JPS63281850A - インクカ−トリツジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、インクシェアド記録装置などにおける記録媒
質としてのインクを貯蔵するタンクを形成するインクカ
ートリッジに関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録装置は、インクタンクから記録ヘッ
ドへインクを供給するとともに、該記録ヘッドに設けた
複数のインク吐出口から成るドツト形成手段を記録情報
に基いて駆動することにより、飛翔的インク滴を形成し
これをシート（用紙等の記録媒体）に付着させて記録す
るものである。

このインクジェット記録装置の特徴として、高速記録が
可能であること、ノンインパクト式であるため静かであ
ること、記録画像の品質が高く種々のシートに容易に記
録できること、並びに、カラー化が容易であることなど
を挙げることができる。

このため、インクジェット記録方式の応用分野はますま
す拡大していくものと考えられ、例えば、現在のスタン
ドアローン（据置式）の装置から携帯性のある装置へと
その要求仕様も多岐にわたっていくものと考えられる。

インクジェット記録装置は、その方式によって、コンテ
ィニュアス方式とドロップオンデマンド（ＤＯＤ）方式
の２種類に大別することができる。

前記コンティニュアス方式は、記録命令の有無にかかわ
らず常時インク滴を形成し、その飛翔経路中にてインク
滴に荷電し、画像記録に必要なものと不要なものとを選
択し、必要なインク滴のみを記録シートを到達せしめて
記録する方式である。

この場合、不要なインク滴は回収システムによって回収
され再度利用される。

このコンティニュアス方式はその構成が非常に複雑であ
る。

一方、前記ＤＯＤ方式は、記録命令に従って必要な時に
のみインク滴を形成して記録シートに付着させるもので
ある。

このＤＯＤ方式は、コンティニュアス方式に比べ、その
構成が簡単であり、インク滴形成システムがシンプルで
済みインク回収系が不要である。

また、常にインク滴を形成する必要がないのでエネルギ
ーも少なくて済む。

さらに、ＤＯＤ方式は、上記の各メリットに加え、メイ
ンテナンスが容易である等のメリットもあるので、低価
格モデルから比較的高級なものまで広く通用されており
、インクジェット記録装置の主流になりつつある。

ところで、このＤＯＤ方式のインクジェット記録装置に
おいて、インク吐出特性を充分に発揮させるためにはイ
ンク吐出口内のメニスカスの状態を若干の負圧状態に保
っておく必要があり、そのためには記録装置内でのヘッ
ドとインクカートリッジ（インクタンク）との位置関係
を所定範囲内に制限する必要があり、インクカートリッ
ジは通常記録ヘッドよりも低い位置に設置されることに
なる。

第２図はインクジェット記録装置の模式的断面図である
。

第２図において、１は記録ヘッド（インクジェットヘッ
ド）、２はインクタンクを形成するインクカートリッジ
、３はバッファ室やチューブなどから成るインク供給系
、４は被記録体である記録シート、５はプラテンであり
、前記記録ヘッドは、不図示のキャリフジ等によって記
録シート４に沿って往復動し、その動きに同期して画像
データに基いて駆動されることにより、該記録シートに
画像や文字などが記録される。

第３図は第２図のようなシステムにおいて使用されるイ
ンクカートリッジを例示する。

第３図において、６は袋状のインク溜まりを形成する可
撓性部材、７は可撓性部材６を収納するカートリッジの
ケース、８はインク供給などのインク供給系３（第２図
）が接続されるジヨイント部、９はインクをそれぞれ示
す。

第３図のインクカートリッジでは、インクを貯える部分
が可撓性の袋体６で作られ、該袋体６内のインク９は常
に大気圧と同等の圧力レベルに保たれるよう構成されて
いる。これにより、記録へンド１（第２図）内には水ｇ
差Ｈの負圧が生じている。

この場合、袋体６内が満杯のときと空に近いときとで、
゛インク供給系に水頭差が生じないよう、インクカート
リッジ２として第３図に示すような平板状またはこれに
近い形状のものを使用することが多かった。

以上のようなインクジェットヘッドとインクタンク（イ
ンクカートリッジ）との位置関係の制限があるため、従
来技術では、例えば何にでも記録できるというインクジ
ェット記録方式の利点を活かして携帯式の装置を設計し
ようとしても、要求仕様に合致した構成のものを設計す
ることが困難または不可能になるという問題があった。

−例として、筆やペンあるいは刷毛を使う要領で記録す
る平面記録用の携帯用プリンタなどを設計しようとして
も、インクカートリッジをヘッドより下方に配置せねば
ならないという制服から、かかる新しいタイプのプリン
タの設計が不可能もしくは非常に困難であった。

また、前述のような配！上の制■があるため、スペース
効率が低く装置の小型化も不自由であった。

〔目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決でき、装
置内での配置上の制限をな（すことが可能であり、装置
の設計の自由度の向上並びに新しい機種など応用範囲の
拡大を可能とするインクカートリッジを提供することで
ある。

〔目的達成のための手段〕

本発明は、ケースと、該ケース内に配された吸収性イン
ク保持部材とを有し、該吸収性インク保持部材にインク
を保持させた状態で記録装置本体に配設されて使用され
るインクカートリッジにおいて、前記本体への配設状態
での前記吸収性インク保持部材が、重力方向において下
方より上方の方が大きいインク保持力を有する構成によ
り、上記目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下、第１図および第４図〜第６図を参照して本発明を
具体的に説明する。

第１図は本発明によるインクカートリッジの第１実施例
を示す。

第１図において、１０は多孔質部材から成る吸収性イン
ク保持部材を、１１は外装部材を、１２は内部のインク
を大気圧状態にするための開口部、８はインク供給モジ
ュール３（第２図）を接続するためのジヨイント部であ
る。

前記インク保持部材１０は、配設状態において、重力方
向に下方より上方の方が大きいインク保持力を有するよ
う構成されており、図示の多孔質部材１０の場合は、そ
の空孔率または空孔の大きさを重力方向すなわち第１図
の上下方向に変化させることにより、上部の方がより強
い毛細力を発生するよう構成されている。

前記ジヨイント部８にはカートリッジ内のインクの重さ
く水頭）にょる圧力Ｐが生じており、従来のインク保持
部材１ｏを含まないカートリッジ（タンク）ではこの圧
力Ｐがそのままインク供給系内に作用していた。このた
め、記録ヘッド１　（第２図）に対して前記圧力Ｐが加
わることになり、インク吐出特性を良好に維持すべ（こ
の圧力Ｐを相殺するためには、記録へラドが若干の負圧
になるよう該記録ヘッドをインクカートリッジ（インク
タンク）より下方に配置せねばならなかった。

第４図はペンや刷毛を使う要領で記録する平面記録用の
携帯用プリンタを例示する側面図であり、ｌは記録へラ
ドを、２はインクカートリッジを、８はインク供給系を
接続するジヨイント部を、１４は外装ケースをそれぞれ
示す。

そこで、従来のインクカートリッジを使用する場合は、
インクジェット記録方式の特徴を活かして直接被記録体
に書き込みを行うプリンタを設計するに際し、その使い
勝手や画像品質の確保（被記録体とヘッドとのギャップ
が小さいほど好ましい）等を考慮して第４図のような構
成にしようとしても、インクカートリッジ２を記録ヘッ
ド１より下方へ配置することによる圧力差を期待するこ
とができず、逆に記録ヘッド１に水頭Ｈ分の圧力が加わ
り、インク吐出特性を維持発揮できないことになる・。

第１図のようにケース１１内に吸収性インク保持部材１
０を充填したものにおいては、該保持部材により毛細管
力等のインク保持力が発生し、インクカートリッジ内へ
インクを吸い上げ保持しようとする力が生じることにな
る。

この吸い上げ圧力をｐとすると、前記ジヨイント部８に
は△Ｐ−Ｐ−ｐなる圧力が生じることになる。

この圧力ΔＰが記録へラド１（第４図）に加わるので、
このΔＰが若干の負正になるように毛細管力等のインク
保持力ｐを設定することにより、インク吐出特性を良好
に維持することができる。

なお、前記インクの重さく水頭）にょる圧力Ｐはインク
カートリッジが満たされている時が最大であり、インク
消費に伴って低下していく。このため、もし多孔性のイ
ンク保持部材１ｏの空孔率が常に一定の毛細管力ｐを生
じるような状態であると、インク消費に伴ってΔＰがマ
イナス方向へ移って負圧が高まってしまい、やはりイン
ク吐出特性が低下していく。

そこで、インクの重さく水頭）による圧力Ｐが減少する
のに伴って毛細管力ｐも減少するように多孔性に変化が
つけである。すなわち、多孔性のインク保持部材１０の
空孔率または隙間は上部はど毛細管力ｐが大きくなるよ
うに変化させである。

以上説明した実施例によれば、ケース１１内にインク保
持用の多孔性部材（吸収性インク保持部材）１０を充填
し、該多孔性部材の空孔率または空隙を変化させて毛細
管力（インク保持力）が重力方向に変化するよう構成し
たので、インクカートリッジ２から記録へラド１へ作用
する圧力（負圧を含む）を常に所望の値にコントロール
することができ、インクカートリッジ２および記録へラ
ド１の配置上の制限をな（すことが可能となり、装置設
計の自由度の向上および新しい機種などの応用範囲の拡
大を図ることが可能になった。

第５図は本発明によるインクカートリッジの第２実施例
を示す。

本実施例は吸収性インク保持部材１３として不織布のよ
うなもので重力方向に上方が繊維密度の高い部材を使用
したものである。

すなわち、第５図中、７はインクカートリッジのケース
を、８はインク供給系を接続するジヨイント部を、１２
はケース７に設けた大気連道口を、１３は不織布あるい
は類似の部材から成る吸収性インク保持部材をそれぞれ
示す。

この不織布のような部材でも、上方はど繊維密度を高（
することにより、上方はどインク保持力としての毛細管
力（インク吸い上げ力）が大きくなるよう構成すること
ができ、したがつて、本実施例によっても第１図の第１
実施例の場合と同じ作用、効果を奏すことができた。

第６図は本発明のインクカートリッジの第３実施例を示
す。

本実施例は、吸収性インク保持部材としての多孔性部材
１５をプラスチックシートの袋などの可撓性部材６で包
み、これをケース７内に充填したものである。第６図中
の８はインク供給系３をインク保持部材１５に接続する
ためのジヨイント部である。

第６図の第３実施例によれば、インクの消費に伴って可
撓性部材６が潰れていくので第１および第２の各実施例
における大気達通口１２をなくし、密封構造にすること
ができる。

また、この場合の多孔性部材１５も、インク保持力とし
ての毛細管力（インク吸い上げ力）ｐが上部はど強くな
るよう重力方向に変化するように、その空孔率または空
隙に変化がつけられている。

したがって、第６図の第３実施例によれば、前述の第１
および第２実施例の場合と同じ作用効果が得られる他、
大気達通口をなくして密封構造にしたので、インクの保
管や保存、長期使用時の物性値の変化防止が可能であり
、また不測の転倒などによってインクが流出することを
防止することも可能になった。

なお、以上の各実施例では多孔性部材の空孔率や空隙な
どに重力方向の変化をつけたが、これに代えて、均一な
多孔性部材（均一な空孔率または空隙など）を使用し、
この多孔性部材に後処理として親水処理等を段階的に施
すことにより、重力方向に毛細管力の変化をつける方法
を採用することも可能である。この場合、重力方向にお
いて上部はど強い親水処理を施すのである。

この親水処理の方法としては、プラズマ処理あるいはＮ
ＭＰ等の界面活性剤を塗布する方法などがある。

（発明の効果〕 以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、ケー
スと、該ケース内に配された吸収性インク保持部材とを
有し、該吸収性インク保持部材にインクを保持させた状
態で記録装置本体に配設されて使用されるインクカート
リッジにおいて、前記本体への配設状態での前記吸収性
インク保持部材が、重力方向において下方より上方の方
が大きいインク保持力を有する構成にしたので、インク
カートリッジの配置上の制限を除くことが可能になり、
インクジェット記録装置の設計上の自由度の向上並びに
新機種など応用範囲の拡大を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるインクカートリッジの第１実施例
の模式的縦断面図、第２図はインクジェット記録装置の
模式的構成図、第３図は従来のインクカートリソ、ジの
縦断面図、第４図は携帯式インクジェット記録装置の側
面図、第５図は本発明によるインクカートリッジの第２
実施例の縦断面図、第６図は本発明によるインクカート
リッジの第３実３ｆ！例の縦断面である。 ７．１１・−・−・−・−・ケース、１０，１３．１５
−・−・−吸収性インク保持部材。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケースと、該ケース内に配された吸収性インク保
   持部材とを有し、該吸収性インク保持部材にインクを保
   持させた状態で記録装置本体に配設されて使用されるイ
   ンクカートリッジにおいて、前記本体への配設状態での
   前記吸収性インク保持部材が、重力方向において下方よ
   り上方の方が大きいインク保持力を有することを特徴と
   するインクカートリッジ。
2. （２）前記吸収性インク保持部材が空孔率を重力方向に
   変化させた多孔性部材であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のインクカートリッジ。
3. （３）前記多孔性部材によって生じる毛細管力が重力方
   向に変化するように該多孔性部材の空隙を変化させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のインクカー
   トリッジ。