JPH0752404A

JPH0752404A - インクジェットカートリッジ

Info

Publication number: JPH0752404A
Application number: JP21814193A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Tamai; 正義玉井; Atsushi Takagi; 淳高木; Yoshihiko Fujimura; 義彦藤村; Junichi Yoshida; 淳一吉田; Kazuyuki Oda; 和之小田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】インク使用効率の向上を図るとともに、安定
した圧力によるインクの供給を行なうことのできるイン
クカートリッジを提供する。【構成】インク吸収体９内のインクが消費され、さら
にインク室４内のインク３が消費されると、連通路７を
介して空気がインク室４内に侵入し、負圧が保たれる。
この状態で、周囲環境の変化でインク室４内の空気が膨
張すると、インク室４内のインク３は補償室６に移行
し、インク吸収体９に保持される。プリントヘッド１へ
のインクの供給は、補償室６のインク供給口５から行わ
れる。そのため、補償室６に移行したインクも無駄なく
使える。また、インク供給口５がインク吸収体９に覆わ
れているので、インク室６内のインクの動きによる圧力
変動の影響を受けず、安定した圧力によるインクの供給
が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリントヘッドにイン
クを供給するインクジェットカートリッジに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置におい
て、プリントヘッドにインクを供給するために用いられ
ているインクジェットカートリッジとしては、例えば、
特開平３−１８０３５７号公報等に記載されたインクジ
ェットペンがある。このインクジェットペンでは、密閉
したインクタンク内にインクのみを充填し、直接プリン
トヘッドと連結している。また、インクタンクの底部に
小穴を設け、大気と連通させるとともに、毛管素子を有
する小室を設けている。

【０００３】このようなインクジェットカートリッジに
よれば、インクタンク内のインクが消費されるにしたが
って、インクタンク内の負圧が増加すると、小穴を通じ
て空気がインクタンク内に導入され、インクタンク内の
負圧値はほぼ一定に保たれ、インクタンク内のインクを
記録ヘッドに安定供給できる。また、周囲環境の変化に
よってインクタンク内の空気が膨張した場合には、小室
にインクを待避させ、インクタンク内の負圧を保ってい
る。

【０００４】小室に待避したインクは、周囲環境がもと
の状態に戻ることにより、インクタンクに戻る。その際
に、小室内の毛管素子の毛管力によって、小室内のイン
クは、完全には主インク室へ移行しきれず、小室に残留
してしまう。このため、残留したインクの量だけ、イン
クタンクの体積効率を低下させるという問題がある。

【０００５】また、プリントヘッドへのインクの供給
は、インクタンクから直接行なっているため、インクタ
ンクが振動し、インクの液面が動くと、その水頭圧が変
化し、その変化が直接プリントヘッドに加わって、プリ
ントヘッドにおけるインクの吐出時の圧力が変動してし
まうという問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、インク使用効率の向上を図
るとともに、安定した圧力によるインクの供給を行なう
ことのできるインクカートリッジを提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はプリントヘッド
にインクを供給するインクジェットカートリッジにおい
て、インクが収容されるインク室と、該インク室に連通
するとともに大気連通口により大気と連通しさらに底面
にプリントヘッドに連通するインク供給口を有し内部に
インク吸収体を有する補償室を設け、前記インク供給口
は前記インク吸収体により覆われていることを特徴とす
るものである。前記インク室は分離可能に構成すること
ができる。

【０００８】

【作用】本発明によれば、インク室内のインク残量が少
なくなった時点で、例えば、温度上昇あるいは大気圧の
下降などの周囲環境の変化が生じると、インク室内のイ
ンクは補償室に移行する。プリントヘッドへのインクの
供給は、補償室から行なわれるので、補償室に移行した
インクも無駄なく使いきることができる。また、プリン
トヘッドへのインクを供給するインク供給口が補償室内
のインク吸収体に覆われているので、インクがなくなる
まで常にインクにより濡れた状態に保持され、空気が侵
入することなく、常に安定した圧力によるインクの供給
が行なえるとともに、使用中にプリントヘッドからイン
クが流出することもない。振動等によってインク室内の
インクが動いても、インクの動きによる圧力変化はイン
ク吸収体で阻止され、直接プリントヘッドには伝わらな
いので、安定した圧力によるインクの供給を行なうこと
ができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明のインクジェットカートリッ
ジの第１の実施例を示す断面図である。図中、１はプリ
ントヘッド、２はインクタンク、３はインク、４はイン
ク室、５はインク供給口、６は補償室、７は連通路、８
は大気連通口、９はインク吸収体である。インクタンク
２は、インク室４と補償室６により構成されている。イ
ンク室４には、インク３が収容される。連通路７で補償
室と連通している以外は、インク室４は密閉されてい
る。補償室６内には、インク吸収体９が配置されてい
る。また、インク室４とは連通路７で連通している。さ
らに、補償室６には、大気連通口８が設けられており、
大気と連通している。また、補償室６の底面には、プリ
ントヘッド１と接続されるインク供給口５が設けられて
いる。この実施例では、プリントヘッド１はインクタン
ク２と一体に示しているが、これに限らず、離間してイ
ンク供給管により接続されている構成であってもよい。

【００１０】インク吸収体９は、その毛管力によりイン
クを保持するとともに、プリントヘッド１をほぼ一定の
負圧に保つ。そのため、インク吸収体９としては、例え
ば、フェルト等の繊維状材料や、スポンジ等の多孔質体
材料、不織布材料等を使用することができる。また、イ
ンク吸収体９は、インク供給口５を覆うように配置され
ており、プリントヘッド１へのインクの供給は、インク
吸収体９を介して行なわれる。

【００１１】本発明のインクジェットカートリッジの一
実施例の動作を説明する。未使用の状態において、イン
ク室４にはインク３が充満されている。また、補償室６
にもインク３が充填されているが、補償室６内のインク
吸収体９の毛管力により、保持できるだけのインク３が
充填されている。この状態では、インク吸収体９の毛管
力によって、インクは大気連通口８やプリントヘッド１
から漏れ出すことはない。

【００１２】記録が行なわれ、プリントヘッド１でイン
クが消費されると、プリントヘッド１において負圧が発
生し、インクの供給が行なわれる。プリントヘッド１で
発生した負圧によって、まず、補償室６内のインク吸収
体９に保持されているインクがインク供給口５を通じ
て、プリントヘッド１に供給される。補償室６内のイン
クの消費に伴って、大気連通口８から空気が補償室６内
に入り込み、インク吸収体９内に侵入する。

【００１３】さらにインクが消費され、補償室６内のイ
ンクが連通路７の高さまで達し、さらにインクが消費さ
れると、消費されたインクの量だけ、インク室４内のイ
ンク３が連通路７を通って、補償室６に移動するととも
に、同量の補償室６内の空気が連通路７を通り、気泡と
してインク室４内に侵入する。発生した気泡は、インク
室４の上部に溜り、空気層を形成する。図１には、この
ときの状態を示している。また、インク吸収体９に侵入
した空気は、連通路７の上面程度の位置で停止し、補償
室６の底部に設けてあるインク供給口５までは達しない
ので、インク供給口５へ空気が入り込むことはない。

【００１４】インク室４内に空気層が形成された状態で
は、インクタンク２が振動した場合に、インク室４内の
インク３が振動してしまう。このインク３の振動に伴う
インク圧の変動は、連通路７を介してインク吸収体９に
伝わるが、インク吸収体９によってこのインク圧の変動
が吸収されるため、インク供給口５を介してプリントヘ
ッド１に影響することはない。そのため、プリントヘッ
ド１では、振動によらず、安定した記録を行なうことが
できる。

【００１５】このようなインク室４から補償室６へのイ
ンク３の移動と、気泡のインク室４への侵入により、プ
リントヘッド１にはほぼ一定の負圧によりインクが供給
される。そして、この動作は、インク室４内のインク３
がなくなるまで続く。そのため、インクタンク２内に収
容したインクをほぼ使いきることができ、インクの使用
効率を向上させることができる。

【００１６】インク室４内に空気層が形成されている状
態で、例えば、気温が上昇し、あるいは、大気圧が低下
する等の周囲環境の変化が発生すると、インク室４内の
空気は相対的に膨張する。このとき、インク室４内の空
気の膨張した分だけ、インク室４内のインク３は、連通
路７を介して補償室６に移動し、インク吸収体９に保持
される。これにより、プリントヘッド１にかかる負圧が
変化することなく、インクの供給を行なうことができ
る。この状態でインクの消費が行なわれると、補償室６
に移動したインクから消費されることになる。そのた
め、従来のように、補償室に待避したインクが消費され
ずに残ってしまうことはない。

【００１７】インク室４から補償室６へのインク３の移
動が発生した後、周囲環境がもとの状態に戻った場合に
は、インク室４内の空気の収縮とともに、補償室６に移
動していたインクが連通路７を介してインク室４に戻
り、インク室４内の負圧はほぼ一定に保たれる。

【００１８】また、例えば気温が低下し、あるいは、大
気圧が上昇するなどの周囲環境の変化が発生した場合に
は、インク室４内の空気は相対的に縮小するため、体積
の減少分だけ、連通路７を介して補償室６から空気がイ
ンク室４に入り込み、インク室４内の負圧は一定に保た
れる。

【００１９】このように、周囲環境が変化しても、イン
ク室４内の負圧はほぼ一定に保たれ、インク吸収体９を
介してプリントヘッド１にかかる負圧もほぼ一定とな
り、安定した記録を行なうことができる。また、負圧が
ほぼ一定であるため、インクが漏れ出すこともない。

【００２０】図２は、本発明のインクジェットカートリ
ッジの第２の実施例を示す断面図、図３は、同じくイン
ク室を装着前の断面図である。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。１１は高密度イ
ンク吸収体、１２は低密度インク吸収体、１３はジョイ
ントである。この実施例では、インク室４と、補償室６
をジョイント１３により連結し、インク室４を別体とし
て着脱自在に構成した例を示している。

【００２１】ジョイント１３は、補償室６に設けられ、
補償室より突出するように構成されている。図３に示す
ように、インク室４は完全に密封された状態で構成する
ことができる。補償室６に装着する際には、補償室の突
出した部分がインク室４内に侵入することによって、連
通路が形成されるように構成することができる。このよ
うに、ジョイント１３は、図１における連通路７として
の機能を果たすとともに、インク室４に補償室６への連
通のための開口を形成する働きも有する。インク室４の
ジョイント１３が侵入する部分は、筐体を薄く作成して
おいたり、あるいは、弾性体により作成しておくとよ
い。弾性体により作成した場合には、使用途中での取り
外しも可能となる。インク室４をこのような構成とする
ことにより、インク室４からインクが漏れ出すことはな
く、取り扱いが容易になる。また、インクの補充はイン
ク室４の着脱だけでよく、簡単にインクの補充が行なう
ことができる。さらに、着脱を行なうインク室４には、
特別な部品は何もなく、非常に安価に作成することがで
きるので、ランニングコストを低減させることができ
る。インク室４の筐体、または、筐体の一部を透明にし
ておくことにより、インク残量が一目でわかるようにな
る。また、光学的手段など、非接触型の検出手段によ
り、インク残量の検出を行なうことも可能となる。

【００２２】インクが消費され、インク室４の交換を行
なうときには、不要となったインク室４を取り外すが、
このとき、ジョイント１３は大気にさらされることにな
る。しかし、高密度インク吸収体１１により補償室６内
のインクは保持されるので、ジョイント１３から漏れ出
すことはない。しかし、インク室４の交換時期には、補
償室６内のインク量は少ない場合が多いので、ジョイン
ト１３から侵入する空気とインク面が触れ、乾燥する可
能性もある。乾燥を防ぐためには、インク室４を長期間
にわたって取り外す場合にはキャップをしたり、インク
室４を取り外したことによってジョイント１３が閉塞す
るような機構を設けたりすればよい。

【００２３】この第２の実施例では、補償室６内に配置
するインク吸収体として、高密度インク吸収体１１と低
密度インク吸収体１２の密度の違う２つのインク吸収体
を用いている。インク吸収体は、密度が高いほど、毛管
力が強く、インクの保持能力が優れている。そのため、
プリントヘッド１に直接インクを送るインク供給口５に
近い部分に高密度インク吸収体１１を配置することによ
り、プリントヘッド１へのインクの供給をより円滑に行
なえるようにしている。

【００２４】図４は、本発明のインクジェットカートリ
ッジの第２の実施例における変形例を示す断面図であ
る。図中の記号は図１、図２と同様である。図２では、
補償室６内に配置するインク吸収体として、高密度イン
ク吸収体１１と低密度インク吸収体１２を用いたが、図
４（Ａ）に示すように、図１と同様に一定密度のインク
吸収体９を用いることももちろん可能である。また、図
４（Ｂ）に示すように、高密度インク吸収体１１をイン
ク供給口５の上方に配置し、その周辺部を低密度インク
吸収体１２とすることもできる。さらに、図４（Ｃ）に
示すように、インク供給口５の周囲の部分のみ、高密度
インク吸収体１１を配置し、他の部分に低密度インク吸
収体１２を配置することもできる。図４（Ｂ）や図４
（Ｃ）のような構成とすることにより、補償室６内に侵
入する空気は、低密度インク吸収体１２に侵入しやす
く、また、低密度インク吸収体１２に侵入した気泡は、
高密度インク吸収体１１との境界面でブロックされて、
高密度インク吸収体１１内には侵入しにくい。そのた
め、インク供給口５を高密度インク吸収体１１により覆
うことにより、インク供給口５への空気の侵入をさらに
防ぐことができる。

【００２５】

【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をほぼ使いきること
ができ、インク使用効率の向上を図ることができる。ま
た、インク残量や、周囲環境の変化によらず、また、振
動等にも影響を受けずに、プリントヘッドに対して安定
した圧力によるインクの供給を行なうことができる。

【００２６】また、補償室にプリントヘッドへのインク
供給口を設けているので、インク室が着脱自在の構成と
することができ、インクの交換及びインク室の取り扱い
が簡単でしかもランニングコストを低減させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットカートリッジの第１
の実施例を示す断面図である。

【図２】本発明のインクジェットカートリッジの第２
の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明のインクジェットカートリッジの第２
の実施例におけるインク室を装着前の断面図である。

【図４】本発明のインクジェットカートリッジの第２
の実施例における変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１プリントヘッド、２インクタンク、３インク、
４インク室、５インク供給口、６補償室、７連
通路、８大気連通口、９インク吸収体、１１高密
度インク吸収体、１２低密度インク吸収体、１３ジ
ョイント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田淳一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 (72)発明者小田和之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

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリントヘッドにインクを供給するイン
クジェットカートリッジにおいて、インクが収容される
インク室と、該インク室に連通するとともに大気連通口
により大気と連通しさらに底面にプリントヘッドに連通
するインク供給口を有し内部にインク吸収体を有する補
償室を設け、前記インク供給口は前記インク吸収体によ
り覆われていることを特徴とするインクジェットカート
リッジ。
【請求項２】前記インク室が分離可能に構成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットカ
ートリッジ。