JPH0776098A - インクジェット用インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内蔵した多孔質体にインクを保持し円滑に記
録ヘッドにインク供給することができ、しかも薄型に形
成しインクジェットプリンタの小型化に有効なインクジ
ェット用インクカートリッジ。 【構成】 インクを吸収保持する多孔質体４を収納した
インクカートリッジ本体１の一方の面には中央より低い
位置にインク供給口２を、異なる箇所には大気連通孔３
を有し、インク供給口２を有する面の高さＨは同面の幅
Ｗの２ないし４倍、またインクカートリッジ本体の奥行
Ｄは幅Ｗの３ないし５倍である薄形にインクカートリッ
ジ本体１は形成され、多孔質体４はインク供給口２の近
傍部分はインク供給管の挿入によって圧縮される圧縮可
能領域であり、この圧縮可能領域に連続してインク供給
管の挿入には関係なく圧縮された多孔質体の高圧縮部が
形成され、多孔質体に接するインクカートリッジ本体の
内面には大気を流通させる大気供給路が形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット用のイ
ンクを保有するインクジェツト用インクカートリッジに
関し、それを製造する製造方法、更にはこのカートリッ
ジを用いたインクジェットヘッドとプリンタをも提供す
るもので、インクジェット技術を使用する、複写機、フ
ァクシミリ等の記録機器、通信機器、事務機器、複合機
器、プリンタ等に適用可能な発明に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット用のインクカート
リッジは、インクジェットヘッドと一体化され、カート
リッジ内のインクがインク吐出できない段階になると、
ヘッドと共に廃棄されることが多い。

【０００３】この種のインク容器としては、特開昭６３
−８７２４２号公報を挙げることができる。即ち、イン
ク容器内に発泡材が配置され、複数のインク射出オリフ
ィスを備えたインクジェット記録ヘッド一体のカートリ
ッジである。このインク容器においては、発泡材である
ポリウレタンフォームのような多孔質媒体にインクを貯
蔵するためにフォームの毛細管力による負圧の発生及び
インクの保持（インク容器からのインク漏れ防止）を達
成している。

【０００４】この多孔質体に保持されたインクはインク
供給口から吐出部へ共通液室を介して吐出部のインク消
費に応じたノズルの毛細管力によりインクタンク内から
導出される。

【０００５】このとき、大気連通口とインク供給口がイ
ンクタンクの離れた所にある場合、インク供給口からも
大気連通口からも離れたインクタンク内の面に接する多
孔質体に吸収されたインクを円滑にインク供給口に向け
て供給されるように、大気連通口から、前記インク供給
口および大気連通口から離れた面に接する多孔質体部分
まで、インクタンク内にリブを立てることにより大気の
供給を容易にし、多孔質体内のインクと空気の置換がス
ムーズに行われることにより、インクを円滑に記録ヘッ
ドに供給しようとした構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では多孔質体はタンク内に圧縮された状態で配置さ
れており、多孔質体の圧縮密度は場所によって“疎”で
あったり“密”であったりしており、インクは多孔質体
の毛細管力が強くなる“密”の部分に集まろうとする。

【０００７】また、吐出または回復操作等により、ヘッ
ド内のインクが使用されるとインクカートリッジはイン
ク供給口近傍のインクがヘッド側へ供給される。このと
き従来のインクカートリッジでは、インクカートリッジ
内のさまざまな方向から、さまざまなルートを通ってイ
ンクが供給口近傍に補充されるので、多少の多孔質体の
疎密があっても問題なくインク供給が行われていた。

【０００８】しかし、インクのカートリッジが薄形の場
合には、インク供給口近傍へインク補充を行えるルート
が従来のインクカートリッジより限定されるために、従
来技術の様に大気供給用のリブを設けただけでは逆にイ
ンク供給口近傍に多孔質体へインクを補充するより大気
供給用のリブから大気がインク供給口近傍の多孔質体内
に入り込んでしまい、インク供給不良が発生する場合が
あった。

【０００９】すなわち、上記薄形のカートリッジにおい
ては、多孔質体の疎密分布によるインク保持力の分布
が、インク供給能力に大きく影響し、リブを設けて大気
供給を容易にするだけでは解決できない問題を新たに発
生させた。

【００１０】インクジェット記録装置に使用されている
インクカートリッジは、記録時に記録ヘッドから吐出さ
れるインク量に見合ったインクを良好に供給することが
できるとともに、非記録時は、吐出口からのインク漏れ
などがないことが要求される。

【００１１】また、そのインクカートリッジが交換型で
ある場合には、インクカートリッジの着脱がスムーズに
でき、その際にインク漏れなどはなく、確実に記録ヘッ
ドへインクを供給できることが要求される。

【００１２】本発明者たちは上記要求内容に加えて今後
インクジェット記録の主流となるカラー記録用インクジ
ェット記録装置に適したインクカートリッジ、即ち複数
色分のカートリッジを組み合わせた状態でプリンタ本体
にセットする構成で、プリンタの寸法を小さく押えるこ
との可能な薄形のカートリッジについて検討を行った。

【００１３】一方、比較的大形のインクカートリッジと
しては、前記特開昭６３−８７２４２号公報に開示され
た例があり、さらにインク供給方向の断面形状が略々正
方形である小型のインクカートリッジはすでに実用化さ
れており、本発明者たちはこれらの従来技術を利用して
薄形のインクカートリッジの検討を行った結果、多孔質
体へ大気の供給を容易に行うだけではインク供給を良好
に安定して行えない場合が発生し、この現象は従来の技
術的観点からは予想できなかった現象であり、これを解
決することが薄形のインクカートリッジを提供する上で
重要なポイントであることが明らかとなった。

【００１４】即ち、本発明は、上記従来技術の問題点を
解消するために成されたもので、インクを保持し、円滑
に記録ヘッドに供給することができ、しかも薄形に形成
しプリンタの小型化にも効果のあるインクジェット用イ
ンクカートリッジを提供することを目的とするものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット用インクカートリッジは、インクカート
リッジの内壁にリブを設けリブの高さを変えることによ
り強制的に圧縮率の高い領域を形成するとともに、リブ
部にカートリッジ壁と多孔質体の間に空気層を設け大気
の供給も安定に行える構成となっている。

【００１６】また、リブの高さは供給口に近付くにつれ
て高くなる様にすることで供給口側の多孔質体の毛細管
力を大きくしインクを集め易くしている。

【００１７】また、他の構成としては、インクカートリ
ッジに入れる前の多孔質体を異形にし、一部サイズを大
きくした領域を作り、これをカートリッジ内に圧縮組立
てることにより、サイズの大きくなった部分は圧縮率を
上げた状態で組み込まれる。このようにして高圧縮部を
形成する。この場合大気の供給路は多孔質体とカートリ
ッジ壁との間に空気層を形成するリブまたは溝によって
構成してあり。上記各構成によって、前記の目的を達成
しようとするものである。

【００１８】

【作用】以上の構成により、インクジェット用インクカ
ートリッジは、インクカートリッジ内に多孔質体を圧縮
挿入し、インクを保持させた構成によってインクカート
リッジ内の多孔質体は場所によって圧縮密度に疎密の分
布が生じる。このことは多孔質体の毛細管力を利用して
インクを保持されるのに、疎密差によりインクの集まり
易い所が生じる。これはカートリッジが薄くなるとより
顕著になる。

【００１９】一方、インクカートリッジはインクジェッ
トヘッドに結合されヘッド側で使われるインクを供給す
る。このときインク供給口近くにインクが集まりにくい
圧縮が疎である領域が存在した場合は、ヘッド側へイン
クを供給したあと、供給口近傍にインクが補充されず
に、インクの流れが分断されてしまうことがあった。

【００２０】即ち、本発明は、インク供給口の近傍まで
多孔質体の圧縮密度を上げた状態で連続したインク補充
を良好にするインクの流れ道を作ることにより、インク
の供給口近傍への補充が充分安定した形で行える。

【００２１】

【実施例】

（第１実施例）図１は、本発明のインクカートリッジ実
施例の特徴を示した外観斜視図である。

【００２２】図１に示す様に、本実施例はインク供給口
２を有する面の幅Ｗに対して高さＨおよび奥行きＤは大
きく形成されており、インクカートリッジは薄形となっ
ている。さらに供給口２の位置は、高さＨの１／２以下
であり、詳しくは１／３Ｈ以下がより好ましい。

【００２３】図２は図１の断面を示す模式図である。

【００２４】１はインクカートリッジ本体容器、２はイ
ンク供給口、３は大気連通孔、４は多孔質体、４−１は
多孔質体のインク供給口近傍部を示し、４−２，４−３
は多孔質体の高圧縮部であり、４−３は、４−２よりは
圧縮率が小さく構成されている。５はインク供給口２の
近傍部４−１へインクを補充するときのインクのメイン
ルートを示す。６はメインルート５へ流れ込むサブルー
トを示す。

【００２５】メインルート５は、多孔質体４の高圧縮部
４−２の毛細管力によってインクが常に満ちた状態にな
る様にインクカートリッジ内のインクを集めている。６
のサブルートは、４−３の高圧縮部に発生する毛細管力
によって周辺部からインクを集めると同時に高圧縮部４
−３よりもさらに圧縮率の高い高圧縮部４−２にあるメ
インルート５へインクを補充する。

【００２６】図２（ｂ）に示す様に、メインルート５
は、インクカートリッジ本体の比較的下側に位置して設
けてあり、インクに働く重力の力もインクをメインルー
トに集めるのに有利になっている。

【００２７】図３は、上記の高圧縮部をインクカートリ
ッジ本体内側に設けた縦リブ７（破線で示す）によって
形成した例を示す斜視図である。

【００２８】図３に示すように、縦リブ７は下側に向か
うにしたがって突出高さが高く形成されており、これに
より内部の多孔質体４は圧縮が下に行くにしたがって高
圧縮となっている。

【００２９】図４は図３にＡ，Ｂ，Ｃで示した面の断面
図である。

【００３０】本体容器の比較的上方のＡ−Ａ断面図であ
る図４（ａ）では、縦ノブ７は小さく、中程（Ｂ−Ｂ断
面）、そして下方（Ｃ−Ｃ断面）へ行く程、縦リブ７は
高く突出している。これによりリブ７の周辺からリブの
ある高圧縮部４ａ₁ ，４ａ₂，４ｂ₁ ，４ｂ₂ 等に集ま
ったインクは、４ａ₁ ，４ａ₂ 部より４ｂ₁ ，４ｂ₂部
の方が毛細管力が強く、さらに４ｃ₁ ，４ｃ₂ 部の方が
毛細管力が強いのでインクはそちらへ移動しようとす
る。

【００３１】断面Ｃ−Ｃを見ると、インク供給口２側に
ある縦リブ７−１の方が供給口より後方にあるリブ７−
２より順次に大きくしてある。この様にすることでさら
にインク供給口２側へインクが移動しようとするので好
ましい。

【００３２】図中に示した小さな矢印は、インクの集ま
ろうとする様子を示したものである。またリブ７の横に
は、大気供給路８が形成されており、多孔質体への大気
供給が隅々まで容易に行えるようになっている。

【００３３】（第２実施例）図５は横リブ９を設けた第
２実施例の斜視図であり、図６は、図５に示す３ケ所の
断面図である。

【００３４】第２実施例の横リブ９は下側にあるもの程
高さが高く形成されており、さらに供給口２側に行くに
したがいリブが高く形成されている。

【００３５】この構成により、前記実施例と同様に、イ
ンクは高圧縮部４ａ₁ ，４ａ₂ 等に集められ高圧縮部の
圧縮率の分布に合う形でサブルート６を経てメインルー
ト５へと供給される。

【００３６】また、大気供給路１０により多孔質体４の
隅々まで大気が供給されインクと大気の置換もスムーズ
に行われる。

【００３７】（第３実施例）図７は、インク供給口２か
ら同心円状にリブ１１を形成した第３実施例を示す斜視
図であり、図８に断面Ａ−Ａを示す。

【００３８】第３実施例も、インク供給口２に近くなる
にしたがって多孔質体の圧縮率が上がる様にリブ１１を
設けたことによりインクを供給口２側へ移動し易くする
ことができる。

【００３９】（第４実施例）図９はインク供給口２から
リブ１３を放射状に設けた第４実施例の斜視図であり、
断面Ａ，Ｂ，Ｃを図１０に示す。

【００４０】第４実施例も、インク供給口２に近づくに
つれて多孔質体４が高圧縮になる様にリブが構成されて
いる。

【００４１】この場合、各リブに集まったインクはその
ままリブにしたがってインク供給口２近くへ集まってく
る。

【００４２】（第５実施例）図１１，１２は多孔質体４
を異形状にすることにより、高圧縮部を形成させた実施
例を示す説明図である。

【００４３】本実施例では、多孔質体は台形形状とした
が、これに限定されるものでないことは言うまでもな
い。

【００４４】図示の様に、断面が台形状のものを断面が
長方形のカートリッジ本体容器内に入れることでｗ₀ 側
よりｗ₁ 側の方が高圧縮となる。

【００４５】即ち、このｗ₁ 側をインクカートリッジ下
側に配置することによりインク供給のメインルート５が
インク供給口側に形成される。この場合、大気供給路は
インクカートリッジ本体内側に設けたリブ１５による隙
間１６でも良い。図１２に示す様に溝１７によって形成
しても同様の効果が得られる。

【００４６】以上説明した例において、いづれの場合も
図２に示すようにインク供給口２の近傍の多孔質体４−
１はヘッドからのインク供給管を挿入することにより多
孔質体は圧縮される。よって、このインク供給管による
圧縮部にインクのメインルートが結合できる様に構成す
ることが必要なことは言うまでもない。

【００４７】圧縮された吸収体はインクを保持する力が
強く大気が入り込みにくいのでインクカートリッジ内部
のリブは供給管挿入によって圧縮される圧縮可能領域を
越えて供給口部まであっても良いが望ましくは圧縮可能
領域近傍まででリブを止めた方が大気のフィルター部へ
の入り込みを確実に防ぐことができる。なお大気供給路
として溝を用いた場合も同様である。

【００４８】図１３は本発明実施例インクカートリッジ
を使ったインクジェットヘッドの模式図であり、インク
カートリッジに記録ヘッドＨＤを装着した状態を示す一
部破断概略図である。

【００４９】記録ヘッドは、供給管としてのジョイント
部１８がインクカートリッジの開口部に挿入されてとり
つけられ、そして、ジョイント内部のインク流路は上方
に向かって開いたホーン構造をしている。このような構
造とすることで、吸収体からのインクを良好にヘッド側
に導入することができる。

【００５０】インクジェット記録装置は、ノズル７３の
吐出口７１からインクの吐出を行わせるために利用され
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段として
の発熱素子７２を備え、前記エネルギーによりインクの
状態変化を生起させる方式の記録ヘッドＨＤを有する記
録装置で、上記インク供給性の安定化効果によって、一
層、特にカラー記録にとって、記録高密度化、高精細化
が達成できる。

【００５１】図１４は、本発明実施例のインクカートリ
ッジを用いた小型のカラープリンターを示す斜視図であ
る。

【００５２】２０はキャリッジであり、ヘッド１９およ
びインクカートリッジ１を搭載する。ヘッド１９にはジ
ョイント部１８がインクカートリッジの供給口に対応す
る位置に配置されており、キャリッジ２０上で結合され
る。

【００５３】図１４に示す様に、本発明実施例の薄形イ
ンクカートリッジを用いることで小型なカラープリンタ
を提供することが可能となる。

【００５４】図１５，図１６は、いずれも図９の実施態
様（第４実施例）に対し、より大容量のインクカートリ
ッジを実現するための形状を例示したものである。

【００５５】これは、図２に示した大気連通口３の位置
ないしその近傍の位置に開口部を有し、該開口部より上
方にインク貯留部を設けることによって実現される。

【００５６】上記開口部においては、本発明で既に述べ
た気体の排出のかわりに、インクと気体との交換が行わ
れる。この開口部を経て多孔質体４の収容部（図２の１
に対応）に導入されたインクは、サブルート６を経て、
あるいは直接、メインルート５へと供給される。

【００５７】上記インクの導入と引きかえにインク貯留
部に導入される空気は、大気連通口３から上記開口部近
傍まで連結した気一液界面の上方を経て導入されるた
め、前記実施例１−４と同様の使用形態で、より大容量
のインクを供給することができる。

【００５８】特に、図１６の形状は、右上方に突出した
部分を、タンク着脱時のツマミとしても利用でき、便利
である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、薄
形インクカートリッジにおいてインク供給口の近傍まで
多孔質体の圧縮密度を上げた状態で連続した圧縮多孔質
体領域を形成することでインク供給の良好なカラープリ
ンタに適したインクカートリッジが提供できる。

【００６０】またプリンタの小型化にも適するインクジ
ェット用インクカートリッジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明インクジェット用インクカートリッジ
の実施例の外観斜視図である。

【図２】 実施例のインク流れを説明する模式断面図
である。

【図３】 第１実施例の斜視図である。

【図４】 第１実施例の断面図である。

【図５】 第２実施例の斜視図である。

【図６】 第２実施例の断面図である。

【図７】 第３実施例の斜視図である。

【図８】 第３実施例の断面図である。

【図９】 第４実施例の斜視図である。

【図１０】 第４実施例の断面図である。

【図１１】 多孔質体の形成と組込み実施例の説明図で
ある。

【図１２】 多孔質体の形成と組込みの他の実施例の説
明図である。

【図１３】 実施例のインクカートリッジを装着したイ
ンクジェットヘッドの模式図である。

【図１４】 実施例のインクカートリッジを用いたカラ
ープリンターの斜視図である。

【図１５】 他の実施例の断面図である。

【図１６】 他の実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ インクカートリッジ本体 ２ インク供給口 ３ 大気連通孔 ４ 多孔質体 ５ インクのメインルート ６ インクのサブルート ７，９，１１，１３ リブ ８，１０，１２，１４ 大気供給路 １８ インク供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 但馬 裕基 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 石永 博之 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録用のインクを吸収保持する多孔質体
   を収納したインクカートリッジ本体の一方の面には中央
   より低い位置にインク供給管を挿入してインクジェット
   記録装置にインクを供給するインク供給口を有し、該イ
   ンク供給口と異なる箇所には大気を取り入れる大気連通
   孔を有し、インク供給口を有する面の高さは同面の幅の
   ２ないし４倍、またインクカートリッジ本体の奥行は前
   記幅の３ないし５倍である薄形のインクジェット用イン
   クカートリッジであって、前記多孔質体はインク供給口
   の近傍部分は前記インク供給管の挿入によって圧縮され
   る圧縮可能領域であり、該圧縮可能領域に連続してイン
   ク供給管の挿入には関係なく圧縮された多孔質体の高圧
   縮部が形成され、多孔質体に接するインクカートリッジ
   本体の内面には大気を通す大気供給路を設けたことを特
   徴とするインクジェット用インクカートリッジ。
2. 【請求項２】 インクカートリッジ本体の内面に突出さ
   せて設けたリブによって前記多孔質体の高圧縮部および
   大気供給路を形成したことを特徴とする請求項１記載の
   インクジェット用インクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記リブはインク供給口に近付くに従っ
   てインクカートリッジ本体内面からの突出寸法が大きく
   形成してあることを特徴とする請求項１または２記載の
   インクジェット用インクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記リブは下側にいくにつれてインクカ
   ートリッジ本体内面からの突出寸法が大きく形成してあ
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   のインクジェット用インクカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記多孔質体の高圧縮部は、多孔質体の
   部品加工時に大きく形成してインクカートリッジ本体に
   圧縮挿入し、インクカートリッジ本体の内面に設けたリ
   ブまたは溝によって大気供給路を形成したことを特徴と
   する請求項１記載のインクジェット用インクカートリッ
   ジ。