JP3977357B2 - インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の参考例のインクカートリッジの概略図であり、図1(a)は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態を示し、図1(b)は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示している。
図1に示すインクカートリッジ(液体収容容器)100は、上部で大気連通口112を介して大気に連通し、下部でインク供給口114に連通しており、内部に負圧発生部材132と低毛管力のインク保持部材(液体保持部材)170を収容している負圧発生部材収容室134と、液体125を収容する液体収容室136とに、隔壁(仕切り壁)138によって仕切られている構成である。そして、負圧発生部材収容室134と液体収容室136は、インクカートリッジ100の底部付近で、隔壁138に形成された連通部140を介してのみ連通している。負圧発生部材収容室134の1つの壁をなすインクカートリッジ100の上壁部には、内部に突出する形態の複数のリブ142が一体的に成形され、負圧発生部材収容室134に圧縮状態で収容されている負圧発生部材132に当接している。このリブ142により、上壁部と負圧発生部材132の上面との間に、空間(エアバッファ室144)が形成されている。
負圧発生部材132の一部には、三角柱状に形成されている低毛管力のインク保持部材170が設けられており、気体導出面200が負圧発生部材132と低毛管力のインク保持部材170の上面の当接部に、実質的に使用状態における重力方向に対して、略直交に位置している。V字型空間に配置されている三角柱状の低毛管力のインク保持部材170は、液体収容室136内のインク125に接している。なお、後述する気液交換動作時には、インク保持部材170には従来同様の略垂直方向の気体導出面も生じる。
負圧発生部材132としては、発泡ポリウレタン等の多孔質体や繊維材料等、毛管力を有する様々な材質のものを用いることができる。特に、繊維材料は、ウレタン等の多孔質体等に比べて材料の選択自由度が大きいので、インク接液性に優れた材料を選択して負圧発生部材132を形成することができ、インクの接液安定性に優れたインクカートリッジを提供できる。また、繊維材料として、熱可塑性の樹脂やインクカートリッジ本体と同材質の材料を選択することで、リサイクル性にも優れたインクカートリッジを提供できる。この他、繊維材料に芯鞘構成の繊維材料を選択することで、繊維同士の交点を確実に固定できるので、インク保持力(毛管力)が安定し、インク保持特性、すなわち負圧特性の安定したインクカートリッジを提供することができる。本参考例では、負圧発生部材132として、芯部がポリプロピレンからなり、鞘部がポリエチレンからなるオレフィン系樹脂の繊維材料を熱成形したものを使用している。これは、ポリプロピレンとポリエチレンの融点の違いを利用し、熱成形する時の温度を、融点の低い材料の融点と融点の高い材料の融点との間に設定する(例えばポリエチレンの融点より高く、ポリプロピレンの融点より低く設定する)ことで、融点の低い繊維材料を接着剤として利用することができ、繊維同士の交点を、相対的に融点の低い鞘部のポリエチレンを溶融させ固定することが容易にでき、上述したような優れたインクカーリッジを容易に得ることができるので、より好ましい構成である。
負圧発生部材収容室134に収容されている負圧発生部材132は、多数の毛細管の集合体とみなすことができ、そのメニスカス力により負圧を発生させることができる。通常、インクカートリッジ100には、その使用開始直後には負圧発生部材132中に十分な量のインク125が含浸されているので、各々のみなし毛細管の水頭高さは十分高いところに位置している。
液体収容室136内の液面が気体導出面200より下方に降下した状態で、インクの消費が停止した場合には、液体収容室136内の圧力と負圧発生部材収容室134の底部の圧力差をなくすように、インクが、液体収容室136から負圧発生部材収容室134へ移動する。インク収容室136から負圧発生部材収容室134に移動したインクは、負圧発生部材132の毛細管力によって吸い上げられて、破壊したメニスカスを再生し、液体収容室136への空気の導出を停止する。すなわち、液体収容室136内からのインクの導出が停止するので、インクカートリッジ100からインクが漏れ出してインクジェット記録ヘッドよりも大きな圧力になることはない。
図2は本発明の第2の参考例の液体収容容器の概略図であり、図1と同様に、図2(a)は単位時間当たりのインク消費量の比較的少ない状態、図2(b)は単位時間当たりのインク消費量の多い状態を示している。
図3は本発明の第3の参考例の液体収容容器100の概略断面図であり、気液交換時の状態を示している。本参考例の基本的な構成および動作は、第1の参考例と同様であるので説明を省略する。第1の参考例と異なる点は、本参考例の気体導出面200を形成するための低毛管力のインク保持部材170の形状である。第1の参考例ではインク保持部材170は三角柱状であったが、本参考例では、図3に示すように四角柱状である。低毛管力のインク保持部材170が負圧発生部材132と別部材である場合には、負圧発生部材132をインクカートリッジ100内へ挿入する際に、インク保持部材170が三角柱状である場合に比べて、四角柱状のインク保持部材170の方がずれが起こりにくく、生産性が高くなる。
図4は本発明の第4の参考例の液体収容容器の概略断面図であり、気液交換時の状態を示している。本参考例の基本的な構成および動作は、第1の参考例と同様であるので説明を省略する。本参考例では、気体導出面200を横に長く形成するように、負圧発生部材132が切り欠かれている。この構成によれば、第1の参考例の効果を奏することができる上に、仮に負圧発生部材132内の気液界面161が水平方向から傾いた状態で降下しても、気体導出面200が大面積であるので、前記した各参考例に比べて、さらに速やかに気液交換動作が開始することが可能である。
ここで、隔壁138および連通部140と気体導出面200の関係について説明する。図5は、この断面内における隔壁138の下端部、すなわち連通部140の上端部140aの方が気体導出面200よりも高い位置にある場合の、本参考例の液体収容容器100の概略断面図である。図1と同様に、図5(a)は単位時間当たりのインク消費量が比較的少ない状態、図5(b)は、単位時間当たりのインク消費量が多い状態を示している。本参考例の基本的な構成および動作は、第1〜3の参考例と同様であるので説明を省略する。
図7は本発明の実施形態の液体収容容器の概略断面図であり、気液交換時の状態を示している。本実施形態の基本的な構成および動作は、第1の参考例と同様であるので説明を省略する。
112 大気連通部(大気連通口)
114 インク供給口(液体供給口)
125 インク(液体)
132 負圧発生部材
132a 第1の負圧発生部材
132b 第2の負圧発生部材
134 負圧発生部材収容室
136 インク収容室(液体収容室)
138 隔壁(仕切り壁)
140 連通口(連通部)
140 上端部
142 リブ
144 バッファ室
146 圧接体
161 気液界面
170 インク保持部材(液体保持部材)
200 気体導出面
300 界面
Claims (4)
- 記録ヘッドに液体を供給する液体供給口と、大気と連通する大気連通口とを有し、液体を吸収保持する負圧発生部材を収容している負圧発生部材収容室と、
液体を収容する液体収容室と、
前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを隔離する仕切り壁と、を備え、
該仕切り壁は、前記液体供給口を重力方向に対して下向きにした状態において下側となる位置に前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とを連通させる連通部を備え、
前記負圧発生部材収容室と前記液体収容室とは前記連通部以外の部分では前記仕切り壁によって隔離された構成となっており、
前記液体供給口を重力方向に対して下向きにした状態において前記液体供給口から前記記録ヘッドに液体を供給するインクカートリッジであって、
前記液体収容室は前記連通部を除いて実質的に密閉されており、
前記連通部と前記負圧発生部材との間に、前記負圧発生部材より毛管力の低い液体保持部材が設けられており、
前記負圧発生部材は、互いに圧接する第1の負圧発生部材と第2の負圧発生部材とからなり、
前記第1の負圧発生部材の毛管力は前記第2の負圧発生部材の毛管力よりも高く、
前記第1および第2の負圧発生部材が互いに圧接する界面は、前記仕切り壁と交差する方向に位置しており、
前記第1の負圧発生部材は直接または前記液体保持部材を介して前記連通部と連通するとともに、前記界面を介してのみ前記大気連通口と連通可能であり、
前記第2の負圧発生部材は前記界面を介してのみ前記連通部と連通可能であり、
前記液体保持部材は前記液体収容室内の液体に接し、かつ前記インクカートリッジの前記状態における前記液体保持部材の上面と前記負圧発生部材との当接部の少なくとも一部が、該状態において水平となる、前記液体収容室に対して気体を導出する気体導出面である
ことを特徴とすることを特徴とするインクカートリッジ。 - 前記インクカートリッジの前記状態において、前記連通部の上端部が、前記第1および第2の負圧発生部材の互いに圧接する界面よりも下方に位置している、請求項1に記載のインクカートリッジ。
- 前記負圧発生部材が繊維材料からなる、請求項1または2に記載のインクカートリッジ。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクカートリッジと、前記インクカートリッジから供給される液体を吐出する記録ヘッドとを有しているインクジェット記録装置。
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