JPH0768785A

JPH0768785A - インク供給装置

Info

Publication number: JPH0768785A
Application number: JP24642393A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takagi; 淳高木; Junichi Yoshida; 淳一吉田; Ichiro Tomikawa; 伊知朗富川; Kazuyuki Oda; 和之小田; Yoshihiko Fujimura; 義彦藤村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】安定したインク供給性能を有するとともに、
インクの体積効率の向上を図り、コンパクトなインクジ
ェットカートリッジを提供可能とし、さらに、再利用化
を促進することのできるインク供給装置を提供する。【構成】インクタンク２内は、主インク室４と、多数
の小球部材９を配置した副インク室６が設けられ、副イ
ンク室６の上部に大気連通孔８がある。昇給部材９は、
副インク室６の形状に対応して配置される。小球部材９
は、互いの隙間に発生する毛細管力によりインクを保持
し、インク圧力を一定に保つ。インクの消費に伴い、は
じめに副インク室６内のインクが消費される。所定のイ
ンク量が消費されると、空気がメニスカス形成部材１０
を通過する際に気泡となり、主インク室４へ移動する。
メニスカス形成部１０の表面張力により、インク圧を一
定に保つ。小球部材９は再利用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置において、インクジェットヘッドにインクを供給する
インク供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置において
用いられているインク供給機構としては、例えば、特開
昭６３−８７２４２号公報に記載されているように、記
録ヘッドに連通接続されるインクタンク内部にポリウレ
タンフォーム等の多孔質体を装填し、この多孔質体にイ
ンクをあらかじめ含浸保持させておき、多孔質体内のイ
ンクを記録ヘッドに供給するようにしたものが知られて
いる。

【０００３】また、別のインク供給装置としては、例え
ば、特開平３−１８０３５７号公報等に記載されたもの
が知られている。このインク供給装置では、密閉したイ
ンクタンク内にインクのみを充填し、このインクタンク
に一端が大気に解放された小穴と、複数のプレートによ
って構成された毛細管力を発生させる毛管素子を配置し
た小室を設けたものが提案されている。このインク供給
装置によれば、インクタンク内の圧力は、小穴から選択
的に空気を導入することにより、ある一定の負圧に維持
することが可能となる。また、周囲環境の変化により、
インクタンク内部の圧力が上昇した際には、インクは小
室に移行し、インクタンク内の圧力が低下した際には前
記小穴から空気を導入し圧力を正常化する動作を行なっ
ている。

【０００４】これらの従来のインク供給装置では、イン
クタンクあるいは小室は、多孔質体や毛管素子の形状に
合わせ形成する必要があるため、インクタンク、小室の
形状が立方体、円筒形状等に限定されてしまうという制
約があった。そのため、よりコンパクトなインクジェッ
トカートリッジを提供する場合には、インクジェットカ
ートリッジに占めるインクタンクや小室の割合を高め、
体積効率を上昇させる必要があるが、形状の制約が障害
となっていた。また、多孔質体や毛管素子では、収納す
る際に形状が決まってしまい、さらに、多孔質体の場合
には、劣化や圧接のための形状変化等により、再利用す
ることはできない。

【０００５】

【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、安定したインク供給性能を
有するとともに、インクの体積効率の向上を図り、コン
パクトなインクジェットカートリッジを提供可能とし、
さらに、再利用化を促進することのできるインク供給装
置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、インクジェットヘッドに連通接続
されインクをインクジェットヘッドへ供給するインク供
給装置において、前記インクジェットヘッドに連通しイ
ンクが収容される主インク収容室と、前記主インク収容
室と連通しかつ上部側に大気連通口が開設された副イン
ク収容室を有し、該副インク収容室の内部に多数の小球
部材が配置されていることを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２に記載の発明においては、
インクジェットヘッドに連通接続されインクをインクジ
ェットヘッドへ供給するインク供給装置において、前記
インクジェットヘッドに連通し大気連通口が開設された
インク収容室を有し、該インク収容室の内部に多数の小
球部材が配置されていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、請求項１に記載の発明におい
ては、インクが収容される主インク収容室と、多数の小
球部材を配置した副インク収容室を有し、副インク収容
室の上部には大気連通可能な大気連通孔が設けられてい
る。多数の小球部材は、それ自身が毛細管力を発生させ
る部材ではないが、小球が集合することにより、各小球
部材間にできた隙間が毛細管力を発生する。そのため、
主インク収容室にインクが充満された状態では、小球部
材間の毛細管力により、インクジェットヘッドにかかる
インク圧力をほぼ一定の負圧に保つ。また、副インク収
容室内にインクがない場合には、小球部材間の隙間に空
気とインクとの界面、すなわち、インクのメニスカスが
形成され、インクが消費されて主インク収容室内の負圧
が増加すると、それに伴ってメニスカスを通過して侵入
する空気が気泡となって主インク収容室に入り、負圧の
増加を抑える。メニスカス形成部材を用いた場合には、
気泡の発生はメニスカス形成部材によって行なわれる。

【０００９】周囲の環境が変化し、主インク収容室内の
空気層が収縮される場合には、インクが消費された場合
と同様に、気泡が主インク収容室内に導入されて、負圧
が保たれる。主インク収容室内の空気層が膨張する場合
には、空気層の膨張分だけのインクが副インク収容室に
移動し、小球部材間の隙間に保持され、負圧が保たれ、
インクがインクジェットヘッドから漏れ出すことはな
い。

【００１０】請求項２に記載の発明においては、インク
収容室には多数の小球部材が配置されており、また、イ
ンク収容室の上部には大気連通可能な大気連通孔が設け
られている。インク収容室に収容されたインクは、小球
部材間の毛細管力により保持され、インクジェットヘッ
ドにかかるインク圧力はほぼ一定の負圧に保たれる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明のインク供給装置の第１の実
施例を示す断面図、図２は、副インク室の下部の拡大図
である。図中、１はインクジェットヘッド、２はインク
タンク、３はインク、４は主インク室、５は連通路、６
は副インク室、７は連通孔、８は大気連通孔、９は小球
部材、１０はメニスカス形成部材、１１は吸収部材、１
２は供給路、１３は緩衝部材、１４はフィルタである。
この実施例では、インクジェットヘッド１とインクタン
ク２とが一体に構成されている。

【００１２】インクタンク２の内部は、主インク室４
と、副インク室６に分けられている。主インク室４に
は、インクのみが収容される。主インク室４から供給路
１２を介してインクジェットヘッド１へインクが供給さ
れる。主インク室４と供給路１２の間に、緩衝部材１３
およびフィルタ１４が挿入されている。フィルタ１４
は、緩衝部材１３の下部に配置されている。これによ
り、インクジェットヘッド１へつながる供給路１２の最
後での濾過が可能となり、ゴミ、異物の除去を確実に行
なうことができる。フィルタ１４は、超音波融着、もし
くは、熱融着等により、供給路１２の上部に確実に接着
される。フィルタ１４の材料としては、濾過粒度が５μ
ｍから５０μｍとなるようなＳＵＳメッシュ、もしく
は、ＳＵＳの細線をフェルト状にし、さらに、圧縮焼結
させたものを基材としたフィルタ等を使用することがで
きる。濾過粒度は、インクジェットヘッド中のインク流
路径よりも大きい異物をトラップする程度に決定され
る。なお、フィルタ１４は、振動および衝撃、加速度に
よりインクジェットヘッド１に過度な圧力変動を与えな
い効果も一部有する。

【００１３】緩衝部材１３は、例えば、吸収部材１１と
同様のポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材等によ
り構成される。緩衝部材１３は、供給路１２の口部の直
前に配置することが望ましく、振動および衝撃、加速度
による圧力変動、および、インクジェットヘッド１のノ
ズル側からの気泡混入を防止する。この緩衝部材１３
は、供給路１２の直前部に配置することが望ましい。

【００１４】副インク室６の下部には、連通孔７が設け
られており、連通路５を介して主インク室４と連通して
いる。連通孔７の断面形状としては、円形、楕円形、多
角形、星形、十字形、スリット形状等、種々の形状とす
ることができる。副インク室６の内部には、小球部材９
が配置されている。小球部材９の材料としては、ガラス
等を用いることができる。この小球部材９の径は、５０
μｍから２００μｍ程度とすることができる。この程度
の径のものが、流体抵抗、毛細管力の観点から望まし
い。なお、小球部材９の材料は、ガラスに限定されるも
のではなく、プラスチックやセラミックス等、使用され
るインクに合わせ、他の材料を用いることができる。ま
た、小球部材９の表面に親水処理を施し、より安定した
毛管力を発揮させても良い。さらに、小球部材の表面に
微小な凹凸を施し、安定した毛管力を発揮させるように
構成することもできる。

【００１５】副インク室６の上部には、小球部材９と大
気連通可能な、大気連通孔８が設けられている。この実
施例では、大気連通孔８の径は、小球部材９により形成
される隙間より大きく構成されている。副インク室６
は、その上部で大気と連通し、大気圧解放されている。
また、副インク室６の下方から負圧により主インク室４
側へ引き出すことにより、効率よく小球部材９により保
持されているインクを使用することができる。このと
き、小球部材９間の毛細管力により、主インク室４内の
負圧は一定に保たれる。大気連通孔８からインクが飛び
出さないように、インクは通さず、空気を透過させるシ
ートを大気連通孔８に設けることも可能である。また
は、大気連通孔８を、インクが流出しない微細孔を多数
配すことにより構成することもできる。小球部材９は、
副インク室６の内壁に接するように配置されている。こ
の目的は、大気連通孔８から導入される空気が、副イン
ク室６の内壁に沿って侵入することを避けるためであ
る。

【００１６】この実施例においては、副インク室６の下
部には、小球部材９に接触すべく、メニスカス形成部材
１０が配置されている。メニスカス形成部材１０は、連
通孔７を覆うように配置されている。例えば、副インク
室６の底面より数ミリだけ突出するように設置すること
もできる。このような構成では、周囲に凹部ができる
が、この凹部にも小球部材９は配置される。メニスカス
形成部材１０は、金網や樹脂性の網等の網目状体や、多
孔質体等を用いることができる。網目状体の具体例とし
ては、金属メッシュフィルタや、金属繊維、例えば、Ｓ
ＵＳの細線をフェルト状にし、さらに、圧縮焼結させた
ものを基材としたフィルタ、エレクトロフォーミング金
属フィルタ等を使用することができる。また、樹脂や金
属繊維の編み物であるフィルタや、レーザビーム加工、
電子ビーム加工等による高精細な穴径を有するフィルタ
を用いることができる。メニスカス形成部材１０の形状
は、円形や、矩形等、種々の形状とすることができる。

【００１７】小球部材９にインクが保持されているとき
は、インクはメニスカス形成部材１０を通過して主イン
ク室４に移動する。メニスカス形成部材１０は、小球部
材９にインクがなくなった場合でも、主インク室４への
不要な空気の侵入を防ぐ。さらにインクが消費される
と、大気連通孔８から入って来た空気は、小球部材９を
通過し、主インク室４内の負圧の増加により、メニスカ
ス形成部材１０の目に張っているインクの液面を押し、
表面張力に打ち勝ってこれを通過し、気泡となる。発生
した気泡は、連通孔７を通り、主インク室４へ移動す
る。気泡が発生する際の圧力（バブルポイント圧）は、
メニスカス形成部材１０の濾過精度に依存するが、この
濾過精度を最適にすることによって、主インク室４内の
負圧、すなわち、インクジェットヘッド１へのインクの
供給圧を一定に保つことができる。メニスカス形成部材
１０の濾過精度は、小球部材９間の隙間による濾過精度
よりも高く設定される。

【００１８】メニスカス形成部１０とフィルタ１４の濾
過精度の関係は、メニスカス形成部１０の方が粗となる
ように決められる。例えば、メニスカス形成部１０の濾
過精度を７０μｍとし、フィルタ１４の濾過精度を２０
μｍとすることができる。これは、インク供給装置を横
向きなどの状態で放置した際に、インク残量が少ないと
メニスカス形成部１０、フィルタ１４にインクが接触し
なくなることが考えられる。この状態で外気温の上昇、
または外気圧の減少が起こり、相対的に主インク室内の
負圧が小さくなったときには、小球部材９へのインクの
移動が起こらなくなり、主インク室の内圧はかなり高く
なってしまう。ここで、メニスカス形成部１０における
メニスカスの発生する毛細管力の方が、フィルタ１４、
または、インクジェットヘッド１のノズルに形成される
メニスカスの発生する毛細管力よりも小さくしておくこ
とにより、膨張した空気はメニスカス形成部１０のメニ
スカスを破壊し、空気は副インク室６へ移動するため、
記録ヘッドノズルからインクがもれるなどということは
ない。メニスカス形成部材１０は、その濾過精度よりも
大きいゴミ等を除去する働きもある。

【００１９】吸収部材１１は、メニスカス形成部材１０
と接し、連通孔７を通して下部へ伸びている。メニスカ
ス形成部材１０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、主インク室４内のインクが減少
し、連通路５の径よりもインクの液面が低下すると、メ
ニスカス形成部材１０は両面とも空気にさらされること
になる。しかし、主インク室４内の圧力は負圧に保つ必
要があるため、このような場合でもメニスカス形成部材
１０にインクの液面を形成する必要がある。そのため、
吸収部材１１は、連通路５の底部よりインクを吸い上
げ、メニスカス形成部材１０に供給することにより、メ
ニスカス形成部材１０を濡れた状態に保ち、主インク室
４内の負圧を保つことができる。吸収部材１１の下面を
連通孔７の底部、すなわち、連通路５の底部に接触する
まで伸ばしておくことにより、インクを使いきるまで、
最良の状態を維持することができる。吸収部材１１は、
毛細管力によりインクをメニスカス形成部材１０へ上げ
ることができる材料が用いられ、例えば、ポリエステル
繊維を一方向に束ねた中綿材や、ポリウレタン、メラミ
ンフォーム等の多孔質性部材、２次元、３次元状の繊維
構造体等を使用することができる。形状は任意であり、
スリット状や、直方体、三角柱などの角柱、円筒形状、
楕円柱状であってもよい。また、図２に示したように、
メニスカス形成部材１０の開口寸法よりも吸収部材１１
の断面寸法を小さくすることにより、吸収部材１１の周
囲に隙間Ａを設けている。これにより、メニスカス形成
部材１０で発生した気泡の主インク室４への移動を容易
にすることができる。隙間Ａは、幅０．５ｍｍ以上が望
ましい。吸収部材１１は、メニスカス形成部材１０に直
接取り付ける構成としたり、あるいは、連通孔７の側壁
からリブにより固定される構成とすることもできる。

【００２０】このような構成のインク供給装置の体積効
率について説明する。この実施例においては、主インク
室４と副インク室６の容積比を１：１に設定し、インク
タンク２内部の初期状態は主インク室４内が１００％イ
ンクで満たされている。一方、副インク室６内部は、小
球部材９が含浸可能なインク量が充填されている。小球
部材９の材料として、ガラスを用いている。この材料を
使用した場合、インク保液効率（＝インク充填量／全イ
ンク室内容積）は約８０％である。また、副インク室６
のインク使用効率（＝供給可能インク量／インク充填
量）は約７０％である。一方、主インク室４内のインク
保液効率（＝インク充填量／インク吸収部材体積）は約
１００％であり、インク使用効率（供給可能インク量／
インク充填量）も約１００％である。従って、インクタ
ンク２の体積効率（＝供給可能インク量／全インク室内
容積）は約７８％となる。

【００２１】本発明のインク供給装置の第１の実施例に
おける動作を説明する。上述の図１に示した状態がイン
ク充填時を示している。この状態において、インクタン
ク２には、小球部材間の隙間による毛細管慮によって保
持できる限界までインクが充填されている。また、主イ
ンク室４には、内容積の１００％にインクが充填されて
いる。インクジェットヘッド１におけるインク圧力は、
例えば、−２０ｍｍＨ₂Ｏとすることができる。このイ
ンク圧力は、小球部材９間の毛細管力により実現され、
インクが保持されている。使用開始時の状態としては、
インク使用効率上の観点から、できる限りインクタンク
２内にインクを満たすことが望ましいが、小球部材９間
の毛細管力によって負圧を発生させるために、小球部材
９間にはある程度のインク未充填部分が必要である。使
用前には、インクジェットヘッド１のノズル部および大
気連通孔８には機密シールを貼っておくことができる。
この状態で、パッケージングされている。

【００２２】印字が始まると、インクジェットヘッド１
においてインクが消費され、消費されたインクの量だ
け、主インク室４から供給路１２を介してインクがイン
クジェットヘッド１に補給される。それに伴って、小球
部材９間でインクを保持している間は、小球部材９間に
保持されているインクが連通路５を介して主インク室４
へ移動し、大気連通孔８から徐々に空気が小球部材９間
に広がってゆく。

【００２３】図３は、インクの消費の過程の説明図であ
る。図３（Ａ）は、インクが消費され、空気がメニスカ
ス形成部材１０上に到達した状態を示している。この状
態となるまで、メニスカス形成部材１０によって主イン
ク室４への空気の侵入が防止される。そのため、小球部
材９間に保持されているインク残量を少なくすることが
可能である。この時点で、インクと空気の接するメニス
カスがメニスカス形成部材１０上に形成される。メニス
カス形成部材１０の上面に空気が接触した状態でも、メ
ニスカス形成部材１０の濾過精度が小球部材９よりも細
かく設定しておくことにより、空気はメニスカス形成部
材１０上にトラップされたままインクの移動が続く。

【００２４】さらにインクが消費されるに従って、イン
ク水頭圧の減少から、徐々に負圧が増大し、ある一定の
負圧値（メニスカス形成部材１０の濾過精度によって決
定されるフィルタとインクのバブルポイント圧）がメニ
スカス形成部材１０に加わると、メニスカス形成部材１
０上に形成されているインクのメニスカスを通して空気
が細かな気泡となって発生する。発生した細かな気泡
は、隣接して発生した細かな気泡や、後続の気泡などと
合体し、大きな気泡となりながら、連通路５を通って、
主インク室４の内部に移動する。このときの気泡発生圧
力（バブルポイント圧）は、メニスカス形成部材１０の
濾過精度に依存するが、この濾過精度を最適にすること
によって、これ以後のインクジェットヘッド１へのイン
クの供給圧を一定に保つことができる。主インク室４に
移動した気泡は、気泡の浮力により、自然に上昇し、主
インク室４の上部に溜まることになる。この状態を図３
（Ｂ）に示している。

【００２５】さらにインクが消費されると、インクの液
面が連通路５を満たさなくなる。この状態を図３（Ｃ）
に示す。この状態では、メニスカス形成部材１０の両面
が空気にさらされることになる。しかし、インク誘導部
１１がインク内に浸っているので、インク誘導部１１の
毛細管現象によってインクがメニスカス形成部材１０へ
上げられ、メニスカス形成部材１０が濡れた状態に保た
れる。そのため、メニスカス形成部材１０には、インク
の膜が形成され続け、気泡発生による主インク室４の圧
力の保持動作は有効に作動する。この状態から、主イン
ク室４内のインクが完全になくなるまで、インクジェッ
トヘッド１へのインクの供給圧は一定に保たれる。よっ
て、高効率のインク供給装置を実現できる。

【００２６】このように、メニスカス形成部材１０は、
常にインクに浸漬しているため、気泡発生開始後、イン
クがなくなるまで、メニスカス形成部材１０上に形成さ
れているインクのメニスカスが破壊されることはなく、
主インク室４内の負圧はほぼ一定に保たれる。

【００２７】ところで、外気圧が変動したり、また、外
気温が変動するなど、周囲の環境が変化する場合があ
る。まず、主インク室にインクが満杯に充填されてお
り、副インク室からインクを供給しているときには、大
気連通孔から吸収部材が受ける大気圧と、インクジェッ
トヘッドのノズルの先端が受ける大気圧が同じであるの
で、大気圧が変化しても圧力バランスは崩れず、影響は
少ない。

【００２８】次に、主インク室内に空気の層が形成され
ている場合を考える。図４、図５は、周囲環境の変化に
よるインクタンク内部の状態の説明図である。図中、１
５は空気層である。外気圧が下降するとき、または外気
温が上昇する際には、主インク室４の上部の空気層１５
の体積が膨張するために、主インク室４内の負圧値が相
対的に小さくなろうとする。そのため、図４に示すよう
に、主インク室４内のインクは、連通孔７を介し、メニ
スカス形成部材１０を通過し、副インク室６内の小球部
材９で保持される。これにより、主インク室４内の圧力
と大気圧との差圧を保ち、かつ、インクは漏れることは
ない。このとき、フィルタ１４の方がメニスカス形成部
材１０よりも濾過粒度が細かいので、フィルタ１４を通
過してインクジェットヘッド１からインクが漏れ出すこ
とはない。

【００２９】外気圧が上昇するとき、または外気温が下
降する際には、主インク室４の上部の空気層１５が収縮
するために、主インク室４内の負圧値は相対的に大きく
なろうとする。この場合には、図５に示すように、イン
クの消費時と同様に、空気が大気連通孔８から小球部材
９を通過し、さらにメニスカス形成部材１０を通過する
際に気泡となり、連通孔７を介して主インク室４内に導
入されることによって、主インク室４の内部の差圧を一
定に保つ。また、副インク室６内にインクが存在すると
きは、インクの主インク室４内への移動が生じ、主イン
ク室４内の負圧は保たれる。どちらの場合も、インクが
漏れることはない。

【００３０】例えば、主インク室４内の空気が膨張し、
主インク室４から副インク室６へインクが移動した後、
主インク室４内の空気が収縮した場合、副インク室６か
らインクが主インク室４へ戻るので、副インク室６へ待
避したインクが使用されずに残留してしまうことはな
い。

【００３１】図６は、本発明のインク供給装置の第１の
実施例を用いたインクジェット記録ユニットの概略構成
図である。図中、２１はインクジェット記録ユニット、
２２はインクタンク、２３は放熱板、２４は流路形成部
材、２５は基板、２６はインクジェットヘッド、２７は
配線パッド、２８は副インク室、２９は大気連通孔、３
０は小球部材、３１は吸収部材、３２は主インク室、３
３はメニスカス形成部材である。

【００３２】インクジェット記録ユニット２１は、イン
クタンク２２、放熱板２３、流路形成部材２４、基板２
５、インクジェットヘッド２６、配線パッド２７等から
構成される。インクタンク２２は、副インク室２８、大
気連通孔２９、小球部材３０、吸収部材３１、主インク
室３２、メニスカス形成部材３３により構成されてい
る。放熱板２３上にインクジェットヘッド２６と基板２
５を配置させ、ワイヤボンド等により電気的な接続を行
なう。図示しない記録装置本体からの電気信号の享受
は、基板２５上の配線パッド２７を介して行なわれる。
基板２５上には、駆動回路などが配置されており、イン
クジェットヘッド２６に設けられている発熱体の制御を
行ない、インクをノズルから吐出させる。一方、インク
タンク２２からのインクは、流路形成部材２４により形
成されたインク供給路を介して、インクジェットヘッド
２６に送られ、ノズルから吐出されて印字が行なわれ
る。

【００３３】図６に示したインクジェット記録ユニット
２１では、副インク室２８の形状が単純な直方体形状で
はなく、凹凸を有する形状となっている。従来のよう
に、多孔質体等を副インク室２８に配置する場合には、
副インク室２８の形状に合わせた多孔質体を作成した
り、ほぼ直方体形状の多孔質体を変形させて挿入してい
た。複雑な形状の副インク室では、副インク室の形状に
合わせた多孔質体の製作は困難であるし、多孔質体を変
形させる場合でも、変形に限度があるとともに、変形さ
せた部分で毛細管力が変化してしまう。しかし、本発明
のように、小球部材３０を用いた場合には、図６に示す
ような副インク室２８の形状、あるいはもっと複雑な形
状の副インク室においても、小球部材３０を配置するこ
とができ、一定の毛細管力を得ることができる。

【００３４】また、小球部材３０を例えばガラス等で作
成した場合、記録ユニット内のインクがなくなって不要
となった場合でも、劣化しておらず、回収して再利用す
ることができるので、資源の有効利用を図ることができ
る。再利用の際には、別の形状の記録ユニットに用いる
ことが可能である。

【００３５】上述の第１の実施例において、種々の変形
が可能である。まず、上述の説明では、インクタンクと
インクジェットヘッドが一体に構成された場合を示し
た。このような構成により、図６に示したように、イン
ク利用率の良い、コンパクトな記録ユニットを構成する
ことが可能となっている。この場合の記録ユニットは記
録装置本体に着脱自在に構成される。そのため、インク
切れとともに、インクジェットヘッドも交換することに
なるが、使用可能なインク量も従来より多くできるの
で、交換の間隔を長くすることができ、コストの低減、
および、廃棄物の少量化を図ることができる。しかし、
インクタンク部とインクジェットヘッド部を別体として
構成することもできる。このとき、インクタンク部のみ
を交換可能に構成したり、インクジェットヘッド部も交
換可能に構成することもできる。また、インクジェット
ヘッドのインクの吐出方向は、下向きに限らず、横向き
にすることも可能である。

【００３６】また、第１の実施例では、メニスカス形成
部材１０及び吸収部材１１を用いている。上述の説明で
は、インクのメニスカスをメニスカス形成部１０の目に
形成させて、主インク室４内の負圧を制御している。し
かし、これらの部材は最良の負圧を制御するために用い
ているものであり、細かな負圧の制御を必要としない場
合には、これらの部材を不要として、小球部材９間の隙
間にインクのメニスカスを形成させ、メニスカス形成部
材１０と同様の働きをさせることができる。この場合
に、小球部材９が連通孔７を通って主インク室４に入り
込まないように、小球部材９の径よりも細かな網等をメ
ニスカス形成部材１０の代わりに配置しておくと良い。
さらに、緩衝部材１３及びフィルタ１４も、それぞれの
機能が必要ない場合には、省いて構成することが可能で
ある。

【００３７】図７は、本発明のインク供給装置の第２の
実施例を示す断面図である。図中、図１と同様の部分に
は、同じ符号を付して説明を省略する。４１はインク
室、４２はフィルタである。この第２の実施例では、イ
ンクタンクが１室のみで構成されている場合を示してい
る。第１の実施例に示した主インク室と副インク室を有
する構成に比べ、インク圧の制御能力は劣るが、この実
施例のように、１室のみでも可能である。

【００３８】インクジェットヘッド１とインク室４１は
一体に構成されている。インク室４１内には、多数の小
球部材９が配置されている。インク室４１の上部には大
気連通孔８が設けられている。インク室４１内のインク
は、供給路１２を介してインクジェットヘッド１に供給
される。供給路１２には、フィルタ４２が設けられてい
る。フィルタ４２は、インクジェットヘッド１にゴミや
気泡が入り込まないようにする働きを有する。フィルタ
４２の濾過粒度は、インクジェットヘッド１内のインク
流路の径より細かくすることが望ましい。フィルタ４２
の材料としては、上述の第１の実施例におけるフィルタ
１４やメニスカス形成部材１０に用いる材料と同様のも
のを用いることができる。

【００３９】図７に示した例では、例えば、インク供給
装置が装着されるインクジェット記録装置の関係から、
インク室４１がＬ字形となった場合を示している。従来
のようにインク室４１に多孔質体を挿入する構成では、
Ｌ字形の多孔質体を形成する必要があるが、本発明のよ
うに、小球部材９を用いる構成では、小球部材９をイン
ク室内に挿入するだけで、インク室４１の形状に合わせ
た毛細管力を有する空間を構成することができる。ま
た、インクを使いきった後も、インク供給装置を回収し
て小球部材９を取り出し、例えば洗浄するだけで、簡単
に他のインク供給装置に再利用することができる。

【００４０】本発明のインク供給装置の第２の実施例の
動作を説明する。初期状態において、多数の小球部材９
間の毛細管力により保持できる量のインクがインク室４
１内に充填されている。この状態において、小球部材９
間の毛細管力により、負圧が保持される。インクジェッ
トヘッド１においてインクが消費されると、その分のイ
ンクがフィルタ１４及び供給路１２を介してインクジェ
ットヘッド１に供給される。インクが消費された分だ
け、大気連通孔８から空気がインク室４１に侵入する
が、小球部材９間の毛細管力により、負圧は維持され、
インクジェットヘッド１からインクが漏れ出すことな
く、印字を行なうことができる。この負圧の保持動作
は、インク室４１内にインクがなくなるまで続く。

【００４１】この第２の実施例においても、インクジェ
ットヘッド１とインク室４１を一体とした例を示した
が、インクジェットヘッドとインク室４１を別体として
構成することも可能である。

【００４２】

【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、請求項１に記載の発明においては副インク室
に、請求項２に記載の発明においてはインク室に、小球
部材を配置したので、小球部材間の隙間の毛細管力によ
り、安定したインク圧によりインクを供給でき、良好な
印字を行なうことができる。小球部材が配置される副イ
ンク室あるいはインク室は、形状、幅、高さ、奥行き等
の寸法の制約を受けずにインクタンクを設計できるた
め、インクの体積効率の高いインク供給装置を実現する
ことが可能となった。さらに、小球部材は再利用可能で
あり、省資源化を図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】本発明のインク供給装置の第１の実施例を示
す断面図である。

【図２】本発明のインク供給装置の第１の実施例にお
ける副インク室の下部の拡大図である。

【図３】インクの消費の過程の説明図である。

【図４】周囲環境の変化によるインクタンク内部の状
態の説明図である。

【図５】周囲環境の変化によるインクタンク内部の状
態の説明図である。

【図６】本発明のインク供給装置の第１の実施例を用
いたインクジェット記録ユニットの概略構成図である。

【図７】本発明のインク供給装置の第２の実施例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１インクジェットヘッド、２インクタンク、３イ
ンク、４主インク室、５連通路、６副インク室、
７連通孔、８大気連通孔、９小球部材、１０メ
ニスカス形成部材、１１吸収部材、１２供給路、１
３緩衝部材、１４フィルタ、１５空気層、２１
インクジェット記録ユニット、２２インクタンク、２
３放熱板、２４流路形成部材、２５基板、２６
インクジェットヘッド、２７配線パッド、２８副イ
ンク室、２９大気連通孔、３０小球部材、３１吸収
部材、３２主インク室、３３メニスカス形成部材、
４１インク室、４２フィルタ。

フロントページの続き (72)発明者小田和之神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者藤村義彦神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットヘッドに連通接続されイ
ンクをインクジェットヘッドへ供給するインク供給装置
において、前記インクジェットヘッドに連通しインクが
収容される主インク収容室と、前記主インク収容室と連
通しかつ上部側に大気連通口が開設された副インク収容
室を有し、該副インク収容室の内部に多数の小球部材が
配置されていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項２】インクジェットヘッドに連通接続されイ
ンクをインクジェットヘッドへ供給するインク供給装置
において、前記インクジェットヘッドに連通し大気連通
口が開設されたインク収容室を有し、該インク収容室の
内部に多数の小球部材が配置されていることを特徴とす
るインク供給装置。