JPH05246042A - インク貯留部材およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録装置に用いられる記録ヘ
ッドに対して良好でかつ無駄のないインク供給を行うこ
とが可能なインク貯留部材を提供する。 【構成】 インクタンクＩＴにおいてインク貯留室９０
０を形成する蛇腹１０１０は、貯留室９００におけるイ
ンク量の減少に伴って収縮するが、この収縮の際、蛇腹
１０１０は、その弾性によって収縮に対応する力を作用
する。この対抗する力を適切に定めることにより、貯留
室９００のインクが使い尽くされるまでインク供給にと
って良好な負圧を生じさせることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクタンク等のイン
ク貯留部材およびこのインク貯留部材を用いたインクジ
ェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク滴を吐出するための記録ヘッドと
そこへ供給されるインクを貯留したインクタンクとが一
体に形成され、装置に対して着脱自在に設けられるイン
クジェットカートリッジが、従来より知られている。

【０００３】この種のインクジェットカートリッジのイ
ンクタンクは、その内部に圧縮収納された多孔質体より
なる吸収体を具え、この吸収体にインクを含浸させた状
態でインクを貯留する構成が一般的である。この吸収体
に含浸保持されたインクは、記録ヘッドでのインク吐出
に伴うインク消費に応じて、主に記録ヘッドにおける毛
管力によって記録ヘッドに供給される。ここで用いられ
る吸収体は、そのインク保持力と上記毛管力との関係が
適切に定められることにより含浸させたインクが上述の
ように記録ヘッドまで良好に供給がなされるものでなけ
ればならない。また、同様に吸収体のインク保持力が適
切に定められることにより、含浸させたインクが不必要
に漏れ出ず、かつ吸収体内部で均一に分布するものであ
る必要がある。このような特性を保つために吸収体は、
上述のように適切なインク保持力を有するとともに、そ
の内部に形成される空孔の大きさが均一である必要があ
る。

【０００４】また、吸収体はインクを直接含浸させるた
め、多孔質体に含浸されている有機物がインク内に溶出
することがあり、これに起因してインク成分が変化し記
録品位を低下させることがある。このため、例えば所定
の機会に吸収体を洗浄することもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、インクタンク内の吸収体に含浸させたインク
が減少するに従ってインクを含浸させた吸収体全体の上
記保持力（みかけ上の負圧，水頭圧で表わす）が比較的
急激に増加する。このように吸収体の保持力が、インク
消費に伴って急激に増加した場合、次のような問題を生
じる。すなわち、上述したこの保持力の適切な値は、水
頭圧で−２００ｍｍＡｑ〜−２０ｍｍＡｑの範囲であ
る。負圧が増大してこれより負圧が小さい場合には吸収
体からのインク漏れが起こり、また、上記範囲より負圧
が大きい場合には、インク供給が良好になされずインク
吐出が影響を受ける。また、インク供給が良好に行われ
ない場合には、吸収体に使用できないインクが比較的多
く残ることになる。

【０００６】また、従来の吸収体を用いたインクタンク
の構成では、吸収体の存在によってインクタンク内体積
に占めるインクの割合が小さくなる。この場合、所定量
のインクを貯留しようとすればそれだけインクタンクが
大きくなり、装置の小型化が問題となる。さらに、一般
にインクタンクには大気開放用の孔が設けられており、
インクタンクが衝撃を受けた場合、この孔からインク漏
れを生じることがある。このインク漏れは、インクの温
度変化に応じて起こるインク物性，粘度，表面張力等の
変化によっても生じる。

【０００７】加えて、吸収体からインクに溶出する上記
有機物による記録品位の劣化を防止するため、吸収体の
洗浄等を行うと、装置の維持コストが高くなるという問
題もある。

【０００８】本発明は、上述の従来の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、記録ヘッ
ドに対して良好かつ無駄のないインクの供給を行うこと
が可能なインク貯留部材およびインクジェット記録装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に
用いられるインク貯留部材において、該インク貯留部材
は、当該貯留するインクの減少によって当該インク貯留
部材の容積を減少させ、かつ当該容積の減少に対抗する
力を作用するための蛇腹状をなす部材を有したことを特
徴とする。

【００１０】また、インクを吐出して記録を行うインク
ジェット記録装置において、インクを吐出するための記
録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するインクを貯留する
ためのインク貯留部材であって、当該貯留するインクの
減少によって当該インク貯留部材の容積を減少させ、か
つ当該容積の減少に対抗する力を作用するための蛇腹状
をなす部材を有したインク貯留部材と、を具えたことを
特徴とする。

【００１１】

【作用】以上の構成によれば、インク貯留部材が貯留す
るインクがインク吐出等によって消費されてその量が減
少すると、インク貯留部材はその容積を減少させる。こ
のとき、インク貯留部材には、その容積の減少に対抗す
る力が作用するため、上記貯留部材内に容積を減少させ
る力と上記対抗する力との釣合いに応じた負圧を生じ
る。この結果、上記対抗する力を適切に定めれば、貯留
部材が貯留するインクを使い尽くすまで良好なインク供
給を行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明の第１実施例にかかるイン
クジェットカートリッジを示す断面図である。

【００１４】図１において、インクジェットカートリッ
ジのインクタンクＩＴは、カートリッジ本体ケース１０
００、蓋１１００および記録ヘッドユニットＩＪＵとの
間に設けられる隔壁１２００とによって形成される。蛇
腹１０１０はインクタンクＩＴ内に設けられ、インク貯
留室９００を形成する。蛇腹１０１０の一部に設けられ
る供給口１２１０は、貯留室９００へのインクの注入、
および貯留室９００からのインク供給のために設けられ
る。

【００１５】上記供給口１２１０を介してインクが注入
され記録ヘッドユニットＩＪＵが組み付けられた状態
で、貯留室９００から記録ヘッドの吐出口に至るインク
供給系は、吐出口を除いて大気に対して密閉される。記
録ヘッドユニットＩＪＵは以下の各部材によって構成さ
れる。ベース板３００上にはシリコン基板１００が設け
られ、シリコン基板１００上にはインク吐出のための熱
エネルギーを発生する電気熱変換体およびこれに電力を
供給するための配線が形成されている。また、基板１０
０上には、天板５００が基板１００に接合するように設
けられ、これにより、吐出口に連通し、上記電気熱変換
体が設けられるインクや共通液室１３００が形成され
る。天板５００の上部にはインク供給部材６００が設け
られ、インクタンクＩＴ側の供給口１２１０からのイン
クを記録ヘッドの共通液室１３００に導く。また、基板
１００と天板５００の前端部には吐出口が形成されたオ
リフィスプレート４００が設けられる。また、ベース板
３００上には記録ヘッドを駆動するための制御回路が形
成された基板２００が設けられている。

【００１６】記録ヘッドでのインク吐出等に伴うインク
消費によってインクタンク内のインクが減少するのに従
い、蛇腹１０１０の内と外との圧力変化に応じて蛇腹１
０１０は収縮する。このとき蛇腹１０１０は、その収縮
方向とは反対方向の復元力を作用し、これにより、貯留
室９００の負圧の増加が緩和される。

【００１７】図２は図１に示したインクタンクＩＴにお
けるインク使用量と貯留室９００の負圧（水頭圧）との
関係を示した線図である。

【００１８】本実施例において、インクタンクＩＴの容
量は、幅Ｗ＝２．２ｃｍ×長さＬ＝５ｃｍ×高さＨ＝
３．１ｃｍで蛇腹部の容積減少を考慮した場合３５ｃｃ
弱である。ここで、インクタンク容積算出上の高さＨは
インク未使用時の水頭圧に相当し、より詳しくはρ・Ｈ
（ρ：インク比重，Ｈ：初期インク水頭高さ）で表わす
ことができる。従って、水頭圧はインクタンクの高さＨ
を変化させることにより適切に定めることができる。本
実施例においてインク未使用時の水頭圧の初期値ρＨは
−３１ｍｍＡｑ（図２参照）である。

【００１９】この初期値に対して、インクが消費される
と、貯留室９００内のインクが徐々に減少する。これに
伴って蛇腹が収縮することにより、図２に示すように、
インク消費量が３４ｇ（約３４ｃｃ）となった時点、す
なわちインク残量がほとんど無い時点で貯留室の水頭圧
は−１４０ｍｍＡｑとなる。

【００２０】ここでインク供給を良好に行い得るための
貯留室の水頭圧の範囲は、記録ヘッドのインク吐出口や
インク路等の構造にもよるが、一般的には−２０ｇＷ
（−２００ｍｍＡｑ）以上、好ましくは−１５ｇＷ（−
１５０ｍｍＡｑ）以上であることが望ましい。従って、
インクをほぼ使い尽くした時点での上記貯留室の水頭圧
−１４０ｍｍＡｑは充分使用可能範囲にある。

【００２１】このようにインク貯留室を蛇腹を用いて形
成した場合、貯留室９００のインクが減少すると、蛇腹
は収縮する。このとき蛇腹は、その弾性により収縮に対
抗してその拡大する方向の力を作用する。これにより、
まず、インク貯留室９００を負圧とすることができる。
さらに、蛇腹の収縮に対抗する上記力を適切に定めるこ
とにより、インク貯留室９００の負圧を上記のようなイ
ンク供給に良好な範囲に設定することができる。

【００２２】ゴム製の袋などにインクを保持させた場合
にも、その袋の形状復元力で負圧を生じさせることが可
能である。しかしながら、単なるゴム袋の場合、その袋
のつぶれ方がいびつであると、最後まで十分にインクを
使いきることができず、インクの使用効率が低下してし
まう。これに対し本実施例の蛇腹構造の袋においては、
蛇腹の部分が折りたたまれるように袋内容積を減らして
行くため、いびつなつぶれ方をすることはない。したが
って、使用効率が高いインクタンクとすることができ
る。また、単なるゴム袋の場合、袋内の容積の減少に伴
う袋のつぶれの度合によって負圧が大きく変化する。ま
た、袋がつぶれて行くにつれ、その負圧も大きく増大し
て行くが、本実施例の袋の場合その負圧の発生は蛇腹の
折りたたまれる部分（曲げられる部分）の変形力による
負圧によってなされるため、容積の減少に伴う負圧の増
大はそれほど大きくない。

【００２３】この蛇腹が収縮に伴って作用する上記を力
Ｆとすれば、上述の水頭圧の適切な範囲から、Ｆは−ρ
Ｈ＜Ｆ＜２０ｇＷの範囲で設定される必要がある。ここ
でインク未使用時の水頭圧ρＨは貯留可能なインク量に
応じたインクタンクの寸法により定まる。また、インク
を使い切った時点で蛇腹が完全に収縮し、この時点で上
記力Ｆが２０ｇＷとなるように、蛇腹の寸法，形状を設
計し、また、蛇腹の材料の選択を行うようにする。蛇腹
の材料としては、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリ
サルフォン，ノリル等、インクと接触することによって
有機物の溶出のない材料を用いることができる。

【００２４】図３は本発明の第２の実施例にかかるイン
クジェットカートリッジを示す断面図である。図１に示
した要素と同様の要素には同一の符号を付してその詳細
な説明は省略する。

【００２５】本例では、蛇腹１０１０よりなるインク貯
留室９００内に形状記憶合金よりなるばね１０４０を設
ける。ばね１０４０は、貯留室９００におけるばね１０
４０の挿入口１０５０において、蓋１０２０に取付けら
れている。挿入口１０５０は、ばね１０４０が最大に圧
縮したときのその厚さ分の段差を有している。また、蓋
１０２０は蛇腹１０１０を支持するための本体１０１０
Ａと同一材料で形成され、その本体１０１０Ａに接着さ
れている。

【００２６】ところで、貯留室９００内のインクの減少
による蛇腹１０１０の収縮およびその際作用する蛇腹の
上記対抗力によって規定される上述の負圧は、温度が高
いほど、蛇腹材料の弾性が低下するため対抗力は小さく
なり、貯留室９００内の負圧が減少する。また、温度が
高い場合、インクの表面張力も小さくなる。このよう
に、負圧が減少したり、インクの表面張力が小さくなる
と、インク貯留室９００からのインク漏れを起こしやす
くなる。

【００２７】これに対して、本例では、形状記憶合金に
よるばね１０４０が、所定温度で伸びるように設定され
ているため、温度が上昇して、この所定温度に達する
と、ばね１０４０は、蛇腹１０１０を押すことにより、
インク消費に伴う蛇腹１０１０の収縮率を減少させ、貯
留室９００内の負圧を大きくする。これにより、温度が
上昇した場合の、インク漏れを防ぐことができる。

【００２８】上記インクタンクＩＴの構成では、蛇腹本
体１０１０Ａはモールド成型により形成され、インク供
給口１２１０と同一側に挿入口１０５０が配される。ま
た、上述のように、挿入口１０５０は、ばね１０４０の
最大限の圧縮長分の厚さを有しているため、インクが消
費され減少してきた場合に、蛇腹１０４０が収縮しきら
ないで貯留室９００内にインクが残ることを防ぐことが
できる。

【００２９】本例のインクタンクを製造する場合、挿入
口１０５０よりばね１０４０を挿入し、蓋１０２０を蛇
腹本体１０１０Ａに接着した後、インク供給口１２１０
よりインクを注入する。この場合、ばね１０４０の寸法
やばね定数は、所望する貯留室内負圧と記録ヘッドの毛
管力との間に応じて、蛇腹に用いる材料のヤング率、蛇
腹の寸法を考慮して適切に定めることができる。

【００３０】なお、上述した第１および第２実施例で
は、カートリッジ本体ケース１０００や蓋１１００によ
って覆われ、かつ蛇腹１０１０の外部の空間は大気に対
して密閉されるものとしたが、これに限られることはな
い。例えば、ケース本体１０００あるいは蓋１１００
等、適切な部位に大気連通孔を設け、上記空間を大気に
対して連通させるようにしてもよい。この場合、蛇腹外
部が大気圧となるため、これに応じて蛇腹１０１０の上
記対抗力が定められなければならない。

【００３１】図４ないし図８は、本発明が実施もしくは
適用される好適な記録ヘッドユニットＩＪＵ，記録ヘッ
ドＩＪＨ，インクタンクＩＴ，インクジェットカートリ
ッジＩＪＣ，インクジェット記録装置本体ＩＪＲＡ, キ
ャリッジＨＣのそれぞれ、およびそれぞれの関係を説明
するための説明図である。以下、これらの図面を用いて
各部構成の説明を行う。

【００３２】本例でのインクジェットカートリッジＩＪ
Ｃは、図５の斜視図でわかるように、インクの収納割合
が大きくなっているもので、インクタンクＩＴの前方面
よりもわずかに記録ヘッドユニットＩＪＵの先端部が突
出した形状である。このインクジェットカートリッジＩ
ＪＣは、インクジェット記録装置本体ＩＪＲＡに載置さ
れているキャリッジＨＣ（図７）の後述する位置決め手
段および電気的接点とによって固定支持されると共に、
キャリッジＨＣに対して着脱可能なディポーザブルタイ
プである。図４ないし図８には、本発明の成立段階にお
いて成された数々の新規な技術が適用された構成となっ
ているので、これらの構成を簡単に説明しながら、全体
を説明することにする。

【００３３】（ｉ）記録ヘッドユニットＩＪＵ構成説明 記録ヘッドユニットＩＪＵは、電気信号に応じて膜沸騰
をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生
成する電気熱変換体を用いて記録を行う方式のユニット
である。

【００３４】図４において、１００はＳｉ基板上に複数
の列状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これ
に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により
形成されて成るヒータボードである。２００はヒータボ
ード１００に対する配線基板であり、ヒータボード１０
０の配線に対応する配線（例えばワイヤボンディングに
より接続される）と、この配線の端部に位置し本体装置
からの電気信号を受けるパッド２０１とを有している。

【００３５】１３００は複数のインク路をそれぞれ区分
するための隔壁や各インク路へインクを与えるためにイ
ンクを収納するための共通液室等を形成するための溝を
設けた溝付天板で、インクタンクＩＴから供給されるイ
ンクを受けて上述の共通液室へ導入するインク受け口１
５００と、各インク流路に対応した吐出口を複数有する
オリフィスプレート４００を一体成型したものである。
これらの一体成型材料としてはポリサルフォンが好まし
いが、他の成型用樹脂材料でもよい。

【００３６】３００は配線基板２００の裏面を平面で支
持する例えば金属製の支持体で、インクジェットユニッ
トの底板となる。５００は押えばねであり、Ｍ字形状で
そのＭ字の中央で共通液室を軽圧で押圧すると共に前だ
れ部５０１でインク路の一部、好ましくは吐出口近傍の
領域を線圧で集中押圧する。ヒータボード１００および
天板１３００を押えばねの足部が支持体３００の穴３１
２１を通って支持体３００の裏面側に係合することでこ
れらを挟み込んだ状態で両者を係合させることにより、
押えばね５００とその前だれ部５０１の集中付勢力によ
ってヒータボード１００と天板１３００とを圧着固定す
る。また、支持体３００は、インクタンクＩＴの２つの
位置決め凸起１０１２および位置決めかつ融着保持用凸
起１８００，１８０１に係合する位置決め用穴３１２，
１９００，２０００を有する他、装置本体ＩＪＲＡのキ
ャリッジＨＣに対する位置決め用の突起２５００，２６
００を裏面側に有している。加えて支持体３００はイン
クタンクからのインク供給を可能とするインク供給管２
２００（後述）を貫通可能にする穴３２０をも有してい
る。支持体３００に対する配線基板２００の取付は、接
着剤等で貼着して行われる。なお、支持体３００の凹部
２４００，２４００は、それぞれ位置決め用突起２５０
０，２６００の近傍に設けられており、組立てられたイ
ンクジェットカートリッジＩＪＣ（図５）において、そ
の周囲の３辺を平行溝３０００，３００１の複数で形成
されたヘッド先端域の延長点にあって、ゴミやインク等
の不要物が突起２５００，２６００に至ることがないよ
うに位置している。この平行溝３０００が形成されてい
る。蓋部材８００は、図４でわかるように、インクジェ
ットカートリッジＩＪＣの外壁を形成すると共に、イン
クタンクとともにインクジェットユニットＩＪＵを収納
する空間部を形成している。また、この平行溝３００１
が形成されているインク供給部材６００は、前述したイ
ンク供給管２２００に連続するインク導管１６００を供
給管２２００側が固定の片持ちばりとして形成し、イン
ク導管の固定側とインク供給管２２００との毛管現象を
確保するための封止ピン６０２が挿入されている。な
お、６０１はインクタンクＩＴと供給管２２００との結
合シールを行うパッキン、７００は供給管のタンク側端
部に設けられたフィルタである。

【００３７】このインク供給部材６００は、モールド成
型されているので、安価で位置精度が高く形成製造上の
精度低下を無くしているだけでなく、片持ちばりの導管
１６００によって大量生産時においても導管１６００の
上述インク受け口１５００に対する圧接状態が安定化で
きる。本例では、この圧接状態下で封止用接着剤をイン
ク供給部材側から流し込むだけで、より完全な連通状態
を確実に得ることができている。なお、インク供給部材
６００の支持体３００に対する固定は、支持体３００の
穴１９０１，１９０２に対するインク供給部材６００の
裏面側ピン（不図示）を支持体３００の穴１９０１，１
９０２を介して貫通突出せしめ、支持体３００の裏面側
に突出した部分を熱融着することで簡単に行われる。な
お、この熱融着された裏面部のわずかな突出領域は、イ
ンクタンクＩＴのインクジェットユニットＩＪＵ取付面
側壁面のくぼみ（不図示）内に収められるのでユニット
ＩＪＵの位置決め面は正確に得られる。

【００３８】（ｉｉ）インクタンクＩＴの説明 インクタンクＩＴは、カートリッジ本体ケース１０００
に対して、蛇腹１０１０を上記記録ヘッドユニットＩＪ
Ｕ取付面とは反対側から挿入した後、蓋１１００を接続
することによって構成される。

【００３９】図１にて説明したように、蛇腹１０１０は
カートリッジ本体ケース１０００内に配置される。イン
ク供給口１２１０は、上記各部１００〜６００からなる
記録ヘッドユニットＩＪＵに対してインクを供給するた
めに設けられるとともに蛇腹１０１０の貯留室にインク
を注入するためにも用いられる。このインク注入の際、
気泡がインク中に入らぬよう、蛇腹１０１０を押しつぶ
しインク注入に伴って蛇腹を伸ばすようにする。この構
成では、インク注入口と供給口が兼ねられており他は大
気に対して密閉状態である。

【００４０】また、インクタンクＩＴにおける記録ヘッ
ドユニットＩＪＵの取付面の構成は図６によって示され
る。オリフィスプレート４００の突出口のほぼ中心を通
って、タンクＩＴの底面もしくはキャリッジの表面の載
置基準面に平行な直線をＬ₁とすると、支持体３００の
穴３１２に係合する２つの位置決め凸起１０１２はこの
直線Ｌ₁ 上にある。この凸起１０１２の高さは支持体３
００の厚みよりわずかに低く、支持体３００の位置決め
を行う。この図面上で直線Ｌ₁ の延長上にはキャリッジ
の位置決め用フック４００１の９０°角の係合面４００
２が係合する爪２１００が位置しており、キャリッジに
対する位置決めの作用力がこの直線Ｌ₁を含む上記基準
面に平行な面領域で作用するように構成されている。図
７で後述するが、これらの関係は、インクタンクＩＴの
みの位置決めの精度がヘッドの吐出口の位置決め精度と
同等となるので有効な構成となる。

【００４１】また、支持体３００のインクタンクＩＴ側
面への固定用穴１９００，２０００にそれぞれ対応する
インクタンクＩＴの突起１８００，１８０１は前述の凸
起１０１２よりも長く、支持体３００を貫通して突出し
た部分を熱融着して支持体３００をその側面に固定する
ためのものである。上述の線Ｌ₁ に垂直でこの突起１８
００を通る直線をＬ₃ 、突起１８０１を通る直線をＬ₂
としたとき、直線Ｌ₃上には上記供給口１２００のほぼ
中心が位置するので、供給口１２００と供給管２２００
との結合状態を安定化する作用をし、落下や衝撃によっ
てもこれらの結合状態への負荷を軽減できるので好まし
い構成である。また、直線Ｌ₂ ，Ｌ₃ は一致していず、
ヘッドＩＪＨの吐出口側の凸起１０１２周辺に突起１８
００，１８０１が存在しているので、さらにヘッドＩＪ
ＨのタンクＩＴに対する位置決めの補強効果を生んでい
る。なお、L₄で示される曲線は、インク供給部材６００
の装着時の外壁位置である。突起１８００，１８０１は
その曲線Ｌ₄ に沿っているので、ヘッドＩＪＨの先端側
構成の重量に対しても充分な強度と位置精度を与えてい
る。なお、２７００はインクタンクＩＴの先端ツバで、
キャリッジの前板４０００の穴に挿入されて、インクタ
ンクＩＴの変位が極端に悪くなるような異変時に対して
設けられている。２１０１は、キャリッジに対する抜け
止めで、キャリッジＨＣの不図示のバーに対して設けら
れ、カートリッジＩＪＣが後述のように旋回装着された
位置でこのバーの下方に侵入して、不要に位置決め位置
から離脱させる上方方向へ力が作用しても装着状態を維
持するための保護用部材である。

【００４２】インクタンクＩＴは、ユニットＩＪＵが装
着された後に蓋８００で覆うことで、ユニットＩＪＵを
下方開口を除いて包囲する形状となるが、インクジェッ
トカートリッジＩＪＣとしては、キャリッジＨＣに載置
するための下方開口はキャリッジＨＣと近接するため、
実質的な４方包囲空間を形成する。従って、この包囲空
間内にあるヘッドＩＪＨからの発熱はこの空間内の保温
空間として有効となるものの長期連続使用としては、わ
ずかな昇温となる。このため本例では、支持体の自然放
熱を助けるためにカートリッジＩＪＣの上方面に、この
空間よりは小さい幅のスリット１７００を設けて、昇温
を防止しつつユニットＩＪＵ全体の温度分布の均一化が
環境に左右されないようにすることができる。

【００４３】インクジェットカートリッジＩＪＣとして
組立てられると、インクはカートリッジ内部より供給口
１２００、支持体３００に設けた穴３２０および供給タ
ンク６００の中裏面側に設けた導入口を介して供給タン
ク６００内に供給され、その内部を通った後、導出口よ
り適宜の供給管および天板４００のインク導入口１５０
０を介して共通液室内へと流入する。以上におけるイン
ク連通用の接続部には、例えばシリコンゴムやブチルゴ
ム等のパッキンが配設され、これによって封止が行われ
てインク供給路が確保される。

【００４４】なお、本実施例においては天板１３００は
耐インク性に優れたポリサルフォン，ポリエーテルサル
フォン，ポリフェニレンオキサイド，ポリプロピレンな
どの樹脂を用い、オリフィスプレート部４００と共に金
型内で一体に同時成型してある。

【００４５】上述のように一体成型部品は、インク供給
部材６００、天板・オリフィスプレート一体、インクタ
ンク本体１０００としたので組立て精度が高水準になる
ばかりでなく、大量生産の品質向上に極めて有効であ
る。また部品点数の個数は従来に比較して減少できてい
るので、優れた所望特性を確実に発揮できる。

【００４６】また、本発明実施例では、上記組立後の形
状において、図４ないし図６で示されるように、インク
供給部材６００は、その上面部６０３がインクタンクＩ
Ｔのスリット１７００を備えた屋根部の端部４００８と
の間に、図４に示したようにスリットＳを形成し、下面
部６０４がインクタンクＩＴの下方の蓋８００が接着さ
れる薄板部材のヘッド側端部４０１１との間に、上記ス
リットＳと同様のスリット（不図示）を形成している。
これらのインクタンクＩＴとインク供給部材６００との
間のスリットは、上記スリット１７００の放熱を一層促
進させる作用を実質的に行うとともに、タンクＩＴへ加
わる不要な圧力があってもこれを直接供給部材、強いて
はインクジェットユニットＩＪＵへ及ぼすことを防止し
ている。

【００４７】いずれにしても、本実施例の上記構成は、
従来には無い構成であって、それぞれが単独で有効な効
果をもたらすと共に、複合的にも各構成要件があること
が有機的な効果をもたらしている。

【００４８】（ｉｉｉ）キャリッジＨＣに対するインク
ジェットカートリッジＩＪＣの取付説明 図７において、５０００はプラテンローラで、記録媒体
Ｐを紙面下方から上方へ案内する。キャリッジＨＣは、
プラテンローラ５０００に沿って移動するもので、キャ
リッジの前方プラテン側にインクジェットカートリッジ
ＩＪＣの前面側に位置する前板４０００（厚さ２ｍｍ）
と、カートリッジＩＪＣの配線基板200のパッド２０１
に対応するパッド２０１１を具備したフレキシブルシー
ト４００５およびこれを裏面側から各パッド２０１１に
対して押圧する弾性力を発生するためのゴムパッドシー
ト４００７を保持する電気接続部用支持板４００３と、
インクジェットカートリッジＩＪＣを記録位置へ固定す
るための位置決め用フック４００１とが設けられてい
る。前板４０００は位置決め用突出面４０１０をカート
リッジの支持体３００の前述した位置決め突起２５０
０，２６００にそれぞれ対応して２個有し、カートリッ
ジの装着後はこの突出面４０１０に向かう垂直な力を受
ける。このため、補強用のリブが前板のプラテンローラ
側に、その垂直な力の方向に向かっているリブ（不図
示）を複数有している。このリブは、カートリッジＩＪ
Ｃ装着時の前面位置Ｌ₅ よりもわずかに（約０．１ｍｍ
程度）プラテンローラ側に突出しているヘッド保護用突
出部をも形成している。電気接続部用支持板４００３
は、補強用リブ４００４を前記リブの方向ではなく垂直
方向に複数有し、プラテン側からフック４００１側に向
って側方への突出割合が減じられている。これは、カー
トリッジ装着時の位置を図のように傾斜させるための機
能も果たしている。また、支持板４００３は電気的接触
状態を安定化するため、上記２つの位置決め用突出面４
０１０がカートリッジに及ぼす作用方向と逆方向に、カ
ートリッジへの作用力を及ぼすためのフック側の位置決
め面４００６を突出面４０１０に対応して２個有し、こ
れらの間にパッドコンタクト域を形成すると共にパッド
２０１１対応のボッチ付ゴムシート４００７のボッチの
変形量を一義的に規定する。これらの位置決め面は、カ
ートリッジＩＪＣが記録可能な位置に固定されると、配
線基板３００の表面に当接した状態となる。本例では、
さらに配線基板３００のパッド２０１を前述した線Ｌ₁
に関して対称となるように分布させているので、ゴムシ
ート４００７の各ボッチの変形量を均一化してパッド２
０１１，２０１の当接圧をより安定化している。本例の
パッド２０１の分布は、上方，下方２列，縦２列であ
る。

【００４９】フック４００１は、固定軸４００９に係合
する長穴を有し、この長穴の移動空間を利用して図の位
置から反時計方向に回動した後、プラテンローラ５００
０に沿って左方側へ移動することでキャリッジＨＣに対
するインクジェットカートリッジＩＪＣの位置決めを行
う。このフック４００１の移動はどうようなものでも良
いが、レバー等で行える構成が好ましい。いずれにして
もこのフック４００１の回動時にカートリッジＩＪＣは
プラテンローラ側へ移動しつつ位置決め突起２５００，
２６００が前板の位置決め面４０１０に当接可能な位置
へ移動し、フック４００１の左方側移動によって９０°
のフック面４００２がカートリッジＩＪＣの爪２１００
の９０°面に密着しつつカートリッジＩＪＣを位置決め
面２５００，４０１０同志の接触域を中心に水平面内で
旋回して最終的にパッド２０１，２０１１同志の接触が
始まる。そしてフック４００１が所定位置、すなわち固
定位置に保持されると、パッド２０１，２０１１同志の
完全接触状態と、位置決め面２５００，４０１０同志の
完全面接触と、９０度面４００２と爪の９０度面の２面
接触と、配線基板３００と位置決め面４００６との面接
触とが同時に形成されてキャリッジに対するカートリッ
ジＩＪＣの保持が完了する。

【００５０】本発明が適用されるインクジェット記録装
置ＩＪＲＡの概観は、図８に示される。

【００５１】ら線溝５００４の刻まれたリードスクリュ
ー５００５は、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動
し、駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して回転駆
動される。キャリッジＨＣは、取付け部５００１（図
７）に設けられたピン（不図示）によってら線溝５００
４に対して係合し、さらに案内レール５００３に摺動自
在に案内されていることにより、図中矢印ａ，ｂ方向に
往復移動される。紙押え板５００２は、キャリッジＨＣ
の移動方向にわたって記録媒体Ｐをプラテンローラ５０
００に対して押圧する。フォトカプラ５００７，５００
８はキャリッジＨＣとのレバー５００６のこの域での存
在を確認して駆動モータ５０１３の回転方向の逆転等を
行うためのホームポジション検知手段を構成する。イン
クジェットヘッド１２の前面をキャップするキャップ部
材５０２２は、支持部材５０１６によって支持され、さ
らに吸引手段５０１５を備え、キャップ内開口５０２３
を介してインクジェットヘッド１２の吸引回復を行う。
本体支持板５０１８には支持板５０１９が取付けられて
おり、該支持板５０１９に摺動自在に支持されたクリー
ニングブレード５０１７は、図示しない駆動手段によっ
て前後方向に移動される。クリーニングブレード５０１
７の形態は図示するものに限られず、公知なものが本例
に適用できることは言うまでもない。レバー５０１２
は、吸引回復操作を開始するためのもので、キャリッジ
ＨＣと当接するカム５０２０の移動にともなって移動
し、駆動モータ５０１３からの駆動力がギア５０１０や
クラッチ切換等の公知の伝達手段によって移動制御され
る。

【００５２】これらのキャッピング，クリーニング，吸
引回復の各処理は、キャリッジＨＣがホームポジション
側領域にきたときリードスクリュー５００５の作用によ
って、それぞれの対応位置で行われるようになってい
る。周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。上述における各構成
は単独でも複合的に見ても優れたものであり、本発明に
とって好ましい構成例を示している。

【００５３】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク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手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００５４】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，同第４７４０
７９６号明細書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。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいず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（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
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
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。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（インク）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，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。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と、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００５５】記録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，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）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，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、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す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５６】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００５７】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００５８】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
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、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５９】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
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、記録色や濃度を異にする複数
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、例えば記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかい
ずれでもよいが、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一つを備え
た装置にも本発明は極めて有効である。

【００６０】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、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
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればインク貯留部材が貯留するインクがインク吐出
等によって消費されてその量が減少すると、インク貯留
部材はその容積を減少させる。このとき、インク貯留部
材には、その容積の減少に対抗する力が作用するため、
上記貯留部材内に容積を減少させる力と上記対抗する力
との釣合いに応じた負圧を生じる。この結果、上記対抗
する力を適切に定められば、貯留部材が貯留するインク
を使い尽くすまで良好なインク供給を行うことができ
る。

【００６２】この結果、インクタンク等、貯留部材の容
積効率の向上を図ることができ、しかもインクタンク等
が密閉系とされることにより衝撃，温度変化に対してイ
ンク漏れを起こしにくいインク貯留部材を安価に提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかるインクジェットカ
ートリッジを示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例におけるインクタンク水頭
値とインク使用量との関係を示す線図である。

【図３】本発明の第２実施例にかかるインクジェットカ
ートリッジを示す断面図である。

【図４】本発明を用いたインクジェットカートリッジの
分解斜視図である。

【図５】本発明を用いたインクジェットカートリッジの
外観斜視図である。

【図６】本発明を用いたインクタンクを記録ヘッドユニ
ットの取付面側からみた斜視図である。

【図７】キャリッジに対する本発明を用いたインクジェ
ットカートリッジの取付説明図である。

【図８】本発明を用いたインクジェットカートリッジが
適用されるインクジェット記録装置の概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

９００ 貯留室 １０００ カートリッジ本体ケース １０１０ 蛇腹 １０４０ ばね １１００ 蓋 １２１０ インク供給口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 悦郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 川野 兼資 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小島 政己 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 服部 能史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 丹野 幸一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出して記録を行うインクジェ
   ット記録装置に用いられるインク貯留部材において、 該インク貯留部材は、当該貯留するインクの減少によっ
   て当該インク貯留部材の容積を減少させ、かつ当該容積
   の減少に対抗する力を作用するための蛇腹状をなす部材
   を有したことを特徴とするインク貯留部材。
2. 【請求項２】 前記インク貯留部材は、形状記憶合金よ
   りなる変位部材を具え、温度変化による該変位部材の変
   位を、前記対抗する力に用いたことを特徴とする請求項
   １に記載のインク貯留部材。
3. 【請求項３】 前記対抗する力をＦとすれば、該力Ｆ
   は、以下の式 前記インク貯留部材をインクが満たしたときの水頭圧＜
   Ｆ＜２０ｇｗ を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のイ
   ンク貯留部材。
4. 【請求項４】 インクを吐出して記録を行うインクジェ
   ット記録装置において、 インクを吐出するための記録ヘッドと、 該記録ヘッドに供給するインクを貯留するためのインク
   貯留部材であって、当該貯留するインクの減少によって
   当該インク貯留部材の容積を減少させ、かつ当該容積の
   減少に対抗する力を作用するための蛇腹状をなす部材を
   有したインク貯留部材と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記インク貯留部材は、形状記憶合金よ
   りなる変位部材を具え、温度変化による該変位部材の変
   位を、前記対抗する力に用いたことを特徴とする請求項
   ４に記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記対抗する力をＦとすれば、該力Ｆ
   は、以下の式 前記インク貯留部材をインクが満たしたときの水頭圧＜
   Ｆ＜２０ｇｗ を満たすことを特徴とする請求項４または５に記載のイ
   ンクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
   してインクに気泡を生成させ、当該気泡の生成に基づい
   てインクを吐出することを特徴とする請求項４ないし６
   のいずれかに記載のインクジェット記録装置。