(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出させて記録を行なう記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するための前記インクを保有するインクタンクを有し、該インクタンクが着脱自在に構成されたプリンタであって、前記インクタンクは、大気連通孔が設けられた主インク室と、該主インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記インク室毛管部材に接して配置された複数の微小孔により前記主インク室と連通するとともに前記記録ヘッドとの結合部が設けられた中間室と、前記結合部に形成された開口に装着された結合部毛管部材を少なくとも有するプリンタにおいて、前記結合部毛管部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記結合部の開口の内壁にスリット部が形成されており、前記結合部毛管部材が前記スリット部に沿って圧入されて前記スリット部の形状通りにくい込まれていることを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
前記スリット部は、前記結合部毛管部材の装着時の装着動作方向と平行に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記記録ヘッドは、前記インクタンクの前記結合部と結合するインク導入部を有しており、該インク導入部の前記インクタンクの前記結合部と対向する面にはフィルタが設けられており、前記インクタンクの装着時に前記インク導入部の前記フィルタが前記結合部毛管部材と当接することを特徴とする請求項１または２に記載のプリンタ。
【請求項４】
インクを吐出させて記録を行なうプリンタに着脱可能に装着されるインクタンクにおいて、大気連通孔とインクを供給するための連通孔が設けられた主インク室と、該主インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記連通孔に設けられ前記インク室毛管部材に接して配置され複数の微小孔が形成されたメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材を介して前記連通孔により前記主インク室と連通し底部に前記プリンタとの結合部が設けられた中間室と、前記結合部に形成された開口に装着された結合部毛管部材を有しており、前記結合部毛管部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記結合部の開口の内壁にスリット部が形成されており、前記結合部毛管部材が前記スリット部に沿って圧入されて前記スリット部の形状通りにくい込まれていることを特徴とするインクタンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出させて記録を行なう記録ヘッドと、記録ヘッドに供給するためのインクを保有するインクタンクを有し、インクタンクが着脱自在に構成されたプリンタ、及び、そのインクタンクに関するものであり、特に、インクタンクが装着されるジョイント部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリンタは、高画質の印字画像が得られるとともに、低騒音であることから、広く利用されるようになってきている。特に、小型のプリンタが製造可能であることから、個人向けに開発されたものも多い。このような個人向けの小型プリンタにおいては、使用者本人がインクタンクやプリントヘッドと一体のインクジェットカートリッジを交換し、インクの補充を行なうように構成されている。特に、インクタンクのみの場合には、安価に交換可能であり、ランニングコストを低減させることができる。
【０００３】
このようなインクタンクが交換可能に構成されたプリンタにおいては、従来、インクタンクの交換時に、インクタンクを装着するジョイント部の近傍にインクがしみだし、使用者の手を汚したり、機械本体にインクがたれるなどの問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するための一つの方法として、例えば、特開平３−９２３５６号公報に開示されているように、インクタンク下部のインク取り出し口をゴム栓で構成し、このゴム栓に金属性のインク供給針を貫通させて記録ヘッドへのインク流路と接続するように構成したものがある。この構成においては、インク供給針はインクに対する耐食性を備え、ゴム栓の貫通が可能なように、パイプの先端を極めて鋭利に形成している。インクタンクを取り外しても、ゴム栓の弾性力によりインクタンクのインク供給口は閉じ、インクは漏れない。しかし、不用意な取扱いを行なうと鋭利なパイプの先端に触れ、怪我をするという問題を抱えていた。さらに、インク供給針そのものは内径が細いため、インク供給針の内部に突き破られたゴム栓の破片が混入した場合、インクの供給を妨げるという問題も抱えていた。
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば、特開昭５０−７４３４１号公報に開示されているように、インク供給口の先端にあらかじめ透孔を有するゴムなどの蓋板を設け、この透孔を割れ目を有するゴムなどの薄膜により封止して、比較的鋭利ではない導液管の挿入を可能とした構成のものも提案されている。しかし、この構成の場合は、やはり透孔および割れ目からインクが微小に漏れるという問題があった。
【０００６】
別の方法として、例えば、特開平２−２１４６６５号公報や特開平６−９６６号公報などに開示されているように、インクタンクの接続部を封止部材で封止しておき、一方、プリンタ側の接続部を周囲に孔あけ用の突起を配した剛体の多孔質材で形成し、インクタンクの装着によって孔あけ用の突起でインクタンクの封止部材を破り、多孔質材をインクタンク内の多孔質体に押圧して接続している。このような構成では、多孔質材を配したインク供給管の先端部は比較的広く、詰まることはない。また、孔あけ用突起もそれほど鋭利である必要はないので、けがの心配もない。さらに、インクタンクはその初期状態において、封止部材で封止されているので、インクが漏れることはない。しかし、このような構成では、剛体の多孔質材の部分には、常にインクが潤沢に供給されているので、インクタンクの離脱時には供給されたインクがぼた落ちするという問題があった。
【０００７】
近年、カラーのプリンタが多く開発されている。カラープリンタにおいては、複数の色を印字可能な一体型の記録ヘッドが用いられるようになってきている。このような一体型の記録ヘッドの場合には、上述のインクの漏れやぼた落ちは、インクの混色につながりやすいという問題も抱えている。
【０００８】
このようなインクの漏れやぼた落ちをなくすため、例えば、特開平８−１３２６３３号公報に記載されているように、インクタンクの結合部にインクタンクの装着時と取り外し時で体積の異なる多孔質体を設けた構成を提案している。この構成によれば、インクタンクを取り外す際に多孔質体が膨張してインクを吸収するので、ぼた落ちなどが発生しない。しかし、多孔質体が膨張する際に、インクとともに空気を吸い込み、再度インクタンクを装着すると多孔質体が吸い込んだ空気がインクの流路に残り、印字不良を引き起こすという問題がある。
【０００９】
また、圧接はインクの供給が不安定になりがちである。例えば、米国特許第４７７１２９５号明細書の請求項１１のｄに記載されているように、伸びたパイプが毛管部材に圧接し、毛管部材の密度を高めてインクを供給するものがある。また、特開平７−１４８９３６号公報には、インクタンクのインク供給口に一方向繊維束を設け、記録ヘッド側のインク導出管を圧接してインクの流路を形成している。これらの構成において、圧接量が少ないと毛管部材の密度が小さくなり、インクの供給時に空気も同時に引き込んでしまう。逆に圧接量が大きいと毛管部材の密度が高くなりすぎ、インクの供給に影響を及ぼす。このように毛管部材と圧接する構成では、特性が圧接量に左右されやいため、製品のばらつきも発生しやすく、印字不良も多いという問題がある。
【００１０】
これらの問題を解決するため、例えば、特願平８−１２００７５号では、インクタンクの記録ヘッドとの結合部に毛管部材を設け、インクタンク装着時に記録ヘッド側のフィルタが、インクタンク側の毛管部材に当接するように構成している。このような構成によって、圧接による不具合を解消するとともに、インクタンクの着脱による空気の吸い込みなどを防止することができる。
【００１１】
この特願平８−１２００７５号では、毛管部材として、複数の微小孔が形成されたステンレス製のメニスカス形成部材とフェルトの結合部毛管部材を用いている。このような構成では、メニスカス形成部材および結合部毛管部材による圧力損失が必然的に大きくなり、インクの供給が阻害される恐れがある。また、メニスカス形成部材は、周囲から空気の漏れがないように熱融着をさせてプラスチックのインクタンクに固定しているが、熱融着の際に、溶けたプラスチックがメニスカス形成部材のメッシュに入り込みメッシュの一部をふさいでしまう。そのため、有効開口が減少し、結果的に印字でインクが供給される際に圧力損失が発生してしまう。そこで、有効開口の減少を見込んで開口寸法を大きく構成しなければならなかった。
【００１２】
【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、インクタンクの着脱時に発生するインク漏れ等を防止するとともに、インクタンクの装着によるインクの流路への空気の侵入を防止し、さらに結合部におけるインクの流路抵抗を低減して、印字不良などの不具合を軽減したプリンタおよびインクタンクを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、インクを吐出させて記録を行なう記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するための前記インクを保有するインクタンクを有し、該インクタンクが着脱自在に構成されたプリンタであって、前記インクタンクは、大気連通孔が設けられた主インク室と、該主インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記インク室毛管部材に接して配置された複数の微小孔により前記主インク室と連通するとともに前記記録ヘッドとの結合部が設けられた中間室と、前記結合部に形成された開口に装着された結合部毛管部材を少なくとも有するプリンタにおいて、前記結合部毛管部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記結合部の開口の内壁にスリット部が形成されており、前記結合部毛管部材が前記スリット部に沿って圧入されて前記スリット部の形状通りにくい込まれていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリンタにおいて、前記スリット部は、前記結合部毛管部材の装着時の装着動作方向と平行に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のプリンタにおいて、前記記録ヘッドは、前記インクタンクの前記結合部と結合するインク導入部を有しており、該インク導入部の前記インクタンクの前記結合部と対向する面にはフィルタが設けられており、前記インクタンクの装着時に前記インク導入部の前記フィルタが前記結合部毛管部材と当接することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、インクを吐出させて記録を行なうプリンタに着脱可能に装着されるインクタンクにおいて、大気連通孔とインクを供給するための連通孔が設けられた主インク室と、該主インク室の内部に収容されたインク室毛管部材と、前記連通孔に設けられ前記インク室毛管部材に接して配置され複数の微小孔が形成されたメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材を介して前記連通孔により前記主インク室と連通し底部に前記プリンタとの結合部が設けられた中間室と、前記結合部に形成された開口に装着された結合部毛管部材を有しており、前記結合部毛管部材の密度は前記インク室毛管部材の密度よりも高い密度であり、前記結合部の開口の内壁にスリット部が形成されており、前記結合部毛管部材が前記スリット部に沿って圧入されて前記スリット部の形状通りにくい込まれていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態における要部断面図、図２は同じく要部斜視図である。図中、１はインクタンク、２はジョイント部、３はプリントヘッド、４はインク導入部、１１は主インク室、１２はインク室毛管部材、１３は大気連通口、１４はメニスカス形成部材、１５はインク誘導部材、１６は中間室、１７はスリット部、１８は結合部毛管部材、１９はジョイント外周部、２０はインク誘導部材押さえ、２１は接合部材、２２はフィルタ、２３はインク流路である。図１および図２では、インクタンク１を装着する前の状態を示している。また、図１，図２では、プリントヘッド３がプリンタに装着されており、プリントヘッド３にインクタンク１を装着する構成を示し、インクタンク１と、プリントヘッド３のインク流路の部分のみを図示している。なお、図１では結合部毛管部材１８を取り外した状態を示しており、また、図２は、インクタンク１の側壁の１面と、インク室毛管部材１２を取り除いて示している。インクタンク１は、プリントヘッド３とジョイント部２において接続される。インクタンク１のジョイント部２がプリントヘッド３のインク導入部４に当接することによってインクの流路が接続され、インクタンク１からインクを供給される。
【００１９】
インクタンク１の内部には、主インク室１１と、その下部に中間室１６が設けられている。主インク室１１の内部には、インク室毛管部材１２が配置されている。このインク室毛管部材１２は、毛細管力によりインクを保持し、負圧を保っている。主インク室１１の上部には、インク室毛管部材１２と大気連通可能な大気連通口１３が設けられている。主インク室１１の下部には、連通孔が設けられており、中間室１６と連通している。インク室毛管部材１２は、その上部で大気と連通し、大気圧解放されているので、インク供給時には、インク室毛管部材１２内のインクは大気圧により押され、また、インク室毛管部材１２の下方から負圧により中間室１６側へ引き出される。また、主インク室１１の底面は、連通孔を最低部とするような斜面で形成されている。
【００２０】
主インク室１１の底面に設けられた連通孔には、多数の微細孔を有するメニスカス形成部材１４が配置されている。メニスカス形成部材１４には、インク室毛管部材１２の底部が圧接されて配置される。インク室毛管部材１２内にインクが含浸されているときは、インクはメニスカス形成部材１４を通過して中間室１６に移動する。インク室毛管部材１２にインクがなくなった場合、インク室毛管部材１２に接したメニスカス形成部材１４の微細孔に張っているインクのメニスカスを押し、表面張力に打ち勝ってこれを通過し、気泡となって中間室１６へ移動する。これにより、プリントヘッド３へのインクの供給圧を一定以下に保っている。
【００２１】
メニスカス形成部材１４の下部には、インク誘導部材１５が設けられている。インク誘導部材１５は、連通孔の周囲の壁面から突出するインク誘導部材押さえ２０によって支持されている。あるいは、メニスカス形成部材１４の一部をインク誘導部材１５としてもよい。インク誘導部材１５は、中間室１６の底面まで延在している。メニスカス形成部材１４の下面に気泡が溜り、空気の層ができてしまったり、あるいは、中間室１６内のインクの液面が低下したとき、インク誘導部材１５が中間室１６内のインクを吸い上げてメニスカス形成部材１４にインクを供給する。これにより、メニスカス形成部材１４を常に濡れた状態に保ち、負圧を保つ。また、インクを使いきるまで、インクの供給圧を最良の状態を維持することができる。
【００２２】
中間室１６は、連通孔よりも上方に延在する部分を有している。図１では、中間室１６の周辺部の方が連通孔の部分よりも高くなるように、中間室１６の上壁を斜めにしている。中間室１６は、メニスカス形成部材１４および結合部毛管部材１８を通過して侵入してきた気泡を周辺部の連通孔よりも高い部分に集積し、ジョイント部２からプリントヘッド３への気泡の混入を防止し、また、結合部に残留する空気を除去している。
【００２３】
中間室１６の底部には、プリントヘッド３との接続を行なうためのジョイント部２が設けられている。ジョイント部２には、結合部毛管部材１８が設けられている。インクタンク１が取り外されて放置された状態においては、この結合部毛管部材１８の毛管力によって、中間室１６内のインクがジョイント部２から漏れ出すことはない。また、インクタンク１が装着されている状態では、インクタンク１にかかる振動および衝撃、加速度による圧力変動、および、プリントヘッド３のノズル側からの気泡混入を防止する。
【００２４】
ジョイント部２に設けられた結合部毛管部材１８は、インクタンク１の装着時には、プリントヘッド３のフィルタ２２に当接するため、結合部における空気の残留量を大幅に減少させることができ、気泡による印字不良を減少させることができる。また、インクタンク１の取り外し時には、この結合部毛管部材１８がインクを吸収するので、インクが垂れることはない。また、仮に結合部毛管部材１８の保持許容量を超えた場合でも、インクタンク１内の負圧によって、許容量を超えたインクはインクタンク１内へ吸い込まれ、結合部毛管部材１８は所定のインクを保持してバランスを保つ。このとき、従来のような結合部毛管部材１８の体積変化はほとんどないので、結合部毛管部材１８内に空気が侵入することもほとんどない。
【００２５】
結合部毛管部材１８としては、インクの吸収力に優れた材料が用いられ、具体的には、例えば、製造上容易な繊維状のフェルト等を用いることができる。フェルトの材質としては、ポリエステルやアクリル、ポリプロピレンなどが用いられる。フェルトの利点としては、インクに対するぬれ性がよいことや、密度を自在に変えることが可能であること等が挙げられる。このほかにも、例えばウレタンスポンジなど、種々の毛管力を有する材料を用いることができる。
【００２６】
結合部毛管部材１８の密度は、主インク室１１に装填されているインク室毛管部材１２の密度よりも高くする。これによって、インクタンク１が取り外されたときのインクの垂れを防止することができる。結合部毛管部材１８の密度は、インク室毛管部材１２の密度の２倍程度以上であれば、インクの供給や、メンテナンス時の吸引動作等において支障はなかった。また、この結合部毛管部材１８の厚みは、圧力損失を考えてなるべく薄い方が望ましい。プリントヘッド３のフィルタ２２との当接を考慮して決定すればよい。一例としては、２〜５ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
このように中間室１６と外部との間に結合部毛管部材１８のみを介在させた構成により、従来のメニスカス形成部材と結合部毛管部材を用いる構成に比べ、流路抵抗を減少させることができる。
【００２８】
しかし、このような構成の場合、ジョイント部２の壁面と結合部毛管部材１８の周囲との間に隙間が発生すると、隙間を介して大気が中間室に進入し、その結果、インクタンク内の負圧が解除され、インクが外部に漏れ出してしまう。このような隙間の発生を防止するために、結合部毛管部材１８をジョイント部２に挿入する際に、開口径よりも大きな結合部毛管部材１８を圧入すれば密閉は可能である。しかし、圧入代を多くとると結合部毛管部材１８が斜めに入ったり、結合部毛管部材１８内の圧力分布によって流路抵抗が大きくなってしまう。斜めに入るとプリントヘッド３側のフィルタ２２に当接不能となり、機能しないことになる。また、流路抵抗が大きくなると、インクの流量が不足して印字不良の恐れがでてくる。
【００２９】
結合部毛管部材１８の周囲を接着剤やパッキンなどで封止することによって漏れを防止することも可能であるが、低粘度の接着剤等は結合部毛管部材１８に含浸されてしまい、良好な接着ができない。一方、ゴム等のパッキンによる封止は、周囲に力を加えて封止密閉することになるが、結合部毛管部材１８がフェルトなどの比較的やわらかい材料の場合には、結合部毛管部材１８がすぐに変形し、封止密閉はできない。
【００３０】
そこで、ジョイント部２の側壁全周をスリット部１７としている。このスリット部１７に沿って、ジョイント部２に結合部毛管部材１８を圧入させる。圧入後、結合部毛管部材１８はスリット部１７の形状通りにくい込み、実質上大きな隙間はなくなり、外部と密閉遮断される。中間室１６内のインクは、結合部毛管部材１８の毛管力で保持され、外部に漏れ出すことはない。また、結合部毛管部材１８を挿入させる際には、スリット部１７に沿って挿入することによって線接触となり、挿入力が低減できる。また、傾いて装着されることもなく所定の形状で装着されるので、結合部毛管部材１８の変形が発生しない。このように、スリット部１７を設けることによって、結合部毛管部材１８挿入が容易となり、かつ封止密閉を良好に行なうことができる。
【００３１】
図３は、ジョイント部の一例の拡大図である。図３（Ａ）は底面図、図３（Ｂ）は斜視図である。スリット部１７は、ジョイント部２の開口の側壁に、インクの流路方向と平行な方向に延在する微小な凹部と凸部とが全周にわたり形成されている。結合部毛管部材１８をこの凹凸に沿って挿入することにより、容易に、しかも傾くことなく挿入することができる。また、挿入された結合部毛管部材１８は、スリット部１７の形状に応じて弾性変形し、ほぼ密着する。仮に、結合部毛管部材１８と壁面との間に微小な隙間が発生しても、スリット部１７の凹凸と結合部毛管部材１８の隙間の寸法を、面積相当で概略直径１００μｍ以下、望ましくは６０μｍ以下、さらに望ましくは３８μｍ以下に構成すれば、隙間に毛管力が作用するため、インクは隙間内にメニスカスを形成することができ、外部にインクが漏れ出すことはない。
【００３２】
図３ではスリット部１７の凹凸をインクの流路方向と平行な方向に形成したが、これに限らない。例えば斜めあるいは螺旋状に形成し、結合部毛管部材１８を回転させながら挿入する構成なども考えられる。
【００３３】
図４は、スリット部の一例の拡大断面図である。スリット部１７の凹凸の形状としては、例えば図４（Ａ）に示すように、略三角形状の凹凸とすることができる。具体的には、頂部の角度が約４５゜、高さが約０．３ｍｍ程度とすることができる。また、別の例として、例えば図４（Ｂ）に示すように、円弧形状の凹凸とすることもできる。具体的には、円弧の凹凸の繰り返し周期が０．６ｍｍ、高さが約０．３ｍｍ程度とすることができる。さらに別の例として、例えば図４（Ｃ）に示すように、台形状の凹凸であってもよい。具体的には、短辺が約０．３ｍｍ、斜辺の角度が約４５゜、高さが約０．３ｍｍ程度とすることができる。このほかにも、種々の形状、あるいはそれらの組み合わせ形状などとすることができる。結合部毛管部材１８が挿入された状態でなるべく密着し、隙間が生じない形状とすることが望ましい。
【００３４】
図５は、結合部毛管部材の装着状態の別の例を示す拡大断面図である。図中、２４は押さえ部材である。図１に示した例では、ジョイント部２の開口は中間室１６側で絞られており、その絞り部に結合部毛管部材１８を当接させている。これにより、記録ヘッド３のインク導入部４が結合部毛管部材１８に当接した際に、結合部毛管部材１８が中間室１６内にはずれるのを防ぐことができる。しかしこのような構成に限らず、例えば図５（Ａ）に示すように、ジョイント部２の開口を外部側で絞った構成であってもよい。図５（Ａ）の構成ではインクタンクが取り外された状態で結合部毛管部材１８が脱落することはない。これらを組み合わせ、図５（Ｂ）に示すようにジョイント部２の開口を中間室１６側で絞り、結合部毛管部材１８を装着後、外部側に押さえ部材２４を設けてもよい。あるいは逆に、開口を外部側で絞り、中間室１６側に押さえ部材２４を設けてもよい。
【００３５】
図１、図２に戻り、ジョイント部２のジョイント外周部１９は、プリントヘッド３に設けられている接合部材２１が当接しやすいように、平坦な面が形成されている。
【００３６】
一方、プリントヘッド３は、インク導入部４においてインクタンク１のジョイント部２と接続される。インク導入部４の周囲には、接合部材２１が配置されている。この接合部材２１は、インクタンク１が装着されたとき、インクタンク１のジョイント外周部１９の面に当接変形し、接合部を密閉する。これにより、接合部からのインクの漏れなどを防ぐことができる。接合部材２１の材料としては、例えば、シリコンゴムやブチルゴムなどを用いることができる。この接合部材２１を設けずに構成することも可能である。
【００３７】
インク導入部４の先端には、フィルタ２２が配置されている。このフィルタ２２は、インクタンク１が取り外された状態でインク導入部４に付着するゴミ等をインク流路２３内に混入させないために設けられている。また、フィルタ２２の微小孔に形成されるインクのメニスカスによってインクを保持し、ノズルからのインクの流出を防いでいる。フィルタ２２の材料としては、例えば、濾過粒度が５から６０ミクロンのステンレス材のメッシュフィルタ等を使用することができる。その他の材料としては、例えば、セラミック製のフィルタなどを利用することができる。具体的には、例えば、ステンレス材のメッシュフィルタの濾過粒度２０ミクロン品を使用することができる。なお、フィルタ２２のバブルポイント圧は、インクタンク１側の結合部毛管部材１８のバブルポイント圧よりも大きくなるように設定される。これにより、インクタンク装着時に結合部に残留する空気をインクタンク１側へ侵入させ、空気のインク流路への侵入を減少させることができる。
【００３８】
図６は、インクタンク１の分解図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付してある。３１はトップカバー、３２はタンクケース、３３はボトムカバー、３４はラベルである。インクタンク１は、トップカバー３１、タンクケース３２、ボトムカバー３３により構成されている。タンクケース３２は、図１における主インク室１１の側面と底面、および、中間室１６の上面と側面を構成する。タンクケース３２の底面には、主インク室と中間室との連通孔が形成されており、その連通孔にメニスカス形成部材１４が配設される。さらに、タンクケース３２内にはインク室毛管部材１２が挿入される。タンクケース３２の上に、大気連通口を有するトップカバー３１が設けられ、主インク室が形成される。メニスカス形成部材１４の下には、インク誘導部材１５が設けられ、さらにボトムカバー３３が設けられる。これにより中間室が形成される。ボトムカバー３３にはジョイント部２が形成されており、その側壁にはスリット部１７が形成されている。このスリット部１７の形状に沿って結合部毛管部材１８がジョイント部２に挿入、配置される。なお、タンクケース３２の側面に案内事項等を記載したラベル３４を貼着してもよい。
【００３９】
図７は、インク導入部４の分解拡大図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付してある。４１はジョイントブロック、４２はマニホールドである。インク導入部４には、上述したように、接合部材２１およびフィルタ２２が設けられている。ジョイントブロック４１にフィルタ２２、および、接合部材２１が装着され、ジョイントブロックアッセンブリが作製される。また、マニホールド４２は、インクを吐出するためのノズルを備えたヘッドチップと結合され、ヘッドチップにインクを供給するためのインク流路が形成されている。また、ヘッドチップには、インクを吐出するための気泡を発生する発熱体が各ノズルに対応して設けられている。ジョイントブロックアッセンブリは、マニホールド４２に装着され、プリントヘッド３の主要部を構成する。このほか、プリントヘッド３には、マニホールド４２に組み込まれたヘッドチップに電力および制御信号を供給するための配線、および、記録する画像にあわせて発熱体を駆動するための駆動回路等が設けられた基板も組み込まれる。
【００４０】
図８は、本発明のプリンタおよびインクタンクの実施の一形態におけるインクタンク取り外し時のジョイント部付近の拡大断面図、図９は、同じくインクタンク装着時のジョイント部付近の拡大断面図である。図中の符号は図１と同様である。インクタンク１の装着時には、図９に示すように、ジョイント部２に設けた結合部毛管部材１８は、インク導入部４に設けられているフィルタ２２に当接し、インクをプリントヘッド３へ供給する。このとき、結合部毛管部材１８をフィルタ２２に圧接させる必要はなく、両者を当接させればよい。実際には、当接によって結合部毛管部材１８は多少変形するが、その変形量は０．３〜０．５ｍｍ程度と非常に少ない。また、インクの供給性能はこの変形量に大きく左右されず、安定している。
【００４１】
また、インク導入部４の周囲に配置されている接合部材２１は、ジョイント外周部１９の平面に圧接され、その先端部分が弾性変形している。これにより、気密性を保持して、インクの流路を外気と遮断している。インクタンク１内のインクは結合部毛管部材１８を通過し、プリントヘッド３へ供給される。
【００４２】
上述のように、ジョイント部２の部分はインクの流路となっているため、この部分にインクが存在している。通常、図８に示すようにインクタンク１を取り外す時には、ジョイント部２に存在しているインクがジョイント部２の周辺に流出しようとする。しかし、ジョイント部２に配置した結合部毛管部材１８がジョイント部２に存在するインクを保持し、ジョイント部２に残留していたインクは、ジョイント部２から漏れ出すことはない。プリントヘッド３側では、インクを吐出するノズルのインクの表面張力と、フィルタ２２の微細孔に形成されるインクのメニスカスによる表面張力がバランスし、ノズルなどからインクが漏出することはない。
【００４３】
また、図８の状態から図９に示すようにインクタンク１が装着されるときには、結合部毛管部材１８とフィルタ２２が当接し、結合部の流路が結合部毛管部材１８によって確保されるため、結合部に残留する空気の量を低減することができ、気泡による印字不良を減少させて印字品質を向上させることができる。また、フィルタ２２のバブルポイント圧を結合部毛管部材１８のバブルポイント圧よりも大きくしておくことにより、結合部に残留した気泡はフィルタ２２と結合部毛管部材１８との当接時に結合部毛管部材１８から中間室１６内へと侵入し、中間室１６内で蓄積されるため、インク流路への気泡の混入をさらに低減させることができる。仮に結合部に気泡が残留しても、メンテナンス時に吸引動作を行なえば、十分除去可能である。
【００４４】
上述の構成において、特に図８に示した構成では、インクタンク１を取り外した状態の時に結合部毛管部材１８が外気に触れており、この部分からインクが蒸散する。これを防ぐため、例えば、インクタンク１の出荷時にはジョイント部２にシールを貼着したり、キャップなどによってジョイント部２を覆うように構成することができる。またこれらにより強い衝撃などによる結合部毛管部材１８からのインクの飛散を防止することができる。
【００４５】
図１０は、本発明の実施の一形態の変形例を示す要部構成図である。図中、図１および図７と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。５１はプリント基板、５２はヘッドチップである。この実施の形態では、複数色のインクを用いるカラープリンタに本発明を適用した場合の一例を示している。ここでは、３色のインクを用いることとし、１つのインクタンク１からそれぞれの色のインクを供給するように、インクタンク１内を３分割している。使用する色としては、例えば、シアン、マゼンタ、イエローを用いることができる。もちろんこの色に限らない。また、ブラックを含めた４色を使用したり、２色あるいは５色以上の色を用いることもでき、その場合には、色の数だけインクタンク１内を分割する。あるいは、使用する色数以下の個数のインクタンクを並置した構成にしてもよい。
【００４６】
インクタンク１は、内部が３分割され、それぞれ別の色のインクが収容されている。分割されたそれぞれの構造は、図１および図６に示した構造と同様であり、図１および図６に示した構造の３つのインクタンクを一体化した構造と同様に機能する。ジョイント部２もそれぞれの色のインクごとに設けられている。この例では、３つのジョイント部２がジグザグに配列されている。それぞれのジョイント部２にはスリット部１７が形成されており、結合部毛管部材１８がそれぞれ挿入されている。
【００４７】
プリントヘッド３は分解して示している。ジョイントブロック４１には、それぞれの色のインクタンク部分と接続されるように、３つのインク導入部４を有している。各インク導入部４には、図７に示した構成と同様に、フィルタ２２および接合部材２１が設けられている。３つのジョイント部２のジョイント外周部１９は、それぞれ対応するインク導入部４の接合部材２１を押圧し、変形させてそれぞれの結合部を密閉する。また、各ジョイント部２の結合部毛管部材１８が各インク導入部４のフィルタ２２と当接し、それぞれの色のインクの流路が構成される。
【００４８】
マニホールド４２には、各色ごとのインク流路が形成されている。また、マニホールド４２とヘッドチップ５２が液的に接続され、インク流路が形成されており、各インク導入部４から導入されたインクをヘッドチップ５２に供給する。
【００４９】
プリント基板５１は、ヘッドチップ５２に電力および制御信号、記録すべき画像の信号などを供給するための配線等が設けられている。記録する画像にあわせて発熱体を駆動するための駆動回路等が設けられることもある。プリント基板５１とヘッドチップ５２は、例えば、ワイヤボンディングなどにより電気的に接続されている。
【００５０】
図１１は、本発明の実施の一形態の変形例におけるヘッドチップの一例を示す正面図である。ヘッドチップ５２には、各色のインクを噴射するために、各色ごとにそれぞれ複数本のノズルが配列されている。この例では、各色のノズル群が一列に配列されている。このヘッドチップ５２が、図中、上下方向に移動しながらインクの噴射制御を行なうことによって、各色の帯状領域の記録を行なうことができる。ヘッドチップ５２には、各ノズルを駆動するための駆動回路が搭載されることがある。なお、各色のノズル群の間に間隙を設けて図示しているが、実際にはこの部分および両端部にも記録を行なわないダミーノズルが配置されることがある。
【００５１】
この実施の一形態の変形例によれば、上述の例と同様に、ジョイント部２には結合部毛管部材１８のみが配置された構成であるので流路抵抗を減少させることができ、また、その側壁にスリット部１７を設けてあるので、結合部毛管部材１８と側壁との間から空気が侵入することはない。また、フィルタ２２と結合部毛管部材１８との当接によってインク流路内への気泡の侵入を減少させることができる。さらに、この変形例では、各色ごとに設けられているインク導入部４において、インクタンク１を取り外した際に、インク導入部４付近に存在するインクは、それぞれの結合部毛管部材１８で保持されるので、インク漏れやインクのぼた落ちなどが発生しない。そのため、隣接するインク導入部に異なる色のインクが侵入し、混色を起こす事態を回避することができる。
【００５２】
図１２は、本発明のプリンタの一例を示す外観図である。図中、６１はプリンタ、６２は下部ケース、６３は上部ケース、６４はトレー挿入口、６５はディップスイッチ、６６はメインスイッチ、６７は用紙受け、６８はパネルコンソール、６９は手差し挿入口、７０は手差しトレー、７１はインクタンク挿入蓋、７２はインクタンク、７３は用紙送りローラ、７４は用紙トレー、７５はインタフェースケーブル、７６はメモリカードである。
【００５３】
プリンタ６１の筺体は、概ね下部ケース６２と上部ケース６３により構成されている。この中に図示しない電気回路や駆動系部品などが収納されている。下部ケース６２にはトレー挿入口６４が設けられ、ここから記録するための用紙が収納された用紙トレー７４が挿入され、プリンタ６１に用紙が装填される。
【００５４】
また、下部ケース６２にはディップスイッチ６５およびメインスイッチ６６が取り付けられている。ディップスイッチ６５は、プリンタ６１の動作の一部を設定するものであり、設定変更の頻度の少ない機能設定が割り付けられている。このディップスイッチ６５は、使用しないときにはカバーで覆うように構成されている。メインスイッチ６６は、プリンタ６１の電源を切入するためのスイッチである。下部ケース６２には、さらに、図示しないインタフェースコネクタや、メモリカード７６の挿入口等が設けられている。インタフェースコネクタには、インタフェースケーブル７５が接続され、外部のコンピュータなどとのデータ交換が行なわれる。メモリカード７６は、プリンタ６１の動作時に拡張メモリとして用いられたり、ある場合にはフォントが格納され、記録時に用いられる。
【００５５】
上部ケース６３には、用紙受け６７が形成されており、記録済みの用紙が排出される。また、パネルコンソール６８が設けられており、記録モードの設定や、給紙、排紙等の指示など、ユーザが頻繁に使用する入力手段や、プリンタ側からのメッセージの表示手段などが配置されている。さらに、手差し挿入口６９、手差しトレー７０が設けられており、ここからユーザが手差しにより給紙することができる。
【００５６】
また、上部ケース６３にはインクタンク挿入蓋７１が設けられている。この蓋を開けることにより、内部のインクタンク７２の着脱を行なうことができる。インクタンク７２は、上述したような構成のものを用いることができる。ここでは単色のインクタンクと、変形例として示した３色一体型のインクタンクの２つのインクタンク７２が装着される。インクタンク７２は、図示しない記録ヘッドに装着される。また、記録ヘッドは図示しないキャリッジに取り付けられている。
【００５７】
用紙トレー７４に収納された用紙は、内部の図示しない搬送系により１枚ずつ取り出されて搬送され、あるいは手差し挿入口６９から用紙が差し込まれ、用紙送りローラ７３の円周に沿って送られる。インクタンク７２が装着された図示しない記録ヘッドが用紙の搬送方向とは直角方向に移動し、帯状領域ごとに記録を行なう。そして、用紙送りローラ７３によって次の帯状領域の記録位置まで用紙の長さ方向に用紙を送る。この動作を繰り返し行なうことにより、用紙上に記録を行なう。そして、上部ケース６３の用紙受け６７へ排紙される。
【００５８】
ここでは、インクタンク１をプリントヘッド３に装着する構成を示したが、例えば、プリントヘッド３もプリンタのキャリッジに対して着脱自在に構成してもよい。なお、上述の例においてはインクタンク１とプリントヘッド３の結合のみによって全インク流路を形成しているが、例えば、インク流路のみの部材を間に用いるなど、２つ以上の結合部を有する場合についても、それぞれの結合部において本発明の構成を適用することができる。
【００５９】
【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、インクタンク側の結合部には毛管部材のみが配置された構成であるので、従来のように結合部にメニスカス形成部材と毛管部材を用いた構成に比べ、インクの流路抵抗を減少させることができ、インクの供給が良好に行ない、画質不良などを減少させることができるとともに、インク吐出効率を向上させることができる。
【００６０】
また、インクタンク側の結合部に毛管部材のみを配置した構成では、毛管部材と側壁との間に隙間が発生し、インクタンクが取り外された状態で空気がインクタンク内に侵入し、内部の負圧が解除されてしまうことがあるが、本発明ではインクタンクの記録ヘッドとの結合部の側壁に凹凸を設け、毛管部材を結合部に装着しているので、圧入しなくても毛管部材と側壁の間に大きな隙間が発生せず、中間室への空気の侵入を防止することができる。仮に微小な隙間が発生しても、その隙間に形成されるインクのメニスカスによってインクが外部に漏れだしたり、空気が侵入することはない。さらに、毛管部材の装着時の装着動作方向と略平行なスリット状に凹凸を設けることによって、凸部と毛管部材との接触によって挿入することができるので、毛管部材の装着を容易に行なうことができるという効果がある。
【００６１】
また、毛管部材に記録ヘッド側のフィルタを当接させることで、結合部は毛管部材によって満たされるので、インクタンクの装着時に結合部に残留する空気を少なくすることができる。このとき、毛管部材の密度を、少なくともインク室毛管部材の密度よりも高くしておけば、結合部に残留した空気は、インクタンクの装着時に中間室内に侵入し、中間室に保持されるので、インクの流路内に侵入する空気をさらに減少させることができる。これにより、結合部に残留する空気によって生じる印字不良の発生を減少させ、印字品質を向上させることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態における要部断面図である。
【図２】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態における要部斜視図である。
【図３】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態におけるジョイント部の一例の拡大図である。
【図４】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態におけるスリット部の一例の拡大断面図である。
【図５】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態における結合部毛管部材の装着状態の別の例を示す拡大断面図である。
【図６】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態におけるインクタンク１の分解図である。
【図７】本発明のプリンタ及びインクタンクの実施の一形態におけるインク導入部４の分解拡大図である。
【図８】本発明のプリンタおよびインクタンクの実施の一形態におけるインクタンク取り外し時のジョイント部付近の拡大断面図である。
【図９】本発明のプリンタおよびインクタンクの実施の一形態におけるインクタンク装着時のジョイント部付近の拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の一形態の変形例を示す要部構成図である。
【図１１】本発明の実施の一形態の変形例におけるヘッドチップの一例を示す正面図である。
【図１２】本発明のプリンタの一例を示す外観図である。
【符号の説明】
１…インクタンク、２…ジョイント部、３…プリントヘッド、４…インク導入部、１１…主インク室、１２…インク室毛管部材、１３…大気連通口、１４…メニスカス形成部材、１５…インク誘導部材、１６…中間室、１７…スリット部、１８…結合部毛管部材、１９…ジョイント外周部、２０…インク誘導部材押さえ、２１…接合部材、２２…フィルタ、２３…インク流路、２４…押さえ部材、３１…トップカバー、３２…タンクケース、３３…ボトムカバー、３４…ラベル、４１…ジョイントブロック、４２…マニホールド、５１…プリント基板、５２…ヘッドチップ、６１…プリンタ、６２…下部ケース、６３…上部ケース、６４…トレー挿入口、６５…ディップスイッチ、６６…メインスイッチ、６７…用紙受け、６８…パネルコンソール、６９…手差し挿入口、７０…手差しトレー、７１…インクタンク挿入蓋、７２…インクタンク、７３…用紙送りローラ、７４…用紙トレー、７５…インタフェースケーブル、７６…メモリカード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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