JPH06255121A - インク吸収体及びこれを用いたインクタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクの保持能力及びインクの供給能力を容
易に調整でき、しかも、長期に亘って安定したインク保
持能力を維持することができ、更に、インクの充填作業
性を良好に保つと共にインク濃度の低下現象をも有効に
防止する。 【構成】 インクジェットヘッドにインクを供給するイ
ンクタンク内部に装填されるインク吸収体として、ポリ
エステルフェルト繊維材料、また、アクリルニトリルフ
ェルト繊維材料、更には、ポリエステルフェルト繊維材
料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料が混合された
ものを用いることを特徴とする。また、これらのインク
吸収体が内蔵されたインクタンクをも対象とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インクジェット記録
装置のインク供給系等で用いられるインクを含浸保持さ
せるインク吸収体及びこれを用いたインクタンクに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置において
用いられていたインク供給系としては、インクジェット
ヘッドに連通接続されたインクタンク内にインク吸収体
を装填し、このインク吸収体にインクを予め含浸保持さ
せておき、インク吸収体内のインクをインクジェットヘ
ッドへ供給するようにしたものが知られている。このよ
うなタイプにおいて、従来にあっては、インクの保持能
力に優れた単一な空孔率を持った多孔質構造が作り易い
という観点から、ウレタンフォームあるいはメラミンフ
ォーム等の発泡材を発泡させたインク吸収体が通常用い
られていた（例えば特開昭６３−８７２４２号、特表平
４−５０１３９２号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のインク吸収体にあっては、以下のような技術的課
題が見い出された。すなわち、従来のウレタンフォーム
等を発泡させてなるインク吸収体にあっては、ウレタン
フォーム等の発泡の程度に応じてインク吸収体のインク
保持能力やインク供給能力が大体一義的に決まってしま
うため、例えば使用するインクの種類に応じてインクの
保持能力やインク供給能力を微妙に調整することが困難
であった。また、インクの供給性能を向上させる上で、
例えばインク吸収体を機械的に圧縮変形させてインク吸
収体に密度勾配を持たせ、インクが移行し易いようにし
たものがあるが、インク吸収体を圧縮変形させる工程が
増加する分、インク吸収体の製造コストが嵩むという技
術的課題につながってしまう。

【０００４】更に、従来のインク吸収体にあっては、イ
ンクを充填した初期においてインクの保持能力が許容範
囲内にあったものが、長期間放置したままでいると、イ
ンクの保持能力が低下して許容範囲外になってしまうも
のが見られた。このため、例えばカートリッジ方式のイ
ンクタンクを長期に保管した後に使用するような場合
に、インク洩れ等が生ずる懸念があった。更にまた、発
泡性材料からなるインク吸収体のインク濡れ性が比較的
低いため、工場出荷時のインク充填作業に時間がかかっ
たり、あるいは、例えば高圧環境下においてインクを充
填させることが必要になるぶん、インク充填作業が面倒
になったりするという技術的課題が生ずる。また、発泡
性材料からなるインク吸収体の材質とインクの染料との
関係においては、インク染料が発泡性材料に吸着してし
まう事態が見られ、その分、インク濃度が次第に低下し
てしまうという技術的課題につながる。

【０００５】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ために為されたものであって、インクの保持能力及びイ
ンクの供給能力を容易に調整でき、しかも、長期に亘っ
て安定したインク保持能力を維持することができ、更
に、インクの充填作業性を良好に保つと共にインク濃度
の低下現象をも有効に防止することができる新規なイン
ク吸収体及びこれを用いたインクタンクを提供するもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンク
内部に装填されるインク吸収体の材料について鋭意研究
を重ねた結果、インク吸収体としてポリエステルフェル
ト繊維材料、また、アクリルニトリルフェルト繊維材
料、更には、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリ
ルニトリルフェルト繊維材料が混合されたものを用いる
ことを特徴とする。また、本件発明は、このようなイン
ク吸収体を内蔵したインクタンクをも対象とする。

【０００７】このような技術的手段において、インク吸
収体の製法については、繊維集合体の繊維相互間を結合
し得るものであれば、ニードルパンチング方式を初め、
繊維接着方式、ステイッチ方式、スパンボンド方式、湿
式方法等適宜選定することができる。また、インク吸収
体のインク保持能力、インク供給能力を調整するには、
使用繊維材料の繊維径や繊維長を変えることにより調整
することが可能であるが、より細かい調整を行なうに
は、使用繊維材料として繊維径及び繊維長の少なくとも
いずれかが異なる複数種類の繊維材料の混合割合を適宜
変えるようにしたり、あるいは、繊維材料の配列構造を
操作するようにすればよい。更に、インク吸収体に密度
勾配を具備させる方法としては、製造時において使用繊
維材料の供給密度を粗密にする等適宜選定して差し支え
ない。結局、この発明に係るインク吸収体の仕様は、繊
維材料、繊維混合比、繊維径、繊維長、インクタンク内
容積に対する単位立方体積当たりのフェルト繊維の重量
（または繊維間距離または単位面積当たりのフェルト繊
維重量）、自然放置状態の厚さ、例えばニードルパンチ
ングの工程数、吸水率、繊維材料の毛細管力等によって
決定される。

【０００８】

【作用】上述したような技術的手段によれば、インク吸
収体は、ポリエステルフェルト繊維材料、また、アクリ
ルニトリルフェルト繊維材料、更には、ポリエステルフ
ェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料
が混合されたものを用いたものであるため、使用繊維材
料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えると、イン
ク吸収体のインクの保持能力及びインクの供給能力が細
かく調整される。また、本発明において使用しているフ
ェルト繊維材料はいずれもインクに対して化学的に安定
しているため、インク吸収体を長期間放置したとして
も、インクの保持能力は略一定に維持され、また、イン
ク染料がフェルト繊維材料に吸着することもない。更
に、本発明において使用しているフェルト繊維材料間に
は多くの毛細管が存在しているため、インク吸収体にイ
ンクを初期充填する際には、インクはインク吸収体に早
期に含浸保持される。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図１はこの発明が適用されるインクジェットカートリッ
ジの一実施例の全体構成を示す。同図において、インク
ジェットカートリッジは、画素密度毎に配列された噴射
ノズル内のインクを例えば画像信号に応じた熱エネルギ
にて選択的に吐出させるヘッド本体１０と、このヘッド
本体１０の余分な熱を放出させるヒートシンク１１と、
このヒートシンク１１に設けられたタンク受け１２と、
大気連通口１３ａ及びインク供給口１３ｂを有し、上記
タンク受け１２に嵌合装着されるインクタンク１３と、
このインクタンク１３内に装填されてインクが含浸保持
されているインク吸収体１４と、上記タンク受け１２の
底部に設けられ、一端がインクタンク１３のインク供給
口１３ｂに挿入されてインク吸収体１４に圧接配置され
ると共に他端がヘッド本体１０に連通接続されるジョイ
ント部材１５とを備えている。

【００１０】この実施例において、上記インク吸収体１
４は、ポリエステルフェルト繊維材料（この実施例では
１．５デニール、５０ｍｍ長さ）を単位面積当たりのフ
ェルト繊維重量１０００ｇ／ｍ²でニードルパンチング
を行い、自然放置状態で厚さ１５ｍｍ程度のフェルトと
したものである。ここで、ニードルパンチングとは、繊
維集合体をニードリングと呼ばれる針状突起物によって
串刺しにし、繊維同士を絡ませて一つの布状にしていく
工程を指す。このように製造されたフェルトからなるイ
ンク吸収体１４は、図２に示すように、非直線状の繊維
材料１４１が複雑に絡み合い、複雑な方向性を具備した
ものになっている。尚、この実施例に係るポリエステル
フェルト繊維材料は、廃棄性、再利用性に優れたもので
あり、近年社会問題になっている環境破壊問題に対して
も優れた性質を持つ。

【００１１】次に、この実施例で用いられるインク吸収
体１４の性能を評価する。図３はインクタンク１３内の
インク残量とインク保持圧との関係を示すものであり、
インクタンク１３内のインクフル充填時からインクエン
ド時までインク保持圧が許容範囲内にあることが理解さ
れる。このように適正なインク保持圧が働いていると、
インクタンク１３からのインク供給圧力は安定した印字
が可能な許容範囲に保たれ、しかも、インクの濡れ（イ
ンク洩れ）が生ずる事態は有効に阻止される。

【００１２】また、インク吸収体１４のインク保持圧の
安定性についても評価した。この評価方法は、実施例に
係るインク吸収体１４の初期充填直後及び長期放置後の
インク残量とインク保持圧の関係を調べた。尚、比較例
としてのウレタンフォームを発泡させたインク吸収体に
関しても同様な条件下でインク残量とインク保持圧の関
係を調べた。この結果を図４に示す。同図において、実
線は実施例に係るインク吸収体１４の初期充填直後のイ
ンク残量とインク保持圧の関係、点線は実施例に係るイ
ンク吸収体１４の長期放置後のインク残量とインク保持
圧の関係、一点鎖線は比較例に係るインク吸収体の初期
充填直後のインク残量とインク保持圧の関係、二点鎖線
は比較例に係るインク吸収体の長期放置後のインク残量
とインク保持圧の関係を示す。同図によれば、比較例は
長期放置後にはインク保持圧が許容範囲外になってしま
うが、実施例は長期放置後であってもインク残量とイン
ク保持圧がほとんど変化しないことが確認され、実施例
に係るインク吸収体１４のインク保持圧が安定している
ことが理解される。

【００１３】また、この実施例に係るインク吸収体１４
においては、インク供給方向に対して垂直な方向に配列
された繊維では高いインク保持能力を具備させることが
可能であり、一方、インク供給方向と同一の方向に配列
された繊維ではインク保持能力が低い分、インク供給時
の流動抵抗が低減し、インクを流れ易くすることが可能
である。従って、フェルト繊維の配列構造を適宜操作す
ることにより、インク吸収体１４のインクの保持能力と
インクの供給能力とを調整することが可能になる。

【００１４】また、この実施例に係るインク吸収体１４
のインクの初期充填作業性を比較例（ウレタンフォーム
を発泡させたインク吸収体）と対比したところ、実施例
の方が比較例に比べて作業時間が少なくなることが確認
された。更にまた、この実施例に係るインクジェットカ
ートリッジにて連続的に印字動作を行い、印字濃度の変
化を調べたところ、印字濃度が低下する現象は見られな
いことが確認された。

【００１５】◎実施例２ この実施例に係るインク吸収体１４は、実施例１と異な
り、アクリルニトリルフェルト繊維材料（この実施例で
は２．５デニール、６０ｍｍ長さ）を単位面積当たりの
フェルト繊維重量１０００ｇ／ｍ²でニードルパンチン
グし、自然放置状態での厚さを１５ｍｍのフェルトとし
たものである。この実施例に係るインク吸収体のインク
残量とインク保持圧との関係を図５に示す。同図によれ
ば、インクタンク１３内のインクフル充填時からインク
エンド時までインク保持圧が許容範囲内にあることが理
解される。また、この実施例は長期放置後であってもイ
ンク残量とインク保持圧がほとんど変化しないことが確
認され、実施例に係るインク吸収体１４のインク保持圧
が安定していることが理解される。更に、この実施例に
あっても、実施例１と同様に、繊維配列を適宜操作する
ことにより、インク吸収体１４のインクの保持能力とイ
ンクの供給能力とを調整することが可能であり、インク
の初期充填作業性やインク濃度の維持性についても実施
例１と同様な結果が得られた。

【００１６】◎実施例３ この実施例に係るインク吸収体１４は、実施例１，２と
異なり、ポリエステルフェルト繊維材料（この実施例で
は３デニール、３０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）とア
クリルニトリルフェルト繊維材料（この実施例では２．
５デニール、３０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）を単位
面積当たりのフェルト繊維重量１０００ｇ／ｍ²で混合
し、ニードルパンチング工程により自然放置状態での厚
さを１５ｍｍのフェルトとしたものである。このよう
に、二種類のフェルト繊維材料を混合することは、フェ
ルトの製造工程上簡単に行なわれ得るので、混合フェル
トの製造工程が徒に複雑化する懸念はない。この実施例
に係るインク吸収体１４によれば、実施例１，２と同様
な作用、効果を奏するほか、インクの保持能力が異なる
二つのフェルト繊維材料を適宜比率で組合せることによ
り、インク保持能力及びインク供給能力を適宜調整する
ことが可能になる。

【００１７】◎実施例４ この実施例に係るインク吸収体１４は繊維径、繊維長の
異なる複数のポリエステルフェルト繊維材料を混合した
フェルトであり、例えばポリエステルフェルト繊維材料
（１．５デニール、５０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）
とポリエステルフェルト繊維材料（３デニール、８０ｍ
ｍ長さ、重量混合比５０％）とを混合してフェルトとし
たものである。この実施例に係るインク吸収体によれ
ば、実施例１，２と同様な作用、効果を奏するほか、繊
維径、繊維長の違いに基づいてインクの保持能力が異な
る二つのフェルト繊維材料を適宜比率で組合せることに
より、インク保持能力及びインク供給能力を適宜調整す
ることが可能になる。ここで、ポリエステルフェルト繊
維材料の繊維径とインク保持圧との関係を図６に、ポリ
エステルフェルト繊維材料の繊維長とインク保持圧との
関係を図７に示した。図６によれば、ポリエステルフェ
ルト繊維材料の繊維径が０．５〜８（デニール）の範囲
でインク保持圧が許容範囲内に保たれることが確認さ
れ、また、図７によれば、ポリエステルフェルト繊維材
料の繊維長が１０〜１１５（ｍｍ）の範囲でインク保持
圧が許容範囲内に保たれることが確認された。従って、
この実施例に係るインク吸収体１４を製造する際には、
インク保持圧が許容範囲内に保たれる条件の繊維径、繊
維長のフェルト繊維材料を用いるようにすればよいこと
が理解される。尚、アクリルニトリルフェルト繊維材料
やポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリル
フェルト繊維材料の混合繊維材料の繊維径、繊維長につ
いても、ポリエステルフェルト繊維材料と同様な範囲で
インク保持圧が許容範囲内に保たれることが確認され
た。

【００１８】◎実施例５ この実施例は実施例１に係るインク吸収体１４の密度を
変化させ、この密度とインク吸収効率との関係を調べ
た。結果を図８（実線）に示す。同図によれば、インク
吸収体１４の密度が０．０６〜０．１５ｇ／ｃｍ²の範
囲でインク吸収効率が良好に保たれることが理解され
る。尚、実施例２に係るインク吸収体１４の密度とイン
ク吸収効率との関係を図８中点線で、実施例３に係るイ
ンク吸収体１４の密度とインク吸収効率との関係を図８
中一点鎖線で示すが、実施例１タイプの密度範囲でイン
ク吸収効率が良好に保たれることが確認される。

【００１９】◎実施例６ この実施例に係るインク吸収体１４は、図９に示すよう
な密度勾配を具備したものになっている。このようなイ
ンク吸収体１４を製造する方法としては、例えば図１０
に示すように、供給用ベルトコンベア２１の速度を可変
制御し、この供給用ベルトコンベア２１上のフェルト繊
維２２を搬送用ベルトコンベア２３上に落下させ、この
搬送用ベルトコンベア２３上に密度の粗いフェルト繊維
部分２２ａと密度の密なフェルト繊維部分２２ｂとを交
互に形成し、この状態で、ニードルパンチング２４を行
なうようにすればよく、ニードルパンチング２４された
フェルト繊維部分は粗密状態のものが得られることか
ら、密度勾配を持ったインク吸収体１４が製造されるこ
とになる。従って、この実施例によれば、インク吸収体
１４の製造工程において簡単に密度勾配を与えることが
可能になり、インクの供給性能をより向上させたインク
吸収体１４を簡単に得ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１〜４
いずれかに記載の発明によれば、使用するフェルト繊維
材料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えることに
より、インク吸収体のインクの保持能力及びインクの供
給能力を細かく調整することができるので、使用インク
毎にインク吸収体のインクの保持能力及びインクの供給
能力の最適化を簡単に実現することができる。また、本
発明におけるフェルト繊維材料はいずれもインクに対し
て化学的に安定し、インク吸収体を長期間放置したとし
ても、インクの保持能力を略一定に維持することができ
るので、インク吸収体の長期に亘る信頼性をより向上さ
せることができる。更に、本発明におけるフェルト繊維
材料はいずれもインクに対して化学的に安定し、インク
染料がフェルト繊維材料に吸着することはないので、イ
ンク濃度が次第に低下するという事態を有効に回避する
ことができ、その分、印字品質を良好に保つことができ
る。更にまた、本発明において使用しているフェルト繊
維材料間には多くの毛細管が存在しているため、インク
吸収体にインクを初期充填する際に、インク吸収体にイ
ンクを早期に含浸保持させることが可能になり、その
分、インクの初期充填作業を簡単に行なうことができ
る。また、インク吸収体に密度勾配を具備させる際に
は、インク吸収体の製造工程において単にフェルト繊維
材料を粗密状態で供給するようにすればよいので、イン
ク吸収体の製造工程を徒に複雑化することなく、極めて
簡単にインク吸収体に密度勾配を具備させることができ
る。

【００２１】特に、請求項３又は４記載の発明によれ
ば、繊維材料の種類、繊維径、繊維長の違いに基づいて
インクの保持能力の異なる複数のフェルト繊維材料を混
合するようにしたので、インクの保持能力及びインクの
供給能力を単一のフェルト繊維材料を用いる場合に比べ
てより細かく調整することができる。

【００２２】また、請求項５記載の発明によれば、上述
したようなインク吸収体が内蔵されたインクタンクをも
有効に擁護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明が適用されたインクジェットカート
リッジの一実施例を示す断面説明図である。

【図２】 実施例１に係るインク吸収体を示す斜視図で
ある。

【図３】 実施例１に係るインク吸収体のインク残量と
インク保持圧との関係を示すグラフ図である。

【図４】 実施例１に係るインク吸収体のインク初期充
填直後及び長期放置後のインク残量とインク保持圧との
関係を示すグラフ図である。

【図５】 実施例２に係るインク吸収体のインク残量と
インク保持圧との関係を示すグラフ図である。

【図６】 実施例４に係るインク吸収体の繊維径とイン
ク保持圧との関係を示すグラフ図である。

【図７】 実施例４に係るインク吸収体の繊維長とイン
ク保持圧との関係を示すグラフ図である。

【図８】 実施例５に係るインク吸収体の密度とインク
吸収効率との関係を示すグラフ図である。

【図９】 実施例６に係るインク吸収体の構成を示す説
明図である。

【図１０】 実施例６に係るインク吸収体の製造例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１３…インクタンク，１４…インク吸収体

フロントページの続き (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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッドにインクを供給す
   るインクタンク内部に装填されるインク吸収体としてポ
   リエステルフェルト繊維材料を用いたことを特徴とする
   インク吸収体。
2. 【請求項２】 インクジェットヘッドにインクを供給す
   るインクタンク内部に装填されるインク吸収体としてア
   クリルニトリルフェルト繊維材料を用いたことを特徴と
   するインク吸収体。
3. 【請求項３】 インクジェットヘッドにインクを供給す
   るインクタンク内部に装填されるインク吸収体としてポ
   リエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェ
   ルト繊維材料が混合されたものを用いたことを特徴とす
   るインク吸収体。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれかのものにおい
   て、使用繊維材料は繊維径及び繊維長の少なくともいず
   れかが異なる複数種類の繊維材料を含んでいることを特
   徴とするインク吸収体。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれかに記載のイン
   ク吸収体を内蔵したことを特徴とするインクタンク。