JP2003127413A - インク供給装置及びプリンタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク収容量が大きく、構造が簡素であり、
傾斜時や圧力又は温度の変化が生じた場合でも、インク
が漏れないようにする。 【解決手段】 インク収容部２０と、インク収容部２０
内のインクが流下可能にインク収容部２０と連結された
インク室５１と、インク収容部２０とインク室５１との
間を開閉するためのものであって、両者間を閉塞するよ
うに付勢されるとともに、インク室５１からインクが供
給されたときに発生するインク室５１内の圧力の低下に
よってインク収容部２０とインク室５１との間を開放す
る弁５２とを備える。インク収容部２０は、外気と連通
する外気連通孔３２ａと、インク収容部２０の内部に延
在するとともにインク収容部２０のインク量が減少した
ときに空気を外気連通孔３２ａから取り込むための空気
導入管３２とを備える。空気導入管３２の一部にはイン
クを一時的に溜め込むバッファ部３２ｂを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク収容部から
所定量のインクを外部に送出するためのインク供給装置
と、このインク供給装置を適用したプリンタヘッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリンタヘッドに用いられるイン
ク供給装置としては、例えば以下のものが知られてい
る。図１１は、従来のこの種のインク供給装置の第１例
を示す図である。図１１において、インク収容部１０１
は、インクタンク１０１ａと、インク保持室１０１ｂと
に仕切られている。インクタンク１０１ａとインク保持
室１０１ｂとの間は、底面部で連通されている。

【０００３】インクタンク１０１ａ側には、インクが装
填されている。また、インク保持室１０１ｂの天面側に
は、外気と連通する外気連通孔１０２が形成されてい
る。さらにまた、インク保持室１０１ｂ内には、インク
を保持しておく多孔質体１０３が設けられている。さら
に、インク保持室１０１ｂの底面側には、インク送出部
１０４が形成されている。

【０００４】インクがインク送出部１０４から送り出さ
れると、空気がインクタンク１０１ａ側に入り、その空
気に相当する分のインクがインクタンク１０１ａからイ
ンク保持室１０１ｂ側に送られるとともに、多孔質体１
０３に保持される。ここで、多孔質体１０３の毛管力に
より、インクには吸い上げられる方向の力が加わってい
る。これにより、インク送出部１０４からインクが漏れ
ることはない。

【０００５】図１２は、従来のインク供給装置の第２例
を示す図である。図１２において、インク収容部１０５
の底面側には、上記第１例と同様に、インク送出部１０
４が形成されている。また、インク収容部１０５内に
は、内部にインクを収容した袋状体１０６が設けられて
いる。この袋状体１０６は、バネ１０７によって常時押
し広げる方向（図１２中、矢印方向）に力が加わってい
る。このバネ１０７の力により、袋状体１０６内部のイ
ンクには、吸い上げられる方向の力が加わっている。こ
れにより、上記第１例と同様に、インク送出部１０４か
らインクが漏れることはない。

【０００６】以上のように、プリンタヘッドに用いられ
るインク供給装置は、インク送出部１０４からインクが
漏れないように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術では、以下の問題があった。第１例では、インク保
持室１０１ｂ内に多孔質体１０３を設けているので、イ
ンク供給装置内の容積は、多孔質体１０３の分だけ小さ
くなる。よって、インク供給装置全体の大きさに対し
て、内部に収容できるインク量が少ないという問題があ
った。

【０００８】また、第１例のように外気連通孔１０２を
設けた場合、インク供給装置に振動が加わったり、イン
ク供給装置が傾斜したときに、外気連通孔１０２からイ
ンクがこぼれる可能性があるという問題があった。さら
に、圧力の低下又は温度上昇が起きたときに、インク収
容部１０１内の空気が膨張して、インク収容部１０１内
のインクが押し出され、外気連通孔１０２から漏れ出て
しまう可能性があるという問題があった。

【０００９】また、第２例では、バネ１０７を用いる方
式であるので、例えばインク収容部１０５を薄型にした
場合には、袋状体１０６の内部にバネ１０７を収納する
ことができなくなったり、製造工程が複雑化する等の製
造上の問題があった。また、バネ１０７を用いるもので
あるので、機構が複雑化し、コストも高くなるという問
題があった。

【００１０】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、インク収容量が大きく、構造が簡素であり、かつ
インク漏れがなく安定してインクを保持することができ
るようにするとともに、振動が加わったり傾斜した場
合、及び圧力又は温度の変化が生じた場合でも、インク
が漏れないようにすることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の解決手
段によって、上述の課題を解決する。請求項１の発明
は、インク収容部と、前記インク収容部の下側に配置さ
れるとともに前記インク収容部内のインクが流下可能に
前記インク収容部と連結され、インクを送り出すインク
送出部を有するインク室と、前記インク収容部と前記イ
ンク室との間を開閉するためのものであって、前記前記
インク収容部と前記インク室との間を閉塞するように付
勢されるとともに、前記インク室の前記インク送出部か
らインクが供給されたときに発生する前記インク室内の
圧力の低下によって前記インク収容部と前記インク室と
が連通するように移動される弁とを備え、前記インク収
容部は、外気と連通する外気連通孔と、前記外気連通孔
から前記インク収容部の内部に延在するとともに、前記
インク収容部から前記インク室にインクが送られたこと
によりインク量が減少したときに、そのインク量の減少
分に相当する分の空気を前記外気連通孔から前記インク
収容部の内部に取り込むための空気導入管とを備え、前
記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み可
能なバッファ部を備えることを特徴とするインク供給装
置である。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記インク収容部は、着脱可能に
形成されていることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記インク収容部は、着脱可能に
形成されており、前記インク収容部のインクの未使用時
には、前記空気導入管内を含む前記インク収容部内にイ
ンクが充填されていることを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１に記載のイン
ク供給装置において、前記インク収容部は、着脱可能に
形成されており、前記インク収容部のインクの未使用時
には、前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内に
インクが充填されていることを特徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載のインク供給装置において、
前記弁は、前記インク室内に設けられており、付勢部材
によって前記インク収容部側に付勢されていることを特
徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、インク供給装置とプリ
ンタヘッドチップとを含むプリンタヘッドであって、前
記インク供給装置は、インク収容部と、前記インク収容
部の下側に配置されるとともに前記インク収容部内のイ
ンクが流下可能に前記インク収容部と連結され、インク
を送り出すインク送出部を有するインク室と、前記イン
ク収容部と前記インク室との間を開閉するためのもので
あって、前記前記インク収容部と前記インク室との間を
閉塞するように付勢されるとともに、前記インク室の前
記インク送出部からインクが供給されたときに発生する
前記インク室内の圧力の低下によって前記インク収容部
と前記インク室とが連通するように移動される弁とを備
え、前記インク収容部は、外気と連通する外気連通孔
と、前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在
するとともに、前記インク収容部から前記インク室にイ
ンクが送られたことによりインク量が減少したときに、
そのインク量の減少分に相当する分の空気を前記外気連
通孔から前記インク収容部の内部に取り込むための空気
導入管とを備え、前記空気導入管の一部には、インクを
一時的に溜め込み可能なバッファ部を備えるものであ
り、前記プリンタヘッドチップは、発熱抵抗体を有する
とともに前記インク供給装置の前記インク室と連通され
たインク加圧室を基板上に複数並設し、前記発熱抵抗体
を駆動することで、前記インク加圧室内のインクをノズ
ルから吐出させるものであることを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明は、請求項６に記載のプリ
ンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記インク
収容部は、着脱可能に形成されていることを特徴とす
る。

【００１８】請求項８の発明は、請求項６に記載のプリ
ンタヘッドにおいて、前記インク供給装置の前記インク
収容部は、着脱可能に形成されており、前記インク収容
部のインクの未使用時には、前記空気導入管内を含む前
記インク収容部内にインクが充填されていることを特徴
とする。

【００１９】請求項９の発明は、請求項６に記載のイン
ク供給装置において、前記インク供給装置の前記インク
収容部は、着脱可能に形成されており、前記インク収容
部のインクの未使用時には、前記空気導入管内を除いた
前記インク収容部内にインクが充填されていることを特
徴とする。

【００２０】請求項１０の発明は、請求項６から請求項
９までのいずれか１項に記載のプリンタヘッドにおい
て、前記インク供給装置の前記弁は、前記インク室内に
設けられており、付勢部材によって前記インク収容部側
に付勢されていることを特徴とする。

【００２１】（作用）請求項１又は請求項６の発明にお
いては、インク室のインク送出部からインクが供給され
ると、インク室内の圧力が低下する。これにより、イン
ク室内では、インクを引き込もうとする吸引力が発生
し、この吸引力によって弁が移動され、インク収容部と
インク室とが連通し、インク収容部からインク室にイン
クが送られる。

【００２２】インク収容部からインク室にインクが送ら
れると、インク収容部内のインク量が減少するが、この
減少分に相当する分の空気が外気連通孔から空気導入管
を介してインク収容部内に取り込まれる。また、インク
収容部からインク室にインクが送られることにより、イ
ンク室内の圧力が定常状態に戻ると、弁は、インク収容
部とインク室との間を閉塞する。これにより、インク収
容部からインク室へのインクの送りは停止する。

【００２３】したがって、インク収容部内にインクを保
持する多孔質体等を設けるものではないので、インク収
容量を大きくすることができる。また、バネ等を用いて
インク収容部内の圧力を低くするものではなく、インク
収容部とインク室との間で気液交換を行うとともに、弁
によってインク収容部とインク室とを開閉するものであ
るので、構造を簡素にすることができる。そして、イン
ク漏れがなく安定してインクを保持することができる。

【００２４】また、空気導入管は、外気連通孔からイン
ク収容部の内部に延在するものであるので、空気導入管
内の全てにインクが満たされていない限り、インク供給
装置に振動が加わったり傾斜した場合でも、外気連通孔
からインクが漏れ出ることを防止することができる。さ
らにまた、圧力の低下又は温度上昇が起きたときに、イ
ンク収容部内の空気が膨張して空気導入管側にインクが
逆流しても、バッファ部にそのインクが溜められるの
で、外気連通孔からインクが漏れ出ることを防止するこ
とができる。

【００２５】また、請求項２から請求項４まで又は請求
項７から請求項９までの発明においては、インク収容部
は、インク供給装置から着脱可能である。したがって、
インク収容部をインクカートリッジとして交換すること
ができる。

【００２６】さらにまた、請求項３又は請求項８の発明
においては、インクの未使用時に、インク収容部内に
は、空気導入管内を含むインク収容部内にインクが充填
されている。この状態では、インク収容部の空気導入管
の外側に存在する密閉空気はわずかな量である。したが
って、圧力の低下又は温度上昇によって密閉空気の膨張
が生じても、空気導入管の外側に存在するインクの水位
の低下も、わずかとなる。よって、圧力の低下又は温度
上昇によって、空気導入管側へのインクの逆流量も、わ
ずかな量となる。これにより、外気連通孔からのインク
漏れを防止することができる。

【００２７】さらに、請求項４又は請求項９の発明にお
いては、インクの未使用時に、インク収容部内には、空
気導入管内を除いたインク収容部内にインクが充填され
ている。この状態において、圧力の低下又は温度上昇に
よって密閉空気の膨張が生じると、膨張した体積分に相
当するインクが空気導入管側に逆流するが、逆流したイ
ンクは、空気導入管のバッファ部に溜められる。これに
より、外気連通孔からのインク漏れを防止することがで
きる。

【００２８】請求項５又は請求項１０の発明において
は、インク室内に設けられた弁がインク室とインク収容
部との間の開閉を行う。したがって、インク供給装置の
小型化を図ることができるとともに、インク室とインク
収容部との間の開閉を簡素な構造で確実に行うことがで
きる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の一実施形態について説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態である
バブルインクジェットプリンタヘッド（以下、単に「プ
リンタヘッド」という。）１を示す正面の断面図であ
る。プリンタヘッド１は、インク供給装置１０と、プリ
ンタヘッドチップ１００とから構成されている。図１で
は、プリンタヘッドチップ１００は、外形のみを図示し
ている。

【００３０】インク供給装置１０は、インク収容部２０
と、弁部５０とを備える。さらに、インク収容部２０
は、インクタンク３０と、インク溜め部４１とを備え
る。インクタンク３０は、容器状体であり、内部にイン
クが装填されたものである。インクタンク３０の底面側
には、筒状のノズル部３１が形成されている。ノズル部
３１は、インク溜め部４１と連結する部分である。

【００３１】また、インクタンク３０の内部には、空気
導入管３２が設けられている。空気導入管３２は、イン
クタンク３０の上面側で開口されており、この部分が外
気と連通する外気連通孔３２ａを構成している。また、
空気導入管３２の中央付近には、外気連通孔３２ａや空
気導入管３２の下端部３２ｃの開口径より大きい径を有
するバッファ部３２ｂが設けられている。本実施形態で
は、図１に示すように、バッファ部３２ｂは、断面が略
菱形状に形成されたものであり、その内部にインクを溜
め込み可能である。

【００３２】インク溜め部４１は、インクタンク３０の
下側に配置されている。図１に示すように、インク溜め
部４１の基体は、上面の一部が円形状に開口されてお
り、それ以外の部分は密閉されている。また、上面の開
口された部分には、Ｏリング４３が取り付けられてい
る。インクタンク３０のノズル部３１の先端部がこのＯ
リング４３内に入り込むと、ノズル部３１とＯリング４
３とが隙間なく嵌め合う。さらにまた、インク溜め部４
１の底面側は、筒状に下方に延びており、弁部５０に連
結されている。

【００３３】弁部５０は、以下のインク室５１、弁５
２、バネ（付勢部材）５３及びインク送出部５４を備え
る。インク室５１は、インク溜め部４１の底面側から筒
状に延びる部分と一体となって形成され、略直方体状を
なすインク収容体である。このインク室５１の内部に
は、弁５２及びバネ５３が配置されている。弁５２は、
弁部５０側とインク収容部２０側との間を開閉するため
のものである。

【００３４】図１では、インク収容部２０側（インク溜
め部４１の底面側から筒状に延びる部分）と、弁部５０
側（インク室５１）とを開放する位置に配置された状態
を示しているが、定常状態では、弁５２は、バネ５３の
付勢力によってインク室５１の上面（インク溜め部４１
の底面側から筒状に延びる部分との連結部分）に押し付
けられており、弁部５０側とインク収容部２０側との間
を閉塞する位置に配置されている。

【００３５】なお、弁５２の材質は、その種類を問わな
いが、例えばゴム弾性体（エラストマー）から形成すれ
ば、高い閉塞性を有するので、好ましい。バネ５３は、
弁５２の下面側と、インク室５１の底面との間を連結す
るように取り付けられ、弁５２を上方向に付勢する圧縮
コイルバネである。インク送出部５４は、インク室５１
の底面側に設けられた筒状のものである。インク送出部
５４は、プリンタヘッドチップ１００側にインクを送り
出すためのものである。

【００３６】第１実施形態では、インクタンク３０がイ
ンクカートリッジとなり、プリンタヘッド１から着脱可
能に形成される。インクタンク３０の着脱構造として
は、例えば、図２に示す構造が挙げられる。

【００３７】図２は、ノズル部３１に設けられる弁構造
の一実施形態を示す図であり、開状態及び閉状態を併せ
て示す図である。先ず、上側の図の閉状態では、コイル
バネ３１ｄの付勢力により弁３１ｃは閉じられている。
そして、インクタンク３０のノズル部３１がインク溜め
部４１に装着されると、棒体３１ｅが弁３１ｃを押し上
げ、インクタンク３０のノズル部３１と、インク溜め部
４１とが連通するようになる。

【００３８】また、インクタンク３０をインク溜め部４
１から引き抜く際には、上記と逆の動作により、弁が３
１ｃが閉じられる。よって、インクタンク３０を装着す
る直前に、ノズル部３１の先端部が下方を向いている状
態であっても、内部のインクが漏れることはない。ま
た、インクタンク３０を交換するときに、インクタンク
３０を引き抜いたときには、直ちに弁３１ｃが閉じられ
るので、この時もまた、ノズル部３１の先端からインク
が漏れることはない。

【００３９】図３は、プリンタヘッド１の全体図（正面
の断面図）と、その全体図におけるＡ部を詳細に示す図
である。プリンタヘッドチップ１００は、基板１０１
と、フィルム１０３と、ノズルシート１０４等とを備え
る。

【００４０】基板１０１は、シリコン等の半導体基板か
らなるものであり、その一面（図３中、下面）に、発熱
抵抗体（ヒーター）１０２が形成されたものである。発
熱抵抗体１０２は、吐出するインクを加熱するためのも
のである。発熱抵抗体１０２の駆動制御等は、基板１０
１によって行われる。基板１０１には、図示しないが、
ロジックＩＣや、ドライバートランジスタ等が設けられ
ている。

【００４１】フィルム１０３は、基板１０１の図３中、
下面に積層されている。フィルム１０３は、例えば露光
硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、
基板１０１の発熱抵抗体１０２が形成された面の略全体
に積層された後、フォトリソプロセスによって不要部分
が除去されて、所定形状に形成される。これにより、フ
ィルム１０３は、各発熱抵抗体１０２の周囲部を略凹状
に囲むように形成される。この発熱抵抗体１０２を囲む
部分がインク加圧室１０５となる。よって、フィルム１
０３は、インク加圧室１０５の一部を形成している。

【００４２】ノズルシート１０４は、インクを吐出する
ためのノズル１０４ａが形成されたシート状部材であ
り、シート１０３の下層に積層されている。ノズル１０
４ａは、円形に開口された穴であり、各発熱抵抗体１０
２の下側に位置するように配置されている。なお、ノズ
ルシート１０４は、インク加圧室１０５の一部を形成し
ている。

【００４３】また、各インク加圧室１０５に連通するよ
うに、インク流路部１０６が形成されている。インク流
路部１０６は、インク供給装置１０から供給されたイン
クを各インク加圧室１０５に送り込むためのものであ
る。すなわち、インク流路部１０６と、上述のインク送
出部５４とが連通されている。よって、インク供給装置
１０から供給されるインクは、インク流路部１０６に流
れ込み、インク加圧室１０５内に充填される。

【００４４】以上のインク加圧室１０５やノズル１０４
ａは、基板１０１に、略直線状に多数並設されている。
そして、図３の全体図で示すように、各ノズル１０４ａ
からインクｉが吐出される。プリンタ制御部（図示せ
ず）からの指令によって、選択された発熱抵抗体１０２
に、短時間（例えば１〜３マイクロ秒程度）電流パルス
が流されることにより、その発熱抵抗体１０２が急速に
加熱される。その結果、発熱抵抗体１０２に接する部分
にインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によっ
て、ある体積のインクが押しのけられる。これによっ
て、ノズル１０４ａに接する部分の上記押しのけられた
インクと同等の体積のインクｉがインク液滴としてノズ
ル１０４ａから吐出され、紙等の印画対象体に着弾され
る。

【００４５】インク液滴が吐出されると、インク液滴を
吐出したインク加圧室１０５内に、吐出された量と同量
のインクが直ちに補充される。このインクは、インク供
給装置１０のインク送出部５４を通じて供給される。

【００４６】続いて、インクが吐出された後のインクの
供給について、より詳細に説明する。図４から図７まで
は、図３の詳細図で示したプリンタヘッドチップ１００
を示す断面図であって、インクが吐出された後、インク
がインク加圧室１０５に供給されるまでの様子を順を追
って示す図である。さらに、各プリンタヘッドチップ１
００の右側には、その状態における弁部５０の様子を併
せて示している。

【００４７】先ず、図４は、ノズル１０４ａからインク
ｉが吐出された瞬間の様子を示すものである。インク気
泡の膨張によって、インクｉが吐出されると、インク加
圧室１０５内には、吐出したインクｉに相当する分のバ
ブル（インク気泡）Ｂが発生する。この時点では、図４
に示すように、弁５２は、バネ５３の付勢力によってイ
ンク室５１の上面に押し付けられており、弁部５０とイ
ンク収容部２０との間を閉塞する位置に配置されてい
る。

【００４８】次に、図５さらには図６に示すように、バ
ブルＢは、次第に収縮する。この収縮に伴い、毛管力に
よって、インク加圧室１０５内にインクを引き込む力が
発生する。この引込み力の発生により、インクは、イン
ク加圧室１０５内に供給される。

【００４９】ここで、インク加圧室１０５、インク流路
部１０６、弁部５０のインク送出部５４（インク室５
１）は、それぞれ連通されている。したがって、インク
加圧室１０５から弁部５０のインク室５１までの連通す
る部分の圧力は、それまでの圧力より低くなる。このた
め、それまでのバランスが崩れ、インク室５１内では、
インクを引き込もうとする吸引力が発生し、バネ５３に
は、その付勢力に抗して圧縮される力が作用する。この
ため、弁５２は下方側に移動され、インク室５１の上面
が開放される。これにより、インク収容部２０側から弁
部５０側にインクが送り込まれる。

【００５０】そして、図７に示すように、インク加圧室
１０５内のバブルＢがなくなると、弁部５０のインク室
５１からインク加圧室１０５までの連通する部分の圧力
は、元の状態に戻り、インク室５１内では、インクを引
き込もうとする吸引力が消滅する。よって、バネ５３
は、その付勢力によって弁５２をインク室５１の上面に
押し上げ、弁５２は、再度、弁部５０とインク収容部２
０との間を閉塞する。

【００５１】説明を図１に戻す。インクがノズル１０４
ａから吐出される前、すなわちインク加圧室１０５内に
バブルＢが発生する前は、図１に示す状態でインクが平
衡状態にある。なお、図１では、空気導入管３２内には
インクがほとんどない状態を例に挙げている。次に、プ
リンタヘッドチップ１００側でインクが吐出されると、
弁５２がバネ５３の付勢力に抗して下方に移動され、イ
ンク室５１より上方にあるインク（インクタンク３０及
びインク溜め部４１を含むインク収容部２０内のイン
ク）が弁部５０側に流下する。

【００５２】そして、インク収容部２０内のインクがイ
ンク室５１に流下すると、インク収容部２０内のインク
が減少するが、このとき、空気導入管３２から外気がイ
ンクタンク３０内に入り込む。インクタンク３０内に入
り込んだ空気は、インクタンク３０の上方に送られる。

【００５３】インクが弁部５０及びプリンタヘッドチッ
プ１００側に送られ、弁部５０及びプリンタヘッドチッ
プ１００内の圧力が定常状態に戻ると、弁５２がバネ５
３の付勢力によって、インク室５１の上面に押し上げら
れ、再度、弁部５０とインク収容部２０との間を閉塞す
る。そして、インク収容部２０からインク室５１へのイ
ンクの流下が停止する。これにより、インクがノズル１
０４ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態とな
る。このとき、図１に示すように、空気導入管３２内に
インクがほとんどない状態で平衡状態となる。

【００５４】プリンタヘッドチップ１００側でインクが
吐出され、インクが使用されると、弁５２が開放され、
上記の動作を繰り返す。これにより、インクタンク３０
内のインクが徐々に減少していく。

【００５５】また、図１に示すように、外気連通孔３２
ａを有する空気導入管３２がインクタンク３０内部に設
けられるとともに、空気導入管３２の下端部３２ｃは、
インクタンク３０の上面より低い位置にあるため、イン
クタンク３０に振動が加わったり、傾斜した場合であっ
ても、インクタンク３０内のインクが外部に漏れ出るこ
とを防止することができる。

【００５６】さらに、圧力変化や温度変化に対しても、
インクタンク３０内のインクが漏れ出ることを防止する
ことができる。図８及び図９は、この効果を説明する図
である。図８は、常温、常圧時の状態を示し、空気導入
管３２内には、ほとんどインクがない状態を示してい
る。

【００５７】この状態で、圧力の低下又は温度上昇が起
こると、インクタンク３０内の空気導入管３２の外側に
ある空気（外気から遮断されてインクタンク３０の上方
部に存在する空気）が膨張する。この空気の膨張によ
り、図９に示すように、インクタンク３０内の空気導入
管３２の外側にあるインクの水位が低下する。そして、
この分だけインクが空気導入管３２側に逆流するが、こ
のインクは、空気導入管３２のバッファ部３２ｂ内に一
時的に溜められる。よって、インクタンク３０内のイン
クが外部に漏れ出ることを防止することができる。

【００５８】なお、インクタンク３０のインクの未使用
時は、空気導入管３２内にインクがない状態でも良い
が、インクが満たされている状態であっても良い。空気
導入管３２内にインクがない状態でインクタンク３０が
インク供給装置１に取り付けられると、最初の時点で図
１に示す状態となる。

【００５９】これに対し、空気導入管３２内を含むイン
クタンク３０内のほぼ全てにインクが満たされている状
態でインクタンク３０がインク供給装置１に取り付けら
れると、最初は、空気導入管３２内のインクのみが使用
される。これは、空気導入管３２内のみが外気連通孔３
２ａによって外気と連通されているためである。そし
て、空気導入管３２内のほぼ全てのインクが使用される
と、図１に示す状態となる。

【００６０】ここで、空気導入管３２内を含むインクタ
ンク３０内のほぼ全てにインクが満たされている状態で
は、インクタンク３０内の空気導入管３２の外側に存在
する密閉空気は、わずかな量である。このため、圧力の
低下又は温度上昇によって密閉空気の膨張が生じても、
空気導入管３２の外側に存在するインクの水位の低下
も、わずかとなる。よって、圧力の低下又は温度上昇に
よって、空気導入管３２側へのインクの逆流量も、わず
かな量となる。これにより、外気連通孔３２ａからイン
クが漏れ出すことはない。

【００６１】以上により、インクタンク３０のインクの
未使用時は、空気導入管３２内にインクがない状態、又
はインクが満たされている状態のいずれでも良く、いず
れの状態であっても、圧力の低下又は温度上昇によりイ
ンクタンク３０内のインクが外部に漏れ出ることを防止
することができる。

【００６２】（第２実施形態）図１０は、本発明の第２
実施形態であるプリンタヘッド１Ａを示す正面の断面図
である。第２実施形態では、インク収容部２０Ａにおい
て、インクタンク３０と弁部５０のインク室５１とが一
体で形成されたものである。よって、第２実施形態で
は、第１実施形態のようにインク溜め部４１やＯリング
４３は設けられていない。その他は第１施形態と同一で
ある。

【００６３】第２実施形態では、第１実施形態のよう
に、インクタンク３０をインクカートリッジとして用い
るものではない。第２実施形態のプリンタヘッド１Ａが
プリンタに適用された場合において、インクタンク３０
内のインクが無くなったときには、インク供給装置１０
Ａ全体を交換するか（この場合には、インク供給装置１
０Ａをプリンタヘッドチップ１００に対して着脱可能に
形成する必要がある）、又はプリンタヘッドチップ１０
０を含めてプリンタヘッド１Ａ全体を交換する。このよ
うに形成しても、第１実施形態と同様の効果が得られ
る。

【００６４】

【発明の効果】請求項１又は請求項６の発明によれば、
インク収容部内にインクを保持する多孔質体等を設ける
ものではないので、インク収容量を大きくすることがで
きる。また、バネ等を用いてインク収容部内の圧力を低
くするものではなく、インク収容部とインク室との間で
気液交換を行うとともに、弁によってインク収容部とイ
ンク室とを開閉するものであるので、構造を簡素にする
ことができる。そして、インク漏れがなく安定してイン
クを保持することができる。

【００６５】また、空気導入管内の全てにインクが満た
されていない限り、インク供給装置に振動が加わったり
傾斜した場合でも、外気連通孔からインクが漏れ出るこ
とを防止することができる。さらにまた、圧力の低下又
は温度上昇が起きたときに、インク収容部内の空気が膨
張して空気導入管側にインクが逆流しても、バッファ部
にそのインクが溜められるので、外気連通孔からインク
が漏れ出ることを防止することができる。

【００６６】請求項２から請求項４まで又は請求項７か
ら請求項９までの発明によれば、インク収容部をインク
カートリッジとして交換することができる。

【００６７】また、請求項３又は請求項８の発明によれ
ば、圧力の低下又は温度上昇によって密閉空気の膨張が
生じても、空気導入管側へのインクの逆流量は、わずか
な量であるので、外気連通孔からのインク漏れを防止す
ることができる。

【００６８】さらにまた、請求項４又は請求項９の発明
によれば、圧力の低下又は温度上昇によって密閉空気の
膨張が生じてインクが空気導入管側に逆流しても、その
インクは、空気導入管のバッファ部に溜められるので、
外気連通孔からのインク漏れを防止することができる。

【００６９】請求項５又は請求項１０の発明によれば、
インク供給装置の小型化を図ることができるとともに、
インク室とインク収容部との間の開閉を簡素な構造で確
実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるプリンタヘッドを
示す正面の断面図である。

【図２】インクタンクの着脱構造を示す図である。

【図３】プリンタヘッドの全体図（正面の断面図）と、
その全体図におけるＡ部を詳細に示す図である。

【図４】プリンタヘッドチップを示す断面図であって、
インクが吐出された後、インクがインク加圧室に供給さ
れるまでの様子を示す図であり、その状態における弁部
の様子を併せて示す図である。

【図５】図４の様子に続く様子を示す図である。

【図６】図５の様子に続く様子を示す図である。

【図７】図６の様子に続く様子を示す図である。

【図８】インクタンク内のインクの様子を示す図であ
り、常温、常圧時の状態を示す図である。

【図９】インクタンク内のインクの様子を示す図であ
り、高温、低圧時の状態を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施形態であるプリンタヘッド
を示す正面の断面図である。

【図１１】従来のインク供給装置の第１例を示す図であ
る。

【図１２】従来のインク供給装置の第２例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ バブルインクジェットプリンタヘッド １０ インク供給装置 ２０ インク収容部 ３０ インクタンク ３１ ノズル部 ３２ 空気導入管 ３２ａ 外気連通孔 ３２ｂ バッファ部 ４１ インク溜め部 ４３ Ｏリング ５０ 弁部 ５１ インク室 ５２ 弁 ５３ バネ（付勢部材） ５４ インク送出部 １００ プリンタヘッドチップ １０１ 基板 １０２ 発熱抵抗体 １０３ フィルム １０４ ノズルシート １０４ａ ノズル １０５ インク加圧室 １０６ インク流路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滑川 巧 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 堀井 伸一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA18 KB02 KB11 KB33 KC15 KC16 KC22 KC24 KC27

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク収容部と、前記インク収容部の下
   側に配置されるとともに前記インク収容部内のインクが
   流下可能に前記インク収容部と連結され、インクを送り
   出すインク送出部を有するインク室と、 前記インク収容部と前記インク室との間を開閉するため
   のものであって、前記前記インク収容部と前記インク室
   との間を閉塞するように付勢されるとともに、前記イン
   ク室の前記インク送出部からインクが供給されたときに
   発生する前記インク室内の圧力の低下によって前記イン
   ク収容部と前記インク室とが連通するように移動される
   弁とを備え、 前記インク収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在する
   とともに、前記インク収容部から前記インク室にインク
   が送られたことによりインク量が減少したときに、その
   インク量の減少分に相当する分の空気を前記外気連通孔
   から前記インク収容部の内部に取り込むための空気導入
   管とを備え、 前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み
   可能なバッファ部を備えることを特徴とするインク供給
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインク供給装置におい
   て、 前記インク収容部は、着脱可能に形成されていることを
   特徴とするインク供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインク供給装置におい
   て、 前記インク収容部は、着脱可能に形成されており、 前記インク収容部のインクの未使用時には、前記空気導
   入管内を含む前記インク収容部内にインクが充填されて
   いることを特徴とするインク供給装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のインク供給装置におい
   て、 前記インク収容部は、着脱可能に形成されており、 前記インク収容部のインクの未使用時には、前記空気導
   入管内を除いた前記インク収容部内にインクが充填され
   ていることを特徴とするインク供給装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１
   項に記載のインク供給装置において、 前記弁は、前記インク室内に設けられており、付勢部材
   によって前記インク収容部側に付勢されていることを特
   徴とするインク供給装置。
6. 【請求項６】 インク供給装置とプリンタヘッドチップ
   とを含むプリンタヘッドであって、 前記インク供給装置は、 インク収容部と、 前記インク収容部の下側に配置されるとともに前記イン
   ク収容部内のインクが流下可能に前記インク収容部と連
   結され、インクを送り出すインク送出部を有するインク
   室と、 前記インク収容部と前記インク室との間を開閉するため
   のものであって、前記前記インク収容部と前記インク室
   との間を閉塞するように付勢されるとともに、前記イン
   ク室の前記インク送出部からインクが供給されたときに
   発生する前記インク室内の圧力の低下によって前記イン
   ク収容部と前記インク室とが連通するように移動される
   弁とを備え、 前記インク収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在する
   とともに、前記インク収容部から前記インク室にインク
   が送られたことによりインク量が減少したときに、その
   インク量の減少分に相当する分の空気を前記外気連通孔
   から前記インク収容部の内部に取り込むための空気導入
   管とを備え、 前記空気導入管の一部には、インクを一時的に溜め込み
   可能なバッファ部を備えるものであり、 前記プリンタヘッドチップは、 発熱抵抗体を有するとともに前記インク供給装置の前記
   インク室と連通されたインク加圧室を基板上に複数並設
   し、前記発熱抵抗体を駆動することで、前記インク加圧
   室内のインクをノズルから吐出させるものであることを
   特徴とするプリンタヘッド。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のプリンタヘッドにおい
   て、 前記インク供給装置の前記インク収容部は、着脱可能に
   形成されていることを特徴とするプリンタヘッド。
8. 【請求項８】 請求項６に記載のプリンタヘッドにおい
   て、 前記インク供給装置の前記インク収容部は、着脱可能に
   形成されており、 前記インク収容部のインクの未使用時には、前記空気導
   入管内を含む前記インク収容部内にインクが充填されて
   いることを特徴とするプリンタヘッド。
9. 【請求項９】 請求項６に記載のインク供給装置におい
   て、 前記インク供給装置の前記インク収容部は、着脱可能に
   形成されており、 前記インク収容部のインクの未使用時には、前記空気導
   入管内を除いた前記インク収容部内にインクが充填され
   ていることを特徴とするプリンタヘッド。
10. 【請求項１０】 請求項６から請求項９までのいずれか
    １項に記載のプリンタヘッドにおいて、 前記インク供給装置の前記弁は、前記インク室内に設け
    られており、付勢部材によって前記インク収容部側に付
    勢されていることを特徴とするプリンタヘッド。