(57)【要約】【課題】初期負圧を得るために排出するインク量が少なく、かつ適正な負圧範囲でのインク使用可能量の多いインクタンクであって、印字途中で急激な負圧変動のない滑らかな負圧特性が得られるインクタンクを提供する。【解決手段】タンクケースの少なくとも一面に接合された変形自在な可撓性部材１０３及び可撓性部材を外側に付勢する付勢部材１１２を有し、タンクの容積変化に応じて可撓性部材が変位したとき付勢部材が変形することでタンク内に負圧を発生させる、インク１１０を収容するインクタンク１０５において、インク排出に伴う可撓性部材の変位に抵抗する抵抗力を生じる抵抗体１２０，１２１を有し、抵抗体の抵抗力は、インク満タン時に最大となり、インク排出に伴い前記可撓性部材が変位するに従って小さくなることを特徴とするインクタンクにより解決される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクケースの少なくとも一面に接合された変形自在な可撓性部材及び該可撓性部材を外側に付勢する付勢部材を有し、タンクの容積変化に応じて該可撓性部材が変位したとき該付勢部材が変形することでタンク内に負圧を発生させる、インクを収容するインクタンクにおいて、
インク排出に伴う該可撓性部材の変位に抵抗する抵抗力を生じる抵抗体を有し、該抵抗力は、インク満タン時に最大となり、インク排出に伴い前記可撓性部材が変位するに従って小さくなることを特徴とするインクタンク。
【請求項２】
前記付勢部材は、圧縮されるに従って前記可撓性部材を付勢する荷重が増大する特性を有することを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項３】
前記抵抗体の少なくとも一部が前記可撓性部材又は前記付勢部材に接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクタンク。
【請求項４】
前記抵抗体は、少なくとも前記可撓性部材側に設けられた第一抵抗体とタンク壁に設けられた第二抵抗体からなり、前記抵抗力は該第一抵抗体と該第二抵抗体の摩擦力であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクタンク。
【請求項５】
前記可撓性部材の変位に従って前記第二抵抗体が接触する前記第一抵抗体の部分の径が変化することで、前記抵抗力が変わることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクタンク。
【請求項６】
前記第二抵抗体は曲面状の接触部を有する少なくとも１つの板ばねであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクタンク。
【請求項７】
前記第一抵抗体は前記第二抵抗体に向かって広がる円錐形状を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクタンク。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクタンクを搭載した液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドユニットを搭載した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクタンク、インクを吐出して画像を記録する液滴吐出ヘッドユニット及びインクジェット方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、液滴吐出ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、液滴吐出ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、液滴吐出ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、樹脂、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。
【０００４】
インクジェット記録装置の吐出ヘッドに直接搭載され、負圧発生機構を備えたインクタンクでは、インクタンクケースの一面にドーム状に成形したフィルム状シートが接合され、インクタンク内部からフィルム状シートを外方へ付勢する付勢部材が設置されている。付勢部材がインクの容量変化に伴い変形するフィルム状シートを外方へ付勢することで、負圧が発生する。このような仕組みのインクタンクはタンクの大きさに比較して一度に供給できるインク量が多いため、インクを大量に使用するインクジェット記録装置に採用されている。
【０００５】
このようなインクタンクでは、大気開放弁を有しインクを充填する際にタンク内の空気を排出しながらインクを充填し、大気開放弁を閉じた後ノズル面からインクを排出することにより初期負圧を発生する方法が使用される。しかし、適正な初期負圧を得るために付勢部材の付勢力・荷重を大きくすることで、初期負圧を形成するために排出するインク量を少なくしようとすれば、インク排出量（使用量）に対する負圧上昇度合いが大きくなり、適正な負圧範囲が狭くなることから、一度に使用できるインク量が減ってしまう。逆に、適正な負圧範囲で一度に使用できるインク量を増やすために付勢部材の荷重を小さくすれば、適正な初期負圧を得るまでに排出するインク量が増えてしまう。
【０００６】
この問題の解決方法として、荷重の強い付勢部材と、荷重の弱い付勢部材を併せ持ち、必要に応じてこれらを切り替えるものが既に知られている。
【０００７】
しかし、今までの荷重の違う付勢部材を切り替える方式を用いたインクタンクは、第一の付勢部材から第二の付勢部材への切り替え時に大きな負圧変動を伴うため、吐出ヘッドのインク吐出性能に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】
特許文献１には、適正な負圧を保つ目的で、インクパックに収容された液体インクに負圧を与える第一の付勢手段と、第一の付勢手段より小さい力で負圧を与える第二の付勢手段と、第一の付勢手段による付勢を解除する解除手段とを備え、初期負圧発生後に荷重の違う付勢手段に切り替えることでインク使用量に対して適正な負圧を長く保つことが開示されている。しかし、急激な負圧変動が発生するという問題は解消できていない。
【０００９】
ここで、従来のインクタンクを搭載した液滴吐出ヘッドユニットについて、図２０及び図２１を参照して説明する。なお、図２０は同ヘッドユニットの斜視説明図、図２１は側断面図である。
液滴吐出ヘッドユニット１０１は、インク１１０を吐出する液滴吐出ヘッド１０２と、液滴吐出ヘッドに供給するインク１１０を収容するインク収容部１０４を含むインクタンク１０５とをフィルタユニット１０６を介して一体化したものである。
【００１０】
この液滴吐出ヘッドユニット１０１は、インクタンク１０５側面に開口部を有し、開口部にはドーム型に形成された可撓性フィルムシート１０３を溶着又は接着してインク収容部１０４を構成している。インクタンク１０５上部には、インク収容部１０４にインク１１０を供給するための液体供給チューブ（図示せず）を接続するインクチューブ接続部１０７と、インク収容部１０４にインク１１０を供給する際、インク収容部１０４内に溜まった空気１１１を排出するための大気開放部１０８とを備えている。インク収容部１０４内にインク１１０を供給する際は、大気開放部１０８を大気に連通し、インク１１０を液体搬送ポンプ（図示せず）で送り込むと、インク収容部１０４内のインク１１０の液面１１０ａが上昇し、インク収容部１０４上部に配置した液面検知センサ１０９が液面１１０ａを検知し、液体搬送ポンプを止め、液体供給動作が終了する。
【００１１】
この時、液滴吐出ヘッド１０２の液滴吐出孔１１３にはインク液面１１０ａとの水頭差分の圧力が掛かるため、このままでは液滴吐出孔１１３からインク１１０が垂れてしまう。
このために、図２１に示すように、インクタンク１０５のインク収容部１０４には可撓性フィルム１０３を外側に付勢する付勢部材としてのコイルばね１１２が設けられている。インク収容部１０４内のインク１１０を外部から吸引又は吐出したときに、インク収容部１０４が体積変化して可撓性フィルムシート１０３が凹んだ際、コイルばね１１２が縮んで外向きの力を生じることにより、インク収容部１０４内に負圧を発生させ、液滴吐出孔１１３からインク１１０が垂れるのを防いでいる。
【００１２】
次に、図２２を参照して、従来のインクタンクにおけるインク排出量と液滴吐出孔部に掛かる圧力の関係を説明する。
図２２は横軸にインク満タン時からのインク排出量、縦軸に液滴吐出孔部に掛かる圧力を示しており、液滴吐出ヘッド１０２がインク１１０を吐出する際に必要な適正負圧範囲と、その範囲内で使用できるインク使用可能範囲が示されている。
【００１３】
タンク内部が大気圧に等しいインク満タン時、吐出孔１１３にはインク液面１１０ａとの水頭差分の圧力（正圧）が掛かっており、吐出孔１１３からインクを排出すると、インクタンク内のインク容量が減少することによりフィルムシート１０３が凹み、これに連動してコイルばね１１２が縮むことでフィルムシートを外方へ付勢し、タンク内に負圧が発生する。そのため、吐出孔部の圧力はインク排出量に伴い徐々に減少し、適正負圧範囲の下限負圧（初期負圧）に達する。
【００１４】
このままインクを排出し続けると、適正負圧範囲の上限負圧に達するが、この下限負圧と上限負圧の間に排出するインク量が画像を形成する際一度に使用できる最大のインク量である。一方、インク満タン状態から初期負圧が発生するまでに排出するインクは、画像を形成する際に使用できない廃インク（無駄なインク）となる。
【００１５】
しかし、近年では画像形成装置における大型化、高速化や液滴吐出ヘッドの吐出孔の微細化に伴い、液滴吐出ヘッド１０２へ供給しなければならないインク量を増加させる必要が生じている。即ち、インク使用可能範囲の圧力変化を小さくする必要がある。
一方で、前述のようにインク満タン状態から初期負圧が発生するまでに排出する廃インクはインクの短寿命化、即ち印刷コストを高める要因となるため、廃インク量を出来るだけ少なくしたいという要望も増している。即ち、初期負圧に達するまでの圧力変化を大きくする必要がある。
【００１６】
ここで図２３を参照して、インク使用可能範囲の圧力変化を小さくするためにインクタンク１０５内のコイルばね１１２のばね定数を小さくした場合の、インク排出量と液滴吐出孔部に掛かる圧力の関係を説明する。ここでは、従来のインクタンクによる適正負圧範囲内のインク使用可能範囲及び廃インク量（実線）と、付勢部材のばね定数を小さくした場合のインクタンクによる適正負圧範囲内のインク使用可能範囲及び廃インク量（破線）が示されている。
【００１７】
付勢部材のばね定数を小さくした場合、インク排出量に対する荷重の圧力変化は小さくなるため、図２２の場合に比べて適正負圧範囲内でのインク使用可能範囲は広がる。しかしながら、初期負圧に達するまでのインク排出量、即ち廃インク量は増加してしまう。
【００１８】
次に、図２４を参照して、初期負圧に達するまでの圧力変化を大きくするためにインクタンク内の付勢部材のばね定数を大きくした場合の、インク排出量と液滴吐出孔部に掛かる圧力の関係を説明する。ここでは、従来のインクタンクによる適正負圧範囲内のインク使用可能範囲及び廃インク量（実線）と、付勢部材のばね定数を大きくした場合のインクタンクによる適正負圧範囲内のインク使用可能範囲及び廃インク量（破線）が示されている。
【００１９】
付勢部材のばね定数を大きくした場合、インク排出量に対する荷重の圧力変化は大きくなるため、図２２の場合に比べて初期負圧に達するまでのインク排出量、即ち廃インク量は減少する。しかしながら、適正負圧範囲内でのインク使用可能範囲は狭くなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
そこで本発明は、初期負圧を得るために排出するインク量が少なく、かつ適正な負圧範囲でのインク使用可能量の多いインクタンクであって、印字途中で急激な負圧変動のない滑らかな負圧特性が得られるインクタンクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この課題を解決するため、本発明は、タンクケースの少なくとも一面に接合された変形自在な可撓性部材及び該可撓性部材を外側に付勢する付勢部材を有し、タンクの容積変化に応じて該可撓性部材が変位したとき該付勢部材が変形することでタンク内に負圧を発生させる、インクを収容するインクタンクにおいて、インク排出に伴う該可撓性部材の変位に抵抗する抵抗力を生じる抵抗体を有し、該抵抗体の該抵抗力は、インク満タン時に最大となり、インク排出に伴い前記可撓性部材が変位するに従って小さくなることを特徴とするインクタンクを提案する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるインクタンクでは、インク満タン時における大気圧状態から初期負圧に至るまでは抵抗体の抵抗力が高いため僅かなインク排出で負圧が上昇し、その後の適正負圧領域では抵抗力が徐々に下がるため負圧上昇は緩やかに変化することで、付勢部材の直線的な荷重特性を緩和させることができる。従って、インクタンク内の負圧特性として、大気圧から初期負圧発生時までは負圧は急激に上昇し、初期負圧発生時から適正負圧領域では負圧は緩やかに上昇することとなり、印字途中に急激な負圧変動のない滑らかな負圧特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るインクタンクを搭載した画像形成装置の平面説明図である。
【図２】本発明に係るインクタンクを搭載した画像形成装置の側面説明図である。
【図３】本発明に係るインクタンクを搭載した画像形成装置の外観斜視説明図である。
【図４】本発明に係るインクタンクを搭載した画像形成装置の主要部平面説明図である。
【図５】本発明に係るインクタンクを搭載したヘッドユニットの側断面模式図である。
【図６】実施例１のインクタンクのフィルムシート変位の様子を示した側断面模式図である。
【図７】実施例２の抵抗体の側断面模式図である。
【図８】一般的なコイルばねの荷重特性グラフである。
【図９】実施例２の抵抗体の抵抗特性グラフである。
【図１０】コイルばねと実施例２の抵抗体を組み合わせた場合の荷重特性グラフである。
【図１１】実施例３の連続可変抵抗体の側断面模式図である。
【図１２】実施例４の連続可変抵抗体の側断面模式図である。
【図１３】実施例５の連続可変抵抗体の側断面模式図である。
【図１４】実施例６のインクタンクの側断面模式図である。
【図１５】実施例５の連続可変抵抗体の抵抗特性グラフである。
【図１６】実施例５の連続可変抵抗体とコイルばねの組み合わせ荷重特性グラフである。
【図１７】実施例６のばね定数の小さいコイルばねの荷重特性グラフである。
【図１８】実施例６の連続可変抵抗体の抵抗特性グラフである。
【図１９】実施例６のばね定数の小さいコイルばねと連続可変抵抗体を組み合わせた荷重特性グラフである。
【図２０】従来のインクタンクを搭載した液体吐出ヘッドユニットの外観斜視説明図である。
【図２１】従来のインクタンクを搭載した液体吐出ヘッドユニットの側断面説明図である。
【図２２】従来のインクタンクにおける負圧特性グラフである。
【図２３】従来のインクタンクにおける負圧特性グラフである。
【図２４】従来のインクタンクにおける負圧特性グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜実施例１＞
次に、本発明に係るインクタンクを搭載した液滴吐出ヘッド或いは液滴吐出装置を備えた本発明に係るインクジェット記録装置の一例について図１，２，３，４を参照して説明する。なお、図１はインクジェット記録装置の平面説明図、図２はインクジェット記録装置の側面説明図、図３はインクジェット記録装置の外観斜視図、図４はインクジェット記録装置の主要部平面図である。
【００２５】
このインクジェット記録装置は、左右のメイン側板９０に横架したガイド部材であるガイドロッド９１とガイドレール（図示せず）とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ９４でタイミングベルトを介して図１で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００２６】
このキャリッジ９３には、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッド１４を、複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、液滴吐出ヘッド１４の構成としては、圧電素子などの圧電アクチュエータを用いたものを使用している。
【００２７】
また、キャリッジ９３には、液滴吐出ヘッド１４に各色のインクを供給するための各色のインクタンク３５を搭載している。このインクタンク３５にはインク供給チューブ２５を介してメインタンク１０ｋ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙからインクが補充供給される。
【００２８】
本実施例では、インクタンク３５と液滴吐出ヘッド１４で本発明に係るインクジェット記録装置を構成しているが、液滴吐出ヘッド１４は、別途インクタンク３５を設ける構成とすることもできるし、あるいは、インクタンクを用いないでメインタンクを搭載する構成とすることもできる。
【００２９】
一方、給紙カセット２などの用紙積載部４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）４３及び給紙ローラ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙ローラ４３側に付勢されている。
【００３０】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を液滴吐出ヘッド１４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙４２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト５１と、給紙部からガイド４５を介して送られる用紙４２を搬送ベルト５１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ４６と、略鉛直上方に送られる用紙４２を略９０°方向転換させて搬送ベルト５１上に倣わせるための搬送ガイド４７と、押さえ部材４９で搬送ベルト５１側に付勢された先端加圧コロ５０とを備えている。また、搬送ベルト５１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。
【００３１】
ここで、搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ５２が回転されることで、図４のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト５１の裏面側には液滴吐出ヘッド１４による画像形成領域に対応してガイド部材を配置している。
【００３２】
また、図４に示すように、搬送ローラ５２の軸には、スリット円板１３４を取り付け、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設けて、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってエンコーダ１３６を構成している。
【００３３】
帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。
また、キャリッジ９３の前方側には、図１に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール（図示せず）を設け、キャリッジ９３の前面側にはエンコーダスケールのスリットを検出する透過型フォトセンサ（図示せず）からなるエンコーダセンサ（図示せず）を設け、これらによって、キャリッジ９３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダを構成している。
【００３４】
さらに、液滴吐出ヘッド１４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離部と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３と、排紙される用紙４２をストックする排紙トレイ３とを備えている。
また、背部には両面給紙ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。
【００３５】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド４７で案内されて先端加圧コロで搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００３６】
このとき、制御回路（図示せず）によって高圧電源から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に静電力で吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００３７】
そこで、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００３８】
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト５１を逆回転させることで、記録済みの用紙４２を両面給紙ユニット７１内に送り込み、用紙４２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル５１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ３に排紙する。
【００３９】
なお、本発明に係るインクジェット記録装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用することができる。また、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液滴吐出ヘッドや液滴吐出装置、或いはこれらを備えるインクジェット記録装置にも適用することができる。
【００４０】
続いて、本発明のインクタンクを搭載したインクジェット記録装置に係るインク供給経路の一例について図１を参照して説明する。
図示のように、本発明のインクジェット記録装置のインク供給を実施するためのインク供給装置は、液滴吐出ヘッド１４のインク吐出口面を密閉して覆うキャップ２８２ａ，２８２ｂ，２８２ｃ，２８２ｄと、液滴吐出ヘッド１４に近接して設けられたインクタンク３５とキャップ２８２に排出されたインクを吸収して収容する廃インク貯蔵タンク（図示せず）と、インクを保有するメインタンク１０ｋ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙと、メインインクタンク１０ｋ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙから液滴吐出ヘッド１４にインクを送るための送液ポンプ（図示せず）と、インクタンクとメインインクタンクを接続するインク供給チューブ２５からなるインク供給回路とから構成されている。
【００４１】
次に、このインクジェット記録装置における液滴吐出ヘッドユニットの一例について、図５を参照して説明する。なお、図５はインクタンクを搭載したヘッドユニット側面断面模式図である。
この液滴吐出ヘッドユニット１０１は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッド１０２と、液滴吐出ヘッド１０２に供給される液体（以下「インク」という。）をろ過するフィルタ１４５が内蔵されたフィルタ室１４３を有するフィルタ部であるフィルタユニット１０６を備え、フィルタユニット１０６を介してインク収容部であるインクタンク１０５からインク１１０が供給される。第一抵抗体１２０と第二抵抗体１２１の少なくとも一部が可撓性フィルムシート１０３又はコイルばね１１２に接合されている。
【００４２】
液滴吐出ヘッド１０２では、流路板１４１とノズル板１４２とを接合して、ノズル板１４２に形成された液滴を吐出する複数のノズル１４４が連通する複数の液室１１６が形成され、アクチュエータ手段（図示せず）によって液室１１６内のインクを加圧することによってノズル１４４から液滴が吐出される。液室１１６にはフィルタユニット１０６を介してインク１１０が供給されるインク供給流路１１７が連通している。なお、アクチュエータ手段としては圧電型アクチュエータ、静電型アクチュエータ、サーマル型アクチュエータなどを用いることができる。
【００４３】
インクタンク１０５には、液体供給口（図示せず）を介して外部からインク１１０が供給充填される。このインクタンク１０５には内部を大気開放するための大気開放機構（図示せず）が設けられ、また内部のインク１１０の残量を検知するインク検知ピン１５０が設けられている。
【００４４】
これらのインクタンク１０５と液滴吐出ヘッド１０２との間に介在されるフィルタユニット１０６は、フィルタケース内にフィルタ室１４３を有し、このフィルタ室１４３内に、液滴吐出ヘッド１０２に供給するインク１１０をろ過するフィルタ１４５を設けている。フィルタ１４５は、不織布状の金属繊維を重ねた焼結体、ＳＵＳ繊維などの金属繊維からなるものが好ましい。
【００４５】
次に、図６を参照して、本実施例１のインクタンクの圧力制御方法について説明する。なお、図６（ａ）はインクタンクの側断面模式図、図６（ｂ）は同タンク内のインクを排出し、可撓性フィルムシートが変位している様子を示した同タンクの側断面模式図である。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、このインクタンク１０５は、付勢部材としてのコイルばね１１２の内部に抵抗体としての第一抵抗体１２０と第二抵抗体１２１を有しており、第二抵抗体の先端部の下面が第一抵抗体の上面に接触した状態で設置されている。インクタンク内のインクが排出されると、タンクの容積変化に伴い可撓性部材としてのフィルムシート１０３が変位し、フィルムシート側に設けられた第一抵抗体１２０がインクタンク壁に設けられた第二抵抗体１２１に対して摺動する。第一抵抗体１２０の先端部には凹凸（不図示）が形成されており、第二抵抗体１２１との摩擦力を高めている。このとき第一抵抗体１２０と第二抵抗体１２１の接触部では、フィルムシート１０３の変位に対抗する摩擦力が発生し、コイルばね１１２の荷重を補う。即ち、圧縮距離と荷重が比例するコイルばねの初期の縮みにおいては、抵抗体の大きめの摩擦力がコイルばねの小さい荷重を補い、僅かなインク排出量で初期負圧に達するようになる。言い換えれば、タンク内部が大気圧に等しいインク満タン状態から初期負圧発生までの圧力変化を大きくすることができる。
【００４７】
＜実施例２＞
次に、図７を参照して実施例２の抵抗体について説明する。
前述のように、第一抵抗体１２０の上面に第二抵抗体１２１の先端部の下面が接触し、これらが摺動する際に摩擦力が発生するようになっている。図７（ａ）の例では、第一抵抗体１２０の第二抵抗体との接触面１２０ａと、第二抵抗体１２１の第一抵抗体との接触面１２１ａには、一様な凹凸加工が施されている。ここで、凹凸の大きさ、深さ、荒さは任意に設定可能であり、これにより抵抗値を変更することができる。
【００４８】
図７（ｂ）の例では、第一抵抗体１２０と第二抵抗体１２１との接触の初期には摩擦力が大きく、徐々に摩擦力が小さくなるように、第一抵抗体１２０の第二抵抗体との接触面１２０ｂは凹凸加工されている。言い換えれば、接触面１２０ｂの凹凸の間隔及び高さを連続的に変化させたものである。タンク内部が大気圧に等しいインク満タン状態である変位初期時における接触部の凹凸は最も荒く、最も深い形状とし、抵抗体１２０，１２１が変位するに連れて凹凸を細かく、浅い形状としている。これにより、変位初期時の抵抗値を最も高くし、その後変位が進むに連れて抵抗値を徐々に低くすることができる。また、抵抗値を高めるために、第二抵抗体１２１の先端１２１ｂは尖った形状をしている。逆に、図７（ｃ）の例では、図７（ａ），（ｂ）の例よりも抵抗値を弱めるために、第二抵抗体１２１は曲面状の接触部１２１ｃを有する板ばねとして形成されており、曲面によってより滑らかに摺動することができる。
【００４９】
このようにして、初期負圧発生までの抵抗・摩擦力は高く、適正負圧範囲内での抵抗・摩擦力は低くなるため、初期負圧発生までの廃インク量を低減しながら、適正負圧範囲内での使用可能なインク量を増大させることができる。
【００５０】
次に、図８〜１０を参照して、実施例２における抵抗体を備えたインクタンクを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのノズル孔に掛かる圧力を説明する。なお、図８は、本発明でも使用される付勢部材としての一般的なコイルばねの荷重特性グラフ、図９は実施例２の抵抗体の抵抗特性グラフ、図１０はこれらコイルばねと抵抗体を組み合わせた場合の荷重特性グラフである。
【００５１】
図８に示すように、一般的なコイルばねの荷重特性とばね圧縮量（ばね長さ）は比例しており、直線的な変化を示す。タンク内部が大気圧に等しいインク満タン時には、ばね長さは自然長である３０ｍｍであり、圧縮されるに従ってばねがフィルムシートを付勢する荷重は増大する。また図９に示すように、実施例２の抵抗体の抵抗値は、インク満タン状態で最も高く、ばねの圧縮とともに第一及び第二抵抗体が互いに近づくのに従い徐々に下がる。また図１０に示すように、この一般的なコイルばねと抵抗体を組み合わせて使用すると、インク満タン時からインク排出後に直ぐに荷重は上昇し、その後も徐々に増えていく。
【００５２】
このように、圧縮されるに従って荷重の増加するコイルばねと、近づくに従って抵抗の減少する抵抗体を組み合わせることにより、インクの排出によりインク満タン時から適正な負圧範囲に直ぐに到達することができ、廃インク量を少なくすることができる。
【００５３】
＜実施例３＞
次に、図１１を参照して実施例３の抵抗体について説明する。
本実施例の第一抵抗体１２０ｃは、第二抵抗体１２１ｃに向かって広がる円錐形状を有している。図１１（ａ）に示すように、タンク内部が大気圧状態であるインク満タン時に第二抵抗体１２１ｃが接触する第一抵抗体１２０ｃの部分の径が最も太く、図１１（ｂ）に示すように、コイルばね１１２の圧縮とフィルムシート１０３及び第一抵抗体の変位が進むにつれて第二抵抗体１２１ｃが接触する第一抵抗体１２０ｃの部分の径が細くなっている。
【００５４】
また、第二抵抗体１２１ｃは曲面状の接触部を有する板ばねであるため、インク満タン時における第一抵抗体１２０ｃの径が最も太いときに板ばねの撓み量も最も大きく、その復元力のために第一抵抗体との摩擦力は最大になる。フィルムシート１０３及び第一抵抗体の変位が進むにつれて第一抵抗体１２０ｃの径が細くなるため、第二抵抗体１２１ｃの撓みが小さくなり、摩擦力も小さくなる。これにより、抵抗体の抵抗・摩擦力の変化を滑らかにすることができる。
【００５５】
＜実施例４＞
次に、図１２を参照して実施例４の抵抗体について説明する。
本実施例では、円錐形状を有した一つの第一抵抗体１２０ｄに対して複数の（２つの）第二抵抗体１２１ｃを有している。また、これら第二抵抗体１２１ｃは第一抵抗体１２０ｄを挟み込むような位置、好ましくは対向位置に設置されている。これにより、挙動が不安定になりがちな第一抵抗体を安定させることができる。
【００５６】
＜実施例５＞
次に、図１３を参照して実施例５の抵抗体について説明する。
本実施例の第一抵抗体１２０ｅでは、タンク内部が大気圧に等しいインク満タン時に第二抵抗体１２１ｃが接触する第一抵抗体１２０ｅの部分の径が最も太く、その後急激に径が細くなっている。これにより、初期負圧に達するまでは抵抗値を高くして廃インク量を減少させながら、適正負圧範囲では抵抗値を一気に下げ、略ばねのみの荷重にすることができるため、インク使用可能範囲の圧力変化を小さくしてインク使用量を増加させることができる。
【００５７】
＜実施例６＞
次に、図１４を参照して実施例６について説明する。
本実施例では、ばね定数の小さいコイルばね１１２ａと、タンク内部が大気圧に等しいインク満タン時に第二抵抗体１２１ｃが接触する部分の径が最も太く、その後急激に径が細くなっている第一抵抗体１２０ｅ及び複数の第二抵抗体１２１ｃからなる抵抗体とを組み合わせている。
【００５８】
ここで、図１５，１６を参照して、実施例５における抵抗体を備えたインクタンクを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのノズル孔に掛かる圧力変化を説明する。なお、図１５は実施例５の連続可変抵抗体の抵抗特性グラフ、図１６は同連続可変抵抗体とコイルばねの組み合わせの荷重特性グラフである。
【００５９】
図１５に示すように、実施例５の連続可変抵抗体では、インク満タン時に抵抗値が最も高く、インク排出後直ぐに抵抗値が下がり、抵抗体が凡そ２３ｍｍに近づいてからは抵抗値が略０になる。図１６に示すように、この連続可変抵抗体と一般的なコイルばねを組み合わせた場合、インク満タン時からインク排出後に荷重は滑らかな山形に上昇し、その後も徐々に増えていく。これにより、インク満タン時（３０ｍｍ）からインク排出と共に直ぐに初期負圧を発生させ、その後は大きな荷重変化が生じず、凡そ２３ｍｍ以降はほぼコイルばねのみの荷重が生じることとなる。即ち、初期負圧発生までの廃インク量を少なくし、インク使用可能範囲を更に広げることができる。
【００６０】
次に、図１７〜１９を参照して、実施例６における抵抗体を備えたインクタンクを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのノズル孔に掛かる圧力変化を説明する。なお、図１７はばね定数の小さいコイルばね１１２ａの荷重特性グラフ、図１８は前記実施例４，５と同じ連続可変抵抗体の抵抗特性グラフ、図１９はこれらを組み合わせたときの荷重特性グラフである。
【００６１】
本実施例の液滴吐出ヘッドユニットの荷重特性として、連続可変抵抗体により初期負圧に達するまでの廃インクは少なくなり、ばね定数の小さいコイルばねを使用しているため荷重は適性負圧範囲で緩やかに上昇するため、インク使用可能範囲をさらに広げることができる。なお、第二抵抗体１２１ｃは樹脂又は金属性の板ばねとしてもよい。また、第一抵抗体１２１ｃの断面形状は多角形、板状、漏斗形状としてもよい。
【００６２】
なお、本発明が上述の実施例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において適宜変更され得ることは明らかである。また、各構成部材の数、位置、形状等は上述の実施例に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０３  フィルムシート（可撓性部材）
１０５  インクタンク
１１０  インク
１１２  コイルばね（付勢部材）
１２０，１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ  第一抵抗体（抵抗体）
１２１，１２１ｃ  第二抵抗体（抵抗体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２０００−１０３０７９号公報
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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