JPH0732603A - インクジェット記録装置用インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録装置用のインクカートリ
ッジにおいて、多孔質材料６を用いてインクを内包保持
するインク容器１のインク容量を増やし、かつ物流時
や、インクカートリッジの外環境変化時にもインク漏れ
を生ずることのない、コストが安く信頼性の高いインク
カートリッジの提供を目的としている。 【構成】 このため、インクカートリッジ内に空気を供
給するための大気連通口３を有し、この大気連通口３に
直接、インクを含んだ前記多孔質体６が入り込むことを
防止するための手段として、リブ２によりバッファ室を
形成し、大気連通口外筒３に屋根を設けるよう構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液滴を飛翔させて被記録
物に記録させるインクジェット記録装置用のインクカー
トリッジ、また特に、インク容器内のインク保持手段と
して多孔質体を用いたインクカートリッジに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体インクを記録用に使用するイ
ンクジェット記録装置などの液体噴射記録装置において
は、近年小型化の要望が強く、図５にその一例の斜視図
を示すような記録装置または記録装置１−１を内蔵した
メインフレーム１−４のプリンタキャリッジ１−２上に
記録手段としての記録ヘッドと液体貯蔵容器としてのイ
ンクカートリッジとを一体化した記録ユニット１−３を
配置したもの、また図６に、プリンタ２−４の分離型記
録ヘッドユニットの概念図を示すように、さらに記録ユ
ニット２−１より記録ヘッド２−２とインクカートリッ
ジ２−３とを分離できるようにして、インクカートリッ
ジ２−３のみを交換する型式のものが提案されている。
これは、従来装置のインクカートリッジのようにプリン
タ本体内に固定され、チューブなどでインクをキャリッ
ジ上の記録ヘッドに送る機構のものに比して、小型化と
記録装置本体の機構の簡素化とが可能である。

【０００３】特にインクカートリッジのみの交換が可能
な方式は、コストを下げる意味で近年各社が採用してお
り、重要な技術となってきた。図７は、本発明者が初め
て具体化した分離型インクジェット記録ヘッドユニット
の一例の外観斜視図である。インクジェット記録ユニッ
ト３−１はインクジェット記録ヘッド３−２とインクカ
ートリッジ３−３が両持爪３−４により、分離可能に接
続されている。

【０００４】接続時にはエチレンプロピレンゴム製のＯ
−リング３−５がインク流路３−６を外部から完全密封
するようにしている。一方、インクカートリッジ内部に
はスポンジ３−７を配設し、スポンジ３−７の持つイン
ク保持能力でインクを貯留し、またスポンジ密度を調整
することによりインクジェット記録ヘッド３−２への負
のインク供給圧力が得られる。スポンジ３−７のインク
出口側流路末端にはメッシュフィルタ３−８が配設さ
れ、スポンジ３−７を押え付けスポンジ３−７を部分的
に高い密度に圧縮することでスポンジ中のインクを安定
してインクジェット記録ヘッド３−２側へ導出し易くし
た。

【０００５】インクカートリッジ３−３とインクジェッ
ト記録ヘッド３−２の分離時には、インクカートリッジ
３−３内の前記のフィルタ３−８下流にバルブ機構３−
９が作用し、インクカートリッジ３−３単独時のインク
の漏出を防止する。以上のようなインクジェット記録ユ
ニット３−１を構成することにより、廉価で信頼性の高
いインクジェット記録ユニットが提供できた。しかしな
がら、近年ますますインクジェット記録装置の市場占有
率は拡大してきており、より安く高性能でかつ信頼性が
高いインクジェット記録装置が要求されてきた。

【０００６】以上のような従来のインクジェット記録装
置用インクカートリッジにおける、インクジェット記録
ヘッドにインクを供給するためのインクを貯留するイン
ク容器のインク保持手段として、多孔質体材料が多く用
いられてきた。このようなインク容器においては、多孔
質体のメニスカス力によりインクを保持し、インクジェ
ット記録ヘッドに供給するインクの適正な負圧を発生さ
せている。このインク容器には消費したインク分だけ空
気を取り入れるための大気連通口が設けられているが、
物流時等のインク漏れ防止のため、必ずインク容器内に
は多孔質体から遊離したインクをインク容器外に漏らさ
ないためのバッファ室が設けられている。

【０００７】このバッファ室は大きいほどインクの捕捉
能力は高いが、インク容器内に占めるバッファ室の体積
があまりに大きいとインク容器内の体積効率が低下する
ことになる。しかしながら、この体積効率を向上させる
ために、図３に示したようにバッファ室を小さくする
と、インク保持のための多孔質材料が大気連通口に当接
することになり、インク漏れを招くおそれがある。また
近年インクジェット記録装置の小型化指向が強く、これ
に伴いインクカートリッジのサイズも小型化が進んでい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
カートリッジの小型化が進むと、インクカートリッジ内
のインク容量は必然的に減少し、インクカートリッジ交
換回数が増加することとなる。これらタンク交換頻度の
上昇は使用者に煩わしさを与えるのみならず、稼働コス
トの上昇を招くこととなる。従って、特に小型化された
インクカートリッジにおいては、インク容器内のインク
充填量、インク使用効率の増大が大きな課題となってい
た。

【０００９】本発明は、以上のような従来例の問題点に
かんがみてなされたもので、多孔質体を用いてインクを
保持するこの種のインク容器内のインク容量を増やし、
かつ、物流時や、インクカートリッジ外環境変化時にも
インク漏れを生ずることのない稼働コストが安く信頼性
の高いインクカートリッジの提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、インクジェット記録装置のキャリッジに交換可能
に装着され、印字信号と駆動エネルギーを付与すること
によりインク滴を飛翔させ、被記録物に記録するための
インクジェット記録ヘッドと結合可能な、該インクジェ
ット記録ヘッドに供給するインクを保持する多孔質体を
備えたインク容器を有するインクカートリッジであっ
て、このインクカートリッジ内に空気を供給するための
大気連通口部を有し、該大気連通口部は前記多孔質体に
当接しない面に大気連通穴を形成するインク漏れ防止部
材を有するよう構成することにより、前記目的を達成し
ようとするものである。

【００１１】

【作用】以上のような本発明により、インク容器に設け
られた大気連通口に、インク容器内のインクを含有した
多孔質体が大気連通口内に入るのを防止する手段を設け
たため、インク容器内の多孔質体の体積を増大させるこ
とができ、それに伴い多孔質体内に含有されるインク量
も増大し、かつ、インク漏れが無く、信頼性の高いイン
クカートリッジのインク容器が得られる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する： （実施例１）図１に、本発明に係るインクを用いて記録
を行う記録装置に用いられる変換可能なインクカートリ
ッジ用インク容器の一実施例斜視図を、また図２に、図
１インク容器上面より見たインク容器の断面図を示す。
図１において、１はインク容器、３はインク容器１と同
部材よりなる大気連通口の外筒であり、大気連通口３の
内部に、インク容器１内のインクがインク容器外に漏れ
難くするための構造を有する大気連通口部材が挿入され
ている。２はリブであり、大気連通口３より取り入れら
れた空気を、インク容器１内に設けられた、図１には不
図示であって図２に図示したインクを含浸した多孔質体
６の後端面全体に行き渡らせる働きと、何らかの衝撃が
インク容器１に加わった場合インク容器１内の多孔質体
６より外に出てしまったインクをインク容器１の外に漏
らさないためのバッファ室を形成する役目をしている。
なお、４は記録ヘッドへのインク供給口、５は大気連通
口３の穴、Ｒはインク容器後端面を示す。図示のような
インク容器１においては、リブ２により多孔質体６がイ
ンク容器１の底面から持ち上げられてバッファ室を形成
している。

【００１３】インク容器１の物流時における落下、振動
等の衝撃や、インク容器１外の急激な気温、大気圧の変
化等により、多孔質体６に含浸してあったインクが多孔
質体６外に出てしまう場合がある。このようなとき、リ
ブ２により形成されたバッファ室にインクを溜めるので
あるが、このバッファ室内に設けられた大気連通口３か
ら取り入れた空気を、インク容器１の中に供給する大気
連通口穴５の位置は、バッファ室の設けられた面の中心
であり、かつバッファ室の大気連通口３の設けられた面
から多孔質体６まで中間位置、つまり本実施例の図１に
おいては、インク容器１後端面Ｒの内壁からインクを含
浸した多孔質体６までの距離の中間点であることが望ま
しい。その理由としては、インク容器１がいかなる姿勢
を取った場合においても、バッファ室内の浮遊インクが
大気連通口３内に入り込まないからである。

【００１４】しかしながら、インク容器１内に収容する
インク量を増やすためには、インクを含浸させた多孔質
体６の体積を増加させ、バッファ室体積を小さくしなけ
ればならない。バッファ室の体積を小さくした場合にお
いては、前述したように、例えば図３においてみられる
ごとく、リブ２の高さが低いため大気連通口７の大気を
インク容器１内に供給する位置（大気連通口穴８）にま
でインクを含浸した多孔質体６が入り込んでしまい、直
接多孔質体６と、大気連通口穴８とが接してしまうの
で、インク容器１外にインクが漏れやすくなってしま
う。

【００１５】そこで大気連通部に接するように多孔質体
６が設けられても、図１に示したように、大気連通口外
筒３にインク漏れ防止部材としての屋根部１２を設ける
ことにより、インク容器１内のインクを含浸した多孔質
体６が、大気連通口穴８に直接、接することがなくなる
ため、容量の小さな（リブ高さの低い）バッファ室にお
いてもインク漏れのないインク容器１を提供することが
できる。この時大気連通口外筒３に設けられた屋根部１
２の位置は、他のリブ２より高くても低くても（多孔質
体６に近くても、遠くても）よい。またバッファ室が充
分大きなインク容器１の場合においても、大気連通口外
筒３に屋根を設けることにより、大気連通口穴８に直接
インクが入り込み難い構造となるため、大気連通口外筒
３に設けられた屋根は、よりインク容器１のインク漏れ
に対する信頼性を高めるものとなる。

【００１６】また、他の方法として、例えば図２に示さ
れたリブ２の位置を大気連通口７に近付けるか、図中上
側のリブ２と下側のリブ２との間隔を狭くすることによ
り大気連通口穴８に多孔質体６を入り込まないようにす
ることも可能であるが、上側のリブ２と下側のリブ２、
あるいはリブ２と大気連通口部材との隙間に多孔質体６
より出たインクが毛細管現象により溜まることがある。
そのような場合は何らかの衝撃により溜まったインクが
大気連通口７からインク容器１外に出てしまう時がある
ので、本実施例に示した大気連通口構造の方がより信頼
性が高いことになる。

【００１７】（実施例２）図４に示すように、大気連通
口１１を囲むようなリブ９に屋根をつけてインク漏れ防
止部材とし、インクを含浸した多孔質体６から大気連通
口１１を離すような構造をとった場合も前記実施例１と
同様の効果が得られる。この場合大気連通口１１から取
り入れられた空気はリブ９に設けられた穴１０を通りイ
ンク容器１内に行き渡るような構造をとるが、この穴１
０は多孔質体６に当接することがなければいずれの位置
であっても、いずれの大きさであってもよい。

【００１８】（実施例３）前記実施例１に示したよう
な、大気連通口外筒３に設けられた屋根を、大気連通口
に挿入する構成とした別体のインク漏れ防止部材の方に
設けてやる場合も、実施例１と同等の効果を得ることが
できる。

【００１９】なお本発明は、特にインクジェット記録方
式の中でも熱エネルギーを利用する方式の記録ヘッド、
記録装置において、優れた効果をもたらすものである。

【００２０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生
させ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的に
この駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の気泡を
形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮によ
り吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少
なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形
状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるの
で、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成で
き、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５
２６２号明細書に記載されているようなものが適してい
る。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米
国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件
を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００２１】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネル
ギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成
を開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づい
た構成としても本発明は有効である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多孔質体によってインクを保持させたインク容器におい
て、大気連通口に多孔体が直接に当接することを防止す
るための手段を設けることにより、インクを含浸させた
多孔質体を大気連通口穴に当接することがなくなり、物
流時や外環境変化時にもインク漏れの心配のないインク
容器を有する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】 インク容器の一実施例の斜視図

【図２】 図１インク容器の断面図

【図３】 バッファ室の小さいインク容器の断面図

【図４】 他の実施例の断面図。

【図５】 従来の記録装置（メインフレーム）の一例の
斜視図

【図６】 分離型記録ヘッドユニット概念図

【図７】 従来の分離型インクジェット記録ヘッドユニ
ットの一例の外観斜視図

【符号の説明】

１ インク容器 ２ リブ ３ 大気連通口（外筒） ４ 記録ヘッドへのインク供給口 ５ 穴 ６ 多孔質体 ７ 大気連通口 ８ 大気連通口の穴 ９ リブ １０ リブの穴 １１ 大気連通口 １２ インク漏れ防止部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録装置のキャリッジに
   交換可能に装着され、印字信号と駆動エネルギーを付与
   することによりインク滴を飛翔させ、被記録物に記録す
   るためのインクジェット記録ヘッドと結合可能な、該イ
   ンクジェット記録ヘッドに供給するインクを保持する多
   孔質体を備えたインク容器を有するインクカートリッジ
   であって、このインクカートリッジ内に空気を供給する
   ための大気連通口部を有し、該大気連通口部は前記多孔
   質体に当接しない面に大気連通穴を形成するインク漏れ
   防止部材を有することを特徴とするインクジェット記録
   装置用インクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記インク容器の大気連通口部は、前記
   インク容器の大気連通口穴に嵌め込まれる前記インク漏
   れ防止部材からなることを特徴とする請求項１記載のイ
   ンクジェット記録装置用インクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記記録ヘッドは、インクを吐出する複
   数の吐出部と、対応する吐出部毎に設けられ、インクに
   熱による状態変化を生起させ該状態変化に基づいてイン
   クを前記吐出部から吐出させて飛翔的液滴を形成する熱
   エネルギー発生手段とを有した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ジェット記録装置
   用インクカートリッジ。