JPH06320745A - インクタンク、インクタンクとプリントヘッドとを一体に構成したヘッドカートリッジおよびインクジェットプリント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットプリント装置に用いられるイ
ンクタンクのインク吸収体としてメラミン発泡体を用い
た場合に、高周波吐出駆動を行うプリントヘッドに良好
なインク供給を行い得るインクタンク構造を得る。 【構成】 インクタンクハウジング１１の縦の長さＣに
対して、収納されるメラミン発泡体１２の縦の長さｃを
大きくする。これにより、発泡体１２は、その収納され
た状態でプリントヘッド１４へのインク供給口１３の方
向、すなわちインク供給方向に圧縮される。この結果、
メラミン発泡体において圧縮方向では、毛管力によるイ
ンク保持力は増加せず、インク供給性を高めることがで
き圧縮方向と直交する方向のインク保持力は増加して所
定のインク保持が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクタンク，該タン
クとインクジェットプリントヘッドとを一体に構成して
なるインクタンク一体型ヘッドカートリッジ、および前
記インクタンクまたはヘッドカートリッジを具備したイ
ンクジェットプリント装置に関し、特にインクタンク内
にインク保持用の吸収体を設けた構成の改良を図ったも
のである。

【０００２】プリントとしては、布，糸，紙，シート材
等の各種のインク付与を受けるインク支持体すべてへの
インク付与を含むもので、各種情報処理装置すべてある
いはその出力器としてのプリンタを含むもので、本発明
はこれらへの用途が可能なものである。

【０００３】

【従来の技術】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でなるものが多
い。ここに、かかるウレタン発泡体はその形成時に空洞
部（ポア）を含みこむように膜が形成されてしまい、多
数のポアが互いに隔絶されてそのままでは到底インク含
浸用吸収体としての機能を果し得なくなるので、加熱，
洗浄等の除膜処理を施している。

【０００４】しかしながら、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
はインク導出用接続部材との連通部において適切な負圧
の勾配を設けるためにその部分が圧縮されることがある
が、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
ており、このために圧縮時に隣接するポア間で膜の残滓
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し、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。

【０００５】

【関連技術】一方、かかるウレタン発泡体とは全く異な
るメラミン−ホルムアルデヒド縮合体で形成されてなる
発泡体でなる吸収体が国際公開番号ＷＯ９１／０２６５
２に対応する特許出願公表平４−５０１３９２号公報に
おいて提案されている。その吸収体は、発泡材の回路網
の隙間に薄膜が存在しない全く骨組だけの回路網で形成
されている本来的に網状の構造を有するものであるの
で、除膜処理を必要としないこと、回路網を構成する繊
維が微細であるためにウレタン発泡体に比しより大量の
インクを充填しうること、撥水性を呈するウレタン発泡
体に対し浸水性を有するものであるためにインクの初期
充填処理が容易であること、本来的に膜を有さないため
にインク消費時にウレタン発泡体のように膜もしくはそ
の残滓によってインクが取り残されず、従って効率的に
インクを使い切ることができること、等の利点を有して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されたメラミン−ホルムアルデヒド縮合体でな
る吸収体は基本的に非圧縮状態で用いるのが好ましいと
されており、重力の作用によりインクタンク下方に設け
られたインク導出部に対してインクが供給されるもので
ある。すなわち、インク導出部に対するインク供給方向
は鉛直方向下方のみに固定されるために、インクタンク
使用時の姿勢が制限されるという問題がある。また、好
ましいとされる非圧縮状態とした場合収納部内壁に対し
吸収体を密接させるのが困難であり、そのために吸収体
と収納部内壁との間に空隙部が生じ、収納部に設けられ
た大気連通口あるいはインクヘッドの吐出口から取込ま
れた空気がその空隙部に滞留すると、インク吐出に伴っ
てインクヘッドに供給されるインク中に気泡の混入が生
じ、著しく記録等の品位を乱すことになる。特に、イン
クタンク部とインクヘッドを一体化し、この一体化物を
プリント媒体等に対して往復走査することによりプリン
ト等を行う形態の装置にあっては、その往復走査によっ
てインクタンク部が振られるためにそのような問題が生
じ易い。さらに、そのような振動の影響がある場合や、
インク導出部付近において吸収体に当接する部材が存在
する場合には、インク導出部付近において吸収体の経時
劣化が生じ、ここに空隙部が形成されるおそれもあり、
空気の滞留による悪影響は一層顕著となることが考えら
れる。さらに甚だしい場合には大気連通口と導出部付近
の空隙部とが大気連通してしまう事態も予測され、その
ような事態が生ずると所望の吐出動作が不可能となるの
みならず、インク供給経路に存在するインクがインク吐
出口より漏出し、装置内等を汚損することになる。

【０００７】さらに、インク導出部へのインク供給は重
力の作用を利用するものであるので、最近とくに望まれ
ている高周波数にてプリントヘッド等を駆動するとイン
ク供給がこれに追随できないおそれがある。そこでその
追随性を高めるべくポアサイズをある程度大とし、流れ
の抵抗を小とすることも考えられるが、この場合には吸
収体のインク保持能力が低下し、大気連通口等からのイ
ンク漏洩が生じるおそれがある。

【０００８】上記公報には、非圧縮状態での有用または
好適な特性を維持する一方、構造体の隙間スペースを調
節するため特定の適用例においては圧縮力が望ましい場
合がある、とされている（上記公報第４頁右下欄第１８
行〜第２１行）。

【０００９】かかる記載は、収納空間の内寸と吸収体の
外寸との兼ね合いに着目してなされたものと考えられる
が、本発明者らはメラミン−ホルムアルデヒド縮合体で
なる吸収体の利点を活かしつつ、インクタンクの姿勢等
によらずインク供給を円滑かつ確実に行う上で適切にそ
の吸収体を圧縮して使用すればよいことを見出した。し
かしながら、本発明者らは、その吸収体の構造に対応し
て円滑な供給を行うには適切な方向に圧縮を行うべきこ
と、その吸収体は繊維構造が比較的脆く被圧縮部分に所
謂「ヘタリ」もしくは破壊が生じうること、また「ヘタ
リ」が生じると圧縮状態を維持できず、非圧縮状態と同
等となって上述したような問題が生じうること等の技術
課題をも見出した。

【００１０】加えて、一般に吸収体からのインク導出部
に異物除去用のフィルタが設けられ、その導出部開口面
積は所望の供給量に対応して定められるが、熱硬化メラ
ミン縮合体は構造が脆いために加工時、収納時ないしそ
の後の使用時に剥離が生じ、その剥離片がフィルタに詰
って所望の供給量を維持できなくなるおそれがあること
も技術課題として見出した。

【００１１】これら技術課題はいずれも上記公報には示
唆すらなされていないものであって、本発明は、三次元
網状構造を有する多孔質体にしてアミノ基を有する化合
物とホルムアルデヒドとの縮合生成物をベースとする発
泡体でなる吸収体の利点を活用しつつ、上述した技術課
題の少なくとも１つを解決せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インクタンク構成として、インクを貯留するためのイン
クタンクにおいて、当該貯留されるインクを供給するた
めの供給口が設けられたハウジングと、該ハウジング内
に収納されてインクを保持するためのインク吸収体であ
って、三次元網状構造を有する多孔質体でありかつアミ
ノ基を有する化合物とホルムアルデヒドとの縮合生成物
をベースとする発泡体からなるインク吸収体と、該イン
ク吸収体を前記供給口に向けて圧縮する圧縮手段と、を
具えたことを特徴とする。

【００１３】また、インクを貯留するためのインクタン
クにおいて、当該貯留されるインクを供給するための供
給口が設けられたハウジングと、該ハウジング内に収納
されてインクを保持するためのインク吸収体であって、
三次元網状構造を有する多孔質体でありかつアミノ基を
有する化合物とホルムアルデヒドとの縮合生成物をベー
スとする発泡体からなるインク吸収体と、該インク吸収
体を、前記ハウジング内で少なくとも１方向に圧縮する
圧縮手段と、を具えたことを特徴とする。

【００１４】さらに好適には、ハウジング内に収納され
てインクを保持するためのインク吸収体がウレタン樹脂
発泡体よりもセル膜の少ない発泡体またはアミノ基を有
する化合物とホルムアルデヒドとの縮合生成物をベース
とする発泡体であり、前記インク吸収体の特性低下を補
償または抑制するための収納発泡体変形収納機構を有す
ることを特徴とする。

【００１５】また、ハウジング内に収納されてインクを
保持するためのインク吸収体がウレタン樹脂発泡体より
もセル膜の少ない発泡体またはアミノ基を有する化合物
とホルムアルデヒドとの縮合生成物をベースとする発泡
体であり、前記ハウジング内に収納されてインクを保持
するためのインク吸収体の少なくとも一部に補償用前処
理が施されていることを特徴とする。

【００１６】さらに、前記インク吸収体の少なくともイ
ンク供給側面または装填時の摺動面がウォータージェッ
ト加工により形状加工されたことを特徴とする。

【００１７】ヘッド一体型カートリッジ構成として、イ
ンクを吐出するプリントヘッドと該プリントヘッドに供
給するインクを貯留するためのインクタンクとを一体に
具えたヘッドカートリッジにおいて、前記インクタンク
は、当該貯留されるインクを供給するための供給口が設
けられたハウジングと、該ハウジング内に収納されてイ
ンクを保持するためのインク吸収体であって、三次元網
状構造を有する多孔質体でありかつアミノ基を有する化
合物とホルムアルデヒドとの縮合生成物をベースとする
発泡体からなるインク吸収体と、該インク吸収体を前記
供給口に向けて圧縮する圧縮手段と、を有したことを特
徴とする。

【００１８】また、インクを吐出するプリントヘッドと
該プリントヘッドに供給するインクを貯留するためのイ
ンクタンクとを一体に具えたヘッドカートリッジにおい
て、前記インクタンクは、当該貯留されるインクを供給
するための供給口が設けられたハウジングと、該ハウジ
ング内に収納されてインクを保持するためのインク吸収
体であって、三次元網状構造を有する多孔質体でありか
つアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒドとの縮合
生成物をベースとする発泡体からなるインク吸収体と、
該インク吸収体を前記ハウジング内で少なくとも１方向
に圧縮する圧縮手段と、を有したことを特徴とする。

【００１９】インクジェットプリント装置の構成とし
て、インクを吐出するためのプリントヘッドを用い、該
プリントヘッドから被プリント材にインクを吐出してプ
リントを行うインクジェットプリント装置において、前
記プリントヘッドに供給するインクを貯留するためのイ
ンクタンクであって、当該貯留されるインクを供給する
ための供給口が設けられたハウジングと、該ハウジング
内に収納されてインクを保持するためのインク吸収体で
あって、三次元網状構造を有する多孔質体でありかつア
ミノ基を有する化合物とホルムアルデヒドとの縮合生成
物をベースとする発泡体からなるインク吸収体と、該イ
ンク吸収体を前記供給口に向けて圧縮する圧縮手段と、
を有したインクタンクを具えることを特徴とする。

【００２０】また、インクを吐出するためのプリントヘ
ッドを用い、該プリントヘッドから被プリント材にイン
クを吐出してプリントを行うインクジェットプリント装
置において、前記プリントヘッドに供給するインクを貯
留するためのインクタンクであって、当該貯留されるイ
ンクを供給するための供給口が設けられたハウジング
と、該ハウジング内に収納されてインクを保持するため
のインク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔
質体でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデ
ヒドとの縮合生成物をベースとする発泡体からなるイン
ク吸収体と、該インク吸収体を、前記ハウジング内で少
なくとも１方向に圧縮する圧縮手段と、を有したインク
タンクを具えたことを特徴とする。

【００２１】

【作用】以上の構成によれば、インクタンク内のインク
吸収体を形成する発泡体は供給口方向に圧縮されるの
で、この方向に面する発泡体ポアのサイズは変化せず、
圧縮方向に垂直な方向のポアサイズは減少する。ここ
で、ポアサイズを予め大きく形成すれば、上記圧縮方
向、すなわち供給口に向かう方向の毛管力は比較的弱
く、また、上記垂直方向には強くすることができる。こ
れにより、所定のインク保持力を有したまま、インク供
給方向の保持力のみ減少させてインク供給性を向上させ
ることができる。

【００２２】また、インク吸収体がハウジング内におい
て圧縮状態で収納されることにより、吸収体とハウジン
グとが常に密接する状態とすることができ、特にインク
供給口に吸収体が密接することにより、インク供給路に
空気層等の隙間を生じない。

【００２３】

【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。

【００２４】（第１実施例）本実施例においてインク吸
収体として用いるメラミン発泡体は、三次元網状構造を
有する多孔質体であってアミノ基を有する化合物とホル
ムアルデヒドとの縮合生成物をベースとする発泡体の１
つである。このような発泡体は、一般に比較的細かい単
繊維によってその三次元的網状構造が形成され、セル壁
（膜）が存在しないものである。単繊維は、その幅に対
して長さが比較的大きい。その結果、セルの空洞部（以
下、ポアともいう）の容積率が高く、発泡体の体積密度
が小さく空隙率は大きなものとなる。ポアサイズは、比
較的均一であり、平均ポアサイズより著しく小さなサイ
ズのポアの割合が比較的少ない。本実施例の発泡体を好
ましく使用するためには、上記空隙率は９５％以上、体
積密度は０．０２４ｇ／ｃｍ以下、平均ポアサイズ２０
０μｍ以上であることが望ましく、このような発泡体は
公知の方法で製造することが可能である。

【００２５】本発明の実施例において、発泡体は少なく
ともプリントヘッドへインクを供給するための供給口方
向に圧縮される。

【００２６】このことをより詳細に説明すると以下のよ
うになる。インクジェットプリント装置の高速記録化に
伴いプリントヘッドは比較的高周波数（３ｋＨｚ以上）
で吐出駆動されることになり単位時間内にオリフィスか
ら吐出されるインクの量は増大する。この場合、高周波
駆動に追随してインクタンク内のインクがプリントヘッ
ドへ供給されない場合には最適な画像を形成することが
できなくなる。

【００２７】これに対し、本例ではメラミン発泡体のポ
アサイズを大きくすることによって毛管力を低下させ発
泡体内のインクの流抵抗を小さくすることによって対応
する。しかしながら、毛管力が低下した場合には、イン
ク漏れを生じないで保持可能なインク量が減少し、プリ
ント可能な枚数が少なくなることになる。

【００２８】この問題は、上述のようにインクタンク内
において発泡体を少なくともインク供給口方向に圧縮す
ることで解消される。

【００２９】図１（Ａ）および（Ｂ）は、この圧縮の構
成を説明するためのメラミン発泡体構造の一部を示す模
式図である。

【００３０】図１（Ａ）は圧縮される前のメラミン発泡
体１２を模式的に示しており、発泡体のそれぞれのセル
は、図において水平方向の単繊維１２０ｈと鉛直方向の
単繊維１２０ｖとの組合せによって形成され、それぞれ
のポアの開口１２１ｈ，１２１ｖを有している。

【００３１】図１（Ｂ）は、メラミン発泡体１２が図１
（Ａ）において矢印Ａ方向に圧縮された状態を示す。同
図から明らかなように、圧縮方向（図１（Ａ）中矢印Ａ
方向）と垂直な方向に面する開口１２１ｖは、圧縮によ
ってその開口面積が減少し、上記圧縮方向に面する開口
１２１ｈはその面積を減少させない。

【００３２】このように圧縮された状態にあるメラミン
発泡体においては、毛管力に方向性が生じるかないしは
方向性が強化されることになる。すなわち、ポア内に保
持されるインクが、プリントヘッド側の負圧や大気圧等
の作用によって供給口側へ移動しようとする場合、これ
に抵抗として作用する毛管力によるインク保持力は、上
記開口面積の変化または不変化に起因して、圧縮方向と
垂直な方向では増加し、圧縮方向ではほとんど変化しな
い。

【００３３】この結果、インク供給方向には、インク供
給が速やかになされるようポアサイズを大きくしてイン
ク保持力を低下させたまま、他の方向については必要な
保持力を得ることができる。

【００３４】因みに、従来のウレタン発泡体に同様の圧
縮構成を採用しても、それほど顕著な保持力方向性の発
生ないしは強化は生じない。これは、前述したように、
ウレタン発泡体の構造部材に除去されないで残存する薄
膜が上記圧縮によって重畳して圧縮方向に面する開口の
面積（投影面積）をも減少し、これにより圧縮方向の保
持力も増加するからである。

【００３５】図２は本発明の第１実施例にかかるインク
タンクを示す模式的分解斜視図である。

【００３６】インクタンクのハウジング１１の前端部に
は、プリントヘッド１４が接続される。この接続は、従
来より知られるように、相互に着脱可能な構成としても
よく、あるいはプリントヘッド１４とハウジング１１と
が一体に形成される固定的な接続であってもよい。ま
た、接続部の一部には、インクタンクからプリントヘッ
ドへインクを供給するための供給口１３が設けられる。
本例で用いるプリントヘッドは、熱エネルギーをインク
に作用させて気泡を生成し、この気泡生成の作用力によ
ってインクを吐出するものである。

【００３７】インク吸収体をなすメラミン発泡体１２は
ハウジング１１内に収納されるが、その収納部のインク
供給方向の長さＣは、メラミン発泡体１２の同方向の長
さＣより短く形成されている。これにより、メラミン発
泡体１２がハウジング１１内に収納され、ハウジング蓋
１５によって覆われると、メラミン発泡体１２はインク
供給方向に圧縮されることになる。

【００３８】このように供給口方向に発泡体１２を圧縮
しても、上述したように供給方向に面する発泡体のポア
サイズを小さくすることがないためインク供給方向の毛
管力は上昇せず、インクの流抵抗が増加することはな
い。一方、インク供給方向と直交する方向に面するポア
サイズは小さくなるためインク供給方向の毛管力が上昇
して所望のインク保持力を有することができる。これに
より、初期のインク充填量は減少せず、また、大気連通
孔１６等を介したインク漏れのおそれもなくなる。

【００３９】図３はインクタンクの他の構成例を示す図
であり、図２と同様の図である。

【００４０】図３に示す例では、ハウジング１１の前端
部内壁にインク供給口１３から放射状に延在する細溝を
設け、これにより供給口１３へのインク移動を促すもの
である。

【００４１】本例で用いることが可能な発泡体のポアの
サイズと、所定のインク保持力を得るための発泡体の圧
縮率およびそのときのインクの流抵抗との関係を以下の
表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示されるように、本実施例では、非
圧縮状態のポアサイズが２００〜３２０（μｍ）のメラ
ミン発泡体を圧縮率１．４〜２．２で用いた場合、所定
のインク保持力、すなわちインク漏れを生ぜずに所望の
インク充填量を確保できるインク保持力を得ることがで
きるとともに、圧縮方向のインク流抵抗を、圧縮しない
場合（圧縮率１）の約８３％以下にすることが可能とな
る。

【００４４】なお、上記ポアサイズの範囲外であって
も、本発明の適用によって所定の効果を発揮できるポア
サイズとしては、非圧縮状態で１５０〜４５０（μｍ）
であり、より好ましくは２００〜４００（μｍ）であ
る。

【００４５】この範囲のうち、ポアサイズを大きくした
場合には、単繊維の破損等が部分的に生じても、ある程
度のポアサイズを確保でき、インク供給性の低下を最小
限に抑えることもできる。

【００４６】ポアサイズが１００μｍ以下の場合には、
流抵抗の所望の低下が得られず高周波駆動に対応できな
い。また、５００μｍ以上の場合には、所望のインク保
持力を得るために圧縮率を３以上としなければならず、
このような場合、インクタンク構成上現実的でないばか
りか、メラミン発泡体を形成する単繊維の破損が多く生
じるおそれがあり、発泡体の機械的な劣化を招くことに
なる。

【００４７】本実施例で用いた発泡体を構成するメラミ
ンはアミノ基を有する化合物であるが、同様の化合物と
しては、例えば尿素、カルボン酸アミド、ジシアンジア
ミド、グアニジン、スルフリルアミド、スルホン酸アミ
ド、脂肪族アミン、ベンゾグアナミンおよびその誘導体
の少なくとも１種類を使用できる。また、ホルムアルデ
ヒドのほかに、例えば、アセトアルデヒド、トリメチロ
ールアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド、フ
ルフロール、グリオキサール、フタルアルデヒド、およ
びテレフタルアルデヒドの少なくとも１種類含有しても
よい。

【００４８】そして、形成されるインク吸収体は、三次
元網状構造を有する多孔質体であり、メラミンとホルム
アルデヒドとの縮合生成物をベースとする弾性的発泡体
であり、例えば米国特許４５４０７１７号記載された方
法で製造することができる。さらに好ましくは、８０％
以上のメラミン−ホルムアルデヒド縮合体を含有した弾
性的発泡体である。

【００４９】また、メラミン−ホルムアルデヒド縮合生
成物として、メラミンの他に５０〜２０重量％まで別の
アミノ基を有する化合物を、かつホルムアルデヒドの他
に５０〜２０重量％まで他のアルデヒドを縮合して含有
してもよい。

【００５０】上記によりヘタリ等を補償または抑制する
ことができる。本発明実施例は、上述した新規な課題を
吸収体構造体自体の改良によってタンク内に収納発泡体
変形収納機構を備えることにより解決するものである。

【００５１】（第２実施例）本実施例は、上記第１実施
例の構成のメラミン発泡体に対して、さらに、発泡体の
材料特性、インク供給方向、インク保持量等を考慮して
最適化を図ったものである。

【００５２】図４は本発明の第２の実施例にかかるイン
クタンクを示す分解斜視図である。

【００５３】図４において、メラミン発泡体（以下、メ
ラミンフォームともいう）１２はインクハウジング１１
に収納される。インクハウジング１１の開口したフォー
ム挿入口はハウジング蓋１５にて閉じられ、ハウジング
蓋１５には使用されたインクが大気に置換されるように
大気連通口１６が開口されている。プリントヘッド１４
は上記第１実施例と同様の吐出方式にてインク滴を吐出
し、これにより紙等へのプリントが行われる。プリント
ヘッド１４がインクを吐出するのに応じて、インクタン
クからはインクを保持するメラミンフォーム１２と接す
る内部にわずかに突出したインク供給口１３より記録ヘ
ッドにインクが途切れることなく供給される。

【００５４】図４に示されるように、インクハウジング
１１の高さ，横，縦の内寸法を、それぞれＡ，Ｂ，Ｃと
し、またメラミンフォーム１２の同寸法をそれぞれａ，
ｂ，ｃとしたとき、以下のような関係を有している。

【００５５】第１に、ｃ／Ｃは、上記第１実施例で示し
たようにインク供給方向の圧縮率を示すものであり、本
例の場合の圧縮率とプリント品位との関係を表２に示
す。

【００５６】

【表２】

【００５７】表２に示すように、本例の場合、他の寸法
との関係、すなわち寸法ａ，ｂが圧縮された状態で、ｃ
／Ｃが１以上（１．５以下）のときに良好なプリントを
行うことができる。

【００５８】第２に、寸法ａ，ｂとＡ，Ｂは、

【００５９】

【数２】０．８≦ａ／Ａ×ｂ／Ｂ≦１．７ という関係を満たす。これらの寸法比を変えて、その性
能を比較したデータを表３に示す（ｃ，Ｃはｃ／Ｃ＞
１．０の所定値に固定）。すなわち、インクハウジング
１１の内寸法はそれぞれＡ＝３ｃｍ，Ｂ＝２ｃｍ，Ｃ＝
４．５ｃｍに固定し、メラミン発泡体の寸法ａ，ｂを変
化させた。

【００６０】

【表３】

【００６１】表３において使用可能インク量とは、

【００６２】

【数３】 （使用可能インク量）＝（注入可能インク量）−（インク残量） を示したものである。

【００６３】表３において、上記積ａ／Ａ×ｂ／Ｂが
０．８より小さい場合、フォーム１２自体の体積がかな
り減少するのでそれにともない最初に保持できるインク
量が減少し、その結果使用可能インク量が減少する。ま
た、この値を１．７５より大とすると、フォーム１２の
インク保持力が大きくなりインク供給性が低下して高周
波駆動に不適切となるばかりか、プリントヘッド１４へ
のインク供給が困難となり、インク残量が多くなって使
用可能インク量が減少する。

【００６４】次に、プリント濃度，品位についてみる
と、上記積が２．０より大きい場合には、同様にインク
供給性が低下してプリント濃度が薄くなる。

【００６５】また、表３に示す収納時のゴミとは、メラ
ミンフォームが、比較的堅くて脆いという特性に起因
し、収納時および収納後にメラミンフォーム１２とイン
クハウジング１１との擦れによって生ずるメラミンフォ
ームの削れ片である。

【００６６】このようなメラミンフォーム１２の収納時
および収納後のフォームの破損を防止するため、インク
タンクハウジング内壁およびメラミンフォーム外壁に界
面活性剤および滑剤を付与してもよい。

【００６７】すなわち、本発明は上記課題を解決するも
ので発泡体の破損を防止するため、または、発泡体の特
性低下を補償または抑制するためにインクタンクハウジ
ングおよび／または発泡体に各種の前処理すなわち、例
えば、発泡体をケース内に収納する際の摺動面に滑性を
与えるかまたは、摺動による発泡体自体の破損を防止す
るため切断面を良好にするか、さらには、特性低下とし
て代表されるインク吸収体の補償用の処理（親水性発泡
体に撥水処理を施して、その組織の強化，耐久性向上を
達成するもの等をすることのいずれかを含む）を施すこ
とができる。

【００６８】前処理としては界面活性剤，滑剤および撥
水剤等の付与が好ましい。

【００６９】界面活性剤としては陰イオン系，陽インク
系，両性系，非イオン系いずれのものも用いることがで
き、また、フッ素系の界面活性剤を用いることもでき
る。

【００７０】さらに、滑剤として一般的な潤滑油の使用
も可能であり、例えば二塩基酸エステル，シリコーン等
を好ましく用いることができる。また、固体性のものと
してグラファイト，二硫化モリブデン，滑石，半固体性
のものとしてグリース類を用いることができる。水溶性
滑剤としてはポリエチレングリコール等を挙げることが
でき、これは、使用するインクへの影響も少なく好適で
ある。なお、水および使用するインク自身も滑剤となり
得るものである。

【００７１】撥水剤としては、上記界面活性剤との比較
的高分子タイプのものが相当し、好ましくは含フッ素高
分子化合物である。

【００７２】なお、少なくともインクタンクハウジング
の供給口側に対向する発泡体面をウォータージェットに
より加工することにより、ゴミ等の発生が著しく低減し
好適なプリントが得られる。

【００７３】以上の表３に示すデータより、本例のイン
クハウジングの１１の実効的な内寸法をそれぞれＡ，
Ｂ、フォーム１２の外寸法をそれぞれａ，ｂとしたとき
その寸法比が、

【００７４】

【数４】０．８≦ａ／Ａ×ｂ／Ｂ≦１．７ という関係になるようにそれぞれの寸法を規定する。

【００７５】図５は本実施例の比較例を示し、ウレタン
フォーム２２を、吸収体として用い、これをインクハウ
ジング２１に収納するときに体積を圧縮して使用する場
合を示している（圧縮率３〜５）。

【００７６】このように圧縮率を大とするのは、インク
漏れ等に対する信頼性を確保するためであり、一般に無
圧縮状態でインク保持力が小さいウレタンフォーム２２
を圧縮し、内部のポアサイズを小さくしてインクに対す
る毛管力を上げ所望のインク保持力を実現している。

【００７７】これに対し、本例のようにメラミンフォー
ムを用いた場合、上述のように、圧縮率を大きくしなく
ても、メラミンフォームがウレタン吸収体に比べて親水
性が高いので十分なインク保持力を持つことが可能とな
る。

【００７８】図６は図４に示す実施例の機能さらに向上
させた例を示すものであり、インクハウジング６１の内
壁に、インク供給口６３側に向かって延在するリブ６７
を複数設けてある。これにより、タンク最奥部まで大気
連通路が確保されインク消費にともなうメラミンフォー
ム６２が保持するインクと大気連通口６６から流入する
大気との置換をより安定化することができる。この場
合、インクハウジング６１の実質的な高さ方向の寸法は
図中のＡとなる（リブ６７の先端同士の距離）。また、
ハウジング蓋６５にリブ６８を設けることで、インクハ
ウジング６１の外部から内部へ大気が入りやすくなる。

【００７９】以上、第２実施例に示したように、少なく
とも１方向においてインク吸収体を圧縮した状態でハウ
ジング内に収納し、その圧縮率を適切に定め初期インク
充填量，インク供給性を同時に満足し、また、ハウジン
グとの摺擦によるメラミン発泡体の破損を少なくでき
る。

【００８０】（実施例２の変形例１）図７は第２の実施
例の変形例にかかるインクタンク構成を表す分解斜視図
である。

【００８１】図７において、メラミンフォーム３２は収
納した際にインク供給口３３に近い部分の寸法ａ１より
遠い部分の寸法ａ２を小さくし、その間の寸法に勾配を
もたせたものである。これにより、フォーム３２のセル
サイズの分布を、収納時にインク供給口３３側ほど小さ
くなるよう強制的に形成するものである。その結果、イ
ンク供給側ほとインク保持力が強くなるため、プリント
ヘッド３４へのインク供給が安定する。

【００８２】なお、逆にインクハウジング３１の内寸法
をインク供給側ほど小さくなるよう変化させても同様の
効果が得られる。

【００８３】（実施例２の変形例２）第２の実施例の他
の変形例にかかる分解斜視図を図８に示す。

【００８４】図８において、メラミンフォーム４２はそ
の内部に、大気連通口４３からインク供給口４３へ向か
って延在する孔４７が設けられる。これにより、メラミ
ンフォーム４２のセルを形成する格子（繊維）を切り離
し、ポアサイズが大きくなる部分を強制的に形成する。
その結果、プリントヘッド４４に対するインクの供給が
安定する。孔４７が大気連通口４３からインク供給口４
３に向かって延在するのは、孔４７の部分をインクが移
動し、インク供給口４３に向かうインクの移動を容易に
するためである。

【００８５】図１０に孔開け加工前後の製造ロット毎の
プリント濃度のばらつきの改善度を示している。これに
よれば、孔４７を形成した後の濃度ばらつきが低減され
ることが解る。

【００８６】（実施例２の変形例３）第２の実施例のさ
らに他の変形例を図９に示す。

【００８７】図９において、メラミンフォーム５２はそ
の内部に、大気連通口５６からインク供給口５３に向か
って延在するスリット５７が設けられる。これにより、
メラミンフォーム５２内のセルを形成する格子を切り離
し、上記変形例と同様、このスリット部分のポアサイズ
を強制的に大きく形成するものである。これにより、プ
リントヘッド５４へのインク供給が安定する。

【００８８】なお、上記各実施例において、単なる課題
で挙げた密着領域の離間を防止するための密着性向上、
維持用にバネ（コイル，板）等の弾性加圧手段をタンク
内の発泡体に作用するように付設しても良い。

【００８９】図１１は、上記各実施例に示すヘッドカー
トリッジを適用いることが可能なインクジェット装置の
実施例を示す。

【００９０】ここで１０９はインクタンクとプリントヘ
ッドを一体としたヘッドカートリッジ、１１１はこれを
搭載して図中Ｓ方向に走査するためのキャリッジであ
る。１１３はヘッドカートリッジ１０９をキャリッジ１
１１に取付けるためのフック、１１５はフック１１３を
操作するためのレバーである。このレバー１１５には、
プリント装置の不図示のカバーに設けられた目盛等を指
示してヘッドカートリッジのプリントヘッドによる印字
位置や設定位置等を読取り可能とするためのマーカ１１
７が設けられている。１１９はヘッドカートリッジ１０
９に対する電気接続部を支持する支持板である。１２１
はその電気接続部と本体制御部とを接続するためのフレ
キシブルケーブルである。

【００９１】１２３は、キャリッジ１１１をＳ方向に案
内するためのガイド軸であり、キャリッジ１１１の軸受
１２５に挿通されている。１２７はキャリッジ１１１が
固着され、これをＳ方向に移動させるための動力を伝達
するタイミングベルトであり、装置両側部に配置された
プーリ１２９Ａ，１２９Ｂに張架されている。一方のプ
ーリ１２９Ｂには、ギヤ等の伝導機構を介してキャリッ
ジモータ１３１より駆動力が伝達される。

【００９２】１３３は紙等のプリント媒体の被プリント
面を規制するとともにプリント等に際してこれを搬送す
るための搬送ローラであり、搬送モータ１３５によって
駆動される。１３７はプリント媒体を給紙トレー１０４
側よりプリント位置に導くためのペーパーパン、１３９
はプリント媒体の送給経路途中に配設されてプリント媒
体を搬送ローラ１３３に向けて押圧し、これを搬送する
ためのフィードローラである。１３４はヘッドカートリ
ッジ１０９の吐出口に対向しプリント媒体のプリント面
を規制するためのプラテンである。１４１はプリント媒
体搬送方向上、プリント位置より下流側に配置され、プ
リント媒体を不図示の排紙口へ向けて排紙するための排
紙ローラである。１４２は排紙ローラ１４１に対応して
設けられる拍車であり、プリント媒体を介してローラ１
４１を押圧し、排紙ローラ１４１によるプリント媒体の
搬送力を生じさせる。１４３はプリント媒体のセット等
に際してフィードローラ１３９，押え板１４５，拍車１
４２それぞれの付勢を解除するための解除レバーであ
る。

【００９３】１４５はプリント位置近傍においてプリン
ト媒体の浮上り等を抑制し、搬送ローラ１３３に対する
密着状態を確保するための押え板である。本例において
は、インク吐出を行うことによりプリントを行うプリン
トヘッドを採用している。従ってプリントヘッドのイン
ク吐出口形成面とプリント媒体の被プリント面との距離
は比較的微少であり、かつプリント媒体と吐出口形成面
との接触を避けるべくその間隔が厳しく管理されなけれ
ばならないので、押え板１４５の配設が有効である。１
４７は押え板１４５に設けた目盛、１４９はこの目盛に
対応してキャリッジ１１１に設けられたマーカであり、
これらによってもプリントヘッドの印字位置や設定位置
が読取り可能である。

【００９４】１５１はホームポジションにおいてプリン
トヘッドのインク吐出口形成面と対向するゴム等の弾性
材料で形成したキャップであり、プリントヘッドに対し
当接／離脱が可能に支持されている。このキャップ１５
１は、非プリント時等のプリントヘッドの保護や、プリ
ントヘッドの吸引回復処理に際して用いられる。吸引回
復処理とは、キャップ１５１を吐出口形成面に対向さ
せ、インク吐出口内方に設けられてインク吐出のために
利用されるエネルギ発生素子を駆動することにより全吐
出口からインクを吐出させ、これによって気泡や塵埃，
増粘してプリントに適さなくなったインク等の吐出不良
要因を除去する処理予備吐出）や、これとは別に吐出口
形成面とキャップ１５１で覆った状態で吐出口よりイン
クを強制的に排出させることにより吐出不良要因を除去
する処理である。

【００９５】１５３はインクの強制排出のために吸引力
を作用するとともに、かかる強制排出による吸引回復処
理や予備吐出による吸引回復処理に際してキャップ１５
１に受容されたインクを吸引するために用いられるポン
プである。１５５はこのポンプ１５３によって吸引され
た廃インクを貯留するための廃インクタンク、１５７は
ポンプ１５３と廃インクタンク１５５とを連通するチュ
ーブである。

【００９６】１５９はプリントヘッドの吐出口形成面の
ワイピングを行うためのブレードであり、プリントヘッ
ド側に突出してヘッド移動の過程でワイピングを行うた
めの位置と、吐出口形成面に係合しない後退位置とに移
動可能に支持されている。１６１はモータ、１６３はモ
ータ１６１から動力の伝達を受けてポンプ１５３の駆動
およびキャップ１５１やブレード１５９の移動をそれぞ
れ行わせるためのカム装置である。

【００９７】なお、上記第１および第２実施例では、イ
ンクタンクに設けられるインク供給口が、タンクハウジ
ングの所定の面の中央にあるものについて説明したが、
本発明の適用がこのような形態のインクタンクのみに適
用されるものでないことはもちろんである。

【００９８】すなわち、インク供給口がインクタンクハ
ウジングの所定の面において偏った位置に設けられる形
態に本発明を適用した場合、発泡体とハウジングの形状
およびそのサイズの関係を適切に定めることにより、例
えば、そのインク供給口に向けて発泡体を斜め方向に圧
縮するような構成とすることもでき、また、インク吸収
体中の所望のインク経路に沿って発泡体を圧縮するよう
な構成とすることもできる。

【００９９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればインクタンク内のインク吸収体を形成する発泡
体は供給口方向に圧縮されるので、この方向に面する発
泡体ポアのサイズは変化せず、圧縮方向に垂直な方向の
ポアサイズは減少する。ここで、ポアサイズを予め大き
く形成すれば、上記圧縮方向、すなわち供給口に向かう
方向の毛管力は比較的弱く、上記垂直方向には強くする
ことができる。これにより、所定のインク保持力を有し
たまま、インク供給方向の保持力のみ減少させてインク
供給性を向上させることができる。

【０１００】また、インク吸収体がハウジング内におい
て圧縮状態で収納されることにより、吸収体とハウジン
グとが常に密接する状態とすることができ、特にインク
供給口に吸収体が密接することにより、インク供給路に
空気層等の隙間を生じない。

【０１０１】この結果、メラミン発泡体等をインク吸収
体に用いたインクタンクにおいても特に高周波吐出駆動
において良好なインク供給を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の原理を説明す
るための発泡体セルの模式図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかるインクタンク構造
を示す分解斜視図である。

【図３】上記第１実施例の変形例にかかるインクタンク
構造を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の第２実施例にかかるインクタンク構造
を示す分解斜視図である。

【図５】ウレタンフォームを用いた比較例のインクタン
ク構造を示す分解斜視図である。

【図６】上記第２実施例の変形例のインクタンク構造を
示す分解斜視図である。

【図７】上記第２実施例の他の変形例にかかるインクタ
ンク構造を示す分解斜視図である。

【図８】上記第２実施例のさらに他の変形例にかかるイ
ンクタンク構造を示す分解斜視図である。

【図９】上記第２実施例のさらに他の変形例にかかるイ
ンクタンク構造を示す分解斜視図である。

【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、図８に示す構造の効
果を説明する線図である。

【図１１】本発明の各実施例のプリントヘッドを用いる
ことが可能なインクジェットプリント装置の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１，３１，４１，５１，６１ インクハウジング １２，３２，４２，５２，６２ メラミンフォーム（メ
ラミン発泡体） １３，３３，４３，５３，６３ インク供給口 １４，３４，４４，５４，６４ プリントヘッド １５，３５，４５，５５，６５ ハウジング蓋 １６，３６，４６，５６，６６ 大気連通口 ４７ 孔 ５７ スリット ６７，６８ リブ １２０ｈ，１２０ｖ 単繊維 １２１ｈ，１２１ｖ 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 徳也 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 杉谷 博志 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 益田 和明 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 河合 潤 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 (72)発明者 種谷 陽一 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 長田 虎近 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 (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを貯留するためのインクタンクに
   おいて、 当該貯留されるインクを供給するための供給口が設けら
   れたハウジングと、 該ハウジング内に収納されてインクを保持するためのイ
   ンク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔質体
   でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒド
   との縮合生成物をベースとする発泡体からなるインク吸
   収体と、 該インク吸収体を前記供給口に向けて圧縮する圧縮手段
   と、 を具えたことを特徴とするインクタンク。
2. 【請求項２】 インクを貯留するためのインクタンクに
   おいて、 当該貯留されるインクを供給するための供給口が設けら
   れたハウジングと、 該ハウジング内に収納されてインクを保持するためのイ
   ンク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔質体
   でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒド
   との縮合生成物をベースとする発泡体からなるインク吸
   収体と、 該インク吸収体を、前記ハウジング内で少なくとも１方
   向に圧縮する圧縮手段と、 を具えたことを特徴とするインクタンク。
3. 【請求項３】 前記圧縮手段は、前記インクタンク吸収
   体の形状の少なくとも一部の寸法が前記ハウジング内形
   状の一部の寸法より大である構成であることを特徴とす
   る請求項１または２に記載のインクタンク。
4. 【請求項４】 前記アミノ基を有する化合物は、メラミ
   ン、尿素、カルボン酸アミド、ジシアンジアミド、グア
   ニジン、スルフリルアミド、スルホン酸アミド、脂肪族
   アミン、ベンゾグアナミンおよびその誘導体の少なくと
   も１種類で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タンク。
5. 【請求項５】 前記インクタンクは、インクの吐出周波
   数が３ｋＨｚ以上のプリント動作を行うインクジェット
   プリントヘッドに用いられることを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれかに記載のインクタンク。
6. 【請求項６】 前記ハウジングにおける前記供給口を含
   む面の実質的な縦，横の内寸法をＡ，Ｂとし、当該収納
   される前記インク吸収体の前記供給口を含む前記面に平
   行な面の収納前の縦，横の外寸法をａ，ｂとするとき、 【数１】０．８≦ａ／Ａ×ｂ／Ｂ≦１．７ となる関係を有することを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載のインクタンク。
7. 【請求項７】 前記インク吸収体の形状において、ａ／
   Ａおよび／またはｂ／Ｂは前記供給口側の面で最大とな
   ることを特徴とする請求項６に記載のインクタンク。
8. 【請求項８】 前記インク吸収体中に、前記供給口に向
   けて延在する切込みスリットまたは孔を設けたことを特
   徴とする請求項６または７に記載のインクタンク。
9. 【請求項９】 前記インク吸収体と前記ハウジングの内
   壁との相互に接触する部分に界面活性剤および滑剤を付
   与したことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに
   記載のインクタンク。
10. 【請求項１０】 ハウジング内に収納されてインクを保
    持するためのインク吸収体がウレタン樹脂発泡体よりも
    セル膜の少ない発泡体またはアミノ基を有する化合物と
    ホルムアルデヒドとの縮合生成物をベースとする発泡体
    であり、 前記インク吸収体の特性低下を補償または抑制するため
    の収納発泡体変形収納機構を有することを特徴とするイ
    ンクタンク。
11. 【請求項１１】 ハウジング内に収納されてインクを保
    持するためのインク吸収体がウレタン樹脂発泡体よりも
    セル膜の少ない発泡体またはアミノ基を有する化合物と
    ホルムアルデヒドとの縮合生成物をベースとする発泡体
    であり、 前記ハウジング内に収納されてインクを保持するための
    インク吸収体の少なくとも一部に補償用前処理が施され
    ていることを特徴とするインクタンク。
12. 【請求項１２】 前記インク吸収体の少なくともインク
    供給側面または装填時の摺動面がウォータージェット加
    工により形状加工されたことを特徴とする請求項１０ま
    たは１１に記載のインクタンク。
13. 【請求項１３】 インクを吐出するプリントヘッドと該
    プリントヘッドに供給するインクを貯留するためのイン
    クタンクとを一体に具えたヘッドカートリッジにおい
    て、 前記インクタンクは、 当該貯留されるインクを供給するための供給口が設けら
    れたハウジングと、 該ハウジング内に収納されてインクを保持するためのイ
    ンク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔質体
    でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒド
    との縮合生成物をベースとする発泡体からなるインク吸
    収体と、 該インク吸収体を前記供給口に向けて圧縮する圧縮手段
    と、 を有したことを特徴とするヘッドカートリッジ。
14. 【請求項１４】 インクを吐出するプリントヘッドと該
    プリントヘッドに供給するインクを貯留するためのイン
    クタンクとを一体に具えたヘッドカートリッジにおい
    て、 前記インクタンクは、 当該貯留されるインクを供給するための供給口が設けら
    れたハウジングと、 該ハウジング内に収納されてインクを保持するためのイ
    ンク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔質体
    でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒド
    との縮合生成物をベースとする発泡体からなるインク吸
    収体と、 該インク吸収体を前記ハウジング内で少なくとも１方向
    に圧縮する圧縮手段と、 を有したことを特徴とするヘッドカートリッジ。
15. 【請求項１５】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
    用してインクに気泡を生成し、該気泡の作用力によって
    インクを吐出することを特徴とする請求項１３または１
    ４に記載のヘッドカートリッジ。
16. 【請求項１６】 インクを吐出するためのプリントヘッ
    ドを用い、該プリントヘッドから被プリント材にインク
    を吐出してプリントを行うインクジェットプリント装置
    において、 前記プリントヘッドに供給するインクを貯留するための
    インクタンクであって、 当該貯留されるインクを供給するための供給口が設けら
    れたハウジングと、 該ハウジング内に収納されてインクを保持するためのイ
    ンク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔質体
    でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒド
    との縮合生成物をベースとする発泡体からなるインク吸
    収体と、 該インク吸収体を前記供給口に向けて圧縮する圧縮手段
    と、 を有したインクタンクを具えることを特徴とするインク
    ジェットプリント装置。
17. 【請求項１７】 インクを吐出するためのプリントヘッ
    ドを用い、該プリントヘッドから被プリント材にインク
    を吐出してプリントを行うインクジェットプリント装置
    において、 前記プリントヘッドに供給するインクを貯留するための
    インクタンクであって、 当該貯留されるインクを供給するための供給口が設けら
    れたハウジングと、 該ハウジング内に収納されてインクを保持するためのイ
    ンク吸収体であって、三次元網状構造を有する多孔質体
    でありかつアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒド
    との縮合生成物をベースとする発泡体からなるインク吸
    収体と、 該インク吸収体を、前記ハウジング内で少なくとも１方
    向に圧縮する圧縮手段と、 を有したインクタンクを具えたことを特徴とするインク
    ジェットプリント装置。
18. 【請求項１８】 前記プリントヘッドの吐出周波数が３
    ｋＨｚ以上で記録動作を行うことを特徴とする請求項１
    ６または１７に記載のインクジェットプリント装置。
19. 【請求項１９】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
    用してインクに気泡を生成し、該気泡の作用力によって
    インクを吐出することを特徴とする請求項１６ないし１
    ８のいずれかに記載のインクジェットプリント装置。