JP4072967B2 - インクタンク及びインクジェット記録装置並びにインクタンクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、吐出方式の記録ヘッドに供給されるインクを収納するインクタンク及びこれを用いたインクジェット記録装置並びにインクタンクの製造方法に関するものである。

インクを吐出する吐出口が設けられたインク吐出方式の記録ヘッドを備え、この記録ヘッドからインクを液滴として吐出しこれを用紙に付着させて画像を記録する、いわゆるインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、インクを収納するインクタンクが設けられており、このインクタンクからインク供給路を通じて記録ヘッドへインクが供給される。このインクタンクは、例えば、記録ヘッドが設けられたヘッドユニットの上方に配置される（例えば、下記特許文献１参照）。

記録ヘッドには、吐出口が形成された複数のノズル及び圧力室と、各圧力室に対応して圧電素子によって駆動される振動板とが設けられており、この振動板の振動による圧力室の体積変化により、ノズルから液滴が噴射される。
特開２０００−３３７１５号公報

しかしながら、ヘッドユニットにインクタンクを取り付ける場合には、記録ヘッドの駆動部（例えば、圧電素子）の発熱によってインクタンク内のインクの温度が上昇することにより、粘度変化が生じて吐出特性が悪化したり、インクの蒸発によってインクが無駄に消費されてしまうという問題があった。特に、記録ヘッドが、ライン単位で画像を記録するラインヘッドの場合には、ノズルの数が多いため発熱も大きく、そうした問題が顕著になる。

本発明は、記録ヘッドの発熱によるインクの温度上昇を抑えることを目的とする。

本発明のインクタンクは、吐出方式の記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を有する容器本体と、前記インク収納室の底部に設けられ前記容器本体外へインクを取り出して前記記録ヘッドへ供給するインク取出部とを備えたインクタンクにおいて、
前記インク収納室の周囲に配置され、外部からの放熱を遮断する断熱層を前記容器本体に設けたことを特徴とする。

前記容器本体は、例えば、前記インク収納室が形成された内容器と、この内容器を収容する外容器とからなり、前記断熱層は、前記内容器の外周面と前記外容器の内周面との間の空間である。この空間は、例えば、真空にされたり、断熱材料が収容される。

前記インク収納室には、毛管力によってインクを吸収して保持するとともに前記インク収納室内に負圧を発生させるインク吸収体が収納される吸収体収納室と、前記インク吸収体によって吸収されるインクを貯留する貯留室と、これら吸収体収納室と貯留室とを仕切る隔壁と、この隔壁に形成され前記貯留室と前記吸収体収納室とをそれらの床面付近で連通させ、前記吸収体収納室に前記容器本体外部から導入された大気と前記貯留室内のインクとを交換する連通口とが設けられている。

前記隔壁には、前記連通口の上方に配置され、前記吸収体収納室から前記貯留室に大気を取り入れる大気取入口を設けることが好ましい。

前記インク吸収体は、前記吸収体収納室内に上下に並べて配置された第１及び第２のインク吸収体からなり、前記大気取入口は、これら各インク吸収体の境界付近に設けられることが好ましい。

使用初期に前記大気取入口を封止するとともに、前記インク収納室内のインクの液面が前記大気取入口に下降するまでの間に、その封止が解除される封止部材を設けてもよい。

前記封止部材は、前記貯留室側から前記大気取入口に着脱自在に取り付けられた封止キャップであり、インク消費による前記貯留室の圧力低下によって、前記大気取入口から取り外されることが好ましい。

前記記録ヘッドの上方に配置された装着部に着脱自在に取り付けられるカートリッジタイプであることが好ましい。

前記記録ヘッドは、複数のノズルが配列された吐出面が画像の幅方向の長さに対応する長さを持ちライン単位で画像を記録するラインヘッドであり、前記インク収納室は、前記ラインヘッドの長さにほぼ対応した長さを持っている。

前記インク取出部は前記吸収体収納室の下方に設けられており、前記インク取出部が、前記ラインヘッドの吐出面の長手方向のほぼ中央に対応する位置に配置されるように前記吸収体収納室を前記容器本体の中央に配置し、この吸収体収納室を挟み込むようにその両側に前記貯留室を配置することが好ましい。

本発明のインクジェット記録装置は、吐出方式の記録ヘッドを用いて用紙に画像を記録するインクジェット記録装置であり、上記インクタンクを使用することを特徴とする。

本発明のインクタンクの製造方法は、吐出方式の記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を有する容器本体と、前記インク収納室の周囲に配置され外部からの熱を遮断する断熱層と、前記インク収納室の上部開口を覆って前記インク収納室を封止する蓋部材とからなり、前記インク収納室は、毛管力によってインクを吸収して保持するとともに前記インク収納部内に負圧を発生させるインク吸収体が収納される吸収体収納室と、前記インク吸収体によって吸収されるインクを貯留する貯留室と、これら吸収体収納室と貯留室とを仕切る隔壁と、この隔壁に形成され前記貯留室と前記吸収体収納室とをそれらの床面付近で連通させ、前記吸収体収納室に前記容器本体外部から導入された大気と前記貯留室内のインクとを交換する連通口とを有しており、前記蓋部材は、前記貯留室に対応する位置に前記貯留室へインクを充填するためのインク充填口を有しているインクタンクの製造方法において、前記吸収体収納室に前記インク吸収体を収納するインク吸収体収納工程と、前記インク吸収体収納工程の後、前記吸収体収納室へ前記上部開口からインクを注入し前記インク吸収体にインクを吸収させながら前記吸収体収納室へインクを充填する第１インク充填工程と、前記第１インク充填工程の後、前記容器本体に前記蓋部材を取り付けて前記インク収納室を封止する蓋部材取り付け工程と、前記蓋部材取り付け工程の後、前記インク充填口から前記貯留室へインクを充填する第２インク充填工程と、前記第２インク充填工程の後、前記インク充填口に栓をして封止するインク充填口封止工程と、前記インク充填口封止工程の後、前記インク充填口と、前記蓋部材に形成され前記吸収体収納室へ大気を導入する導入口とを覆うシール部材を前記蓋部材の上面に貼り付けるシール貼り付け工程とを含むことを特徴とする。

前記第１インク充填工程の前に、前記隔壁の前記連通口の上方位置に形成され前記吸収体収納室から前記貯留室に大気を取り入れる大気取入口に、封止部材を取り付けてもよい。

前記容器本体を、前記インク収納室が形成された内容器と、この内容器を収容する外容器とから構成し、これら各容器の間に空間を生じさせることにより前記断熱層が形成されている場合には、前記蓋部材取り付け工程の前に、前記内容器を前記外容器に収容する内容器収容工程が含まれる。

前記空間を真空にする場合には、前記蓋部材取り付け工程を真空環境で実行する。前記空間に断熱部材を収納する場合には、前記内容器収納工程の後、前記蓋部材取り付け工程の前に、断熱部材を収納する。

図１に示すインクジェット記録装置１０には、長尺の用紙１１が巻芯に巻き付けられた記録紙ロール１２がセットされており、インクジェット記録装置１０は、給紙ローラ１３によって記録紙ロール１２から用紙１１を搬送路に引き出す。搬送路にはカッタ１４が配置されており、このカッタ１４によって用紙１１が所定長さにカットされる。このカットされたシート１５に対して画像が記録され、画像記録後、排紙トレイ１６に排紙される。搬送路には、用紙１１を搬送する複数の搬送ローラ対１７〜２０と、記録済みのシート１５を排紙トレイ１６に排紙する排紙ローラ対２１が配置されている。これら給紙ローラ１３，搬送ローラ対１７〜２０，排紙ローラ対２１は、図示しない駆動モータによって駆動される。この駆動モータとしては、例えば、パルスモータが使用される。インクジェット記録装置１０のコントローラ（図示せず）は、その駆動パルスをカウントすることにより、用紙１１の搬送速度及び搬送量を制御する。

搬送路内のプリントステージには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の画像をそれぞれ記録する記録ヘッドユニット２２が配置されている。各記録ヘッドユニット２２は、吐出口が形成された複数のノズルを備えたインク吐出方式の記録ヘッド２３と、各記録ヘッド２３へそれぞれ各色のインクを供給するインクタンク２４とからなる。インクタンク２４は、記録ヘッドユニット２２に着脱自在に取り付けられるカートリッジタイプのインクタンクである。

記録ヘッド２３は、ノズルの吐出口が配列された吐出面がその吐出面が用紙１１の幅方向（主走査方向）に延びた長尺状をしており、副走査方向に搬送されるシート１５に対して、吐出面からインク滴を吐出して画像を記録するラインヘッドである。各記録ヘッドユニット２２は、その吐出面がシート１５と対面するように配置される。搬送路には、複数枚のシート１５が連続的に給紙されて、記録ヘッド２３は、給紙された順番に各シート１５に対して順次印画を行う。シート１５は、各記録ヘッドユニット２２の記録タイミングに合わせて搬送されて、１画面分の画像が記録される。印画が終了したシート１５は、排紙トレイ１６に排紙される。このように、搬送路へ複数枚のシート１５を連続的に給紙しながら印画を行うので、処理速度が速い。

プリントステージには、各記録ヘッドユニット２２と対向する位置に、吸引チャンバ２６が配置されている。吸引チャンバ２６の吸引面と用紙１１の間には、多孔質ベルト２７が配置されており、吸引チャンバ２６は、この多孔質ベルト２７を介して用紙１１をその背面から吸引する。この吸引により、用紙１１の記録面と各記録ヘッドユニット２２の吐出面との間に一定のクリアランスが保たれて、ノズルから吐出されるインク滴の着弾位置の精度が確保される。また、吸引チャンバ２６によって用紙１１の搬送姿勢が安定するので、用紙１１のジャミングも防止される。

図２に示すように、記録ヘッドユニット２２は、底部に記録ヘッド２３が配置されたヘッドユニット本体３１を備えており、インクタンク２４は、ヘッドユニット本体３１の記録ヘッド２３の上方に設けられた装着部３２に装着される。装着部３２には、インクタンク２４の底部に設けられたインク取出部３４と嵌合する嵌合部３６が設けられている。嵌合部３６は、フイルタとその周囲に配置され前記インク取出部３４と嵌合するリング状の弾性部材からなる。この嵌合部３６とインク取出部３４とが接続されると、インクタンク２４から記録ヘッド２３へのインク供給路が確立される。

図３に示すように、嵌合部３６は、記録ヘッド２３の吐出面４６の長手方向のほぼ中央に対応する位置に配置されている。吐出面４６には、ノズルの吐出口４７が複数個配列されている。吐出口４７は、例えば、搬送方向に沿って６個ずつ配列されている。各ラインの吐出口４７は、例えば、隣接するラインの各吐出口４７と所定ピッチずつずらして配列されており、こうすることで、１ラインの画像に含まれる画素の間隔を細かくして、高解像度の画像を記録できるようにしている。

各ノズルには、インク取出部３４から嵌合部３６に供給されたインクが、幹線流路４８及び支線流路４９とを通って供給される。幹線流路４８は、吐出面４６の幅方向のほぼ中央を、長手方向と略平行に配設されている。各支線流路４９は、この幹線流路４８から分岐しており、各ノズルに接続される。

嵌合部３６は、吐出面４６の長手方向の中央に配置されている。ラインヘッドの場合には、吐出面４６が細長になるため、嵌合部３６から各ノズルまでの距離が長くなりがちである。特に、吐出面４６の長手方向の一端に寄せて嵌合部３６を配置してしまうと、他端に配置されたノズルまでの距離が長くなってしまう。そこで、嵌合部３６を長手方向の中央に配置することで、嵌合部３６から吐出面４６の両端までの距離を均等にしている。これにより、嵌合部３６と各ノズルまでの距離の差が小さくなるので、各ノズルにインクが均等に行き渡りやすくなる。

嵌合部３６の近傍には、インクタンク２４内のインク残量の有無を調べてインク切れを検出するインク切れ検出センサ３７が設けられている。インク切れ検出センサ３７は、例えば、発光素子と受光素子とからなり、その投光面及び受光面がインクタンク２４の底面と対面するように配置される。インク切れ検出センサ３７は、インクタンク２４に向けて投光し、その反射光を受光してその光量に応じたレベルの電気信号を出力する反射型フォトセンサであり、その信号レベルに基づいてインク残量の有無を検出する。

また、ヘッドユニット本体３１の底面には、搬送路に給紙された用紙１１の幅を検出する用紙幅検出センサ３９が設けられている。用紙幅検出センサ３９としても、例えば、反射型フォトセンサが使用される。用紙幅検出センサ３９は、例えば、異なる幅の２種類の用紙を識別することができるように、幅方向に４つのセンサを並べて配置している。幅広の用紙が給紙された場合には、４つのセンサから検出信号が出力され、幅が狭い用紙が給紙された場合には、中央よりの２つのセンサから検出信号が出力される。こうして、広狭２種類の用紙が識別される。これら用紙幅検出センサ３９は、記録ヘッド２３の吐出面よりも搬送方向上流側に配置される。また、この用紙幅検出センサ３９は、用紙１１の斜行を検出するセンサとしても利用可能である。

ヘッドユニット本体３１の長手方向の両端部には、インクジェット記録装置１０のシャーシに固定するための取り付け部４１，４２が設けられている。また、一方の端部には、記録ヘッド２３に駆動信号を送信して記録ヘッド２３を制御するためのフレキシブルケーブル４３の一端が取り付けられている。また、他方の端部には、インクタンク２４と係合する係合穴４４が形成されている。

インクタンク２４は、略長方形をしており、その一方の端部には、装着部３２に装着されたときに係合穴４４と係合する係合爪５１ａを含む係合部材５１が設けられている。係合部材５１は、弾性を備えており、装着部３２への装着の際に弾性変形しながら装着部３２内に進入し、係合爪５１ａが係合穴４４の位置までくると、その弾性力によって係合爪５１ａを係合穴４４に進入させて、装着部３２と係合する。また、インクタンク２４の上面には、後述する大気導入溝８６の大半を覆うためのシール５３が貼り付けられており、その大気導入溝８６の一端８６ｂが外部に露呈される。

図４及び図５に示すように、インクタンク２４は、インクを収納する容器本体６１と、この容器本体６１の上部開口を閉じる蓋部材６２とからなる。容器本体６１は、インクを収納するインク収納室６４が形成された内容器６６と、この内容器６６を収容する外容器６７とからなる。内容器６６の外周のサイズは、外容器６７の内周のサイズよりも一回り小さく形成されている。また、内容器６６の底面には、外容器６７の床面と当接して、両者の間に間隔を空けるためのリブ６８が設けられている。これにより、内容器６６を外容器６７に収容したときに、内容器６６の外周面と、外容器６７の内周面との間には、空間７１が形成されるようになっている。

この空間７１は、インク収納室６４に対する外部からの放熱を遮断する断熱層として機能する。インクタンク２４は、ヘッドユニット本体３１の記録ヘッド２３の上方に配置されるため、記録ヘッド２３の発熱によってインクタンク２４内のインクが加熱される。しかも、記録ヘッド２３は、ラインヘッドであるため、そのノズルの数が多く発熱も大きい。インクが加熱されると、その温度上昇によってインク粘度が変化して吐出不良の原因となったり、蒸発によってインクが無駄に消費されてしまう。また、加熱によってインク収納室６４の温度が上昇すると、その内部の圧力が上昇して、インクへの酸素の溶解量が多くなる。インク内の溶存酸素量が増加すると、インク内に気泡が発生して吐出不良の原因となったり、酸素とインクの化学反応によってインクの変質が生じるおそれもある。

そのため、インク収納室６４の周囲に断熱層となる空間７１を設けることで、記録ヘッド２３の発熱によるインク温度の上昇が抑えられるようにしている。また、容器本体６１を透過して酸素がインク収納室６４に進入するおそれもあるので、それを防止するために、空間７１は、真空状態にしておくことが好ましい。また、空間７１に、断熱材料を収容してもよい。断熱材料としては、例えば、気体であれば、窒素ガス，二酸化炭素ガスなどが使用される。液体であれば、水やシリコンオイルなどが使用される。また、ウレタンやシリコンなどの固体を使用してもよい。

内容器６６及び外容器６７は、例えば、透明なプラスチックで形成されており、外部から中のインク残量を目視で確認できるようにしている。プラスチック材料としては、軽量で耐久性に富むポリプロピレンなどが好ましい。内容器６６及び外容器６７は、それぞれ、例えば、金型を用いた射出成形などの樹脂成形法によって製造される。後述するように、内容器６６は、その内部が複数の部屋に別れており、それらの間には間仕切りが設けられる。このように内容器６６は、その形状が複雑であるため、間仕切りと本体とを別々に成形し、それらを成形後接着してもよい。こうすれば金型を簡略化することができる。しかし、接着剤などがインクに対して悪影響を及ぼすおそれもある。そのような場合には、金型が複雑化することになるが、一体成型することが好ましい。こうすれば、工程数が減るため製造時間の短縮にもつながる。

内容器６６のインク収納室６４は、毛管力によってインクを吸収して保持する第１及び第２のインク吸収体７３，７４を収納する吸収体収納室７６と、各インク吸収体７３，７４が吸収するインクを貯留する貯留室７７とからなる。吸収体収納室７６と、貯留室７７とは、隔壁７９によって仕切られている。貯留室７７は、その水平方向の断面が略コの字形をしており、インク収納室６４の長手方向の中央に配置された吸収体収納室７６を両側から挟み込むように配置される。吸収体収納室７６の底部には、インク取出部３４を構成する排出管８２が形成されており、この排出管８２内には、インクを濾過するフイルタ８３が設けられている。

第１及び第２の各インク吸収体７３，７４は、毛管力を発生する微細な空隙を含むスポンジ状の部材である。具体的には、ウレタンフォームなどを発泡させた発泡材料や、フエルトなどの繊維材料などの多孔質材料が使用される。これら各インク吸収体７３，７４は、その毛管力によって大気に対してインク収納室６４内を負圧に保つ負圧発生部材である。インクタンク２４が装着部３２に装着されると、インク収納室６４は、その下方に配置された記録ヘッド２３と供給路を通じて連通する。インク収納室６４を負圧にすることで、記録ヘッド２３のノズル内圧が負圧に維持される。これにより、ノズルから不用意にインクが漏れ出ないようにしている。

これら各インク吸収体７３，７４は、それぞれの上面と下面とを圧接させた状態で収納される。第１のインク吸収体７３の毛管力は、第２のインク吸収体７４の毛管力よりも高い。このような毛管力が異なる２種類のインク吸収体７３，７４を設けることで、インクタンク２４の姿勢が変化したときに、吸収体収納室７６の上方からインクが漏れ出てしまうことを防止している。

というのは、蓋部材６２には、吸収体収納室７６に対応する位置に、大気導入口８４が形成されている。このため、例えば、インクタンク２４の姿勢が図に示す正姿勢の状態から傾くと、吸収体収納室７６内のインクが蓋部材６２に向けて流れ込み、大気導入口８４を通じて、インクが外部に漏れ出てしまうおそれがある。しかし、第１のインク吸収体７３の毛管力を、第２のインク吸収体７４の毛管力よりも高くすれば、インクタンク２４の姿勢が傾いた場合でも、第２のインク吸収体７４が吸収しているインクを第１のインク吸収体７３が吸引するので、第２のインク吸収体７４から大気導入口８４へのインクの流入を抑制することができる。なお、本例では、２種類のインク吸収体を設けた例で説明しているが、インク吸収体は１つでもよい。

蓋部材６２は、例えば、容器本体６１に充填されたインクが上部開口から漏れることがないように容器本体６１に熱溶着される。大気導入口８４は、インク収納室６４内のインクが消費されるのに応じて、空気を吸収体収納室７６内に導入する。蓋部材６２の上面には、曲がりくねった溝８６が形成されている。この溝８６の一端８６ａは、大気導入口８４と接続されており、そこから他端８６ｂに向かう途上には液溜め部８７が設けられている。この溝８６のうち、他端８６ｂ以外の部分は、その上方がシール５３によって覆われて、他端８６ｂだけが外部に露呈される。なお、インクタンク２４の製造時には、他端８６ｂも別のシールによって覆われている。ユーザーは、インクタンク２４を使用する際に、このシールを剥がして他端８６ｂを露呈させ、その状態でヘッドユニット本体３１に装着する。

この溝８６は、吸収体収納室７６内のインクが大気導入口８４から漏れ出た場合に、そのインクを液溜め部８７に導いて、インクタンク２４の外部へのインク漏れを防止するとともに、インクタンク２４内のインクの乾燥を防止する。大気は、他端８６ｂから進入して大気導入口８４に導かれる。また、蓋部材６２の上面には、インク収納室６４へインクを注入するインク充填口８８が設けられている。インク充填口８８は、インク充填後、栓８９が取り付けられて封止される。

また、蓋部材６２の下面には、下方に突出する複数のリブ９１が設けられている。各リブ９１は、吸収体収納室７６に対応する位置に配置されている。各リブ９１は、蓋部材６２が容器本体６１に取り付けられると、吸収体収納室７６内に進入して、第２のインク吸収体７４の上面と当接して、第２のインク吸収体７４を第１のインク吸収体７３に圧接させる。また、これら各リブ９１によって第２のインク吸収体７４を押さえつけてその位置決めを行うことで、第２のインク吸収体７４と蓋部材６２との間に空間が確保される。これにより、第２のインク吸収体７４が位置ずれして大気導入口８４を塞いでしまうことを防止している。

記録ヘッド２３は、記録時には、インク収納室６４の負圧に抗する吸引力を発生して、吸収体収納室７６からインクを吸引してノズルの吐出口４７から噴射する。この記録ヘッド２３のインク吸引によって吸収体収納室７６の圧力が減少して、大気導入口８４から吸収体収納室７６内に大気が導入される。また、隔壁７９の下方には、貯留室７７と吸収体収納室７６とをそれらの床面付近で連通する連通口９３が形成されている。インク収納室６４に収納されたインクは、吸収体収納室７６に充填されたインクから消費され、吸収体収納室７６には、消費された分のインクが連通口９３を通じて貯留室７７から補充される。貯留室７７は、インクが減少するとその内部の圧力が低下するので、連通口９３を通じて大気を取り込む。気液交換動作を繰り返しながら、記録ヘッド２３へのインク供給が行われる。

貯留室７７の床面には、連通口９３の近傍位置に、インク切れ検出用のプリズム９４が設けられている。プリズム９４の尖頭は貯留室７７の床面から上方に向けて突出している。インク切れ検出センサ３７は、このプリズム９４の下方から投光し、その反射光を受光することにより、インク切れを光学的に検知する。インク切れ検出センサ３７は、プリズム９４で反射した反射光の光量レベルに応じて、インク切れの有無を検知しているが、光量レベルに基づいて、残量の多寡を検知するようにしてもよい。このプリズム９４の底部には、凹部（図６参照）が形成されており、これにより、成型時のプリズム９４の歪みが防止されるとともに、受光素子へインク切れ検出の際にノイズとなる有害な拡散光が入射することが防止される。

また、図６に示すように、連通口９３の上部には、隔壁７９の吸収体収納室７６側の壁面に垂直方向に沿って複数本の溝を形成することにより、大気導入路９３ａが設けられている。この大気導入路９３ａは、第１インク吸収体７３と隔壁７９の壁面との間に空間を形成し、連通口９３に大気を導入するための通路である。この大気導入路９３ａを設けることで、吸収体収納室７６に導入された大気を連通口９３に導入しやすくして、気液交換がスムーズに行われるようにしている。

貯留室７７は、その内部のインク減少による圧力低下を補うために連通口９３を通じて大気を取り込む。しかし、連通口９３は床面付近に形成されているため、貯留室７７の圧力がかなり下がらないと貯留室７７に大気が取り込まれない。そして、大気が取り込まれると、貯留室７７の圧力は上昇するが、こうした圧力変動が激しいと、記録ヘッド２３の吸引動作に影響を及ぼして、吐出の不安定化の原因となる。そこで、連通口９３の上部に大気導入路９３ａを設けることで、気液交換動作による貯留室７７の圧力変動の幅を小さくしている。

また、隔壁７９には、連通口９３の上方位置に、連通口９３とは別に、吸収体収納室７６から貯留室７７へ大気を取り入れる大気取入口９６が形成されている。大気取入口９６は、水平断面が略コの字形をしている隔壁７９の三面にそれぞれ形成されている。この大気取入口９６も、大気導入路９３ａと同様に、貯留室７７の圧力変動の幅を小さくする目的で設けられる。大気取入口９６は、連通口９３よりも上方に配置されるので、貯留室７７の圧力があまり下がりすぎない間に、大気を取り込むことができるので、より前記圧力変動が抑制される。

この大気取入口９６の上下方向の位置は、例えば、第１インク吸収体７３と第２インク吸収体７４の境界付近であり、より好ましくは、この境界近くで、かつ、第１インク吸収体７３と対面する位置である。また、大気取入口９６は、吸収体収納室７６から貯留室７７に向かってその口径が小さくなるように、内周面にテーパが付けられている。このように構成することで、吸収体収納室７６から貯留室７７への大気導入が容易になる。

また、図７に示すように、大気取入口９６には、製造時にキャップ９９を取り付けてもよい。ヘッドユニット本体３１へ装着前の未使用のインクタンク２４は、インク収納室６４がインクで満たされており、その液面ＬＳ（図６参照）は大気取入口９６よりも高い位置にある。この状態で、大気取入口９６が開放されていると、インクタンク２４のハンドリング中にその姿勢が傾いた際に、大気取入口９６を通じて気液交換動作が起こり、貯留室７７内のインクが吸収体収納室７６に流入し、吸収体収納室７６内のインクが蓋部材６２に向けて流れ込み、大気導入口８４を通じてインクが外部に漏れ出てしまうおそれもある。こういった懸念がある場合には、キャップ９９によって大気取入口９６を封止する。もちろん、そうした懸念が無い場合には、キャップ９９を設けなくてもよい。

キャップ９９は、貯留室７７の圧力が低下して所定の負圧状態になったときに外れて、大気取入口９６の封止が解除される。この封止の解除は、液面ＬＳが大気取入口９６の位置に下降するまでの間に行われる。大気取入口９６の封止部材としては、キャップ９９の他、インクに溶解する材料（例えば、染料や顔料の固形物）で形成されたシールや、所定の負圧値になると剥がれるシールなどでもよい。

以下、上記構成による作用について説明する。プリント指示がなされると、記録紙ロール１２から用紙１１が給紙されて、ヘッドユニット２２によって印画処理が開始される。記録ヘッド２３がインクタンク２４からインクを吸引して吐出口４７からインク滴を吐出して用紙１１に付着させることにより用紙１１に画像が記録される。記録ヘッド２３は、動作時間に応じて発熱が高くなり、上方のインクタンク２４を加熱する。しかし、インクタンク２４には、インク収納室６４の周囲に断熱層が設けられているので、インク収納室６４内のインク温度の上昇が抑制される。このため、インクの粘性変化による吐出不良や液滴量の変化も抑制される。また、蒸発によってインクが無駄に消費されてしまうこともない。

また、インクタンク２４の使用初期には、大気取入口９６にキャップ９９が取り付けられているが、インク消費によって貯留室７７内のインク残量が減少すると、貯留室７７内の負圧状態が高まり、キャップ９９が外れる。そして、大気取入口９６からの大気の取り込みが開始される。大気取入口９６は、連通口９３の大気導入路９３ａよりも上方に位置しているので、貯留室７７の負圧がそれほど高まらないうちに大気の取り込みが開始される。そのため、貯留室７７内の圧力変動の幅が小さくなり、記録ヘッド２３の吐出が安定する。

図８は、インクタンク２４の製造方法を示すフローチャートである。まず、内容器６６の隔壁７９にキャップ９９を取り付けて、大気取入口９６を封止する。次に、吸収体収納室７６に、第１及び第２の各インク吸収体７３，７４を収納する。そして、吸収体収納室７６の上部開口からインクを注入し、各インク吸収体７３，７４にインクを吸収させながらインクを吸収体収納室７６にインクを充填する。この後、内容器６６を外容器６７に収容する。

そして、容器本体６１に蓋部材６２を取り付けてインク収納室６４を封止する。蓋部材６２を取り付ける工程を、真空環境で行うと、空間７１を真空にすることができる。空間７１に断熱部材を収容する場合には、蓋部材６２を取り付ける前に、断熱部材を空間７１に挿入する。この後、蓋部材６２のインク充填口８８からインクを注入して貯留室７７にインクを充填する。インク充填口８８に栓８９を取り付けて、インク充填口８８を封止する。蓋部材６２の上面にシール５３を貼り付ける。

上記実施形態では、インクタンクを、ヘッドユニット本体に着脱自在に取り付けられるカートリッジタイプの例で説明したが、着脱自在でなくてもよく、インクタンクをヘッドユニット本体に固定して、記録ヘッドと分離不能にしてもよい。

上記実施形態では、記録ヘッドをライン単位で画像を記録するラインヘッドの例で説明したが、主走査方向への移動によってライン画像を記録するシリアル方式の記録ヘッドに本発明を適用してもよい。

インクジェット記録装置の概略構成を示す説明図である。 記録ヘッドユニットの説明図である。 吐出面の説明図である。 インクタンクの分解斜視図である。 インクタンクの長手方向の断面図である。 インクタンクの幅方向の断面図である。 大気取入口のキャップの説明図である。 インクタンクの製造手順を示す説明図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１１ 用紙
２２ 記録ヘッドユニット
２３ 記録ヘッド
２４ インクタンク
３１ ヘッドユニット本体
３６ インク取出部
６１ 容器本体
６６ 内容器
６７ 外容器
７３ 第１インク吸収体
７４ 第２インク吸収体
７６ 吸収体収納室
７７ 貯留室
７９ 隔壁
９３ 連通口
９３ａ 大気導入路
９６ 大気取入口
９９ キャップ

Claims (16)

1. 吐出方式の記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を有する容器本体と、前記インク収納室の底部に設けられ前記容器本体外へインクを取り出して前記記録ヘッドへ供給するインク取出部とを備えたインクタンクにおいて、
   前記容器本体には、前記インク収納室の周囲に配置され、その外部からの熱を遮断する断熱層が設けられており、
   前記インク収納室には、毛管力によってインクを吸収して保持するとともに前記インク収納室内に負圧を発生させるインク吸収体が収納される吸収体収納室と、前記インク吸収体によって吸収されるインクを貯留する貯留室と、これら吸収体収納室と貯留室とを仕切る隔壁と、この隔壁に形成され前記貯留室と前記吸収体収納室とをそれらの床面付近で連通させ、前記吸収体収納室に前記容器本体外部から導入された大気と前記貯留室内のインクとを交換する連通口とが設けられており、
   前記隔壁には、前記連通口の上方に配置され、前記吸収体収納室から前記貯留室に大気を取り入れる大気取入口が設けられており、
   さらに、使用初期に前記大気取入口を封止するとともに、前記貯留室内のインクの液面が前記大気取入口に下降するまでの間に、前記貯留室の圧力が低下して所定の負圧状態になったときに前記大気取入口の封止が解除される封止部材を設けたことを特徴とするインクタンク。
2. 前記容器本体は、前記インク収納室が形成された内容器と、この内容器を収容する外容器とからなり、前記断熱層は、前記内容器の外周面と前記外容器の内周面との間の空間であることを特徴とする請求項１記載のインクタンク。
3. 前記空間を、真空にしたことを特徴とする請求項２記載のインクタンク。
4. 前記空間に、断熱材料を収容したことを特徴とする請求項２記載のインクタンク。
5. 前記インク吸収体は、前記吸収体収納室内に上下に並べて配置された第１及び第２のインク吸収体からなり、前記大気取入口は、これら各インク吸収体の境界付近に設けられることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のインクタンク。
6. 前記大気取入口は、前記第２のインク吸収体の下方に配置された前記第１のインク吸収体と対面する位置に設けられることを特徴とする請求項５記載のインクタンク。
7. 前記大気取入口は、前記吸収体収納室から前記貯留室に向かってその口径が小さくなるように、内周面にテーパが付けられていることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のインクタンク。
8. 前記記録ヘッドの上方に配置された装着部に着脱自在に取り付けられるカートリッジタイプであることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のインクタンク。
9. 前記記録ヘッドは、複数のノズルが配列された吐出面が画像の幅方向の長さに対応する長さを持ちライン単位で画像を記録するラインヘッドであり、前記インク収納室は、前記ラインヘッドの長さにほぼ対応した長さを持つことを特徴とする請求項１〜８いずれか記載のインクタンク。
10. 前記インク取出部は前記吸収体収納室の下方に設けられており、前記インク取出部が、前記ラインヘッドの吐出面の長手方向のほぼ中央に対応する位置に配置されるように前記吸収体収納室を前記容器本体の中央に配置し、この吸収体収納室を挟み込むようにその両側に前記貯留室を配置したことを特徴とする請求項９記載のインクタンク。
11. 前記隔壁は、水平断面が略コの字形をしており、前記大気取入口は、前記隔壁の三面にそれぞれ形成され、前記封止部材は、前記大気取入口のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１０記載のインクタンク。
12. 吐出方式の記録ヘッドを用いて用紙に画像を記録するインクジェット記録装置であり、請求項１〜１１いずれか記載のインクタンクを使用することを特徴とするインクジェット記録装置。
13. 吐出方式の記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を有する容器本体と、前記インク収納室の周囲に配置され外部からの熱を遮断する断熱層と、前記インク収納室の上部開口を覆って前記インク収納室を封止する蓋部材とからなり、前記インク収納室は、毛管力によってインクを吸収して保持するとともに前記インク収納部内に負圧を発生させるインク吸収体が収納される吸収体収納室と、前記インク吸収体によって吸収されるインクを貯留する貯留室と、これら吸収体収納室と貯留室とを仕切る隔壁と、この隔壁に形成され前記貯留室と前記吸収体収納室とをそれらの床面付近で連通させ、前記吸収体収納室に前記容器本体外部から導入された大気と前記貯留室内のインクとを交換する連通口とを有しており、前記蓋部材は、前記貯留室に対応する位置に前記貯留室へインクを充填するためのインク充填口を有しているインクタンクの製造方法において、
    前記吸収体収納室に前記インク吸収体を収納するインク吸収体収納工程と、
    前記インク吸収体収納工程の後、前記吸収体収納室へ前記上部開口からインクを注入し前記インク吸収体にインクを吸収させながら前記吸収体収納室へインクを充填する第１インク充填工程と、
    前記第１インク充填工程の後、前記容器本体に前記蓋部材を取り付けて前記インク収納室を封止する蓋部材取り付け工程と、
    前記蓋部材取り付け工程の後、前記インク充填口から前記貯留室へインクを充填する第２インク充填工程と、
    前記第２インク充填工程の後、前記インク充填口に栓をして封止するインク充填口封止工程と、
    前記インク充填口封止工程の後、前記インク充填口と、前記蓋部材に形成され前記吸収体収納室へ大気を導入する導入口とを覆うシール部材を前記蓋部材の上面に貼り付けるシール貼り付け工程とを含み、
    さらに、前記第１インク充填工程の前に、前記隔壁の前記連通口の上方位置に形成され前記吸収体収納室から前記貯留室に大気を取り入れる大気取入口に、当該インクタンクの使用初期に前記大気取入口を封止するとともに前記貯留室内のインクの液面が前記大気取入口に下降するまでの間に前記貯留室の圧力が低下して所定の負圧状態になったときに前記大気取入口の封止が解除される封止部材を取り付ける封止部材取り付け工程を含むことを特徴とするインクタンクの製造方法。
14. 前記容器本体は、前記インク収納室が形成された内容器と、この内容器を収容する外容器とからなり、これら各容器の間に空間を生じさせることにより前記断熱層が形成されており、前記蓋部材取り付け工程の前に、前記内容器を前記外容器に収容する内容器収容工程を含むことを特徴とする請求項１３記載のインクタンクの製造方法。
15. 前記蓋部材取り付け工程を真空環境で実行することを特徴とする請求項１４記載のインクタンクの製造方法。
16. 前記内部器収納工程の後、前記蓋部材取り付け工程の前に、前記空間に断熱部材を収納する断熱部材収納工程を含むことを特徴とする請求項１４記載のインクタンクの製造方法。

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