JP4018513B2 - 液体貯留装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば記録用紙等にインクを吐出することにより記録する記録装置が備える液体貯留装置に関し、特に、インク等の液体を供給するために気液分離部材を用いた液体貯留装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置としては、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドと、このインクジェット記録ヘッドに供給するためのインクを収容するメインタンクと、このメインタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクとを備えるものが知られている。
【０００３】
そして、この種のインクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給機構が、数多く提案されて実用化されてきた。インクジェット記録ヘッドにインクを供給するためには、インクジェット記録ヘッドのノズル自身が持つ毛管力を利用するので、通常ポンプ等の外力を必要としない。そのため、サブタンク（貯留インクタンク）からインクジェット記録ヘッドにインクを圧送する機構は、特別な例を除いて必要なかった。一方で、インクジェット記録ヘッドのノズルから安定して連続的にインク滴を飛翔させるためには、極弱い負の圧力（−）３０[Ｐａ]〜（−）２０００[Ｐａ]を加える必要があり、このことがインクジェット記録装置を設計する上で重要な課題となっている。
【０００４】
これを実現するために、貯留インクタンクを有するインク貯留装置に負圧発生機構を設ける試みが多くなされてきた。従来のインク貯留装置の構造について、図面を参照して説明する。
【０００５】
図１９に、バネ袋方式が採用されたインク貯留装置の構造の模式図を示す。図１９に示すように、このインク貯留装置では、負圧を発生するために、インク２２３を収容する袋２２１内にコイルバネ２２２が配置されており、金属等からなるコイルバネ２２２の弾性力で、袋２２１を矢印Ｓ1およびＳ2方向に膨らませる膨張力を付与することにより、インク２２３に負圧を発生させている。そして、このインク貯留装置は、袋２２１に設けられた供給口２２４からインク２２３が供給される。
【０００６】
図２０に、調整弁付き袋方式が採用されたインク貯留装置の構造の模式図を示す。図２０に示すように、このインク貯留装置では、インク２２３を収容する袋２２１を覆う筐体２３０に、調圧弁２３１が設けられており、この調圧弁２３１によって外部空気２３３を筐体２３０内に流入させて、袋２２１の外側の内部空気２３２による圧力を制御することにより、袋２２１内のインク２２３に負圧を発生させている。これらのインク貯留装置のように、可撓性を有する柔らかな袋２２１の内圧を、何らかの機構で制御するためには、一般的に部品点数が増加し製造コストが嵩んでしまう。また、数１００Ｐａ程度の負圧を発生管理することは、技術的に困難である。また、負圧発生機構を設けることにより、使用可能なインクの貯留能力が低下してしまうという問題もあった。さらに、厚みが薄い袋は、気密性が乏しく、長期間保存されることで外気が袋内に侵入し膨れてしまったり、袋内のインクが蒸発してしまったりする問題も残っている。したがって、袋を用いたインク貯留装置で、信頼性を確保しつつ負圧を発生させる機構を付加させることは、多くの問題を解決する必要があった。
【０００７】
図２１に、現在主流であるスポンジを採用したインク貯留装置の構造の模式図を示す。図２１に示すように、このインク貯留装置は、通気孔２４２および供給口２４３が設けられた筐体２４０内にスポンジ２４１が設けられている。スポンジ２４１は、スポンジ自身が有する毛管力によってインクを貯留することが可能であり、密度を選定するだけで、所望の負圧を確保することができる。このインク貯留装置は、構造が非常に簡素であり、また市販のスポンジを用いることで比較的廉価に製造することが可能である。さらに、このインク貯留装置は、小型化も可能であり、インク貯留装置の姿勢差に関係なく負圧が発生する。
【０００８】
しかしながら、一般的なスポンジの製造方法で製造されたスポンジは、密度が十分でないため、ある程度圧縮して使用する必要がある。その結果、スポンジ方式には、スポンジのインクの使用効率が悪くなり、一般的にスポンジ体積の７０％程度しかインクが充填できない不都合がある。
【０００９】
また、一般的にインクジェット記録装置のインクが接触する部分は、金属材の場合にステンレスからなり、樹脂材の場合にポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂等からなる。このようなインクの接触部分は、インクに触れることによって、極微量の分解物や添加物がインク中に溶け出すことがある。また、市販のスポンジは、ウレタン樹脂製が多く、化学的な安定性が比較的低い。このため、近年では、化学的により一層安定したポリプロピレン製のスポンジが採用されてきた。
【００１０】
しかし、スポンジのような多孔質体は、インクに接触する面積が大きいため、インクと化学反応したり、インク中に添加物等が溶出したりし、多量の生成物がノズル近傍に悪影響を及ぼすことが多い。一方、インクジェット記録装置の用途拡大のためには、さまざまな種類のインクが使用されるが、スポンジの化学的な安定性が問題となる結果、やむなくインクの成分を変更して化学的安定性を改善し、代わりに物理特性を低下させる必要も多くあった。
【００１１】
さらに、上述したようなウレタン樹脂製のスポンジや、ポリプロピレンまたはポリエチレン繊維を圧縮して製造したインク保持体は、粗密分布が比較的大きいため、インクのリフィルを繰り返したときに、粗密構造に空気泡が抱き込まれ、徐々にインクの充填率が減少していく問題が生じる。この現象は、インクをリフィルする際に、インク保持体の密な部分の毛管力が比較的大きいので先にインクが充填され、粗の部分にインクが供給されず、結果として空気泡が取り残されるために生じる。一度発生した空気泡は、インクが吸い出されたときも気泡のまま残留しやすく、リフィルを繰り返すことで、気泡の大きさ、数量が増加し、充填率が減少してゆく。
【００１２】
図２２に、このようなインク貯留と負圧の発生を兼ねたスポンジと同等の機能を有する他の構成を示す。図２２に示すように、スポンジのような多孔質体の代わりとして、筐体２５０内に間隔をあけて設けられた複数の薄板２５１によってインクを貯留する構成が開示されており、薄板２５１と薄板２５１との狭い間隙をインク貯留部２５３として利用している（例えば、特許文献１，２参照。）。このような構成では、インク貯留部２５３によるインク貯留や負圧の発生源が、毛管力であり、古典的な式ｈ＝２ＴＣｏｓθ／ρｇｒによって表される。このように、積層した複数の薄板２５１を用いたインク貯留装置は、構造が比較的簡素であり、スポンジのような製造方法による管理ではなく、確実な寸法管理が可能になる。
【００１３】
しかしながら、インク貯留部２５３からインクを確実に取り出すためには、別の毛管体２５５を、望ましくは積層した各薄板２５１を貫くように配置する必要があった。一方で、毛管体２５５は、毛管力をインク貯留部２５３の毛管力より大きくする必要があり、その結果、流路抵抗が過大なものとなってしまう。このため、特に、多量のインクを消費する高周波数でノズル数が多いインクジェット記録ヘッドに適用された場合には、インクの供給時に動的抵抗が大きくなる結果、供給口２５２からインクが吐出されないことがあった。
【００１４】
【特許文献１】
特開平４−１７９５５３号公報
【特許文献２】
特開平３−１３９５６２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、インクジェット記録装置において、廉価な製造方法でインクに対して化学的に安定であり、貯留インクタンクの姿勢差にかかわらずに低い流路抵抗で負圧を発生させ、インクジェット記録装置にインクを安定的に供給するインク貯留装置が求められている。
【００１６】
特に、メインタンクから供給されたインクを一時的に貯留するサブタンクにインクをリフィルしながら記録を行うインクジェット記録装置では、リフィルを繰り返すことによって、サブタンクに充填できるインクの充填率が減少していく現象が致命的な問題である。
【００１７】
そこで、本発明は、比較的廉価に製造することが可能な構成で、液体に対する化学的な安定性を確保し、液体タンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、液体を安定的に供給することができる液体貯留装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、以下の種々の態様を包含する。
【００１９】
（１）本発明に係る液体貯留装置は、液体を貯留する液体貯留室と、この液体貯留室に負圧源が接続される負圧導入部と、この負圧導入部から導入される負圧により液体貯留室内に液体を取り入れるための液体取り入れ部と、液体貯留室に設けられ液体貯留室内に貯留された液体を供給するための液体供給口と、負圧導入部に設けられ気体のみを通す気液分離部材とを有する。この液体貯留装置は、液体貯留室に貯留された液体を液体供給口から導出可能とされる。また、液体貯留装置は、液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隔をおいて複数の薄板を、液体供給口が設けられた内壁に複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、液体貯留部を形成する複数の薄板の端部と液体貯留室の液体供給口が設けられた内壁との間に、液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて、液体供給口に直接連通する誘導部と、液体供給口が設けられた内壁に、誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生し、かつ液体供給口に向かう複数の溝と、液体貯留室内に外部の空気を導入する空気取り入れ口と、を備える。
【００２０】
（２）本発明に係る液体供給装置は、液体を貯留する液体貯留室と、液体貯留室に負圧源が接続される負圧導入部と、負圧導入部から導入される負圧により液体貯留室内に液体を取り入れるための液体取り入れ部と、液体貯留室に設けられ液体貯留室内に貯留された液体を供給するための液体供給口と、負圧導入部に設けられ気体のみを通す気液分離部材と、液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隔をおいて複数の薄板を液体供給口が設けられた内壁に複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、液体貯留部を形成する複数の薄板の端部と液体貯留室の液体供給口が設けられた内壁との間に液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて液体供給口に直接連通する誘導部と、液体供給口が設けられた内壁に誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生しかつ液体供給口に向かう複数の溝と、液体貯留室内に外部の空気を導入する空気取り入れ口と、を備える液体タンクと、
液体貯留室の空気を吸引して負圧を作用させる負圧発生手段と、
を備える。
【００２１】
以上のように構成された本発明に係る液体貯留装置によれば、複数の薄板が相互に当接することなく対向された間隔が、液体貯留部として作用し、この液体貯留部に貯留される液体が、液体自身の毛管力により保持される。また、本発明の液体貯留装置によれば、誘導部によって、液体供給口近傍の毛管力が、液体貯留部の毛管力よりも大きくされているため、液体貯留部に保持された液体が、液体供給口から例えば液体吐出ヘッド等に供給される。そして、本発明の液体貯留装置によれば、複数の薄板のみによって液体が保持されるとともに液体が良好に供給されるため、比較的廉価に製造することが可能な構成とすることができる。また、本発明に係る液体供給装置によれば、液体に対する化学的な安定性を確保し、液体タンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、液体を安定的に供給することが可能になる。
【００２２】
（３） 収容部の内壁には、液体誘導部に隣接する位置に、液体誘導部の毛管力よりも大きい毛管力を発生する溝が形成されている（１）または（２）に記載の液体貯留装置。
【００２３】
（４） 液体貯留部は、前各薄厚体の間隔が、液体誘導部から離間するに従って次第に大きくなる（１）ないし（３）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２４】
（５）液体貯留部は、複数の薄厚体同士の間隔が、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である（１）ないし（４）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２５】
（６）液体貯留部の毛管力は、３０Ｐａ以上２０００Ｐａ以下である（１）ないし（５）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２６】
（７） 気液分離部材は、多孔質である請求項１ないし６のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２７】
（８） 気液分離部材は、多孔質材料からなる気体透過膜である請求項１ないし６のいずれかに記載の液体貯留装置。なお、多孔質材料としては、例えば、磁器、陶器の素焼き、セラミック等またはこれらに類する材料が挙げられる。
【００２８】
（９） 気液分離部材は、樹脂多孔質材料からなる気体透過膜である（１）ないし（６）のいずれかに記載の液体貯留装置。なお、樹脂多孔質材料としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはこれに類する材料が挙げられる。
【００２９】
（１０） 気液分離部材には、撥液処理が施されている（７）ないし（９）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００３０】
（１１） （１）ないし（１０）のいずれかに記載の液体貯留装置を備え、記録ヘッドによってインクを吐出して記録する記録装置。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
（参考形態）
図１および図２は、参考形態のインクジェットプリンタの概略構造を示す断面図である。本参考形態のインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドが主走査方向に移動するシリアルスキャン方式が適用されたものである。
【００３３】
図１に示すように、インクジェットプリンタ（以下、単にプリンタと称する。）は、記録媒体Ｓを給送するための給送部１と、記録媒体Ｓにインクを吐出して文字や画像等を記録するための記録部２と、インクを補給するためのインク補給部３と、外筐をなすカバー４とを備えている。
【００３４】
カバー４には、記録媒体Ｓが挿入される挿入口４ａおよび記録媒体Ｓが排出される排出口４ｂがそれぞれ設けられており、挿入口４ａから挿入された記録媒体Ｓが、記録部２によって画像等が記録された後に、排出口４ｂから排出される。
【００３５】
給送部１は、カバー４内に設けられた側板６の内側に、複数の記録媒体Ｓを載置するための載置台８、記録媒体Ｓを給送する給送ローラ９およびガイド部材１１がそれぞれ設けられている。載置台８は、コイルばね７の弾性力によって、上方に配置された給送ローラ９側に付勢されている。給送ローラ９は、載置台８上に載置された複数の記録媒体Ｓの最上位に位置する記録媒体Ｓに当接されている。ガイド部材１１は、分離機構１０によって分離された１枚の記録媒体Ｓを記録部２側に向けて案内する。また、記録媒体Ｓの給送路上には、ガイド部材１１の下流側を通過する記録媒体Ｓを検出するためのフォトセンサ１２が設けられている。
【００３６】
また、プリンタは、給送部１から給送された記録媒体Ｓを一定速度で搬送する一対の搬送ローラ１３と、画像等が記録された記録媒体Ｓを搬出する一対の搬出ローラ１４とを備えている。
【００３７】
記録部２は、図１および図２に示すように、記録媒体Ｓにインクを吐出するための記録ヘッド２０ａと、この記録ヘッド２０ａにインクを供給するための貯留インクタンク２０と、これら記録ヘッド２０ａおよび貯留インクタンク２０を保持するキャリッジ１９とを有している。
【００３８】
キャリッジ１９は、ガイド軸１５，１６によって、図２中矢印ｍ1，ｍ2方向である主走査方向（記録媒体Ｓの幅方向）に移動自在に案内されている。キャリッジ１９は、一対のプーリ１７の間に掛け渡されたベルト１８を介して、キャリッジモータ（不図示）から伝達される駆動力によって、主走査方向に移動される。キャリッジ１９には、貯溜インクタンク２０が着脱可能に搭載されている。記録ヘッド２０ａは、貯溜インクタンク２０から供給されたインクを、画像等の記録情報に基づいて吐出する。
【００３９】
この貯留インクタンク２０は、インクを貯留するインク貯留部を有している。このインク貯留部の構成については後述する。
【００４０】
本参考形態のプリンタでは、貯溜インクタンク２０と記録ヘッド２０ａとが一体的に結合されたヘッドカートリッジを備えている。なお、これら貯留インクタンク２０と記録ヘッド２０ａとを別体に構成し、相互に着脱可能に結合させるように構成してもよく、またキャリッジ１９に対して個別に装着可能に構成してもよい。また、プリンタは、図１に示すように、カバー４の内側に配置された電気配線基板２４を備えており、カバー４を貫通してカバー４の外周表面から突出された複数の操作ボタン２３が設けられている。また、プリンタは、ホストコンピュータと通信を行いながらプリンタを制御するための制御回路部２５を備えている。この制御回路部２５は、カバー４の内側に配置された制御用電気配線基板を有しており、この制御用電気配線基板に、マイクロコンピュータやメモリなどが搭載されている。
【００４１】
図６に示すように、プリンタ側に設けられた中空の配管２１ａおよび導管５５の外周部には、コイルばね６７，６８によって矢印ｍ2方向に付勢されるキャップ部材６１，５４が摺動可能に嵌合されている。配管２１ａおよび導管５５には、キャップ部材６１，５４によって開閉される連通孔２１ｆ，５５ａが設けられている。配管２１ａおよび導管５５は、先端が閉塞されており、その基端側が、図１に示した補給インクタンク２２に連結されている。プリンタ内には、上下動可能に設けられた補給用キャップ部材６９および回復処理用キャップ部材７０がそれぞれ設けられている。回復処理用キャップ部材７０は、回復処理用吸引ポンプ７１を介して廃液容器（不図示）に連結されている。記録媒体Ｓの搬送経路上には、記録ヘッド２０ａによる画像等の記録位置に、記録媒体Ｓを案内するためのプラテン７２が設けられている。
【００４２】
図６に、記録ヘッド２０ａがそのホームポジションに移動した状態およびプリンタの電源をオフにしたときの状態を示す。この状態において、各キャップ部材６９，７０が上昇し、回復処理用キャップ部材７０によって記録ヘッド２０ａの吐出口面４４ａが密閉される。この場合、供給キャップ部材６１は、配管２１ａの連通孔２１ｆを閉塞した状態で、インク取り入れ口２０ｂを閉塞する。同時に、供給キャップ部材６１は、通気孔６４を閉じない位置にあるため、この状態で周囲温度の変化による貯溜インクタンク２０内の圧力変動に応じて、貯溜インクタンク２０の内部と外部との間で空気を導入および排出することが可能である。キャップ部材５４は、導管５５の連通孔５５ａを閉じたまま共通吸引口５３を閉じる。ホームポジションにおける記録ヘッド２０ａに対しては、画像の記録に寄与しないインクを排出させるヘッド吐出回復処理（以下、単に回復処理と略称する）によって、インクの吐出状態を良好に保つことができる。この回復処理としては、回復処理用吸引ポンプ７１によって発生させた負圧を回復処理用キャップ部材７０内に導入し、記録ヘッド２０ａの吐出口４４からインクを強制的に吸引排出させる処理や、吐出口から回復処理用キャップ部材７０内に向けてインクを吐出させる処理等が含まれる。
【００４３】
図７に、貯溜インクタンク２０にインクを供給する状態を示す。インクの補給を行う場合、記録ヘッド２０ａが図６に示したホームポジションからさらに矢印ｍ1方向に移動されて、インク補給位置に位置される。このように、記録ヘッド２０ａがインク補給位置に移動したとき、各キャップ部材６９，７０が上昇し、補給用キャップ部材６９により記録ヘッド２０ａの吐出口面４４ａが覆われる。この補給用キャップ部材６９は、記録ヘッド２０ａの吐出口４４を密閉する。この場合、供給キャップ部材６１は、インク取り入れ口２０ｂを閉じたまま、配管２１ａとの相対移動によって連通孔２１ｆを開く。この連通孔２１ｆは、貯溜インクタンク２０内にて開口することにより、貯溜インクタンク２０と補給インクタンク２２との間にインク供給路を形成する。供給キャップ部材６１は、通気孔６４を閉じているため、インクが貯溜インクタンク２０から通気孔６４に流れ込むことはない。
【００４４】
キャップ部材５４は、導管５５との相対移動によって連通孔５５ａを開く。この連通孔５５ａは、共通吸引口５３と補給用吸引ポンプ３１との間に吸引経路を形成する。多孔質部材４８は、この吸引経路中に組み込まれる。
【００４５】
インクの補給に際しては、補給用吸引ポンプ３１によって、貯溜インクタンク２０内の空気を多孔質部材４８を介して吸引し、この空気を廃液容器（不図示）内に排出する。これにより、貯溜インクタンク２０内が負圧となり、この負圧によって補給インクタンク２２内のインクが貯溜インクタンク２０内に吸引される。貯溜インクタンク２０内に流入したインクは、インク貯留部４１に浸透し、その浸透が進むに連れてインクの液面が上昇する。
【００４６】
インクの液面の上昇速度は、補給用吸引ポンプ３１の吸引力に依存するため、その作動量に応じて適正な速度に設定される。インクの液面が多孔質部材４８に達したとき、多孔質部材４８は、インク、つまり液体分子を通さないため、インクの補給が自動的に停止する。
【００４７】
このようなインクの吸引動作の終了後、記録ヘッド２０ａをホームポジションまたはプリント動作位置に移動させることにより、プリンタは、図６または図５に示す状態に復帰する。
【００４８】
図３に、ヘッドカートリッジの斜視図を示し、図４に、ヘッドカートリッジの分解斜視図を示す。
【００４９】
すわなち、記録ヘッド２０ａは、各色のインク毎に独立した複数のヘッド部からなり、それぞれのヘッド部には、対応する貯留インクタンク２０のインク供給口４２に連通する共通インク室４３と、それぞれインク滴を吐出する複数の吐出口４４とが設けられている。共通インク室４３と吐出口４４とを連通するインク通路部分には、吐出口４４からインクを吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生部（不図示）が設けられている。
【００５０】
本参考形態では、貯溜インクタンク２０の上面の溝と、この上面に結合される天板６０とによって、各貯溜インクタンク２０と共通吸引口５３および通気孔６４との間の通気路４９〜５１および５２がそれぞれ形成されている。本参考形態における通気孔６４は、比較的小径であるが、インク取り入れ口２０ｂ周辺に付着するインクで通気孔６４が塞がれることを防止するため、これら通気路５２自体の断面積を変更せずに開口端部のみ大径にしても良い。各貯溜インクタンク２０には、多孔質部材４８が設けられている。
【００５１】
貯留インクタンク２０にそれぞれ設けられる多孔質部材４８は、インクを通さず、空気や水蒸気等の気体のみ透過させる気液分離部材として機能する。この多孔質部材４８は、例えばＰＴＦＥ（四弗化エチレン樹脂）またはそれに類する樹脂多孔質材料によって形成された薄いフィルム状をなす。貯留インクタンク２０内の空気の排出経路は、図４に示すように、それぞれの多孔質部材４８および通気路４９を経て共通の通気路５０，５１から共通吸引口５３に連通されている。貯留インクタンク２０内の空気は、後述するように共通吸引口５３が開口する面に密接されるキャップ部材５４から導管５５を介し、補給用吸引ポンプ３１により吸い出される。つまり、上述した通気路４９〜５１および共通吸引口５３等が本発明の負圧導入部に相当する。
【００５２】
多孔質部材４８は、気液分離機能を有するものであればよく、インクの種類や使用形態に応じて、種々の材質のものを用いることができる。例えば、四弗化エチレン樹脂、それに類する樹脂多孔質材料からなる気体透過膜の他、磁器、陶器の素焼き、セラミック等、またはそれに類する多孔質材料を用いてもよい。また、気体が通過するときに開き、液体が通過しようとしたときに閉じる機械的な弁を気体透過部材として用いてもよい。
【００５３】
多孔質部材４８の材質としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ポリクロロトリフルオロエチレン，テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体，テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体，テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等のフッ素樹脂が通気性や耐薬品性に優れているため、特に好ましい。例えば、ＰＴＦＥからなるシートを一軸延伸法または二軸延伸法により多孔化した膜が特に好適である。なお、ＰＴＦＥ製の多孔質膜を多孔質部材４８として用いる場合には、機械的強度を確保するため、通気性がある支持部材に積層して用いてもよい。この支持部材としては、不織布，織布あるいはネット等を用いることができる。
【００５４】
多孔質部材４８には、インクの性質に応じ、撥液処理を施してもよい。撥液処理剤としては、パーフルオロアルキル基を有する各種含フッ素ポリマーを用いることができる。含フッ素鎖を有する高分子は、繊維の表面に低表面自由エネルギの皮膜を形成し、撥液効果を発揮する。撥液処理は、多孔質部材４８に対する撥液処理剤の含浸やスプレー等による塗布によって行うことができる。撥液処理剤の塗布量は、充分な撥液性が得られ、かつ多孔質部材４８の通気性が妨げられないように調整することが好ましい。
【００５５】
図３および図４に示すように、貯溜インクタンク２０の側面には、共通吸引口５３と、インク取り入れ口２０ｂとがそれぞれ形成されている。貯溜インクタンク２０には、上面に設けられた溝と、この上面の溝に結合される天板１００とによって、各貯留インクタンク２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋと共通吸引口５３および通気孔６４との間における空気の排出経路が形成されている。通気孔６４は、インク供給時に密閉部材８２で密閉するが、４色分の４つの通気孔６４を１ヵ所にまとめて配置し、１つの密閉部材８２で４つの通気孔６４をまとめて密閉可能に構成されている。これら通気孔６４は、貯溜インクタンク２０内の圧力が変動しインクが流出したときに、流路内で混色することを避けるため４カ所に独立させている。
【００５６】
上述した参考形態では、多孔質部材４８が貯留インクタンク２０側に取り付けられた構成にされたが、多孔質部材が、貯留インクタンクに対応するプリンタの内部に設けられた構成にも本発明を適用することができる。
【００５７】
このような他の参考形態のプリンタおよび貯留インクタンクについて、図面を参照して説明する。なお、便宜上、上述したプリンタと同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
このプリンタは、図８に示すように、インク補給状態で、貯留インクタンク１２０の共通吸引口５３に対向する位置に多孔質部材１２８が設けられている。
【００５９】
貯留インクタンク１２０には、貯留インクタンク１２０内のインクをノズル部１２１ａから吐出可能な記録ヘッド１２１が設けられており、ガイド軸１５、１６に沿って主走査方向である矢印ｍ1およびｍ2方向に移動可能に支持されている。なお、貯留インクタンク１２０と記録ヘッド１２１は、ガイド軸１５、１６にガイドされるキャリッジに着脱自在に搭載されるように構成されてもよい。
【００６０】
貯留インクタンク１２０の内部には、インクを貯留するためのインク貯留部１２４が設けられている。インク貯留部１２４には、図８に示すように、後述するインクを供給するための突出部材１４１の先端を挿入させるための切り欠き部１２４ａが形成されているが、切り欠き部１２４ａ以外の他の部分は図中２点鎖線で示すような外形に形成されている。また、貯留インクタンク１２０には、インク貯留部１２４にインクを取り入れるためのインク取入れ口１２０ａ、吸引口１２０ｂ、通気孔１２０ｃ、および記録ヘッド１２１に連通されるインク供給口（不図示）が形成されている。
【００６１】
本参考形態の場合、貯留インクタンク１２０には、図９に示すように、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のインクを収容するためのインク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋがそれぞれ形成されており、各インク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋに、インク取入れ口１２０ａ、吸引口１２０ｂ、通気孔１２０ｃおよびインク供給口がそれぞれ形成されている。また、ブラックインクの使用頻度が多いことを考慮して、ブラックインク用のインク収容部１２０Ｂｋは、他のインク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙよりも大きく形成されている。記録ヘッド１２１のノズル部１２１ａは、各色のインク毎に対応して設けられている。なお、貯留インクタンク１２０と記録ヘッド１２１は、結合してインクジェットカートリッジを構成するものであってもよく、また貯留インクタンク１２０および記録ヘッド１２１は、各色のインク毎に対応して分割された構造であってもよい。
【００６２】
また、プリンタ内には、中空の突出部材１４１が設けられている。この突出部材１４１の外周部には、コイルばね１４２によって左方に付勢されるシール部材１４３がスライド可能にはめ合わされている。突出部材１４１には、シール部材１４３によって開閉される貫通孔１４１ａが形成されている。突出部材１４１は、先端が閉塞されており、基端が補給インクタンク２２に接続されている。
【００６３】
アーム部材１５１は、プリンタ内の支持部材１５３に、図８中矢印ｒ1およびｒ2方向に回動自在に軸支されており、ねじりコイルばね１５４の弾性力によって矢印ｒ1方向に付勢されている。アーム部材１５１の先端側には、貯留インクタンク１２０の吸引口１２０ｂおよび通気孔１２０ｃを覆うためのシール部材１５２が取り付けられている。
【００６４】
シール部材１５２には、吸引口１２０ｂに連通される開口１５２ａと、吸引口１２０ｂおよび通気孔１２０ｃを閉塞可能なシール面１５２ｂとが形成されている。開口１５２ａは、吸引管３１ａを介して補給用吸引ポンプ３１に連結されている。本参考形態の場合、インク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋ毎の各開口１５２ａは、図９に示すように、吸引管３１ａを介して集合されて、共通の補給用吸引ポンプ３１にそれぞれ連通されている。
【００６５】
さらに、開口１５２ａには、インクを通さずに、気体のみを透過させる多孔質部材１２８が取り付けられている。この多孔質部材１２８は、上述した多孔質部材４８と同一材料によって形成されており、表面にも同様な撥液処理が施されている。一方、貯留インクタンク１２０側には、多孔質部材１２８を含めて、シール部材１５２の下面を拭き取るためのワイピング可能なブレード１５６が設けられている。また、アーム部材１５１の先端に対向する位置には、アーム部材１５１の上昇位置を規制するためのストッパー部材１５５が設けられている。
【００６６】
記録媒体Ｓは、搬送機構（不図示）によって、主走査方向である矢印ｍ1およびｍ2方向と交差する副走査方向に搬送される。インクを吐出しながらの記録ヘッド１２１の主走査と、記録媒体Ｓの副走査方向の搬送動作とを繰り返すことによって、記録媒体Ｓ上に順次画像等が形成される。
【００６７】
記録動作時において、記録ヘッド１２１は、図１０に示したホームポジションよりも左方の位置にて矢印ｍ1およびｍ2方向に移動しつつ、インクを吐出して文字や画像等を記録する。
【００６８】
図１０に示すように、記録ヘッド１２１がホームポジションに移動したとき、各キャップ部材６９，７０が上昇され、回復処理用キャップ部材７０によって記録ヘッド１２１のノズル部１２１ａがキャップされる。このとき、シール部材５２３は、突出部材１４１の貫通孔１４１ａを閉じたたまま、インク取入れ口１２０ａを閉じ、またシール部材１５２は、吸引口１２０ｂを閉じる。このように、インク取入れ口１２０ａ、吸引口１２０ｂが閉じられることによって、貯留インクタンク１２０内のインクの粘度が増えることが防止される。
【００６９】
多孔質部材１２８は、吸引口１２０ｂから離間された矢印ｍ1方向に位置されて、貯留インクタンク１２０内のインクとの接触が防止される。この結果、多孔質部材１２８とインクとの長期間の接触を避けることで、多孔質部材１２８の性能が劣化することが防止される。ホームポジションにおける記録ヘッド１２１に対しては、画像等の記録に寄与しないインクを排出させる回復処理によって、インクの吐出状態を良好に保つことができる。その回復処理としては、回復処理用吸引ポンプ７１によって発生させた負圧を回復処理用キャップ部材７０内に導入して、ノズル部１２１ａの吐出口からインクを強制的に吸引排出させる処理、およびノズル部１２１ａの吐出口から回復処理用キャップ部材７０内に向かってインクを吐出させる処理が含まれる。
【００７０】
インクの補給動作時は、図１１に示すように、記録ヘッド１２１がホームポジションからさらに矢印ｍ1方向のインク補給位置に移動する。記録ヘッド１２１がインク補給位置に移動したときは、各キャップ部材６９，７０が上昇し、補給用キャップ部材６９によって記録ヘッド１２１のノズル部１２１ａがキャップされる。補給用キャップ部材６９は、ノズル部１２１ａの吐出口を密閉する。このとき、シール部材１５２は、インク取入れ口１２０ａを閉じたまま、突出部材１４１との相対移動によって貫通孔１４１ａを開く。その貫通孔１４１ａは、貯留インクタンク１２０内にて開口することによって、貯留インクタンク１２０と補給インクタンク２２との間のインク供給系を形成する。また、シール部材１５２は、通気孔１２０ｃを閉じるとともに、開口１５２ａを吸引口１２０ｂに接続して、吸引口１２０ｂと補給用吸引ポンプ３１との間の空気吸引系を形成する。多孔質部材１２８は、その吸引系中に介在される。
【００７１】
貯留インクタンク１２０内にインクを補給する際には、補給用吸引ポンプ３１によって、貯留インクタンク１２０内の空気を、多孔質部材１２８を通して吸引し、その空気を廃液容器（不図示）内に排出する。これにより、貯留インクタンク１２０内が負圧になり、その負圧によって、補給インクタンク２２内のインクが貯留インクタンク１２０内に吸引される。貯留インクタンク１２０内に流入したインクは、インク貯留部１２４に浸透し、その浸透が進むにつれてインクの液面が上昇する。インクの液面の上昇速度は、補給用吸引ポンプ３１の吸引力に依存するため、その作動量に応じて適正な速度に設定される。インクの液面が多孔質部材１２８に達したとき、多孔質部材１２８がインク等の液体を通さないため、インクの補給が自動的に停止する。そして、インク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋに対しては、同時にインクの補給が開始されて、先にインク充満状態になったインク収容部から順に、多孔質部材１２８によってインクの補給が自動的に停止される。
【００７２】
このようなインクの補給動作の終了後は、記録ヘッド１２１をホームポジションまたは記録動作位置に移動させることによって、プリンタは、図１０または図８に示す状態に復帰する。
【００７３】
なお、ブレード１５６は、貯留インクタンク１２０の移動に伴って応じてシール部材１５２の下面に当接することにより、図８中に２点鎖線で示すように、アーム部材１５１を矢印ｒ1およびｒ2方向に回動させつつ、多孔質部材１２８を含めてシール部材１５２の下面をワイピングする。このようなワイピング動作によって、多孔質部材１２８、開口１５２ａ、シール面１５２ｂに付着した増粘インク等の異物が除去されて、それらが良好な状態に保たれる。
【００７４】
以上のように構成されたプリンタにおいて、本発明に係るインク貯留部の構造を採用した参考形態の貯留インクタンクを、図１２を参照して説明する。なお、図１２では、構成をわかりやすくにするために、便宜上、１色分のインク貯留部のみを図示している。多色の場合には、図４に示したように、ほぼ等しい構造のインク貯留部が複数個並んで設けられる。
【００７５】
図１２（ａ），図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、貯留インクタンク１６０の筐体１６１には、一側面に、内部に連通された空気取り入れ口１６２が設けられ、底面の中央に、インク供給口１６５を有するインク供給管１７１が配置されており、インク供給口１６５から記録ヘッドにインクを供給し、外部から空気取り入れ口１６２を介して空気が取り入れられる。
【００７６】
また、貯留インクタンク１６０の筐体１６１には、一側面に、筐体１６１内にインクを取り入れるためのインク取り入れ口１７０が設けられており、このインク取り入れ口１７０がシール部材１７８によって気密に封止されている。
【００７７】
また、貯留インクタンク１６０の筐体１６１には、上面部に、通気路１７６が設けられている。この通気路１７６は、インク供給時に後述するインク貯留部１６６内に負圧を導入するためのもので、インク供給配管１７７によってインクが供給されて、インクの液面が多孔質部材１７５に到達したときに、インクの供給が自動的に停止する。シール部材１７８は、インク供給配管１７７が接続されたときに、筐体１６１内の気密性を確保する。
【００７８】
筐体１６１内には、図１２（ａ）に示すように、複数の薄厚体１６４が互いに間隔をあけて平行にそれぞれ配設されており、これら複数の薄厚体１６４の外周部が、複数の支持部材１６３に支持されて固定されている。各支持部材１６３は、筐体１６１内に、複数の薄厚体１６４の角部に臨む位置にそれぞれ設けられており、薄厚体１６４と筐体１６１の内壁との間に所定の間隔が確保されている。
【００７９】
複数の薄厚体１６４は、略四角形をなしており、インクに対して充分な濡れ性を有する材料によって形成される、あるいは平板上に表面処理が施されている。そして、複数の薄厚体１６４間に隙間によってインク貯留部１６６が構成されている。貯留インクタンク１６０は、インク貯留部１６６にインクが充填されることで毛管力が発生し、この毛管力によってインクが保持されている。
【００８０】
この毛管力は、水頭ｈ[ｍ]、インクの表面張力Ｔ[Ｎｍ]、インクの薄厚体に対する接触角θ、インク密度ρ[ｋｇ／ｍ3]、重力加速度ｇ[m／ｓ2]、毛細管の半径ｒ[ｍ]とすれば、
ｈ＝２ＴＣｏｓθ／ρｇｒ ・・・式１
式１によって表すことができる。
【００８１】
また、この式１は、薄厚体の間隙寸法ｄで長さが間隙寸法ｄより十分長い平行平板の場合には、近似的に、
ｈ＝４ＴＣｏｓθ／ρｇｄ ・・・式２
となる。
【００８２】
したがって、例えば、ｔ＝０．０３、ｃｏｓθ＝１、ρ＝１０６３、ｇ＝９．８であれば、ｄ＝０．０００１[ｍ]（＝０．１[ｍｍ]）のとき、ｈ＝１１５[ｍｍ]となる。
【００８３】
同様に、薄厚体の間隙寸法ｄをパラメータとして算出すれば、表１に示すようになる。
【００８４】
【表１】
【００８５】
記録ヘッドに印加すべき負圧は、記録ヘッドの仕様により異なるが、通常（−）０〜（−）２００[ｍｍ]水頭程度である。当然、インク貯留タンク内のインクが持つ負圧は、記録ヘッドとインク貯留タンクとの高度差によって変動するため、この高度差分だけオフセットする必要がある。
【００８６】
したがって、供給されるインクに求められる負圧は、望ましくはマイナス数十[ｍｍ]からマイナス２００[ｍｍ]水頭である。この範囲より負圧が低い場合には、記録ヘッドの吐出口からのインク漏れを生じる虞がある。また、この範囲より負圧が高すぎた場合には、インク供給におけるインク切れや、不十分な供給のための印字の濃度の低下や吐出できないなどの問題を生じる。そして、この要求を満たすインク貯留部１６６の間隙寸法ｄは、表１に示した結果から、０．０５[ｍｍ]以上０．５弱[ｍｍ]以下になる。
【００８７】
一方、ｎ個の薄厚体１６４の占有体積に対するインクの充填効率Ｉ[％]は、上述のインク貯留部６６の間隙寸法ｄとの関係で表され、
Ｉ＝（ｎ−１）・ｄ／｛ｎｔ＋（ｎ−１）・ｄ｝ ・・・式３
となり、インクの充填効率を上げるためには、薄厚体厚さｔを０に近づければよい。
【００８８】
薄厚体１６４の材質としては、インク中に分解物や添加物が溶出したり、インクと反応して反応生成物を生じたり、インクを取り込んで膨張したりしない物質を選択する必要がある。また上述したように、インク充填効率を考慮して、薄厚体を可能な限り薄くすることが望ましく、また薄くした場合であっても充分な機械的強度が確保されることが好ましい。
【００８９】
このような要求を満たし、かつ安価な材料として、ステンレス薄厚体、薄いシートを容易に入手することが可能なポリプロピレンやポリエチレンやＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等のオレフィン系や、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のテフロン系のプラスチックが用いられる。また、流れ性が良好であるため、薄肉厚のモールド成型が可能なポリサルフォン系のプラスチック等、インクの性質、組み立て性等から選択して採用できる。
【００９０】
インク誘導部１６７は、薄厚体１６４とインク供給口１６５が配置された筐体１６１の内壁によって形成されている。インク誘導部１６７の毛管力は、インク貯留装置内に構成された毛管力を発生するいかなるなる部位よりも大きくなるように設定されている。薄厚体１６４の周りには、毛管力を発生しないバッファ１６８が、支持部材１６３によって幅ａまたは幅ｃに形成される。このバッファ１６８は、例えば水を多く含んだインクが、物流中等の低温環境において凍結膨張した場合、この膨張分を吸収する空間として作用する。
【００９１】
インクの凍結が解除された後、バッファ１６８のインクがインク貯留部１６６に戻るためには、バッファ１６８の毛管力が、インク貯留部１６６の毛管力よりも小さい必要がある。
【００９２】
これらの条件を踏まえて、筐体１６１と薄厚体１６４のインクに対する濡れ性が同等であれば、上述の式より各間隙寸法ｄは、
ｂ＜ｄ＜（ａまたはｃ） ・・・式４
を満たせばよい。
【００９３】
図１３に、インク貯留部１６６内のインクの流動状態を説明するための図を示す。インク貯留部１６６内のインクは、薄厚体１６４に対する濡れとインクの表面張力とによってメニスカス１６９を生じ、インク内部に負圧を発生する。そして、インクは、インク供給口１６５から記録ヘッドに供給されることで消費され、毛管力の力関係に応じて薄厚体１６４から順序よく消費される。インク供給口１６５近傍のインク誘導部１６７には、インク貯留部１６６より大きい毛管力を発生するため、インクが優先的に充填される。このため、プリンタにインクを供給する際には、気泡等が取り込まれずに安定されている。
【００９４】
一方、インクの流動抵抗としては、インクの薄厚体１６４に対するせん断応力が支配的であり、その他の抵抗成分がほとんど発生しない。したがって、本参考形態の貯留インクタンクは、特に、短時間に大量のインクを消費する記録速度が比較的高速なインクジェットプリンタに適している。
【００９５】
（第１の実施形態）
図１４に、本発明の構造を採用した第１の実施形態の貯留インクタンクを示す。本実施形態の貯留インクタンクは、各部の構成および機能が、参考形態の貯留インクタンクと同一であるが、信頼性を更に向上させるための工夫が追加されている。なお、本実施形態の貯留インクタンクにおいて、便宜上、上述した参考形態の貯留インクタンクと同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図１４に示すように、インク貯留部１６６は、インク供給口１６５から離間するに従って、間隙寸法ｄが次第に大きくなるようなテーパー状に形成されている。
【００９７】
図１５に、上述したテーパー形状をなすインク貯留部１６６を形成するために用いられる薄厚体１６４の形状を説明するための図を示す。図１５に示すように、各薄厚体１６４は、上端側に向かって間隙寸法ｄが次第に大きくなるとともに、筐体１６１の側面に臨む側端側に向かって間隙寸法ｄが、次第に大きくされている。
【００９８】
このインク貯留部１６６は、テーパー形状に形成されるによって、インク貯留部１６６が発生する毛管力は、インク供給口１６５に近づくに従って大きくなり、インク供給口１６５にインクを更に確実に導くことができる。
【００９９】
また、インク誘導部１６７に隣接する位置には、複数の溝１８０が設けられている。これら溝１８０は、筐体１６１内の底面に設けられており、これらの溝１８０が持つ毛管力が、インク誘導部１６７の毛管力と同等またはそれ以上に設定されている。このような毛管力の関係を確保することによって、インク供給口１６５にインクを確実に誘導することが可能になる。
【０１００】
図１６に、インク誘導部１６７に隣接して設けられた溝１８０の一例の平面図を示す。図１６に示すように、溝１８０は、インク供給口１６５を中心とする放射線状にそれぞれ形成されており、インク誘導部１６７全体における毛管力が、各溝１８０の幅ｄ4によって調整される。したがって、本実施形態では、図１５に示すように、各部の毛管力の関係を適正に保つために、
（ｄ1，ｄ3）＞ｄ2＞ｂ＞ｄ4 ・・・式５
を満たすように構成されている。
【０１０１】
最後に、第２の実施形態のインク貯留タンクについて図面を参照して説明する。図１７に、第２の実施形態のインク貯留タンクを示す。なお、本実施形態の貯留インクタンクにおいて、便宜上、上述した参考形態の貯留インクタンクと同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
図１７に示すように、この貯留インクタンクは、筐体内に、略波形状をなす薄厚体１８１が配設されている。
【０１０３】
薄厚体１８１は、図１８に示すように、板材によって略波形状に形成されており、水平方向に対して波形をなすように配置されている。各薄厚体１８１は、波形の凹凸を互いに一致させて配置されており、波形状のインク貯留部が構成されている。
【０１０４】
このように、薄厚体１８１は、波形状に形成されることで、特に、波形方向に直交する縦方向の機械的強度が増加するため、薄厚体１８１の厚さを極めて薄く形成しても、良好な形状が確保される。その結果、この薄厚体１８１によれば、筐体内に配設する薄厚体１８１の個数を増やすことで、インク貯留部の空間を増加させて、インクの貯留効率を向上することができる。
【０１０５】
上述したように、プリンタが備える貯留インクタンクによれば、互いに間隙をあけて設けられた複数の薄厚体を有するインク貯留部と、インク供給口近傍の毛管力がインク貯留部の毛管力よりも大きくなるようにインク貯留部の一端と筐体の内壁との間に間隙をあけた液体誘導部とを備えることによって、比較的廉価に製造することが可能な構成で、インクに対する化学的な安定性を確保し、貯留インクタンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、インクを安定的に供給することができる。したがって、このプリンタによれば、記録媒体Ｓの記録品質を廉価に向上することができる。
【０１０６】
また、本発明に係るインク貯留タンクは、インク貯留部内に複数の薄厚体が設けられ、薄厚体の下端側にインク誘導部が設けられる構成であれば、上述した構成に限らず、例えば図３や図８に示した構成が適用されてもよいことは勿論である。
【０１０７】
なお、本発明は、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生するエネルギ発生手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、この熱エネルギにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式の液体吐出ヘッドやヘッドカートリッジまたは記録装置において優れた効果が得られる。すなわち、インクジェット方式によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成できる。
【０１０８】
その代表的な構成や原理については、例えば米国特許第４７２３１２９号明細書や、米国特許第４７４０７９６号明細書等に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することにより熱エネルギを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書や、米国特許第４３４５２６２号明細書等に記載されているようなものが適している。
【０１０９】
なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用することで、さらに優れたプリントを行うことができる。
【０１１０】
液体吐出ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口と液路と電気熱変換体とを組み合せた構成（電気熱変換体が液路に沿って配置された直線状液路または電気熱変換体が液路を挟んで吐出口と正対する直角液路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書や、米国特許第４４５９６００号明細書等を用いた構成も本発明に含まれる。加えて、複数の電気熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や、熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示した特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても、本発明の効果は有効である。すなわち、液体吐出ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率良く行うことができるようになる。
【０１１１】
記録装置がプリントできる記録媒体Ｓの最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの液体吐出ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。このような液体吐出ヘッドとしては、複数の液体吐出ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の液体吐出ヘッドとしての構成の何れでもよい。
【０１１２】
上述した実施形態のようなシリアルタイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一体的に固定された液体吐出ヘッドや、キャリッジに対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交換自在のチップインタイプのヘッドカートリッジ、あるいは液体吐出ヘッド自体に、液体を貯溜するタンクが一体的または着脱可能に設けられるヘッドカートリッジを用いた場合にも本発明は有効である。
【０１１３】
本発明の記録装置の構成としては、液体吐出ヘッドから吐出される液体の吐出状態を適正にするための回復手段や、予備的な補助手段等を付加することが、本発明の効果を一層安定させることができるので、好ましい。これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録動作とは別に吐出を行う予備吐出手段等を挙げることができる。
【０１１４】
搭載される液体吐出ヘッドの種類や個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、プリント色や濃度（明度）を異にする複数種のインクに対応して複数個設けられるものであってもよい。すなわち、例えば、記録装置のプリントモードとしては、黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、液体吐出ヘッドを一体的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでもよいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも１つを備えた記録装置にも本発明は極めて有効である。この場合、記録媒体Ｓの種類や記録モードに応じてインクのプリント性を調整するための処理液（プリント性向上液）を専用あるいは共通の液体吐出ヘッドから記録媒体Ｓに吐出することも有効である。
【０１１５】
本発明に係る記録装置の形態としては、例えば、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置、あるいはエッチング装置の形態を採るもの等であってもよい。また、記録媒体としては、シート状あるいは長尺の紙やフィルム、布帛、あるいは板状をなす木材や皮革，石材，樹脂，ガラス，金属等の他に、３次元立体構造物等が適用される。
【０１１６】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る液体貯留装置によれば、液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隙をおいて複数の薄厚体を、液体供給口が設けられた内壁に複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、液体貯留部を形成する複数の薄板の端部と液体貯留室の液体供給口が設けられた内壁との間に、液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて、液体供給口に連通する誘導部と、液体供給口が設けられた内壁に、誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生し、かつ液体供給口に向かう複数の溝とを備えることによって、比較的廉価に製造することが可能な構成で、液体に対して化学的に安定であり、液体タンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、液体を安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリアルタイプのインクジェットプリンタを示す断面図である。
【図２】前記インクジェットプリンタを示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】前記インクジェットプリンタが備えるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図４】前記ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図５】前記インクジェットプリンタの記録中の状態を示す縦断面図である。
【図６】前記インクジェットプリンタの電源オフまたは待機中の状態を示す縦断面図である。
【図７】前記インクジェットプリンタにおけるインク補給中の状態を示す縦断面図である。
【図８】他のインクジェットプリンタにおける記録中の状態を示す横断面図である。
【図９】前記他のインクジェットプリンタが備える貯留インクタンクを示す側面図である。
【図１０】前記他のインクジェットプリンタにおける電源オフまたは待機中の状態を示す横断面図である。
【図１１】前記他のインクジェットプリンタにおけるインク補給中の状態を示す横断面図である。
【図１２】参考形態のインク貯留部を説明するための図である。
【図１３】前記インク貯留部内でインクが流動する状態を説明するための図である。
【図１４】第１の実施形態のインク貯留部を説明するための図である。
【図１５】前記インク貯留部を構成する薄厚体を説明するための図である。
【図１６】インク誘導部に隣接する溝を示す平面図である。
【図１７】第２の実施形態のインク貯留部を説明するための図である。
【図１８】前記インク貯留部を構成する薄厚体を示す斜視図である。
【図１９】従来のバネ袋方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【図２０】従来の調圧弁付き袋方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【図２１】従来のスポンジ方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【図２２】従来の積層毛管力方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 給送部
２ 記録部
３ インク補給部
４ カバー
４ａ 挿入口
４ｂ 排出口
６ 側板
７ コイルばね
８ 載置台
９ 給送ローラ
１０ 分離機構
１１ ガイド部材
１２ フォトセンサ
１３ 搬送ローラ
１４ 搬出ローラ
１５，１６ ガイド軸
１７ プーリ
１８ ベルト
１９ キャリッジ
２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋ） 貯溜インクタンク
２０ａ インクジェットヘッド（記録ヘッド）
２０ｂ インク取り入れ口
２１ａ 配管
２１ｆ 連通孔
２２ 補給インクタンク
２３ 操作ボタン
２４ 電気配線基板
２５ 制御回路部
３１ 補給用吸引ポンプ
４１ インク貯留部
４２ インク供給口
４３ 共通インク室
４４ 吐出口
４４ａ 吐出口面
４８ 多孔質部材
４９〜５２ 通気路
５３ 共通吸引口
５４ キャップ部材
５５ 導管
５５ａ 連通孔
６０ 天板
６１ 供給キャップ部材
６４ 通気孔
７１ 回復処理用吸引ポンプ
１６１ 筐体
１６２ 空気取り入れ口
１６３ 支持部材
１６４ 薄厚体
１６５ インク供給口
１６６ インク貯留部
１６７ インク誘導部
１６８ バッファ
１６９ メニスカス
１７０ インク取り入れ口
１７１ インク供給管
１７５ 多孔質部材
１７６ 通気路
１７７ インク供給配管
１７８ シール部材
１８０ 溝
１８１ 薄厚体
２２１ 袋
２２２ コイルバネ
２２３ インク
２２４ 供給口
２２５ バネの力
２３０ 筐体
２３１ 調圧弁
２３２ 内部空気
２３３ 外部空気
２４０ 筐体
２４１ スポンジ
２４２ 通気孔
２４３ インク供給口
２５０ 筐体
２５１ 薄板
２５２ インク供給口
２５３ インク貯留部
２５５ 毛管体
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば記録用紙等にインクを吐出することにより記録する記録装置が備える液体貯留装置に関し、特に、インク等の液体を供給するために気液分離部材を用いた液体貯留装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置としては、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドと、このインクジェット記録ヘッドに供給するためのインクを収容するメインタンクと、このメインタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクとを備えるものが知られている。
【０００３】
そして、この種のインクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給機構が、数多く提案されて実用化されてきた。インクジェット記録ヘッドにインクを供給するためには、インクジェット記録ヘッドのノズル自身が持つ毛管力を利用するので、通常ポンプ等の外力を必要としない。そのため、サブタンク（貯留インクタンク）からインクジェット記録ヘッドにインクを圧送する機構は、特別な例を除いて必要なかった。一方で、インクジェット記録ヘッドのノズルから安定して連続的にインク滴を飛翔させるためには、極弱い負の圧力（−）３０[Ｐａ]〜（−）２０００[Ｐａ]を加える必要があり、このことがインクジェット記録装置を設計する上で重要な課題となっている。
【０００４】
これを実現するために、貯留インクタンクを有するインク貯留装置に負圧発生機構を設ける試みが多くなされてきた。従来のインク貯留装置の構造について、図面を参照して説明する。
【０００５】
図１９に、バネ袋方式が採用されたインク貯留装置の構造の模式図を示す。図１９に示すように、このインク貯留装置では、負圧を発生するために、インク２２３を収容する袋２２１内にコイルバネ２２２が配置されており、金属等からなるコイルバネ２２２の弾性力で、袋２２１を矢印Ｓ1およびＳ2方向に膨らませる膨張力を付与することにより、インク２２３に負圧を発生させている。そして、このインク貯留装置は、袋２２１に設けられた供給口２２４からインク２２３が供給される。
【０００６】
図２０に、調整弁付き袋方式が採用されたインク貯留装置の構造の模式図を示す。図２０に示すように、このインク貯留装置では、インク２２３を収容する袋２２１を覆う筐体２３０に、調圧弁２３１が設けられており、この調圧弁２３１によって外部空気２３３を筐体２３０内に流入させて、袋２２１の外側の内部空気２３２による圧力を制御することにより、袋２２１内のインク２２３に負圧を発生させている。これらのインク貯留装置のように、可撓性を有する柔らかな袋２２１の内圧を、何らかの機構で制御するためには、一般的に部品点数が増加し製造コストが嵩んでしまう。また、数１００Ｐａ程度の負圧を発生管理することは、技術的に困難である。また、負圧発生機構を設けることにより、使用可能なインクの貯留能力が低下してしまうという問題もあった。さらに、厚みが薄い袋は、気密性が乏しく、長期間保存されることで外気が袋内に侵入し膨れてしまったり、袋内のインクが蒸発してしまったりする問題も残っている。したがって、袋を用いたインク貯留装置で、信頼性を確保しつつ負圧を発生させる機構を付加させることは、多くの問題を解決する必要があった。
【０００７】
図２１に、現在主流であるスポンジを採用したインク貯留装置の構造の模式図を示す。図２１に示すように、このインク貯留装置は、通気孔２４２および供給口２４３が設けられた筐体２４０内にスポンジ２４１が設けられている。スポンジ２４１は、スポンジ自身が有する毛管力によってインクを貯留することが可能であり、密度を選定するだけで、所望の負圧を確保することができる。このインク貯留装置は、構造が非常に簡素であり、また市販のスポンジを用いることで比較的廉価に製造することが可能である。さらに、このインク貯留装置は、小型化も可能であり、インク貯留装置の姿勢差に関係なく負圧が発生する。
【０００８】
しかしながら、一般的なスポンジの製造方法で製造されたスポンジは、密度が十分でないため、ある程度圧縮して使用する必要がある。その結果、スポンジ方式には、スポンジのインクの使用効率が悪くなり、一般的にスポンジ体積の７０％程度しかインクが充填できない不都合がある。
【０００９】
また、一般的にインクジェット記録装置のインクが接触する部分は、金属材の場合にステンレスからなり、樹脂材の場合にポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂等からなる。このようなインクの接触部分は、インクに触れることによって、極微量の分解物や添加物がインク中に溶け出すことがある。また、市販のスポンジは、ウレタン樹脂製が多く、化学的な安定性が比較的低い。このため、近年では、化学的により一層安定したポリプロピレン製のスポンジが採用されてきた。
【００１０】
しかし、スポンジのような多孔質体は、インクに接触する面積が大きいため、インクと化学反応したり、インク中に添加物等が溶出したりし、多量の生成物がノズル近傍に悪影響を及ぼすことが多い。一方、インクジェット記録装置の用途拡大のためには、さまざまな種類のインクが使用されるが、スポンジの化学的な安定性が問題となる結果、やむなくインクの成分を変更して化学的安定性を改善し、代わりに物理特性を低下させる必要も多くあった。
【００１１】
さらに、上述したようなウレタン樹脂製のスポンジや、ポリプロピレンまたはポリエチレン繊維を圧縮して製造したインク保持体は、粗密分布が比較的大きいため、インクのリフィルを繰り返したときに、粗密構造に空気泡が抱き込まれ、徐々にインクの充填率が減少していく問題が生じる。この現象は、インクをリフィルする際に、インク保持体の密な部分の毛管力が比較的大きいので先にインクが充填され、粗の部分にインクが供給されず、結果として空気泡が取り残されるために生じる。一度発生した空気泡は、インクが吸い出されたときも気泡のまま残留しやすく、リフィルを繰り返すことで、気泡の大きさ、数量が増加し、充填率が減少してゆく。
【００１２】
図２２に、このようなインク貯留と負圧の発生を兼ねたスポンジと同等の機能を有する他の構成を示す。図２２に示すように、スポンジのような多孔質体の代わりとして、筐体２５０内に間隔をあけて設けられた複数の薄板２５１によってインクを貯留する構成が開示されており、薄板２５１と薄板２５１との狭い間隙をインク貯留部２５３として利用している（例えば、特許文献１，２参照。）。このような構成では、インク貯留部２５３によるインク貯留や負圧の発生源が、毛管力であり、古典的な式ｈ＝２ＴＣｏｓθ／ρｇｒによって表される。このように、積層した複数の薄板２５１を用いたインク貯留装置は、構造が比較的簡素であり、スポンジのような製造方法による管理ではなく、確実な寸法管理が可能になる。
【００１３】
しかしながら、インク貯留部２５３からインクを確実に取り出すためには、別の毛管体２５５を、望ましくは積層した各薄板２５１を貫くように配置する必要があった。一方で、毛管体２５５は、毛管力をインク貯留部２５３の毛管力より大きくする必要があり、その結果、流路抵抗が過大なものとなってしまう。このため、特に、多量のインクを消費する高周波数でノズル数が多いインクジェット記録ヘッドに適用された場合には、インクの供給時に動的抵抗が大きくなる結果、供給口２５２からインクが吐出されないことがあった。
【００１４】
【特許文献１】
特開平４−１７９５５３号公報
【特許文献２】
特開平３−１３９５６２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、インクジェット記録装置において、廉価な製造方法でインクに対して化学的に安定であり、貯留インクタンクの姿勢差にかかわらずに低い流路抵抗で負圧を発生させ、インクジェット記録装置にインクを安定的に供給するインク貯留装置が求められている。
【００１６】
特に、メインタンクから供給されたインクを一時的に貯留するサブタンクにインクをリフィルしながら記録を行うインクジェット記録装置では、リフィルを繰り返すことによって、サブタンクに充填できるインクの充填率が減少していく現象が致命的な問題である。
【００１７】
そこで、本発明は、比較的廉価に製造することが可能な構成で、液体に対する化学的な安定性を確保し、液体タンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、液体を安定的に供給することができる液体貯留装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、以下の種々の態様を包含する。
【００１９】
（１）本発明に係る液体貯留装置は、液体を貯留する液体貯留室と、この液体貯留室に負圧源が接続される負圧導入部と、この負圧導入部から導入される負圧により液体貯留室内に液体を取り入れるための液体取り入れ部と、液体貯留室に設けられ液体貯留室内に貯留された液体を供給するための液体供給口と、負圧導入部に設けられ気体のみを通す気液分離部材とを有する。この液体貯留装置は、液体貯留室に貯留された液体を液体供給口から導出可能とされる。また、液体貯留装置は、液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隔をおいて複数の薄板を、液体供給口が設けられた内壁に複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、液体貯留部を形成する複数の薄板の端部と液体貯留室の液体供給口が設けられた内壁との間に、液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて、液体供給口に直接連通する誘導部と、液体供給口が設けられた内壁に、誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生し、かつ液体供給口に向かう複数の溝と、液体貯留室内に外部の空気を導入する空気取り入れ口と、を備える。
【００２０】
（２）本発明に係る液体供給装置は、液体を貯留する液体貯留室と、液体貯留室に負圧源が接続される負圧導入部と、負圧導入部から導入される負圧により液体貯留室内に液体を取り入れるための液体取り入れ部と、液体貯留室に設けられ液体貯留室内に貯留された液体を供給するための液体供給口と、負圧導入部に設けられ気体のみを通す気液分離部材と、液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隔をおいて複数の薄板を液体供給口が設けられた内壁に複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、液体貯留部を形成する複数の薄板の端部と液体貯留室の液体供給口が設けられた内壁との間に液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて液体供給口に直接連通する誘導部と、液体供給口が設けられた内壁に誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生しかつ液体供給口に向かう複数の溝と、液体貯留室内に外部の空気を導入する空気取り入れ口と、を備える液体タンクと、
液体貯留室の空気を吸引して負圧を作用させる負圧発生手段と、
を備える。
【００２１】
以上のように構成された本発明に係る液体貯留装置によれば、複数の薄板が相互に当接することなく対向された間隔が、液体貯留部として作用し、この液体貯留部に貯留される液体が、液体自身の毛管力により保持される。また、本発明の液体貯留装置によれば、誘導部によって、液体供給口近傍の毛管力が、液体貯留部の毛管力よりも大きくされているため、液体貯留部に保持された液体が、液体供給口から例えば液体吐出ヘッド等に供給される。そして、本発明の液体貯留装置によれば、複数の薄板のみによって液体が保持されるとともに液体が良好に供給されるため、比較的廉価に製造することが可能な構成とすることができる。また、本発明に係る液体供給装置によれば、液体に対する化学的な安定性を確保し、液体タンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、液体を安定的に供給することが可能になる。
【００２２】
（３） 収容部の内壁には、液体誘導部に隣接する位置に、液体誘導部の毛管力よりも大きい毛管力を発生する溝が形成されている（１）または（２）に記載の液体貯留装置。
【００２３】
（４） 液体貯留部は、前各薄厚体の間隔が、液体誘導部から離間するに従って次第に大きくなる（１）ないし（３）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２４】
（５）液体貯留部は、複数の薄厚体同士の間隔が、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である（１）ないし（４）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２５】
（６）液体貯留部の毛管力は、３０Ｐａ以上２０００Ｐａ以下である（１）ないし（５）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２６】
（７） 気液分離部材は、多孔質である請求項１ないし６のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００２７】
（８） 気液分離部材は、多孔質材料からなる気体透過膜である請求項１ないし６のいずれかに記載の液体貯留装置。なお、多孔質材料としては、例えば、磁器、陶器の素焼き、セラミック等またはこれらに類する材料が挙げられる。
【００２８】
（９） 気液分離部材は、樹脂多孔質材料からなる気体透過膜である（１）ないし（６）のいずれかに記載の液体貯留装置。なお、樹脂多孔質材料としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはこれに類する材料が挙げられる。
【００２９】
（１０） 気液分離部材には、撥液処理が施されている（７）ないし（９）のいずれかに記載の液体貯留装置。
【００３０】
（１１） （１）ないし（１０）のいずれかに記載の液体貯留装置を備え、記録ヘッドによってインクを吐出して記録する記録装置。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
（参考形態）
図１および図２は、参考形態のインクジェットプリンタの概略構造を示す断面図である。本参考形態のインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドが主走査方向に移動するシリアルスキャン方式が適用されたものである。
【００３３】
図１に示すように、インクジェットプリンタ（以下、単にプリンタと称する。）は、記録媒体Ｓを給送するための給送部１と、記録媒体Ｓにインクを吐出して文字や画像等を記録するための記録部２と、インクを補給するためのインク補給部３と、外筐をなすカバー４とを備えている。
【００３４】
カバー４には、記録媒体Ｓが挿入される挿入口４ａおよび記録媒体Ｓが排出される排出口４ｂがそれぞれ設けられており、挿入口４ａから挿入された記録媒体Ｓが、記録部２によって画像等が記録された後に、排出口４ｂから排出される。
【００３５】
給送部１は、カバー４内に設けられた側板６の内側に、複数の記録媒体Ｓを載置するための載置台８、記録媒体Ｓを給送する給送ローラ９およびガイド部材１１がそれぞれ設けられている。載置台８は、コイルばね７の弾性力によって、上方に配置された給送ローラ９側に付勢されている。給送ローラ９は、載置台８上に載置された複数の記録媒体Ｓの最上位に位置する記録媒体Ｓに当接されている。ガイド部材１１は、分離機構１０によって分離された１枚の記録媒体Ｓを記録部２側に向けて案内する。また、記録媒体Ｓの給送路上には、ガイド部材１１の下流側を通過する記録媒体Ｓを検出するためのフォトセンサ１２が設けられている。
【００３６】
また、プリンタは、給送部１から給送された記録媒体Ｓを一定速度で搬送する一対の搬送ローラ１３と、画像等が記録された記録媒体Ｓを搬出する一対の搬出ローラ１４とを備えている。
【００３７】
記録部２は、図１および図２に示すように、記録媒体Ｓにインクを吐出するための記録ヘッド２０ａと、この記録ヘッド２０ａにインクを供給するための貯留インクタンク２０と、これら記録ヘッド２０ａおよび貯留インクタンク２０を保持するキャリッジ１９とを有している。
【００３８】
キャリッジ１９は、ガイド軸１５，１６によって、図２中矢印ｍ1，ｍ2方向である主走査方向（記録媒体Ｓの幅方向）に移動自在に案内されている。キャリッジ１９は、一対のプーリ１７の間に掛け渡されたベルト１８を介して、キャリッジモータ（不図示）から伝達される駆動力によって、主走査方向に移動される。キャリッジ１９には、貯溜インクタンク２０が着脱可能に搭載されている。記録ヘッド２０ａは、貯溜インクタンク２０から供給されたインクを、画像等の記録情報に基づいて吐出する。
【００３９】
この貯留インクタンク２０は、インクを貯留するインク貯留部を有している。このインク貯留部の構成については後述する。
【００４０】
本参考形態のプリンタでは、貯溜インクタンク２０と記録ヘッド２０ａとが一体的に結合されたヘッドカートリッジを備えている。なお、これら貯留インクタンク２０と記録ヘッド２０ａとを別体に構成し、相互に着脱可能に結合させるように構成してもよく、またキャリッジ１９に対して個別に装着可能に構成してもよい。また、プリンタは、図１に示すように、カバー４の内側に配置された電気配線基板２４を備えており、カバー４を貫通してカバー４の外周表面から突出された複数の操作ボタン２３が設けられている。また、プリンタは、ホストコンピュータと通信を行いながらプリンタを制御するための制御回路部２５を備えている。この制御回路部２５は、カバー４の内側に配置された制御用電気配線基板を有しており、この制御用電気配線基板に、マイクロコンピュータやメモリなどが搭載されている。
【００４１】
図６に示すように、プリンタ側に設けられた中空の配管２１ａおよび導管５５の外周部には、コイルばね６７，６８によって矢印ｍ2方向に付勢されるキャップ部材６１，５４が摺動可能に嵌合されている。配管２１ａおよび導管５５には、キャップ部材６１，５４によって開閉される連通孔２１ｆ，５５ａが設けられている。配管２１ａおよび導管５５は、先端が閉塞されており、その基端側が、図１に示した補給インクタンク２２に連結されている。プリンタ内には、上下動可能に設けられた補給用キャップ部材６９および回復処理用キャップ部材７０がそれぞれ設けられている。回復処理用キャップ部材７０は、回復処理用吸引ポンプ７１を介して廃液容器（不図示）に連結されている。記録媒体Ｓの搬送経路上には、記録ヘッド２０ａによる画像等の記録位置に、記録媒体Ｓを案内するためのプラテン７２が設けられている。
【００４２】
図６に、記録ヘッド２０ａがそのホームポジションに移動した状態およびプリンタの電源をオフにしたときの状態を示す。この状態において、各キャップ部材６９，７０が上昇し、回復処理用キャップ部材７０によって記録ヘッド２０ａの吐出口面４４ａが密閉される。この場合、供給キャップ部材６１は、配管２１ａの連通孔２１ｆを閉塞した状態で、インク取り入れ口２０ｂを閉塞する。同時に、供給キャップ部材６１は、通気孔６４を閉じない位置にあるため、この状態で周囲温度の変化による貯溜インクタンク２０内の圧力変動に応じて、貯溜インクタンク２０の内部と外部との間で空気を導入および排出することが可能である。キャップ部材５４は、導管５５の連通孔５５ａを閉じたまま共通吸引口５３を閉じる。ホームポジションにおける記録ヘッド２０ａに対しては、画像の記録に寄与しないインクを排出させるヘッド吐出回復処理（以下、単に回復処理と略称する）によって、インクの吐出状態を良好に保つことができる。この回復処理としては、回復処理用吸引ポンプ７１によって発生させた負圧を回復処理用キャップ部材７０内に導入し、記録ヘッド２０ａの吐出口４４からインクを強制的に吸引排出させる処理や、吐出口から回復処理用キャップ部材７０内に向けてインクを吐出させる処理等が含まれる。
【００４３】
図７に、貯溜インクタンク２０にインクを供給する状態を示す。インクの補給を行う場合、記録ヘッド２０ａが図６に示したホームポジションからさらに矢印ｍ1方向に移動されて、インク補給位置に位置される。このように、記録ヘッド２０ａがインク補給位置に移動したとき、各キャップ部材６９，７０が上昇し、補給用キャップ部材６９により記録ヘッド２０ａの吐出口面４４ａが覆われる。この補給用キャップ部材６９は、記録ヘッド２０ａの吐出口４４を密閉する。この場合、供給キャップ部材６１は、インク取り入れ口２０ｂを閉じたまま、配管２１ａとの相対移動によって連通孔２１ｆを開く。この連通孔２１ｆは、貯溜インクタンク２０内にて開口することにより、貯溜インクタンク２０と補給インクタンク２２との間にインク供給路を形成する。供給キャップ部材６１は、通気孔６４を閉じているため、インクが貯溜インクタンク２０から通気孔６４に流れ込むことはない。
【００４４】
キャップ部材５４は、導管５５との相対移動によって連通孔５５ａを開く。この連通孔５５ａは、共通吸引口５３と補給用吸引ポンプ３１との間に吸引経路を形成する。多孔質部材４８は、この吸引経路中に組み込まれる。
【００４５】
インクの補給に際しては、補給用吸引ポンプ３１によって、貯溜インクタンク２０内の空気を多孔質部材４８を介して吸引し、この空気を廃液容器（不図示）内に排出する。これにより、貯溜インクタンク２０内が負圧となり、この負圧によって補給インクタンク２２内のインクが貯溜インクタンク２０内に吸引される。貯溜インクタンク２０内に流入したインクは、インク貯留部４１に浸透し、その浸透が進むに連れてインクの液面が上昇する。
【００４６】
インクの液面の上昇速度は、補給用吸引ポンプ３１の吸引力に依存するため、その作動量に応じて適正な速度に設定される。インクの液面が多孔質部材４８に達したとき、多孔質部材４８は、インク、つまり液体分子を通さないため、インクの補給が自動的に停止する。
【００４７】
このようなインクの吸引動作の終了後、記録ヘッド２０ａをホームポジションまたはプリント動作位置に移動させることにより、プリンタは、図６または図５に示す状態に復帰する。
【００４８】
図３に、ヘッドカートリッジの斜視図を示し、図４に、ヘッドカートリッジの分解斜視図を示す。
【００４９】
すわなち、記録ヘッド２０ａは、各色のインク毎に独立した複数のヘッド部からなり、それぞれのヘッド部には、対応する貯留インクタンク２０のインク供給口４２に連通する共通インク室４３と、それぞれインク滴を吐出する複数の吐出口４４とが設けられている。共通インク室４３と吐出口４４とを連通するインク通路部分には、吐出口４４からインクを吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生部（不図示）が設けられている。
【００５０】
本参考形態では、貯溜インクタンク２０の上面の溝と、この上面に結合される天板６０とによって、各貯溜インクタンク２０と共通吸引口５３および通気孔６４との間の通気路４９〜５１および５２がそれぞれ形成されている。本参考形態における通気孔６４は、比較的小径であるが、インク取り入れ口２０ｂ周辺に付着するインクで通気孔６４が塞がれることを防止するため、これら通気路５２自体の断面積を変更せずに開口端部のみ大径にしても良い。各貯溜インクタンク２０には、多孔質部材４８が設けられている。
【００５１】
貯留インクタンク２０にそれぞれ設けられる多孔質部材４８は、インクを通さず、空気や水蒸気等の気体のみ透過させる気液分離部材として機能する。この多孔質部材４８は、例えばＰＴＦＥ（四弗化エチレン樹脂）またはそれに類する樹脂多孔質材料によって形成された薄いフィルム状をなす。貯留インクタンク２０内の空気の排出経路は、図４に示すように、それぞれの多孔質部材４８および通気路４９を経て共通の通気路５０，５１から共通吸引口５３に連通されている。貯留インクタンク２０内の空気は、後述するように共通吸引口５３が開口する面に密接されるキャップ部材５４から導管５５を介し、補給用吸引ポンプ３１により吸い出される。つまり、上述した通気路４９〜５１および共通吸引口５３等が本発明の負圧導入部に相当する。
【００５２】
多孔質部材４８は、気液分離機能を有するものであればよく、インクの種類や使用形態に応じて、種々の材質のものを用いることができる。例えば、四弗化エチレン樹脂、それに類する樹脂多孔質材料からなる気体透過膜の他、磁器、陶器の素焼き、セラミック等、またはそれに類する多孔質材料を用いてもよい。また、気体が通過するときに開き、液体が通過しようとしたときに閉じる機械的な弁を気体透過部材として用いてもよい。
【００５３】
多孔質部材４８の材質としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ポリクロロトリフルオロエチレン，テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体，テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体，テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等のフッ素樹脂が通気性や耐薬品性に優れているため、特に好ましい。例えば、ＰＴＦＥからなるシートを一軸延伸法または二軸延伸法により多孔化した膜が特に好適である。なお、ＰＴＦＥ製の多孔質膜を多孔質部材４８として用いる場合には、機械的強度を確保するため、通気性がある支持部材に積層して用いてもよい。この支持部材としては、不織布，織布あるいはネット等を用いることができる。
【００５４】
多孔質部材４８には、インクの性質に応じ、撥液処理を施してもよい。撥液処理剤としては、パーフルオロアルキル基を有する各種含フッ素ポリマーを用いることができる。含フッ素鎖を有する高分子は、繊維の表面に低表面自由エネルギの皮膜を形成し、撥液効果を発揮する。撥液処理は、多孔質部材４８に対する撥液処理剤の含浸やスプレー等による塗布によって行うことができる。撥液処理剤の塗布量は、充分な撥液性が得られ、かつ多孔質部材４８の通気性が妨げられないように調整することが好ましい。
【００５５】
図３および図４に示すように、貯溜インクタンク２０の側面には、共通吸引口５３と、インク取り入れ口２０ｂとがそれぞれ形成されている。貯溜インクタンク２０には、上面に設けられた溝と、この上面の溝に結合される天板１００とによって、各貯留インクタンク２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋと共通吸引口５３および通気孔６４との間における空気の排出経路が形成されている。通気孔６４は、インク供給時に密閉部材８２で密閉するが、４色分の４つの通気孔６４を１ヵ所にまとめて配置し、１つの密閉部材８２で４つの通気孔６４をまとめて密閉可能に構成されている。これら通気孔６４は、貯溜インクタンク２０内の圧力が変動しインクが流出したときに、流路内で混色することを避けるため４カ所に独立させている。
【００５６】
上述した参考形態では、多孔質部材４８が貯留インクタンク２０側に取り付けられた構成にされたが、多孔質部材が、貯留インクタンクに対応するプリンタの内部に設けられた構成にも本発明を適用することができる。
【００５７】
このような他の参考形態のプリンタおよび貯留インクタンクについて、図面を参照して説明する。なお、便宜上、上述したプリンタと同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
このプリンタは、図８に示すように、インク補給状態で、貯留インクタンク１２０の共通吸引口５３に対向する位置に多孔質部材１２８が設けられている。
【００５９】
貯留インクタンク１２０には、貯留インクタンク１２０内のインクをノズル部１２１ａから吐出可能な記録ヘッド１２１が設けられており、ガイド軸１５、１６に沿って主走査方向である矢印ｍ1およびｍ2方向に移動可能に支持されている。なお、貯留インクタンク１２０と記録ヘッド１２１は、ガイド軸１５、１６にガイドされるキャリッジに着脱自在に搭載されるように構成されてもよい。
【００６０】
貯留インクタンク１２０の内部には、インクを貯留するためのインク貯留部１２４が設けられている。インク貯留部１２４には、図８に示すように、後述するインクを供給するための突出部材１４１の先端を挿入させるための切り欠き部１２４ａが形成されているが、切り欠き部１２４ａ以外の他の部分は図中２点鎖線で示すような外形に形成されている。また、貯留インクタンク１２０には、インク貯留部１２４にインクを取り入れるためのインク取入れ口１２０ａ、吸引口１２０ｂ、通気孔１２０ｃ、および記録ヘッド１２１に連通されるインク供給口（不図示）が形成されている。
【００６１】
本参考形態の場合、貯留インクタンク１２０には、図９に示すように、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のインクを収容するためのインク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋがそれぞれ形成されており、各インク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋに、インク取入れ口１２０ａ、吸引口１２０ｂ、通気孔１２０ｃおよびインク供給口がそれぞれ形成されている。また、ブラックインクの使用頻度が多いことを考慮して、ブラックインク用のインク収容部１２０Ｂｋは、他のインク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙよりも大きく形成されている。記録ヘッド１２１のノズル部１２１ａは、各色のインク毎に対応して設けられている。なお、貯留インクタンク１２０と記録ヘッド１２１は、結合してインクジェットカートリッジを構成するものであってもよく、また貯留インクタンク１２０および記録ヘッド１２１は、各色のインク毎に対応して分割された構造であってもよい。
【００６２】
また、プリンタ内には、中空の突出部材１４１が設けられている。この突出部材１４１の外周部には、コイルばね１４２によって左方に付勢されるシール部材１４３がスライド可能にはめ合わされている。突出部材１４１には、シール部材１４３によって開閉される貫通孔１４１ａが形成されている。突出部材１４１は、先端が閉塞されており、基端が補給インクタンク２２に接続されている。
【００６３】
アーム部材１５１は、プリンタ内の支持部材１５３に、図８中矢印ｒ1およびｒ2方向に回動自在に軸支されており、ねじりコイルばね１５４の弾性力によって矢印ｒ1方向に付勢されている。アーム部材１５１の先端側には、貯留インクタンク１２０の吸引口１２０ｂおよび通気孔１２０ｃを覆うためのシール部材１５２が取り付けられている。
【００６４】
シール部材１５２には、吸引口１２０ｂに連通される開口１５２ａと、吸引口１２０ｂおよび通気孔１２０ｃを閉塞可能なシール面１５２ｂとが形成されている。開口１５２ａは、吸引管３１ａを介して補給用吸引ポンプ３１に連結されている。本参考形態の場合、インク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋ毎の各開口１５２ａは、図９に示すように、吸引管３１ａを介して集合されて、共通の補給用吸引ポンプ３１にそれぞれ連通されている。
【００６５】
さらに、開口１５２ａには、インクを通さずに、気体のみを透過させる多孔質部材１２８が取り付けられている。この多孔質部材１２８は、上述した多孔質部材４８と同一材料によって形成されており、表面にも同様な撥液処理が施されている。一方、貯留インクタンク１２０側には、多孔質部材１２８を含めて、シール部材１５２の下面を拭き取るためのワイピング可能なブレード１５６が設けられている。また、アーム部材１５１の先端に対向する位置には、アーム部材１５１の上昇位置を規制するためのストッパー部材１５５が設けられている。
【００６６】
記録媒体Ｓは、搬送機構（不図示）によって、主走査方向である矢印ｍ1およびｍ2方向と交差する副走査方向に搬送される。インクを吐出しながらの記録ヘッド１２１の主走査と、記録媒体Ｓの副走査方向の搬送動作とを繰り返すことによって、記録媒体Ｓ上に順次画像等が形成される。
【００６７】
記録動作時において、記録ヘッド１２１は、図１０に示したホームポジションよりも左方の位置にて矢印ｍ1およびｍ2方向に移動しつつ、インクを吐出して文字や画像等を記録する。
【００６８】
図１０に示すように、記録ヘッド１２１がホームポジションに移動したとき、各キャップ部材６９，７０が上昇され、回復処理用キャップ部材７０によって記録ヘッド１２１のノズル部１２１ａがキャップされる。このとき、シール部材５２３は、突出部材１４１の貫通孔１４１ａを閉じたたまま、インク取入れ口１２０ａを閉じ、またシール部材１５２は、吸引口１２０ｂを閉じる。このように、インク取入れ口１２０ａ、吸引口１２０ｂが閉じられることによって、貯留インクタンク１２０内のインクの粘度が増えることが防止される。
【００６９】
多孔質部材１２８は、吸引口１２０ｂから離間された矢印ｍ1方向に位置されて、貯留インクタンク１２０内のインクとの接触が防止される。この結果、多孔質部材１２８とインクとの長期間の接触を避けることで、多孔質部材１２８の性能が劣化することが防止される。ホームポジションにおける記録ヘッド１２１に対しては、画像等の記録に寄与しないインクを排出させる回復処理によって、インクの吐出状態を良好に保つことができる。その回復処理としては、回復処理用吸引ポンプ７１によって発生させた負圧を回復処理用キャップ部材７０内に導入して、ノズル部１２１ａの吐出口からインクを強制的に吸引排出させる処理、およびノズル部１２１ａの吐出口から回復処理用キャップ部材７０内に向かってインクを吐出させる処理が含まれる。
【００７０】
インクの補給動作時は、図１１に示すように、記録ヘッド１２１がホームポジションからさらに矢印ｍ1方向のインク補給位置に移動する。記録ヘッド１２１がインク補給位置に移動したときは、各キャップ部材６９，７０が上昇し、補給用キャップ部材６９によって記録ヘッド１２１のノズル部１２１ａがキャップされる。補給用キャップ部材６９は、ノズル部１２１ａの吐出口を密閉する。このとき、シール部材１５２は、インク取入れ口１２０ａを閉じたまま、突出部材１４１との相対移動によって貫通孔１４１ａを開く。その貫通孔１４１ａは、貯留インクタンク１２０内にて開口することによって、貯留インクタンク１２０と補給インクタンク２２との間のインク供給系を形成する。また、シール部材１５２は、通気孔１２０ｃを閉じるとともに、開口１５２ａを吸引口１２０ｂに接続して、吸引口１２０ｂと補給用吸引ポンプ３１との間の空気吸引系を形成する。多孔質部材１２８は、その吸引系中に介在される。
【００７１】
貯留インクタンク１２０内にインクを補給する際には、補給用吸引ポンプ３１によって、貯留インクタンク１２０内の空気を、多孔質部材１２８を通して吸引し、その空気を廃液容器（不図示）内に排出する。これにより、貯留インクタンク１２０内が負圧になり、その負圧によって、補給インクタンク２２内のインクが貯留インクタンク１２０内に吸引される。貯留インクタンク１２０内に流入したインクは、インク貯留部１２４に浸透し、その浸透が進むにつれてインクの液面が上昇する。インクの液面の上昇速度は、補給用吸引ポンプ３１の吸引力に依存するため、その作動量に応じて適正な速度に設定される。インクの液面が多孔質部材１２８に達したとき、多孔質部材１２８がインク等の液体を通さないため、インクの補給が自動的に停止する。そして、インク収容部１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ，１２０Ｂｋに対しては、同時にインクの補給が開始されて、先にインク充満状態になったインク収容部から順に、多孔質部材１２８によってインクの補給が自動的に停止される。
【００７２】
このようなインクの補給動作の終了後は、記録ヘッド１２１をホームポジションまたは記録動作位置に移動させることによって、プリンタは、図１０または図８に示す状態に復帰する。
【００７３】
なお、ブレード１５６は、貯留インクタンク１２０の移動に伴って応じてシール部材１５２の下面に当接することにより、図８中に２点鎖線で示すように、アーム部材１５１を矢印ｒ1およびｒ2方向に回動させつつ、多孔質部材１２８を含めてシール部材１５２の下面をワイピングする。このようなワイピング動作によって、多孔質部材１２８、開口１５２ａ、シール面１５２ｂに付着した増粘インク等の異物が除去されて、それらが良好な状態に保たれる。
【００７４】
以上のように構成されたプリンタにおいて、本発明に係るインク貯留部の構造を採用した参考形態の貯留インクタンクを、図１２を参照して説明する。なお、図１２では、構成をわかりやすくにするために、便宜上、１色分のインク貯留部のみを図示している。多色の場合には、図４に示したように、ほぼ等しい構造のインク貯留部が複数個並んで設けられる。
【００７５】
図１２（ａ），図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、貯留インクタンク１６０の筐体１６１には、一側面に、内部に連通された空気取り入れ口１６２が設けられ、底面の中央に、インク供給口１６５を有するインク供給管１７１が配置されており、インク供給口１６５から記録ヘッドにインクを供給し、外部から空気取り入れ口１６２を介して空気が取り入れられる。
【００７６】
また、貯留インクタンク１６０の筐体１６１には、一側面に、筐体１６１内にインクを取り入れるためのインク取り入れ口１７０が設けられており、このインク取り入れ口１７０がシール部材１７８によって気密に封止されている。
【００７７】
また、貯留インクタンク１６０の筐体１６１には、上面部に、通気路１７６が設けられている。この通気路１７６は、インク供給時に後述するインク貯留部１６６内に負圧を導入するためのもので、インク供給配管１７７によってインクが供給されて、インクの液面が多孔質部材１７５に到達したときに、インクの供給が自動的に停止する。シール部材１７８は、インク供給配管１７７が接続されたときに、筐体１６１内の気密性を確保する。
【００７８】
筐体１６１内には、図１２（ａ）に示すように、複数の薄厚体１６４が互いに間隔をあけて平行にそれぞれ配設されており、これら複数の薄厚体１６４の外周部が、複数の支持部材１６３に支持されて固定されている。各支持部材１６３は、筐体１６１内に、複数の薄厚体１６４の角部に臨む位置にそれぞれ設けられており、薄厚体１６４と筐体１６１の内壁との間に所定の間隔が確保されている。
【００７９】
複数の薄厚体１６４は、略四角形をなしており、インクに対して充分な濡れ性を有する材料によって形成される、あるいは平板上に表面処理が施されている。そして、複数の薄厚体１６４間に隙間によってインク貯留部１６６が構成されている。貯留インクタンク１６０は、インク貯留部１６６にインクが充填されることで毛管力が発生し、この毛管力によってインクが保持されている。
【００８０】
この毛管力は、水頭ｈ[ｍ]、インクの表面張力Ｔ[Ｎｍ]、インクの薄厚体に対する接触角θ、インク密度ρ[ｋｇ／ｍ3]、重力加速度ｇ[m／ｓ2]、毛細管の半径ｒ[ｍ]とすれば、
ｈ＝２ＴＣｏｓθ／ρｇｒ ・・・式１
式１によって表すことができる。
【００８１】
また、この式１は、薄厚体の間隙寸法ｄで長さが間隙寸法ｄより十分長い平行平板の場合には、近似的に、
ｈ＝４ＴＣｏｓθ／ρｇｄ ・・・式２
となる。
【００８２】
したがって、例えば、ｔ＝０．０３、ｃｏｓθ＝１、ρ＝１０６３、ｇ＝９．８であれば、ｄ＝０．０００１[ｍ]（＝０．１[ｍｍ]）のとき、ｈ＝１１５[ｍｍ]となる。
【００８３】
同様に、薄厚体の間隙寸法ｄをパラメータとして算出すれば、表１に示すようになる。
【００８４】
【表１】
記録ヘッドに印加すべき負圧は、記録ヘッドの仕様により異なるが、通常（−）０〜（−）２００[ｍｍ]水頭程度である。当然、インク貯留タンク内のインクが持つ負圧は、記録ヘッドとインク貯留タンクとの高度差によって変動するため、この高度差分だけオフセットする必要がある。
【００８６】
したがって、供給されるインクに求められる負圧は、望ましくはマイナス数十[ｍｍ]からマイナス２００[ｍｍ]水頭である。この範囲より負圧が低い場合には、記録ヘッドの吐出口からのインク漏れを生じる虞がある。また、この範囲より負圧が高すぎた場合には、インク供給におけるインク切れや、不十分な供給のための印字の濃度の低下や吐出できないなどの問題を生じる。そして、この要求を満たすインク貯留部１６６の間隙寸法ｄは、表１に示した結果から、０．０５[ｍｍ]以上０．５弱[ｍｍ]以下になる。
【００８７】
一方、ｎ個の薄厚体１６４の占有体積に対するインクの充填効率Ｉ[％]は、上述のインク貯留部６６の間隙寸法ｄとの関係で表され、
Ｉ＝（ｎ−１）・ｄ／｛ｎｔ＋（ｎ−１）・ｄ｝ ・・・式３
となり、インクの充填効率を上げるためには、薄厚体厚さｔを０に近づければよい。
【００８８】
薄厚体１６４の材質としては、インク中に分解物や添加物が溶出したり、インクと反応して反応生成物を生じたり、インクを取り込んで膨張したりしない物質を選択する必要がある。また上述したように、インク充填効率を考慮して、薄厚体を可能な限り薄くすることが望ましく、また薄くした場合であっても充分な機械的強度が確保されることが好ましい。
【００８９】
このような要求を満たし、かつ安価な材料として、ステンレス薄厚体、薄いシートを容易に入手することが可能なポリプロピレンやポリエチレンやＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等のオレフィン系や、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のテフロン系のプラスチックが用いられる。また、流れ性が良好であるため、薄肉厚のモールド成型が可能なポリサルフォン系のプラスチック等、インクの性質、組み立て性等から選択して採用できる。
【００９０】
インク誘導部１６７は、薄厚体１６４とインク供給口１６５が配置された筐体１６１の内壁によって形成されている。インク誘導部１６７の毛管力は、インク貯留装置内に構成された毛管力を発生するいかなるなる部位よりも大きくなるように設定されている。薄厚体１６４の周りには、毛管力を発生しないバッファ１６８が、支持部材１６３によって幅ａまたは幅ｃに形成される。このバッファ１６８は、例えば水を多く含んだインクが、物流中等の低温環境において凍結膨張した場合、この膨張分を吸収する空間として作用する。
【００９１】
インクの凍結が解除された後、バッファ１６８のインクがインク貯留部１６６に戻るためには、バッファ１６８の毛管力が、インク貯留部１６６の毛管力よりも小さい必要がある。
【００９２】
これらの条件を踏まえて、筐体１６１と薄厚体１６４のインクに対する濡れ性が同等であれば、上述の式より各間隙寸法ｄは、
ｂ＜ｄ＜（ａまたはｃ） ・・・式４
を満たせばよい。
【００９３】
図１３に、インク貯留部１６６内のインクの流動状態を説明するための図を示す。インク貯留部１６６内のインクは、薄厚体１６４に対する濡れとインクの表面張力とによってメニスカス１６９を生じ、インク内部に負圧を発生する。そして、インクは、インク供給口１６５から記録ヘッドに供給されることで消費され、毛管力の力関係に応じて薄厚体１６４から順序よく消費される。インク供給口１６５近傍のインク誘導部１６７には、インク貯留部１６６より大きい毛管力を発生するため、インクが優先的に充填される。このため、プリンタにインクを供給する際には、気泡等が取り込まれずに安定されている。
【００９４】
一方、インクの流動抵抗としては、インクの薄厚体１６４に対するせん断応力が支配的であり、その他の抵抗成分がほとんど発生しない。したがって、本参考形態の貯留インクタンクは、特に、短時間に大量のインクを消費する記録速度が比較的高速なインクジェットプリンタに適している。
【００９５】
（第１の実施形態）
図１４に、本発明の構造を採用した第１の実施形態の貯留インクタンクを示す。本実施形態の貯留インクタンクは、各部の構成および機能が、参考形態の貯留インクタンクと同一であるが、信頼性を更に向上させるための工夫が追加されている。なお、本実施形態の貯留インクタンクにおいて、便宜上、上述した参考形態の貯留インクタンクと同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図１４に示すように、インク貯留部１６６は、インク供給口１６５から離間するに従って、間隙寸法ｄが次第に大きくなるようなテーパー状に形成されている。
【００９７】
図１５に、上述したテーパー形状をなすインク貯留部１６６を形成するために用いられる薄厚体１６４の形状を説明するための図を示す。図１５に示すように、各薄厚体１６４は、上端側に向かって間隙寸法ｄが次第に大きくなるとともに、筐体１６１の側面に臨む側端側に向かって間隙寸法ｄが、次第に大きくされている。
【００９８】
このインク貯留部１６６は、テーパー形状に形成されるによって、インク貯留部１６６が発生する毛管力は、インク供給口１６５に近づくに従って大きくなり、インク供給口１６５にインクを更に確実に導くことができる。
【００９９】
また、インク誘導部１６７に隣接する位置には、複数の溝１８０が設けられている。これら溝１８０は、筐体１６１内の底面に設けられており、これらの溝１８０が持つ毛管力が、インク誘導部１６７の毛管力と同等またはそれ以上に設定されている。このような毛管力の関係を確保することによって、インク供給口１６５にインクを確実に誘導することが可能になる。
【０１００】
図１６に、インク誘導部１６７に隣接して設けられた溝１８０の一例の平面図を示す。図１６に示すように、溝１８０は、インク供給口１６５を中心とする放射線状にそれぞれ形成されており、インク誘導部１６７全体における毛管力が、各溝１８０の幅ｄ4によって調整される。したがって、本実施形態では、図１５に示すように、各部の毛管力の関係を適正に保つために、
（ｄ1，ｄ3）＞ｄ2＞ｂ＞ｄ4 ・・・式５
を満たすように構成されている。
【０１０１】
最後に、第２の実施形態のインク貯留タンクについて図面を参照して説明する。図１７に、第２の実施形態のインク貯留タンクを示す。なお、本実施形態の貯留インクタンクにおいて、便宜上、上述した参考形態の貯留インクタンクと同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
図１７に示すように、この貯留インクタンクは、筐体内に、略波形状をなす薄厚体１８１が配設されている。
【０１０３】
薄厚体１８１は、図１８に示すように、板材によって略波形状に形成されており、水平方向に対して波形をなすように配置されている。各薄厚体１８１は、波形の凹凸を互いに一致させて配置されており、波形状のインク貯留部が構成されている。
【０１０４】
このように、薄厚体１８１は、波形状に形成されることで、特に、波形方向に直交する縦方向の機械的強度が増加するため、薄厚体１８１の厚さを極めて薄く形成しても、良好な形状が確保される。その結果、この薄厚体１８１によれば、筐体内に配設する薄厚体１８１の個数を増やすことで、インク貯留部の空間を増加させて、インクの貯留効率を向上することができる。
【０１０５】
上述したように、プリンタが備える貯留インクタンクによれば、互いに間隙をあけて設けられた複数の薄厚体を有するインク貯留部と、インク供給口近傍の毛管力がインク貯留部の毛管力よりも大きくなるようにインク貯留部の一端と筐体の内壁との間に間隙をあけた液体誘導部とを備えることによって、比較的廉価に製造することが可能な構成で、インクに対する化学的な安定性を確保し、貯留インクタンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、インクを安定的に供給することができる。したがって、このプリンタによれば、記録媒体Ｓの記録品質を廉価に向上することができる。
【０１０６】
また、本発明に係るインク貯留タンクは、インク貯留部内に複数の薄厚体が設けられ、薄厚体の下端側にインク誘導部が設けられる構成であれば、上述した構成に限らず、例えば図３や図８に示した構成が適用されてもよいことは勿論である。
【０１０７】
なお、本発明は、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生するエネルギ発生手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、この熱エネルギにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式の液体吐出ヘッドやヘッドカートリッジまたは記録装置において優れた効果が得られる。すなわち、インクジェット方式によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成できる。
【０１０８】
その代表的な構成や原理については、例えば米国特許第４７２３１２９号明細書や、米国特許第４７４０７９６号明細書等に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することにより熱エネルギを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書や、米国特許第４３４５２６２号明細書等に記載されているようなものが適している。
【０１０９】
なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用することで、さらに優れたプリントを行うことができる。
【０１１０】
液体吐出ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口と液路と電気熱変換体とを組み合せた構成（電気熱変換体が液路に沿って配置された直線状液路または電気熱変換体が液路を挟んで吐出口と正対する直角液路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書や、米国特許第４４５９６００号明細書等を用いた構成も本発明に含まれる。加えて、複数の電気熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や、熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示した特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても、本発明の効果は有効である。すなわち、液体吐出ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率良く行うことができるようになる。
【０１１１】
記録装置がプリントできる記録媒体Ｓの最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの液体吐出ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。このような液体吐出ヘッドとしては、複数の液体吐出ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の液体吐出ヘッドとしての構成の何れでもよい。
【０１１２】
上述した実施形態のようなシリアルタイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一体的に固定された液体吐出ヘッドや、キャリッジに対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交換自在のチップインタイプのヘッドカートリッジ、あるいは液体吐出ヘッド自体に、液体を貯溜するタンクが一体的または着脱可能に設けられるヘッドカートリッジを用いた場合にも本発明は有効である。
【０１１３】
本発明の記録装置の構成としては、液体吐出ヘッドから吐出される液体の吐出状態を適正にするための回復手段や、予備的な補助手段等を付加することが、本発明の効果を一層安定させることができるので、好ましい。これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録動作とは別に吐出を行う予備吐出手段等を挙げることができる。
【０１１４】
搭載される液体吐出ヘッドの種類や個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、プリント色や濃度（明度）を異にする複数種のインクに対応して複数個設けられるものであってもよい。すなわち、例えば、記録装置のプリントモードとしては、黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、液体吐出ヘッドを一体的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでもよいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも１つを備えた記録装置にも本発明は極めて有効である。この場合、記録媒体Ｓの種類や記録モードに応じてインクのプリント性を調整するための処理液（プリント性向上液）を専用あるいは共通の液体吐出ヘッドから記録媒体Ｓに吐出することも有効である。
【０１１５】
本発明に係る記録装置の形態としては、例えば、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置、あるいはエッチング装置の形態を採るもの等であってもよい。また、記録媒体としては、シート状あるいは長尺の紙やフィルム、布帛、あるいは板状をなす木材や皮革，石材，樹脂，ガラス，金属等の他に、３次元立体構造物等が適用される。
【０１１６】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る液体貯留装置によれば、液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隙をおいて複数の薄厚体を、液体供給口が設けられた内壁に複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、液体貯留部を形成する複数の薄板の端部と液体貯留室の液体供給口が設けられた内壁との間に、液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて、液体供給口に連通する誘導部と、液体供給口が設けられた内壁に、誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生し、かつ液体供給口に向かう複数の溝とを備えることによって、比較的廉価に製造することが可能な構成で、液体に対して化学的に安定であり、液体タンクの姿勢差に限らず低い流路抵抗で負圧を発生させ、液体を安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリアルタイプのインクジェットプリンタを示す断面図である。
【図２】前記インクジェットプリンタを示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】前記インクジェットプリンタが備えるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図４】前記ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図５】前記インクジェットプリンタの記録中の状態を示す縦断面図である。
【図６】前記インクジェットプリンタの電源オフまたは待機中の状態を示す縦断面図である。
【図７】前記インクジェットプリンタにおけるインク補給中の状態を示す縦断面図である。
【図８】他のインクジェットプリンタにおける記録中の状態を示す横断面図である。
【図９】前記他のインクジェットプリンタが備える貯留インクタンクを示す側面図である。
【図１０】前記他のインクジェットプリンタにおける電源オフまたは待機中の状態を示す横断面図である。
【図１１】前記他のインクジェットプリンタにおけるインク補給中の状態を示す横断面図である。
【図１２】参考形態のインク貯留部を説明するための図である。
【図１３】前記インク貯留部内でインクが流動する状態を説明するための図である。
【図１４】第１の実施形態のインク貯留部を説明するための図である。
【図１５】前記インク貯留部を構成する薄厚体を説明するための図である。
【図１６】インク誘導部に隣接する溝を示す平面図である。
【図１７】第２の実施形態のインク貯留部を説明するための図である。
【図１８】前記インク貯留部を構成する薄厚体を示す斜視図である。
【図１９】従来のバネ袋方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【図２０】従来の調圧弁付き袋方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【図２１】従来のスポンジ方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【図２２】従来の積層毛管力方式のインク貯留装置の構造を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 給送部
２ 記録部
３ インク補給部
４ カバー
４ａ 挿入口
４ｂ 排出口
６ 側板
７ コイルばね
８ 載置台
９ 給送ローラ
１０ 分離機構
１１ ガイド部材
１２ フォトセンサ
１３ 搬送ローラ
１４ 搬出ローラ
１５，１６ ガイド軸
１７ プーリ
１８ ベルト
１９ キャリッジ
２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋ） 貯溜インクタンク
２０ａ インクジェットヘッド（記録ヘッド）
２０ｂ インク取り入れ口
２１ａ 配管
２１ｆ 連通孔
２２ 補給インクタンク
２３ 操作ボタン
２４ 電気配線基板
２５ 制御回路部
３１ 補給用吸引ポンプ
４１ インク貯留部
４２ インク供給口
４３ 共通インク室
４４ 吐出口
４４ａ 吐出口面
４８ 多孔質部材
４９〜５２ 通気路
５３ 共通吸引口
５４ キャップ部材
５５ 導管
５５ａ 連通孔
６０ 天板
６１ 供給キャップ部材
６４ 通気孔
７１ 回復処理用吸引ポンプ
１６１ 筐体
１６２ 空気取り入れ口
１６３ 支持部材
１６４ 薄厚体
１６５ インク供給口
１６６ インク貯留部
１６７ インク誘導部
１６８ バッファ
１６９ メニスカス
１７０ インク取り入れ口
１７１ インク供給管
１７５ 多孔質部材
１７６ 通気路
１７７ インク供給配管
１７８ シール部材
１８０ 溝
１８１ 薄厚体
２２１ 袋
２２２ コイルバネ
２２３ インク
２２４ 供給口
２２５ バネの力
２３０ 筐体
２３１ 調圧弁
２３２ 内部空気
２３３ 外部空気
２４０ 筐体
２４１ スポンジ
２４２ 通気孔
２４３ インク供給口
２５０ 筐体
２５１ 薄板
２５２ インク供給口
２５３ インク貯留部
２５５ 毛管体
Claims (2)
- 液体を貯留する液体貯留室と、
該液体貯留室に負圧源が接続される負圧導入部と、
前記負圧導入部から導入される負圧により前記液体貯留室内に液体を取り入れるための液体取り入れ部と、
前記液体貯留室に設けられ前記液体貯留室内に貯留された液体を供給するための液体供給口と、
前記負圧導入部に設けられ気体のみを通す気液分離部材とを有し、
前記液体貯留室に貯留された液体を前記液体供給口から導出可能な液体貯留装置において、
前記液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隔をおいて複数の薄板を、前記液体供給口が設けられた内壁に前記複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、
前記液体貯留部を形成する前記複数の薄板の端部と前記液体貯留室の前記液体供給口が設けられた内壁との間に、前記液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて、前記液体供給口に直接連通する誘導部と、
前記液体供給口が設けられた内壁に、前記誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生し、かつ前記液体供給口に向かう複数の溝と、
前記液体貯留室内に外部の空気を導入する空気取り入れ口と、
を備えることを特徴とする液体貯留装置。 - 液体を貯留する液体貯留室と、該液体貯留室に負圧源が接続される負圧導入部と、前記負圧導入部から導入される負圧により前記液体貯留室内に液体を取り入れるための液体取り入れ部と、前記液体貯留室に設けられ前記液体貯留室内に貯留された液体を供給するための液体供給口と、前記負圧導入部に設けられ気体のみを通す気液分離部材と、前記液体貯留室内に対して毛管力を発生するように間隔をおいて複数の薄板を前記液体供給口が設けられた内壁に前記複数の薄板の端部が面するように配備した液体貯留部と、前記液体貯留部を形成する前記複数の薄板の端部と前記液体貯留室の前記液体供給口が設けられた内壁との間に前記液体貯留部の毛管力よりも大きな毛管力を発生する間隙で構成されて前記液体供給口に直接連通する誘導部と、前記液体供給口が設けられた内壁に前記誘導部の毛管力よりも大きな毛管力を発生しかつ前記液体供給口に向かう複数の溝と、前記液体貯留室内に外部の空気を導入する空気取り入れ口と、を備える液体タンクと、
前記液体貯留室の空気を吸引して負圧を作用させる負圧発生手段と、
を備えることを特徴とする液体供給装置。
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