１９と、プリントヘッド３側のフィルタ３２が当接し、インクの流路を形成することができる。このとき、第２のメニスカス形成部材１７とフィルタ３２の間のほとんどの空間は第１の結合部毛管部材１８によって埋められているので、この部分に残留する空気を少なくすることができ、印字不良を低減することができる。また、インクタンク１が取り外された場合も、第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９が結合部のインクを吸収するので、インクが漏れ出すことはない。
【００４９】
さらに、第２の結合部毛管部材１９によって第１の結合部毛管部材１８の毛羽立ちを抑え、フィルタ３２に毛羽立った繊維が絡むことがほとんどなくなるので、フィルタの圧力損失の増大を抑制し、印字不良を減少させることができる。
【００５０】
図９は、本発明のプリンタの第４の実施の形態における要部構成図である。図中、図１ないし図４と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。５３はプリント基板、５４はヘッドチップである。この実施の形態では、複数色のインクを用いるカラープリンタに本発明を適用した場合の一例を示している。ここでは、３色のインクを用いることとし、１つのインクタンク１からそれぞれの色のインクを供給するように、インクタンク１内を３分割している。使用する色としては、例えば、シアン、マゼンタ、イエローを用いることができる。もちろんこの色に限らない。また、ブラックを含めた４色を使用したり、２色あるいは５色以上の色を用いることもでき、その場合には、色の数だけインクタンク１内を分割する。あるいは、使用する色数以下の個数のインクタンクを並置した構成にしてもよい。
【００５１】
インクタンク１は、内部が３分割され、それぞれ別の色のインクが収容されている。分割されたそれぞれの構造は、上述の第１ないし第３の実施の形態として示した構造のいずれかと同様であり、３つのインクタンクを一体化した構造と同様に機能する。ジョイント部２もそれぞれの色のインクごとに設けられている。この例では、３つのジョイント部２がジグザグに配列されている。第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９は、ここでは上述の第１、第３の実施の形態と同様、それぞれのジョイント部２に設けられている。もちろん、第２の実施の形態に示した構成を適用することも可能である。
【００５２】
プリントヘッド３は分解して示している。ジョイントブロック５１には、それぞれの色のインクタンクと接続されるように、３つのインク導入部４を有している。各インク導入部４には、図４に示した構成と同様に、フィルタ３２および接合部材３１が設けられている。３つのジョイント部２のジョイント外周部２０は、それぞれ対応するインク導入部４の接合部材３１を押圧し、変形させてそれぞれの結合部を密閉する。また、各ジョイント部２の第２の結合部毛管部材１９が各インク導入部４のフィルタ３２と当接し、それぞれの色のインクの流路が構成される。
【００５３】
マニホールド５２には、各色ごとのインク流路が形成されている。また、マニホールド５２とヘッドチップ５４が液的に接続され、インク流路が形成されており、各インク導入部４から導入されたインクをヘッドチップ５４に供給する。
【００５４】
プリント基板５３は、ヘッドチップ５４に電力および制御信号、記録すべき画像の信号などを供給するための配線等が設けられている。記録する画像にあわせて発熱体を駆動するための駆動回路等が設けられることもある。プリント基板５３とヘッドチップ５４は、例えば、ワイヤボンディングなどにより電気的に接続されている。
【００５５】
図１０は、本発明の第４の実施の形態におけるヘッドチップの一例を示す正面図である。ヘッドチップ５４には、各色のインクを噴射するために、各色ごとにそれぞれ複数本のノズルが配列されている。この例では、各色のノズル群が一列に配列されている。このヘッドチップ５４が、図中、上下方向に移動しながらインクの噴射制御を行なうことによって、各色の帯状領域の記録を行なうことができる。ヘッドチップ５４には、各ノズルを駆動するための駆動回路が搭載されることがある。なお、各色のノズル群の間に間隙を設けて図示しているが、実際にはこの部分および両端部にも記録を行なわないダミーノズルが配置されることがある。
【００５６】
この第４の実施の形態によれば、各色ごとに設けられているインク導入部４において、インクタンク１を取り外した際に、インク導入部４付近に存在するインクは、それぞれの第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９で保持されるので、インク漏れやインクのぼた落ちなどが発生しない。そのため、隣接するインク導入部に異なる色のインクが侵入し、混色を起こす事態を回避することができる。また、インクタンクの取り外し時に、それぞれの第１の結合部毛管部材１８および第２の結合部毛管部材１９が空気を取り込むこともないので、再度のインクタンク１の装着時に、インク流路内への気泡の侵入を減少させる。さらに、インクタンク１の装着により、結合部のインク流路のほとんどの空間は第１の結合部毛管部材１８によって満たされるので、インク流路内への気泡の侵入はさらに減少させることができる。また、第２の結合部毛管部材１９によって第１の結合部毛管部材１８の毛羽立ちを抑えているので、フィルタ３２に毛羽立った繊維がかかることはなく、フィルタ３２の圧力損失の増大を抑制して印字不良等を低減できる。
【００５７】
図１１は、本発明のプリンタの一例を示す外観図である。図中、６１はプリンタ、６２は下部ケース、６３は上部ケース、６４はトレー挿入口、６５はディップスイッチ、６６はメインスイッチ、６７は用紙受け、６８はパネルコンソール、６９は手差し挿入口、７０は手差しトレー、７１はインクタンク挿入蓋、７２はインクタンク、７３は用紙送りローラ、７４は用紙トレー、７５はインタフェースケーブル、７６はメモリカードである。図１１では、上述の第１ないし第４の実施の形態が適用されるプリンタの全体を示している。
【００５８】
プリンタ６１の筺体は、概ね下部ケース６２と上部ケース６３により構成されている。この中に図示しない電気回路や駆動系部品などが収納されている。下部ケース６２にはトレー挿入口６４が設けられ、ここから記録するための用紙が収納された用紙トレー７４が挿入され、プリンタ６１に用紙が装填される。
【００５９】
また、下部ケース６２にはディップスイッチ６５およびメインスイッチ６６が取り付けられている。ディップスイッチ６５は、プリンタ６１の動作の一部を設定するものであり、設定変更の頻度の少ない機能設定が割り付けられている。このディップスイッチ６５は、使用しないときにはカバーで覆うように構成されている。メインスイッチ６６は、プリンタ６１の電源を切入するためのスイッチである。下部ケース６２には、さらに、図示しないインタフェースコネクタや、メモリカード７６の挿入口等が設けられている。インタフェースコネクタには、インタフェースケーブル７５が接続され、外部のコンピュータなどとのデータ交換が行なわれる。メモリカード７６は、プリンタ６１の動作時に拡張メモリとして用いられたり、ある場合にはフォントが格納され、記録時に用いられる。
【００６０】
上部ケース６３には、用紙受け６７が形成されており、記録済みの用紙が排出される。また、パネルコンソール６８が設けられており、記録モードの設定や、給紙、排紙等の指示など、ユーザが頻繁に使用する入力手段や、プリンタ側からのメッセージの表示手段などが配置されている。さらに、手差し挿入口６９、手差しトレー７０が設けられており、ここからユーザが手差しにより給紙することができる。
【００６１】
また、上部ケース６３にはインクタンク挿入蓋７１が設けられている。この蓋を開けることにより、内部のインクタンク７２の着脱を行なうことができる。インクタンク７２は、上述の各実施の形態で示したような構成のものを用いることができる。ここでは、第１ないし第３の実施の形態のいずれかで示した単色のインクタンクと、第４の実施の形態で示した３色一体型のインクタンクの２つのインクタンク７２が装着される。インクタンク７２は、図示しない記録ヘッドに装着される。また、プリントヘッドは図示しないキャリッジに取り付けられている。
【００６２】
インクタンク７２の装着時には、インクタンク７２の結合部毛管部材とインク導入部のフィルタが当接することにより、インクの流路を形成するとともに、ジョイント部およびインク導入部付近の空気は結合部毛管部材によって排除し、気泡による印字不良を防止している。また、結合部毛管部材として繊維状の三次元毛管部材と多孔質部材を組み合わせて用い、多孔質部材をインク導入部のフィルタに当接させることにより、三次元毛管部材の毛羽立った繊維によるフィルタの圧力損失の増大を抑制している。インクタンク７２の取り外し時には、上述のように結合部毛管部材によって結合部付近のインクが保持されるので、インクがにじみ出したり、ぼた落ちすることはない。そのため、プリンタ本体を汚したり、他の色のインク導入部にぼた落ちして混色を起こすことはない。
【００６３】
用紙トレー７４に収納された用紙は、内部の図示しない搬送系により１枚ずつ取り出されて搬送され、あるいは手差し挿入口６９から用紙が差し込まれ、用紙送りローラ７３の円周に沿って送られる。インクタンク７２が装着された図示しない記録ヘッドが用紙の搬送方向とは直角方向に移動し、帯状領域ごとに記録を行なう。そして、用紙送りローラ７３によって次の帯状領域の記録位置まで用紙の長さ方向に用紙を送る。この動作を繰り返し行なうことにより、用紙上に記録を行なう。そして、上部ケース６３の用紙受け６７へ排紙される。
【００６４】
上述の各実施の形態では、インクタンク１をプリントヘッド３に装着する構成を示したが、例えば、プリントヘッド３もプリンタのキャリッジに対して着脱自在に構成してもよい。なお、上述の例においてはインクタンク１とプリントヘッド３の結合のみによって全インク流路を形成しているが、例えば、インク流路のみの部材を間に用いるなど、２つ以上の結合部を有する場合についても、それぞれの結合部において本発明の構成を適用することができる。
【００６５】
【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、インクタンクと記録ヘッドの結合部に、繊維状部材と該繊維状部材の記録ヘッド側にシート状の多孔質体を設けたので、製造の容易な繊維状部材の毛羽立ちを抑えることができる。これによって、繊維状部材の端面のうねりを緩和し、毛羽立った繊維が記録ヘッド側のフィルタにかかり、フィルタの圧力損失が増大するのを防ぎ、印字不良などを防止することができる。
【００６６】
また、インクタンクの装着時にインク導入部のフィルタが多孔質体と当接することによって、インクタンクの装着時に結合部に残留する空気を少なくすることができる。これにより、結合部に残留する空気によって生じる印字不良の発生を減少させ、印字品質を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態における要部断面図である。
【図２】 本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態における要部斜視図である。
【図３】 本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態におけるインクタンク１の分解図である。
【図４】 本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態におけるインク導入部４の分解拡大図である。
【図５】 本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態におけるインクタンク取り外し時のジョイント部付近の拡大断面図である。
【図６】 本発明のプリンタ及びインクタンクの第１の実施の形態におけるインクタンク装着時のジョイント部付近の拡大断面図である。
【図７】 本発明のプリンタの第２の実施の形態におけるジョイント部付近の拡大断面図である。
【図８】 本発明のプリンタおよびインクタンクの第３の実施の形態における要部断面図である。
【図９】 本発明のプリンタの第４の実施の形態における要部構成図である。
【図１０】 本発明の第４の実施の形態におけるヘッドチップの一例を示す正面図である。
【図１１】 本発明のプリンタの一例を示す外観図である。
【符号の説明】
１…インクタンク、２…ジョイント部、３…プリントヘッド、４…インク導入部、１１…主インク室、１２…インク室毛管部材、１３…大気連通口、１４…第１のメニスカス形成部材、１５…インク誘導部材、１６…中間室、１７…第２のメニスカス形成部材、１８…第１の結合部毛管部材、１９…第２の結合部毛管部材、２０…ジョイント外周部、２１…インク誘導部材押さえ、３１…接合部材、３２…フィルタ、３３…インク流路、４１…トップカバー、４２…タンクケース、４３…ボトムカバー、４４…ラベル、５１…ジョイントブロック、５２…マニホールド、５３…プリント基板、５４…ヘッドチップ、６１…プリンタ、６２…下部ケース、６３…上部ケース、６４…トレー挿入口、６５…ディップスイッチ、６６…メインスイッチ、６７…用紙受け、６８…パネルコンソール、６９…手差し挿入口、７０…手差しトレー、７１…インクタンク挿入蓋、７２…インクタンク、７３…用紙送りローラ、７４…用紙トレー、７５…インタフェースケーブル、７６…メモリカード。

Claims (4)

1. インクを吐出させて記録を行なう記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するための前記インクを保有するインクタンクを有し、該インクタンクが着脱自在に構成されたプリンタにおいて、前記記録ヘッドは、前記インクタンクと結合するインク導入部を有しており、該インク導入部の前記インクタンクと対向する面にはフィルタが設けられており、前記インクタンクは、大気連通孔および前記記録ヘッドとの結合部が設けられたインク室と、該インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記結合部に設けられ前記インク室毛管部材と液体連通するように配置され複数の微小孔が形成されたメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材の前記記録ヘッド側に設けられた繊維状部材と、該繊維状部材の前記記録ヘッド側に当接して設けられたシート状の多孔質体を有し、前記多孔質体の密度は前記繊維状部材の密度と同等以上であり、かつ、前記繊維状部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記インクタンクの装着時に前記インク導入部の前記フィルタが前記多孔質体と当接することを特徴とするプリンタ。
2. 前記繊維状部材が、繊維状の三次元毛管部材であることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
3. インクを吐出させて記録を行なうプリンタに着脱可能に装着されるインクタンクにおいて、大気連通孔および記録ヘッドとの結合部が設けられたインク室と、該インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記結合部に設けられ前記インク室毛管部材と液体連通するように配置され複数の微小孔が形成されたメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材の前記記録ヘッド側に設けられた繊維状部材と、該繊維状部材の前記記録ヘッド側に当接して設けられたシート状の多孔質体を有し、前記多孔質体の密度は前記繊維状部材の密度と同等以上であり、かつ、前記繊維状部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記多孔質体は、前記インクタンクの装着時に前記記録ヘッドのインク導入部に設けられたフィルタと当接するように設けられていることを特徴とするインクタンク。
4. 前記繊維状部材が、繊維状の三次元毛管部材であることを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。

Images