JPH08187874A

JPH08187874A - インクタンクおよびそれを搭載するインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08187874A
Application number: JP7004264A
Authority: JP
Inventors: Yohei Sato; 陽平佐藤; Masaaki Izumida; 昌明泉田; Jun Kawai; 潤河合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 1996-07-23
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: JP3122323B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクを消費することなく記録ヘッドに負圧
力を発生させる。【構成】インクタンク１０は底に記録ヘッドへのイン
ク供給口１２を有し、インクタンク内に大気を流入させ
る管状体１４の下端が底部に開口１４Ｂされている。イ
ンクタンク１０内には通常は大気から密閉された空気層
２２が形成され、該空気層２２の空気は空気層２２から
タンク外への空気の排出のみを許容する一方向弁２０を
介して吸引可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッドに供給する
インクを収容するインクタンクおよび該インクタンクを
搭載して記録媒体に印字記録するインクジェット記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置に使用されるイ
ンクタンクは、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できるとともに、非
記録時においては吐出口からのインクの漏れなどを生じ
させないことが要求される。

【０００３】従来、主に用いられているインクジェット
記録装置用のインクタンクとしては、特公昭６３−６３
２４２号公報に開示されているものが知られている。こ
れは、インクタンク内に発泡材（吸収体）が配置され、
複数の吐出口を備えた記録ヘッドに連結されたインクジ
ェット記録カートリッジであり、記録ヘッドのインク吐
出部で安定したインクのメニスカスを維持するために、
インクタンク内に発泡材であるポリウレタンフォームの
ような吸収体をインクタンク内ほぼ全体に充填し、この
吸収体の毛細管力によってインクを保持するようにして
いる。そして、吸収体が最大保持可能なインク量よりも
やや少ないインクを保持させておくことにより内部負圧
を発生させ、記録ヘッドおよびインクタンクに振動など
の機械的衝撃や温度変化などの熱的衝撃が付与された場
合でも、記録ヘッドの吐出部やインクタンクの大気連通
部からインクが漏れ出さないようにしている。

【０００４】また、別の方法として、特公昭５６−６７
２６９号公報に記載されているインクタンクが知られて
おり、これはインクタンクの内部または外部に弾性体を
有し、変形自在のインク収納部を収容部体積が膨脹する
方向に付勢して記録ヘッド部に負圧力を与えるようにし
ている。

【０００５】これらの弾性体を用いたインクタンクは他
にも提案されているが、負圧力の発生原理は同じであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
６３−６３２４２号に記載されているタンク内全体に吸
収体を充填した方式は、使用されずに残るインクがあ
り、使用効率が十分といえない場合がある。

【０００７】従来この種インクタンクに収納される吸収
体としては、ウレタン樹脂の発泡体からなるものが多
い。ところが、かかるウレタン発泡体はその形成時に空
洞部（ポア）を包み込むような膜が形成され、多数のポ
アが互いに隔絶されてしまうので、インク含浸用吸収体
としての機能を果たさせるために、加熱，洗浄などの除
膜処理が施されている。

【０００８】しかしながら、上記除膜処理によっても膜
の完全な除去は極めて困難であって、実際にはポアにか
なりの膜の残滓が付着している。ウレタン発泡体をイン
クタンク内の吸収体として用いる場合には、インクタン
クの収容空間に対して圧縮した状態で収納されたり、あ
るいは、インク導出部接続部材との連通部において適切
な負圧の勾配を与えるためにその部分が圧縮されるが、
この圧縮時に、隣接するポア間で上述の膜の残滓が相補
しあい、インクの消費に伴って生ずべき吸収体内でのイ
ンクの流れを阻害する、すなわち、インクタンク外部へ
のインク供給性に支障を来すおそれがある。

【０００９】また、これらのウレタン樹脂などの発泡体
はインクに長期間浸漬していると、インク中への発泡体
の成分の溶出を生ずる場合があり、ウレタン樹脂自体の
劣化およびインクの物性を変化させてしまい、記録ヘッ
ドへのインクの安定供給に支障をきたしたり、印字品位
を悪化させる場合もある。

【００１０】一方、これらの発泡体を用いたインクタン
クは、発泡体のひとつひとつのポアにおけるインクのメ
ニスカス力にてタンク全体のインク保持力を発生するの
で、当然保持可能なインク量は制限されており、我々の
知見によると、インクタンク内容積の５０％〜７０％程
度しかインクを保持できず、それ以上インクを注入した
場合、適正な負圧力を得るためにはかなりの量のインク
をインクタンク内から抜き取らなければならない。

【００１１】また、特公昭５６−６７２６９号に記載さ
れているインクタンクは、インクタンクの内部または外
部に弾性体を有し、変形自在のインク収納部を収容部体
積が膨脹する方向に付勢して記録ヘッド部に負圧力を与
えているが、これらは弾性体が付勢されてない状態では
インク保持力が発生せず、弾性体に復元力が発生する状
態になるまでインクを抜かなければ負圧力は生じない。

【００１２】一方、これらの弾性体を用いたインクタン
クの負圧力は弾性体の変形量に応じて発生する負圧力が
当然に変化し、インクの残量が多いときと少ないときと
では負圧力が変化する。その結果、記録される印字物の
濃度も濃くなったり薄くなったりすることが生じ得る。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記従来例のウ
レタン樹脂などの発泡体を用いたインクタンクのさらな
る改善が可能な課題である使用効率の不十分さとインク
中への溶出とを解消するためにウレタン樹脂などの発泡
体を用いず、また弾性体を用いたインクタンクの問題点
であるインク残量による負圧力の変化を解消し、さらに
両者のようにインクを抜いて負圧力を発生させるような
インクの無駄を解消し、さらに良好な印字と高信頼性を
得ることのできるインクタンクおよびかかるインクタン
クを搭載するインクジェット記録装置を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、記録ヘッドに連通される
連通部を下方に備え、上方に大気から密閉された空気層
を残して液体のインクを収容するインクタンクにおい
て、インクタンク内の前記インクを消費することなく前
記空気層の圧力を大気圧より低減することを可能とする
低減可能手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、前記低減
可能手段は、前記インクの液面より上方でタンク外に連
通し下端が前記インクの液中に開口するよう配置された
連通部材と、前記空気層の空気をインクタンク外に排出
することのみを許容する一方向弁とを少なくとも備えて
いることを特徴とする。

【００１６】また、請求項３に記載の発明は、前記低減
可能手段は、さらに前記空気層を加圧する手段を備える
ことを特徴とする。

【００１７】また、請求項４に記載の発明は、前記加圧
手段は少なくとも前記空気層を加熱するヒータであるこ
とを特徴とする。

【００１８】また、請求項５に記載の発明は、前記加圧
手段はピストンポンプであることを特徴とする。

【００１９】また、請求項６に記載の発明は、前記低減
可能手段は、前記インクの液面より上方でタンク外に連
通し下端が前記インクの液中に開口するよう配置された
連通部材と、前記空気層を密閉しインクタンク外方に向
けて付勢された弁とを備えることを特徴とする。

【００２０】また、請求項７に記載の発明は、前記連通
部材には前記インクの液面より上方に、少なくとも液面
側の面が撥水性材料で形成された通気膜が配置されてい
ることを特徴とする。

【００２１】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
ないし７のいずれかに記載のインクタンクが搭載される
インクジェット記録装置であって、前記低減可能手段を
所定時に作動させる作動手段を備えることを特徴とす
る。

【００２２】また、請求項９に記載の発明は、前記作動
手段は、前記一方向弁を介して前記空気層から空気を吸
引する吸引手段を備えていることを特徴とする。

【００２３】また、請求項１０に記載の発明は、前記作
動手段は、前記空気層を密閉しインクタンク外方に向け
て付勢された弁を開放する手段と、該弁を介して前記空
気層から空気を吸引する吸引手段とを備えていることを
特徴とする。

【００２４】また、請求項１１に記載の発明は、前記作
動手段は、前記ヒータに通電する手段を備えることを特
徴とする。

【００２５】また、請求項１２に記載の発明は、前記作
動手段は、前記ポンプを駆動する手段を備えることを特
徴とする。

【００２６】

【作用】請求項１に記載の発明にかかるインクタンク
は、インクタンク内のインクを消費することなく空気層
の圧力を大気圧より低減することを可能とする低減可能
手段を備えているので、インクジェット記録装置に装着
された際、低減動作を行うことによりインクを消費する
ことなく空気層の圧力を負圧に保つことができる。

【００２７】請求項２に記載の発明にかかるインクタン
クによれば、インクタンク内のインクの消費にともない
連通部材の開口よりインクタンク内に断続的に空気が流
入する。このとき、インク消費による空気層の減圧状態
と開口におけるメニスカス力に応じて、記録ヘッドへの
連通部、ひいては記録ヘッドのインク吐出口に対して、
インクタンクはインクをインクタンク内に引き込む方向
の負圧力を発生させる。これにより記録ヘッドには適度
の負圧力が加わり、インクの安定供給はもとより、良好
な印字品位が得られる。また、この負圧力はインク消費
を中断しても引き続き残存し、記録ヘッドからのインク
の漏れが防がれる。一方、物流を経て使い初めの装着時
では、連通部材内のインク液面とインクタンク内のイン
クの液面がほぼ同一高さの状態になっている場合があ
る。この状態では負圧力は発生しないが、一方向弁を介
して空気層の空気をインクタンク外に排出することによ
り、空気層を大気圧に対して減圧状態にし、かつ開口に
おいてメニスカスを発生させ、上述の如き負圧力を発生
させることができる。

【００２８】また、請求項３に記載の発明によれば、空
気層を加圧する手段を作動させると、加圧された空気の
一部は一方向弁を介してインクタンク外に排出される。
そして、この加圧が停止されると一方向弁が閉じ外部か
らの空気の流入がないので、空気層は所定の減圧状態に
維持される。

【００２９】請求項４に記載の発明によれば、上記加圧
がヒーター加熱による空気の熱膨張により行われる。

【００３０】また、請求項５に記載の発明によれば、上
記加圧がポンプによる空気の圧縮により行われる。

【００３１】請求項６に記載の発明によれば、インクジ
ェット記録装置に装着された際、空気層を密閉しインク
タンク外方に向けて付勢された弁を開き、空気層の空気
をインクタンク外に排出した後、弁を閉じることによ
り、空気層を減圧状態にして負圧力を発生させることが
できる。

【００３２】さらに、請求項７に記載の発明によれば、
少なくとも液面側の面が撥水性材料で形成された通気膜
が設けられているので、インクのはね出しなどによる漏
出が防止される。

【００３３】請求項８に記載の発明によれば、作動手段
を所定時に作動させることによって、搭載されたインク
タンクの空気層を減圧状態にし、所定時に記録ヘッドに
負圧力を発生させることができる。

【００３４】請求項９に記載の発明によれば、搭載され
たインクタンクの空気層の空気が一方向弁を介して吸引
手段により吸引され、空気層が減圧される。

【００３５】請求項１０に記載の発明によれば、搭載さ
れたインクタンクの空気層の空気が弁開放手段により開
けられた弁を介して吸引手段により吸引されて、空気層
が減圧される。

【００３６】請求項１１に記載の発明によれば、搭載さ
れたインクタンクのヒーターに通電手段により通電する
ことによって、空気層の空気を熱膨張させ一方向弁を介
して一部を排出する。そして、通電停止後の熱収縮によ
り空気層が減圧される。

【００３７】請求項１２に記載の発明によれば、搭載さ
れたインクタンクのポンプが駆動手段により駆動される
ことによって、空気層の空気が加圧され一方向弁を介し
て一部が排出される。そして、駆動停止後のピストンの
戻りによって空気層が減圧される。

【００３８】

【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。

【００３９】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
の外観構成を表す斜視図であり、図２，図３はその断面
図である。

【００４０】インクタンク１０は、記録ヘッド部３０に
連通される連通部としてのインクの供給孔１２が底部に
形成された本体１１と、該本体１１の上部を覆う蓋１３
とから形成されている。

【００４１】蓋１３には一体的に、段部１４Ａを備えた
中空の管状体１４が、その下端の開口１４Ｂをインクタ
ンク本体１１の底部近傍に位置されて形成されている。
そして、該管状体１４の上端には、中心に大気連通孔１
５Ａが形成された小蓋１５が嵌装され、段部１４Ａに
は、少なくとも液面側の面が撥水性の材料にて形成され
た通気膜１６が配置されている。

【００４２】なお、１７はインクタンク１０に収容され
る液体インクであり、その最高液面を１７Ａで示す。

【００４３】さらに、蓋１３には一体的に、第１および
第２の段部１８Ａおよび１８Ｂを備えた筒状の弁収容体
１８が形成されており、第１の段部１８Ａには上述の通
気膜１６と同じ通気膜１９が配置され、第２の段部１８
Ｂには後で詳述する一方向弁２０（インクタンク１０内
から外への空気の排出のみ許す）を構成する弁体２０Ａ
が配置されている。また、弁収容体１８の上端には中心
に空気排出孔２１Ａが形成された小蓋２１が嵌装されて
いる。

【００４４】なお、上述の構成において、通気膜１６お
よび１９はいずれもインクの最高液面１７Ａよりも上方
に位置するように、段部１４Ａおよび第１段部１８Ａは
位置されている。

【００４５】しかして、蓋１３と最高液面１７Ａとの間
には空気層２２が形成され、この空気層２２は通常は大
気から密閉されている。

【００４６】以上の構成によれば、インクタンク１０内
のインク１７がインク供給孔１２から供給されて消費さ
れると、図３に示すように管状体１４よりインクタンク
１０内に断続的に空気が流入する。このとき、インク消
費による空気層２２の減圧と開口１４Ｂに形成されるメ
ニスカス力とによって、インク供給孔１２ひいては記録
ヘッド部３０のインク吐出口に対して、インクタンク１
０はインク１７をインクタンク１０内に引き込む方向の
負圧力を発生させる。これにより記録ヘッド部３０には
適度の負圧力が加わり、インクの安定供給はもとより、
良好な印字品位が得られる。

【００４７】また、この負圧力はインク消費を中断して
も引き続き残存し、記録ヘッド部３０の吐出口からのイ
ンクの漏れも防ぐことができる。

【００４８】さらには、通気膜１６はインクタンク１０
の持ち運び中に加わる振動などに起因してインク１７が
大気連通孔１５Ａより外に漏出しないように具備されて
いる。

【００４９】本発明者の実験によると、その成分が、グリセリン５．０％チオジグリコール５．０％尿素５．０％イソプロパノール４．０％Ｈ₂ Ｏ７８．０％染料３．０％で表面張力が５０ｄｙｎｅ／ｃｍのインクおよび、管状
体１４の部分の材質にポリプロピレンを用い、管状体１
４の内径を０．３８ｍｍとしたところ、インクタンク１
０の供給孔１２にて−４５ｍｍＡｑ程度の負圧力が得ら
れた。この系にて他の組成の表面張力の異なるインク
ないしを使用したときの負圧力を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】他の組成のインクに対して同等の負圧力を
得るには、管状体１４の内径および材質を変えることで
達成できる。

【００５２】実験によると、これらの負圧力はインク１
７の液面の高さによらず、初期より使いきり直前までほ
ぼ一定の値を示した（図１６参照）。換言すれば、初期
より使いきり直前までほぼ一定の安定した印字品位を提
供するということである。

【００５３】なお、通気膜１６としては、材質がポリテ
トラフロロエチレンであり、それを延伸させることによ
り無数の微孔を作成した材料にさらに撥油処理を施した
ものを用いた。またその孔径は０．１μｍ〜３．０μｍ
の通気膜を用いた。

【００５４】また、インクタンク１０は空気排出孔２１
Ａと、一方向弁２０と、通気膜１９とを具備している
が、この一方向弁２０は図中矢印Ａの方向、つまりイン
クタンク１０内から外へ内部の空気が排出されることの
みを許しているので、通常は閉塞されており、インク消
費による負圧力発生には影響を与えない。

【００５５】ここで、一方向弁２０の詳細を図６および
７を参照して説明する。

【００５６】図６は一方向弁２０の一具体例を表す断面
図である。

【００５７】インクタンク１０の蓋１３に一体に形成さ
れた筒状の弁収容体１８には第１および第２の段部１８
Ａおよび１８Ｂが設けられ、通気膜１９は第１段部１８
Ａに配置されている。そして、第２段部１８Ｂには薄膜
からなる弁体２０Ａが配置され、弁座を構成する第２段
部（以下弁座とも称す）１８Ｂと薄膜の弁体２０Ａとの
間にはシリコンオイルなどの粘性封止剤２０Ｂが介在さ
れ、両者は密着されている。このとき粘性封止剤２０Ｂ
は密着力を発生して圧力差のほとんどない場合の閉塞性
を保つ。粘性封止剤は、シリコンオイルなどのように揮
発性がなく、粘度が５０〜５００ｃｓｔ程度の液状の物
質を好ましく用いることができる。

【００５８】次にこの動作を説明する。インクタンク１
０内の内圧が外圧に対して相対的に上昇すると薄膜の弁
体２０Ａはタンクの外に向って押し上げられる。弁体２
０Ａは、所定の圧力差になると弁座１８Ｂとの間の粘性
封止剤２０Ｂの一部が開放し、図７に示すように通気路
を形成する。そしてこの開放により圧力差が緩和される
と、薄膜の弁体２０Ａの持つ弾性と粘性封止剤２０Ｂの
表面張力とによって速やかに通気路は閉塞される。この
薄膜の弁体２０Ａとして、材質がポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）フィルムでその寸法が厚さ２５〜１０
０μｍ，直径が１３ｍｍの円形のものを用いて良好な結
果が得られた。

【００５９】次に、上述の一方向弁２０の他の具体例に
つき、図８および９を参照して説明する。なお、上述の
例と同一機能部位には同一符号を付し重複説明を避け
る。

【００６０】図８は一方向弁２０の別の具体例を表す断
面図である。

【００６１】本例における弁体２０Ｃは、その材質が塩
素化ブチルゴムなどの弾性体で、きのこ状に形成されて
おり、インクタンク１０内と大気との間に圧力差が生じ
ると、弁体２０Ｃの変形により弁座１８Ｂとの密着性が
破れ、通気路が形成されタンク内の空気を外部に排出す
る。

【００６２】図９は一方向弁２０のさらに別の具体例を
表す断面図である。

【００６３】弁体２０Ｄは弁座１８Ｂと密着したとき密
閉性のよい部材で形成されており、またバネ部材２０Ｅ
にて弁座１８Ｂと密着する方向に付勢されている。イン
クタンク１０内と大気との間に圧力差が生じると、バネ
部材２０Ｅの変形により弁座１８Ｂと弁体２０Ｄとの密
着性が破れ、通気路が形成されタンク内の空気を外部に
排出する。

【００６４】それぞれの一方向弁について、インク液面
側の面が撥水性の材料にて形成された通気膜１９が配置
され、空気のみを空気排出孔２１Ａより排出するように
なっていること前例と同じである。

【００６５】次に、図４および図５を参照してインクタ
ンク１０内の空気層２２を減圧状態にし負圧力を発生さ
せる方法を具体的に説明する。

【００６６】図４のインクタンク１０は、物流を経て初
めてインクジェット記録装置に装着された時の状態を示
している。図中４０は後述するインクジェット記録装置
の吸引ポンプに接続チューブ４２を介して接続されたキ
ャップである。キャップ４０はインクタンク１０と密着
性がよく、その内部空間４１を密閉できる部材よりな
る。

【００６７】インクタンク１０の装着後、キャップ４０
をインクタンク１０と図５に示すように密着させる。次
にインクジェット記録装置の吸引ポンプを作動させる
と、空間４１の空気は矢印Ｂの方向に吸われて、その結
果、空間４１の空気は大気圧に対して減圧状態になる。
所定の減圧値になると、一方向弁２０が開放して、次に
インクタンク１０内の空気層２２の空気が吸引される。
空気層２２の圧力が大気圧に対して相対的に低くなる
と、管状体１４内のインク液面が下降して、最後はある
程度の減圧値を保ちつつ開口１４Ｂにてメニスカス力が
発生する。ここでポンプ動作を停止し、キャップ４０を
インクタンク１０から離すと、一方向弁２０は速やかに
閉鎖するので、インクタンク１０内の空気層２２の減圧
状態が保持され、記録ヘッド３０に対して負圧力を発生
する。

【００６８】（実施例２）図１０は本発明の第２の実施
例の一部を示した断面図である。

【００６９】本実施例は、上述の一方向弁２０に代えて
空気層２２を密閉しインクタンク外方に向けて付勢され
た弁５０を備えたものであり、その他の構成は前実施例
と同じである。

【００７０】すなわち、本実施例では、蓋１３に前実施
例と同様に第１および第２の段部１８Ａおよび１８Ｂを
備えた筒状の弁収容体１８が一体に形成され、その上端
には中心に空気排出孔２１Ａが形成された小蓋２１が嵌
装されている。そして、弁体５０Ａがバネ部材５０Ｂに
て小蓋２１の空気排出孔２１Ａの周縁部（以下、弁座と
も称す）２１Ｂと密着するようにインクタンク外方に向
けて付勢されている。印字中は弁体５０Ａと弁座２１Ｂ
の密着により空気排出孔２１Ａからの空気の流通がなく
印字中の負圧力に影響を与えないようにバネ部材５０Ｂ
の付勢力が設定されている。

【００７１】弁体５０Ａは弁座２１Ｂと密着したとき密
閉性のよい材料で形成されている。

【００７２】次に装着時などにインクタンク１０内の空
気層２２を減圧状態にし初期の負圧力を発生する方法を
具体的に説明する。

【００７３】図中の４０はインクジェット記録装置の吸
引ポンプに接続されたキャップである。キャップ４０は
前述のようにインクタンク１０と密着性がよい部材より
なる。本例では、開閉部材４３が接続チューブ４２に支
持腕４４でもって支持され、キャップ４０と装着時に連
動し、弁体５０Ａを押し空気排出孔２１Ａの空気流通を
可能にする。

【００７４】インクタンク１０の装着後、キャップ４０
をインクタンク１０に密着するよう接近させ、同時に、
開閉部材４３でもって弁体５０Ａを押し空気排出孔２１
Ａを開放する。この状態でインクジェット記録装置の吸
引ポンプを作動させ空間４１およびインクタンク１０の
空気層２２を大気に対して減圧状態にする。空気層２２
の圧力が大気圧に対して相対的に低くなると、前述の場
合と同様に管状体１４内のインク液面が下降して、最後
はある程度の減圧値を保ちつつ開口１４Ｂにてメニスカ
ス力が発生する。ここで開閉部材４３による弁体５０Ａ
の押圧を解除すべく移動させると、キャップ４０がイン
クタンク１０に密着しインクタンク１０の空気層２２の
減圧状態が保持されたまま、弁体５０Ａはバネ部材２４
の復元力によって空気排出孔２１Ａを塞ぐ。この後、ポ
ンプ動作を終了しキャップ４０をインクタンク１０から
離す。

【００７５】ここで発生した負圧力は、その後の印字中
および印字後も保持される。しかし、長期にわたり印字
せずに放置した場合には、インク１７の蒸発などにより
空気層２２の減圧状態が変化する場合がある。このよう
な場合も考慮して、これらの吸引動作は装着時のみなら
ず、タイマーによる所定時間経過毎や印字開始毎などに
実行するのもよい。この吸引動作はインクの消費を伴わ
ないので、インク使い切りまでに何回行われてもインク
を無駄にすることはない。

【００７６】なお、本実施例の負圧力調整機能は管状体
１４とその開口１４Ｂにて行われるが、インクタンク内
が空気層とインク層に分かれているタンクにおいて、別
の負圧力調整機能をもつインクタンクでも実施できるこ
とは言うまでもない。

【００７７】（実施例３）図１１，図１２は本発明の第
３の実施例を示した断面図である。この実施例は実施例
１の構成にさらに空気層の加圧手段としてのヒーターを
付加的に設けたものである。

【００７８】図中の２０は実施例１で示した一方向弁で
あり、インクタンク１０の内側の圧力がインクタンク外
側の圧力に比べて相対的に高くなったときのみ開放す
る。ヒーター６０はインクタンク１０の内部で最高液面
１７Ａの上方の壁面に設けられていてインクジェット記
録装置の制御部からの信号により通電が制御される。

【００７９】本実施例においては、インクタンク１０が
インクジェット記録装置に装着されると、記録装置から
のＯＮ信号にてヒーター６０が加熱される。ヒーター６
０にてインクタンク１０内が加熱されると、インクタン
ク１０内の空気層２２の空気は体積膨脹し、空気層２２
は大気に対して加圧状態になる。このとき記録ヘッド部
３０のインク吐出口のメニスカス力は、一方向弁２０の
開放圧力より十分に大きいので（一方向弁２０の開放圧
力は十分小さく設定する）、吐出口よりインクが漏れ出
だすことなく先に一方向弁２０が開放し、空気の一部が
排出されることによりインクタンク１０内は開放圧力状
態に維持される。ここで、ヒーター６０による加熱を停
止すると、図１２に示すように、一方向弁２０が閉鎖
し、この後インクタンク１０内の空気層２２は徐々に冷
却して、体積収縮を始め、空気層２２は大気圧に対して
減圧状態になっていく。減圧状態が進んでいくと管状体
１４を介して空気がインクタンク１０内に流入して行
き、空気層２２が所定の減圧値を維持しつつ開口１４Ｂ
にてメニスカスが形成される。

【００８０】ここで発生した空気層２２の減圧状態およ
び負圧力はその後の印字中および印字後も保持される。
しかし長期にわたり印字せずに放置した場合に、インク
の蒸発などにより空気層２２の減圧状態が変化する場合
がある。このような場合も考慮してこれらの加熱動作は
装着時のみならず、タイマーによる所定時間経過毎や印
字開始毎などに実行するのもよい。この加熱動作は機械
的な操作を必要としないので、構成が簡単であり、また
インクの消費を伴わないので、インク使い切りまでに何
回行われてもインクを無駄にすることはない。

【００８１】また本実施例では一方向弁２０を用いた
が、実施例２で示したような弁５０を設けインクジェッ
ト記録装置に接続する開閉部材にてヒーター加熱時、空
気排出口２１Ａを開放するようにしてもよい。

【００８２】一方、インクタンク１０内の内部のヒータ
ー６０による加熱のみならず、インクタンク全体を外部
より加温する機構にても同様の効果が生ずるのは言うま
でもない。

【００８３】（実施例４）図１３，図１４および図１５
は本発明の第４の実施例を表す断面図である。

【００８４】図中の２０は実施例１で示した一方向弁で
あり、インクタンク内側の圧力がインクタンク外側の圧
力に比べて相対的に高くなったときのみ開放する。図中
７０は、加圧手段としてのポンプであり、蓋１３と一体
に形成されたシリンダー７１内にピストン７２が摺動自
在に嵌装されている。ピストン７２は、密着性のよいゴ
ム等の弾性材料からなる。ピストン７２はシリンダー７
１と円周上で隙間なく密着されているのでここでの空気
の流通はない。シリンダー７１の底部と空気層２２とは
ポンプ吐出口７３を介して連通され、ピストン７２はバ
ネ部材７４にてインクタンク１０内の容積が最大になる
ようにシリンダー７１の端部に嵌装された小蓋７５に向
けて付勢されている。なお、小蓋７５の中心には押し部
材７６が挿通される挿通孔７５Ａが形成されている。

【００８５】本実施例においては、インクタンク１０が
インクジェット記録装置に装着されると、インクジェッ
ト記録装置に装備された押し部材７６がピストン７２を
インクタンク１０の容積が小さくなる方向に押し下げる
（図１４）。

【００８６】このときインクタンク１０内の空気層２２
は大気に対して圧力が高くなり、この結果、一方向弁２
０を開放する。記録ヘッド部３０のインク吐出口のメニ
スカス力は、一方向弁２０の開放圧力より十分に大きい
ので（一方向弁２０の開放圧力は十分小さく設定す
る）、吐出口よりインクが漏れ出すことなく先に一方向
弁２０が開放し、インクタンク１０内は開放圧力にな
る。

【００８７】次に、押し部材７６の押圧を解除すると、
ピストン７２はバネ部材７４の復元力によって、インク
タンク１０の容積が最大になる方向に移動する（図１
５）。このとき一方向弁２０は空気のタンク内への流入
を許さず、記録ヘッド３０の吐出口のメニスカス力は十
分大きいので、ピストン７２が容積最大方向に戻るにつ
れ空気層２２には管状体１４の開口１４Ｂより空気が取
り入れられ、空気層２２がある所定の減圧状態となった
とき、開口１４Ｂからの空気の流入が停止する。

【００８８】ここで、ピストン７２の押す体積、つまり
ピストン７２のストロークと面積との積は管状体１４の
通路の容積より十分大きいことが好ましい。

【００８９】ここで発生した空気層２２の減圧状態およ
び負圧力はその後の印字中および印字後も保持される。
しかし長期にわたり印字せずに放置した場合に、インク
の蒸発などにより空気層２２の減圧状態が変化する場合
がある。このような場合も考慮してこれらのピストン押
し動作は装着時のみならず、タイマーによる所定時間経
過毎や印字開始毎などに実行するのもよい。このピスト
ン押し動作はインクの消費を伴わないので、インク使い
切りまでに何回行われてもインクを無駄にすることはな
い。

【００９０】また本実施例では一方向弁２０を用いた
が、実施例２で示したような弁体５０を設けインクジェ
ット記録装置に接続する開閉部材にてピストン７２を押
したとき空気排出孔２１Ａを開放し、ピストン７２がタ
ンク容積を最小にするまで移動したとき弁５０を閉鎖す
るようにしてもよい。

【００９１】一方、ピストンの代わりにゴム袋などの弾
性部材を利用してもよい。弾性部材を利用しなくてもタ
ンク本体の一部を外部より押圧する機構にしても同様の
効果が生ずるのは言うまでもない。

【００９２】本実施例の、負圧力調整機能は管状体１４
とその開口１４Ｂにて行われるが、インクタンク内が空
気層とインク層に分かれているタンクにおいて、別の負
圧力調整機能をもつインクタンクでも実施できる。

【００９３】次に、上述の実施例によるインクタンク１
０とインクジェット記録ヘッド３０とを結合して得られ
るインクジェット記録ヘッドカートリッジ１００が搭載
されるインクジェット記録装置２００の一例につき、図
１７を参照して説明する。

【００９４】本例におけるインクジェット記録装置２０
０においては、断面コ字状のフレーム２０２に水平方向
に配置されたガイドロッド２０４に往復動自在に案内さ
れるキャリッジ２０６上に、インクジェット記録ヘッド
カートリッジ１００が、吐出口が配列された吐出面を下
向きにして搭載されている。また、このキャリッジ２０
６、記録媒体２０８を搬送するための搬送ローラ２１０
などを駆動する駆動源としてのモーター２１２、駆動源
からの動力をキャリッジ２０６に伝えるための螺旋溝付
のキャリッジ軸２１４などを有している。さらに、周知
の如く、インクジェット記録ヘッド３０に、インクを吐
出するための制御信号を供給する信号供給手段（不図
示）を備えている。

【００９５】さらに、ホームポジション位置にはゴム部
材などからなるキャップ２１６が配置され、記録ヘッド
カートリッジ１００がホームポジションに戻ったとき
に、記録ヘッド３０の実際にインクを吐出する吐出口で
のインクの固着（乾燥）を防止すべく吐出面全体を覆
う。また、キャップ２１６は図示しないポンプに接続さ
れていて、長期間放置されて、高粘度になったインクな
どを印字開始前などに吸い上げて、吐出口内のクリーニ
ングを行うためにも用いられる。さらにフレーム２０２
の上方にはモーター２３０が設けられ、モーター２３０
はインクタンク１０の空気排出孔２１Ａに連通すべくイ
ンクタンク１０の上面に当接する前述のキャップ４０を
上下方向に駆動するためのものである。

【００９６】キャップ４０は前述のように、接続チュー
ブ４２を介して吸引ポンプとしてのピストンポンプ２３
２に接続されている。ピストンポンプ２３２はモーター
２３４によって駆動され、ピストンポンプ２３２のシリ
ンダ内を容積変化させることで、前に説明したように、
キャップ４０を介してインクタンク１０内の空気を吸引
する。

【００９７】ここでは、ピストン式のポンプについて述
べたが、これに限らずその他の方式のポンプでもよいこ
とは言うまでもない。

【００９８】なお、図１０に示した第２の実施例になる
インクタンク１０の場合には、キャップ４０内に開閉部
材４３を配置したものを用いればよく、図１３に示した
第４の実施例になるポンプ７０を備えたインクタンク１
０の場合には、押し部材７６を上下方向に駆動するため
のモーター（不図示）を、上記キャップ４０用のモータ
ー２３０に並べて配置するようにすればよい。

【００９９】

【発明の効果】本発明によれば、インクタンクに従来の
ウレタン樹脂などの発泡体を用いないので、問題点であ
る使用効率の不十分さとインク中への溶出を解消するこ
とができ、使用できるインク量も増える。弾性体を負圧
力発生源としたインクタンクのようにインクの使い始め
と使い終りで負圧力が変化するという問題も解消した。

【０１００】さらに両者に対して、負圧力を発生するま
でインクを抜かねばならぬという無駄も解消できるとい
う優れた効果を奏し、良好な印字と高信頼性を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のインクタンクの外観を
表す斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例のインクタンクを表す断
面図である。

【図３】本発明の第１の実施例のインクタンクを表す断
面図である。

【図４】本発明の第１の実施例のインクタンクの吸引手
段との関係を表す断面図であり、キャップが当接する前
の状態を示す。

【図５】本発明の第１の実施例のインクタンクの吸引手
段との関係を表す断面図であり、キャップが当接した後
の状態を示す。

【図６】本発明の第１の実施例のインクタンクの一方向
弁の詳細を表す拡大断面図であり、閉鎖時を示す。

【図７】本発明の第１の実施例のインクタンクの一方向
弁の詳細を表す拡大断面図であり、開放時を示す。

【図８】本発明の第１の実施例のインクタンクの別の一
方向弁を表す断面図である。

【図９】本発明の第１の実施例のインクタンクのさらに
別の一方向弁を表す断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例のインクタンクの一部
を表す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施例のインクタンクを表す
断面図であり、加熱状態を示す。

【図１２】本発明の第３の実施例のインクタンクを表す
断面図であり、冷却状態を示す。

【図１３】本発明の第４の実施例のインクタンクを表す
断面図であり、ポンプ不作動時を示す。

【図１４】本発明の第４の実施例のインクタンクを表す
断面図であり、ポンプ作動時を示す。

【図１５】本発明の第４の実施例のインクタンクを表す
断面図であり、ポンプ作動終了時を示す。

【図１６】本発明のインクタンクの負圧力の変化を表わ
すグラフである。

【図１７】本発明のインクタンクが搭載されるインクジ
ェット記録装置の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０インクタンク１２供給口１４管状体１４Ｂ開口１５Ａ大気連通口１６，１９通気膜１７インク２０一方向弁２１Ａ空気排出口２２空気層３０記録ヘッド部４０キャップ４３開閉部材５０弁６０ヒーター７０ポンプ７２ピストン７６押し部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドに連通される連通部を下方に
備え、上方に大気から密閉された空気層を残して液体の
インクを収容するインクタンクにおいて、インクタンク内の前記インクを消費することなく前記空
気層の圧力を大気圧より低減することを可能とする低減
可能手段を備えたことを特徴とするインクタンク。
【請求項２】前記低減可能手段は、前記インクの液面
より上方でタンク外に連通し下端が前記インクの液中に
開口するよう配置された連通部材と、前記空気層の空気をインクタンク外に排出することのみ
を許容する一方向弁とを少なくとも備えていることを特
徴とする請求項１のインクタンク。
【請求項３】前記低減可能手段は、さらに前記空気層
を加圧する手段を備えることを特徴とする請求項１また
は２のインクタンク。
【請求項４】前記加圧手段は少なくとも前記空気層を
加熱するヒータであることを特徴とする請求項３記載の
インクタンク。
【請求項５】前記加圧手段はピストンポンプであるこ
とを特徴とする請求項３のインクタンク。
【請求項６】前記低減可能手段は、前記インクの液面
より上方でタンク外に連通し下端が前記インクの液中に
開口するよう配置された連通部材と、前記空気層を密閉しインクタンク外方に向けて付勢され
た弁とを備えることを特徴とする請求項１記載のインク
タンク。
【請求項７】前記連通部材には前記インクの液面より
上方に、少なくとも液面側の面が撥水性材料で形成され
た通気膜が配置されていることを特徴とする請求項２な
いし６のいずれかに記載のインクタンク。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載のイ
ンクタンクが搭載されるインクジェット記録装置であっ
て、前記低減可能手段を所定時に作動させる作動手段を
備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】前記作動手段は、前記一方向弁を介して
前記空気層から空気を吸引する吸引手段を備えているこ
とを特徴とする請求項８のインクジェット記録装置。
【請求項１０】前記作動手段は、前記空気層を密閉し
インクタンク外方に向けて付勢された弁を開放する手段
と、該弁を介して前記空気層から空気を吸引する吸引手段と
を備えていることを特徴とする請求項８のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項１１】前記作動手段は、前記ヒータに通電す
る手段を備えることを特徴とする請求項８のインクジェ
ット記録装置。
【請求項１２】前記作動手段は、前記ポンプを駆動す
る手段を備えることを特徴とする請求項８のインクジェ
ット記録装置。