JPH0994972A - インクカートリッジおよびインクジェットカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクカートリッジの使用時に、第１の収納
室内の負圧発生部材からしみ出たインクによる水頭圧の
上昇を防止し、常に安定的にインクを供給してプリント
性能を維持させ、またインクカートリッジの物流中の温
度変化などに拘わらず、インクカートリッジを使用すべ
くそれを開封した時にインクが垂れ出ることを防止す
る。 【解決手段】 第１の収納室４内の負圧発生部材５と大
気連通口７との間にインク吸収体９を備え、そのインク
吸収体９によって、負圧発生部材５からしみ出たインク
を吸収保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント装置に交
換可能に装着されるインクカートリッジ、およびインク
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】従来より、インクジェットプリント装置
に交換可能に装着されるインクカートリッジとして、イ
ンクを収納する第１の収納室と第２の収納室が形成され
て、その第１の収納室内にスポンジなどの負圧発生部材
を備えたものが提案されている。負圧発生部材を備えた
第１の収納室は、大気との連通を得るための大気連通口
が設けられ、この第１の収納室内における大気連通口近
傍の領域は、負圧発生部材がインクを保持していない領
域となっている。また、この第１の収納室には、負圧発
生部材に保持されたインクをインクジェットプリント装
置のインクジェットヘッドに供給するためのインク供給
口が設けられている。第２の収納室は、第１の収納室の
大気連通口から離れた位置に設けられた微小の連通部の
みを介して、その第１の収納室に連通されており、この
第２の収納室は実質的に密閉状態となってインクを収容
している。そして、インクカートリッジの使用時には、
微小の連通部を介して、第１、第２の収納室間にて気液
交換が行われることによって、その微小の連通部を通し
て第２の収納室から第１の収納室にインクが補給される
ことになる。

【０００３】さらに、他のインクカートリッジとして
は、気温の変化などで第１の収納室内の負圧発生部材か
らしみ出したインクを負圧発生部材に戻せるようにし
て、インクを最後まで使えるようにしたものも提案され
ている。また、第１の収納室と大気連通口との間に隙間
を設けることによって、インクカートリッジを使用すべ
く開封したときに、しみ出したインクをその隙間に一時
的に蓄える構造のものはすでに製品化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】今日、インクジェット
プリント装置には、大判印刷や大量印刷が要求されるよ
うになり、それに使用されるインクカートリッジも大容
量化が要求されている。一方、インクカートリッジに
は、省スペース化、低価格化が追求された上、例えば、
インクジェットプリント装置の走査キャリッジ上に装着
されて、インクジェットヘッドと直結される。このよう
な要求事項とコストのバランスをとったシンプルな構成
のインクカートリッジも製品化されている。

【０００５】しかしながら、大判印刷などに対応するた
めには、インクカートリッジのインク容量を増加する必
要がある。さらに、インクジェットプリント装置におけ
るラインバッファーメモリ数削減のため、キャリッジ上
に複数のインクジェットヘッドを搭載するときには、そ
れらのインクジェットヘッド間の距離をキャリッジの走
査方向において小さく設定する場合が多く、必然的に、
キャリッジ上にインクカートリッジを載せる場合にはイ
ンクカートリッジの幅に関する制約があり、そのためイ
ンクカートリッジの高さ方向と奥行き方向でインク容量
を増加させることになる。また、インクジェットプリン
ト装置のフットスペースを小さくするためには、インク
カートリッジの高さを増加するだけでインク容量を増大
できることが望ましい。

【０００６】しかし、インクカートリッジの高さを増加
させた場合、負圧発生部材にインクをしみこませて保持
する構造のインクカートリッジでは、その高さの増加分
に応じてインクジェットヘッドにかかる水頭圧が高くな
りやすく、一方、これを防止するために負圧発生部材の
密度を上げると、インクカートリッジ内に使用できずに
残るインク量が増加し、容積の増加に見合った有効イン
ク量の増加が望めなくなる。

【０００７】そこで、前述したようなインクカートリッ
ジ、すなわち、負圧発生部材を備えた第１の収納室と、
これに連通する第２の収納室が形成されたインクカート
リッジを使用することが考えられる。しかし、この場合
には、次のような問題がある。

【０００８】（１）．インクカートリッジ内のインクを
途中まで使用した時の温度変化や気圧の変化によって、
第２の収納室内の空気が膨張し、その第２の収納室内の
インクが第１の収納室内に押し出される。このとき、第
１の収納室内の負圧発生部材による負圧の発生は見込め
なくなり、正圧の状態となる。その結果、印字などのプ
リント中や吸引回復動作の後におけるインク吐出口のメ
ニスカスの形成に悪影響が生じる。ここで、吸引回復動
作は、インクジェットヘッドのインク吐出口から増粘し
たインクなどを吸引して排出する動作をいう。

【０００９】（２）．インク容量を大きくすると、イン
クカートリッジの物流中の主に温度変化（特に、低温時
のインクの体積膨張）のために、インクが第１の収納室
の負圧発生部材から盛り上がる。インクカートリッジの
物流姿勢によっては、温度が上昇したときにインクが負
圧発生部材に戻れずに、大気連通口側に溜まっていくこ
とがあり、この場合には、インクカートリッジの開封時
にインクが漏れて垂れやすくなる。また、正圧状態のイ
ンクがインクジェットヘッドに供給されることにより、
印字などのプリント性能に悪影響をおよぼすおそれがあ
る。

【００１０】（３）．上記（２）の現象の程度が軽い場
合でも、第２の収納室から第１の収納室内に押し出され
たインクに代わって、その分だけ、微小の連通路を通し
て第１の収納室から第２の収納室に空気が移動するた
め、急激な温度上昇後や気圧減少後にインクカートリッ
ジを開封した場合、その空気の膨張により第２の収納室
から第１の収納室内に押し出されたインクを負圧発生部
材によって受けとめることができず、そのインクが大気
連通部から外部にしみ出てしまうおそれがある。また、
インク供給口を開封した際には、第１の収納室内におけ
るインク供給口部分が陽圧状態となっているため、その
インク供給口からもインクが漏れ出るおそれもある。

【００１１】本発明の目的は、負圧発生部材からしみ出
たインクに影響されることなくインクを安定的に供給し
て、常に安定したプリント性能を維持させることがで
き、また、インクの収納部の開封時にインクが漏れ出る
ことを防止することができるインクカートリッジ、およ
びインクジェットカートリッジを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクカートリ
ッジは、インクを保持するための負圧発生部材が収容さ
れ、かつインクをインクジェットヘッドに供給するため
のインク供給口と大気との連通を得るための大気連通口
とが設けられて、該大気連通口近傍の領域がインクを保
持しない領域とされた第１の収納室と、前記大気連通口
から離れた位置に設けられた微小の連通路のみを介して
前記第１の収納室に連通され、実質的に密閉状態となっ
てインクを収容する第２の収納室と、前記第１の収納室
の負圧発生部材と大気連通口との間に備えられて、該部
位に位置するインクを前記負圧発生部材から分離する分
離手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明のインクジェットカートリッジは、
前記のインクカートリッジと、該インクカートリッジの
インク供給口に連結され、該インク供給口から供給され
るインクをインク吐出口から吐出可能なインクジェット
ヘッドとを備えてなることを特徴とする。

【００１４】分離手段は、インクを吸収保持可能なイン
ク吸収体や、インクを貯留可能なインク溜部を有する構
成とすることができる。分離手段としてインク吸収体を
用いた場合、それは、次のように作用する。インク溜部
を用いた場合も同様である。

【００１５】１．インクカートリッジの通常の使用時
に、気圧変化や温度変化によりインクが負圧発生部材か
らしみ出した場合、そのしみ出したインクは、インク吸
収体に吸収されて負圧発生部材から分離されるため、そ
のしみ出したインクによる余分な水頭圧がかからず、負
圧発生部材によって発生する負圧が安定することにな
る。したがって、インクが供給されるインクジェットヘ
ッドのインク吐出口からインクが垂れ出る水頭圧以下と
なるように、インク吸収体の高さを設定することによ
り、インク吐出口からインクが垂れて通常のプリント動
作に悪影響を与えるようなことはない。

【００１６】また、インクジェットヘッドの吸引回復動
作、つまりインクジェットヘッド内の増粘したインクな
どを排出すべく、インク吐出口からインクを吸引排出す
る動作を行った場合、負圧発生部材に、インクジェット
ヘッドのインク吐出口からインクが垂れ出ない程度の水
頭圧をかける量のインクがしみ出していたとしても、第
１の収納室内のインクは負圧発生部材を通る際の抵抗の
ため、吸引排出動作後にインク吐出口からインクが垂れ
出ることはない。

【００１７】２．インクカートリッジの物流中の振動、
衝撃、温度変化などにより、第１の収納室内部の負圧発
生部材からインクがしみ出して、それが大気連通口の方
に移動するということが発生する。特に、その発生の度
合いはインクカートリッジの姿勢によって異なるが、大
気連通口が下方を向く姿勢の場合にはインクのしみ出し
の程度が大きくなる。従来、負圧発生部材からインクが
しみ出した場合には、インクカートリッジを使用すべく
それを開封した時に、大気連通口またはインク供給口か
らインクが垂れ出ることがあった。また、インクジェッ
トヘッドと一体型の場合は、インク滴の吐出に悪影響を
及ぼす場合があった。しかし、本発明によれば、負圧発
生部材からしみ出したインクをインク吸収体に吸収され
ることにより、そのしみ出したインクに起因するインク
垂れおよびインク滴の吐出に与える悪影響が防止される
ことになる。

【００１８】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１９】（第１の実施例）図１から図５は、本発明
の第１の実施例を説明するための図である。

【００２０】図１は本実施例のインクカートリッジ１の
断面図、図２は図１のＩＩ矢視図であり、インクカート
リッジ１は図２から明らかなように薄型形状となってい
る。インクカートリッジ１の容器２の内部には、第１の
収納室４と第２の収納室３が形成されている。第１の収
納室４の側壁部には、図示しないインクジェットプリン
ト装置のインクジェットヘッドにインクを供給するため
のインク供給口６が設けられ、また第１の収納室４の上
壁部には、大気に連通される大気連通口７が設けられて
いる。さらに、第１の収納室４の内部には負圧発生部材
５とインク吸収体９が離れて配備されており、これら
は、例えばスポンジ等の多孔質部材によって形成されて
いる。第１の収納室４と第２の収納室３は、微小の連通
路としてのインク供給路８によって連通され、そのイン
ク供給路８を通して、インクが収納室４、３の間を移動
できるようになっている。第２の収納室３は、インク供
給路８によって第１の収納室４に連通されているだけで
あり、その第２の収納室３自体は実質的に密閉状態とな
っている。

【００２１】インク吸収体９は貫通する穴９Ａが形成さ
れており、この穴９Ａにより、負圧発生部材５と大気連
通口７とが連通されている。また、インク吸収体９は、
負圧発生部材５と大気連通口７との間で固定されている
が、機能を満たす範囲であれば、移動自在な状態であっ
ても良い。

【００２２】図３は、インクカートリッジ１の使用状況
における断面図であり、インクカートリッジ１はインク
ジェットプリント装置に交換可能に装着され、そのイン
ク供給口６からインクジェットヘッドにインクが供給さ
れる。第２の収納室３内には、インクの消費分に相当す
る空気部分１３が存在している。

【００２３】インクカートリッジ１は、外気圧の低下や
温度上昇により、第２の収納室３内における空気部分１
３の内圧が増加し、その内圧の上昇により、第２の収納
室３内のインク１４がインク供給路８から第１の収納室
４内に押し出される。このとき、インク供給口６は、ノ
ズル径が小さいインクジェットヘッドに接続されている
ため、そのノズルからインクが垂れ出るよりも先に、負
圧発生部材５の上面からインクがしみ出ることになる。
図３中の２１は、その負圧発生部材５の上面からしみ出
たインクであり、そのインク２１は、インク吸収体９に
よって吸い取られる。インク吸収体９のぬれ性を負圧発
生部材５よりも高くすることにより、しみ出たインク２
１は、インク吸収体９に速やかに吸収される。

【００２４】インク吸収体に９に吸収されたインク２１
は、インク供給口６の負圧に影響を与えないため、イン
クジェットヘッドにインクを供給するときの負圧を負圧
発生部材５の特性によって規制して、常に適正な負圧を
付与することができる。

【００２５】ここで、図１０および図１１により、イン
ク吸収体９を備えていないインクカートリッジ１０１を
比較例として説明する。図１はインクカートリッジ１０
１の断面図、図２は、インクカートリッジ１の使用状況
における断面図である。

【００２６】このインクカートリッジ１０１の場合、負
圧発生部材５の上面からにじみ出たインク２１は、図１
１のように負圧発生部材５の上に溜まることになる。こ
の負圧発生部材５の上にインク２１が溜まることによ
り、その分、水頭が高くなって陽圧が発生し、それがイ
ンクジェットヘッドからのインク滴の吐出に悪影響をお
よぼすことになる。また、一般のインクジェットプリン
ト装置では、インクジェットヘッドのインク吐出性能を
維持するために、ノズルのインク吐出口から強制的にイ
ンクを吸引排出する吸引回復処理が行われるようになっ
ており、その回復処理をしたときは、吸引排出した分だ
け、インク供給口６からインクジェットヘッドにインク
が供給されることになる。そのとき、負圧発生部材５の
上に溜まったインク２１のために陽圧が所定の限界圧以
上となっている場合には、吸引回復処理が終了してもノ
ズルのインク吐出口からインクが漏れ出てしまうおそれ
がある。

【００２７】本発明の第１の実施例では、負圧発生部材
５の上面からにじみ出たインク２１をインク吸収体９に
よって吸収するため、このような問題は生じない。

【００２８】図４は、本実施例のインクカートリッジ１
が大気連通口７を下方に向けた姿勢のまま、低温環境に
さらされた物流中の状況の断面図である。同図中１１０
は、体積膨張によって盛り上がって凍ったインクであ
る。この図４の状態のインクカートリッジ１が高温環境
にさらされたときは、図５のように、凍ったインク１１
０が先端から解け落ち、その解けたインク１１１は重力
によって大気連通口７の方に落下しようとする。しか
し、そのインク１１１は、インク吸収体９によって吸収
されて捕捉されることになる。したがって、インクカー
トリッジ１を使用すべく大気連通口７を開封するとき
に、その大気連通口７からインク１１１が垂れ出ること
が防止できる。

【００２９】（第２の実施例）図６は、本発明の第２の
実施例のインクカートリッジ１の断面図、図７は、その
インクカートリッジ１の使用状況における断面図であ
る。

【００３０】本実施例では、第１の収納室４に、前述し
た実施例のようにインク吸収体９を備える代わりに、下
方にへこむインク溜部３９を設け、そのインク溜部３９
にインク吸収体９と同様の役割を持たせるようになって
いる。したがって、本実施例では、インク吸収体９を備
える場合よりも部品点数が少なくなってコスト的に有利
となる。

【００３１】インクカートリッジ１の使用時に負圧発生
部材５からしみ出たインク２１は、図７のようにインク
溜部３９に入り込んで溜まる。したがって、そのインク
２１は、インク溜部３９内に溜まることによりインク供
給口６の負圧に影響を与えず、前述した実施例と同様
に、インクジェットヘッドからのインク滴の吐出に悪影
響をおよぼすことがない。また、インクカートリッジ１
をインクジェットプリント装置から外して傾けたりする
ことによって、その溜部３９に溜まったインク２１を負
圧発生部材５側に戻すことができるため、インクを最後
まで有効に使用できる。

【００３２】（第３の実施例）図８は、本発明の第３の
実施例のインクカートリッジ１の断面図、図９は、その
インクカートリッジ１の使用状況における断面図であ
る。

【００３３】本実施例では、前述した第２の実施例にお
けるインク溜部３９と、負圧発生部材５の収容位置との
間の位置に、リブ７０が設けられている。インクカート
リッジ１の使用時に負圧発生部材５からしみ出たインク
２１は、リブ７０の高さ以上にしみ出たときに、図９の
ようにリブ７０を越えてインク溜部３９に入り込んで溜
まる。

【００３４】したがって、負圧発生部材５上には、リブ
７０の高さ以上にインク２１が溜まらず、その最大の溜
まり量がリブ７０によって制限されることになる。そこ
で、そのリブ７０の高さに応じて、負圧発生部材５上に
おけるインク２１の最大の溜まり量に対応する陽圧をプ
リント動作に支障のない範囲内に定めることにより、イ
ンクジェットヘッドは常に安定してインク滴を吐出する
ことになる。例えば、図９のようにインク供給口６に接
続されるインクジェットヘッド２００にかかる水頭Ｈが
６０ｍｍになってもプリント動作に特に問題が生じない
場合には、その水頭Ｈを越えないようにリブ７０の高さ
を設定すればよい。したがって、リブ７０は水頭圧のリ
ミッターとして機能することになる。また、前述した第
２の実施例と同様に、インクカートリッジ１をインクジ
ェットプリント装置から外して傾けたりすることによっ
て、その溜部３９に溜まったインク２１を負圧発生部材
５側に戻すことができるため、インクを最後まで有効に
使用できる。

【００３５】（第４の実施例）図１２は、本発明の第４
の実施例のインクカートリッジ１の断面図である。

【００３６】本実施例では、インク溜部３９を２つのリ
ブ７１、７２によって３つの部分３９Ａ、３９Ｂ、３９
Ｃに仕切り、また負圧発生部材５から離れた側のリブ７
２を負圧発生部材５寄りのリブ７１よりも低く設定して
いる。このように、インク溜部３９を複数に仕切ること
により、その内部のインクを負圧発生部材５から遠ざけ
るように段階的に溜めることができ、そのため、インク
カートリッジ１をプリント装置のキャリッジに搭載して
使用した場合、そのキャリッジの走査時の振動などによ
ってインク溜部３９内のインクが負圧発生部材５側に戻
り難くすることができる。しかも、インク溜部３９を複
数に仕切ることにより、振動により生じるインク溜部３
９内のインクの波を抑えることもできる。勿論、インク
溜部３９の仕切りの数や仕切りの形態は、何ら本実施例
のみに特定されない。また、インク溜部３９内のインク
を負圧発生部材５側に戻り難くするように、リブ７１、
７２の形態を設定することもできる。例えば、リブ７
１、７２の上縁部の両端部分を第１の収納室４の側壁に
沿って若干上方に延在させることにより、インクカート
リッジ１が若干傾いてもインク溜部３９内のインクを止
めて、負圧発生部材５側への戻りを抑えることができ
る。

【００３７】（その他）インク吸収体９は、負圧発生部
材５と大気連通口７との間の連通路の内壁面の少なくと
も一部に接するように配備することによって、負圧発生
部材５からしみ出たインク２１を吸収することができ
る。また、負圧発生部材５と大気連通口７との間の連通
路に、複数の内壁面によって稜線部が形成される場合に
は、その稜線部の一部に負圧発生部材５を接するように
配備することによって、効率良くインク２１を吸収する
ことができる。

【００３８】また、図９のように、インクカートリッジ
１とインクジェットヘッド２００とを結合した形態のイ
ンクジェットカートリッジを成して、そのインクカート
リッジをインクジェットプリント装置のキャリアなどに
交換可能に装着するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクカートリッジの使用時に、例えば、第２の収納室
中に存在する空気が環境変化（温度変化、気圧変化）を
受けることによって、第１の収納室内の負圧発生部材か
らインクがしみ出たとしても、その負圧発生部材と大気
連通口との間の部位に備えられた分離手段によって、そ
の部位にまでしみ出したインクを負圧発生部材から分離
するため、負圧発生部材からしみ出たインクによる水頭
圧の上昇を防止し、常に安定的にインクを供給してプリ
ント性能を維持させることができる。

【００４０】さらに、分離手段としてインク吸収体を用
いることにより、インクカートリッジの物流中の温度変
化などによって負圧発生部材からインクがしみ出した場
合に、そのしみ出したインクをインク吸収体によって吸
収して、インクカートリッジを使用すべくそれを開封し
た時に、インクが垂れ出ることを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のインクカートリッジの
断面図である。

【図２】図１のII矢視図である。

【図３】図１のインクカートリッジの使用状況における
断面図である。

【図４】図１のインクカートリッジが上下逆さのまま低
温環境下におかれたときの断面図である。

【図５】図４のインクカートリッジが高温環境下におか
れたときの断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例のインクカートリッジの
断面図である。

【図７】図６のインクカートリッジの使用状況における
断面図である。

【図８】本発明の第３の実施例のインクカートリッジの
断面図である。

【図９】図８のインクカートリッジの使用状況における
断面図である。

【図１０】従来のインクカートリッジの断面図である。

【図１１】図１０のインクカートリッジの使用状況にお
ける断面図である。

【図１２】本発明の第４の実施例のインクカートリッジ
の断面図である。

【符号の説明】

１ インクカートリッジ ２ インクカートリッジ容器 ３ 第２の収納室 ４ 第１の収納室 ５ 負圧発生部材 ６ インク供給口 ７ 大気連通口 ８ インク供給路 ９ インク吸収体 ３９ インク溜部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを保持するための負圧発生部材が
   収容され、かつインクをインクジェットヘッドに供給す
   るためのインク供給口と大気との連通を得るための大気
   連通口とが設けられて、該大気連通口近傍の領域がイン
   クを保持しない領域とされた第１の収納室と、 前記大気連通口から離れた位置に設けられた微小の連通
   路のみを介して前記第１の収納室に連通され、実質的に
   密閉状態となってインクを収容する第２の収納室と、 前記第１の収納室の負圧発生部材と大気連通口との間に
   備えられて、該部位に位置するインクを前記負圧発生部
   材から分離する分離手段とを備えたことを特徴とするイ
   ンクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記分離手段は、インクを吸収保持可能
   なインク吸収体を有することを特徴とする請求項１に記
   載のインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記インク吸収体は、前記第１の収納室
   と前記大気連通口との間を連通する穴を有することを特
   徴とする請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記インク吸収体は、前記第１の収納室
   と前記大気連通口との間の連通路の内壁面の一部に接す
   ることを特徴とする請求項２または３に記載のインクカ
   ートリッジ。
5. 【請求項５】 前記インク吸収体は、前記第１の収納室
   と前記大気連通口との間の連通路の複数の内壁面によっ
   て形成された稜線部の一部に接することを特徴とする請
   求項２から４のいずれかに記載のインクカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記インク吸収体は、前記負圧発生部材
   よりもインクに対するぬれ性が高いことを特徴とする請
   求項２から５のいずれかに記載のインクカートリッジ。
7. 【請求項７】 前記分離手段は、くぼみ形成されてイン
   クを貯留可能なインク溜部を有することを特徴とする請
   求項１に記載のインクカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記インク溜部と前記負圧発生部材との
   間に、所定高さのリブを設けたことを特徴とする請求項
   ７に記載のインクカートリッジ。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれかに記載のイン
   クカートリッジと、 前記インクカートリッジのインク供給口に連結され、該
   インク供給口から供給されるインクをインク吐出口から
   吐出可能なインクジェットヘッドとを備えてなることを
   特徴とするインクジェットカートリッジ。