(57)【要約】【課題】　インクの保持能力及びインクの供給能力を容易に調整でき、しかも、長期に亘って安定したインク保持能力を維持することができ、更に、インクの充填作業性を良好に保つと共にインク濃度の低下現象をも有効に防止する。【解決手段】　インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンク内部に装填されるインク吸収体として、ポリエステルフェルト繊維材料を用い、当該繊維材料の繊維径を０．５乃至８デニール、かつ、繊維長を１０乃至１１５ｍｍとする。また、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料の少なくともいずれかを用い、当該使用フェルト繊維材料同士を絡ませて配設する。更に、これらのインク吸収体が内蔵されたインクタンクをも対象とする。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
　インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンク内部に装填されるインク吸収体としてポリエステルフェルト繊維材料を用い、当該繊維材料は繊維径が０．５乃至８デニール、かつ、繊維長が１０乃至１１５ｍｍであることを特徴とするインク吸収体。
【請求項２】
　インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンク内部に装填されるインク吸収体として、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料の少なくともいずれかを用い、当該使用フェルト繊維材料同士を絡ませて配設したことを特徴とするインク吸収体。
【請求項３】
　請求項１又は２に記載のインク吸収体において、
　使用繊維材料は繊維径及び繊維長の少なくともいずれかが異なる複数種類の繊維材料を含んでいることを特徴とするインク吸収体。
【請求項４】
　請求項１又は２に記載のインク吸収体において、
　フェルト繊維材料の配設密度を変化させ、密度勾配を具備させるようにしたことを特徴とするインク吸収体。
【請求項５】
　請求項１乃至４いずれかに記載のインク吸収体を内蔵したことを特徴とするインクタンク。
【請求項６】
　請求項５記載のインクタンクにおいて、
　インク供給口部分に対応した個所が圧接配置されるインク吸収体を内蔵したことを特徴とするインクタンク。
【請求項７】
　請求項４記載のインク吸収体を製造するに際し、
　フェルト繊維材料を粗密状態で供給した後、ニードルパンチングを行うことを特徴とするインク吸収体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　この発明は、インクジェット記録装置のインク供給系等で用いられるインクを含浸保持させるインク吸収体及びその製造方法並びにこれを用いたインクタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、インクジェット記録装置において用いられていたインク供給系としては、インクジェットヘッドに連通接続されたインクタンク内にインク吸収体を装填し、このインク吸収体にインクを予め含浸保持させておき、インク吸収体内のインクをインクジェットヘッドへ供給するようにしたものが知られている。
　このようなタイプにおいて、従来にあっては、インクの保持能力に優れた単一な空孔率を持った多孔質構造が作り易いという観点から、ウレタンフォームあるいはメラミンフォーム等の発泡材を発泡させたインク吸収体が通常用いられていた（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−８７２４２号公報（実施例，図１）
【特許文献２】特表平４−５０１３９２号公報（発明の実施例，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　ところが、このような従来のインク吸収体にあっては、以下のような技術的課題が見い出された。
　すなわち、従来のウレタンフォーム等を発泡させてなるインク吸収体にあっては、ウレタンフォーム等の発泡の程度に応じてインク吸収体のインク保持能力やインク供給能力が大体一義的に決まってしまうため、例えば使用するインクの種類に応じてインクの保持能力やインク供給能力を微妙に調整することが困難であった。
　また、インクの供給性能を向上させる上で、例えばインク吸収体を機械的に圧縮変形させてインク吸収体に密度勾配を持たせ、インクが移行し易いようにしたものがあるが、インク吸収体を圧縮変形させる工程が増加する分、インク吸収体の製造コストが嵩むという技術的課題につながってしまう。
【０００５】
　更に、従来のインク吸収体にあっては、インクを充填した初期においてインクの保持能力が許容範囲内にあったものが、長期間放置したままでいると、インクの保持能力が低下して許容範囲外になってしまうものが見られた。このため、例えばカートリッジ方式のインクタンクを長期に保管した後に使用するような場合に、インク洩れ等が生ずる懸念があった。
　更にまた、発泡性材料からなるインク吸収体のインク濡れ性が比較的低いため、工場出荷時のインク充填作業に時間がかかったり、あるいは、例えば高圧環境下においてインクを充填させることが必要になる分、インク充填作業が面倒になったりするという技術的課題が生ずる。
　また、発泡性材料からなるインク吸収体の材質とインクの染料との関係においては、インク染料が発泡性材料に吸着してしまう事態が見られ、その分、インク濃度が次第に低下してしまうという技術的課題につながる。
【０００６】
　この発明は、以上の技術的課題を解決するために為されたものであって、インクの保持能力及びインクの供給能力を容易に調整でき、しかも、長期に亘って安定したインク保持能力を維持することができ、更に、インクの充填作業性を良好に保つと共にインク濃度の低下現象をも有効に防止することができる新規なインク吸収体及びその製造方法並びにこれを用いたインクタンクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　すなわち、この発明は、インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンク内部に装填されるインク吸収体の材料について鋭意研究を重ねた結果、インク吸収体としてポリエステルフェルト繊維材料を用いることを特徴とする。特に、この繊維材料を使用するに際し、インク保持圧を許容範囲内に保つという観点からすれば、繊維径が０．５乃至８デニール、かつ、繊維長が１０乃至１１５ｍｍであることが好ましい（［００２１］参照）。
　また、この発明の他の態様としては、インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンク内部に装填されるインク吸収体として、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料の少なくともいずれかを用い、当該使用フェルト繊維材料同士を絡ませて配設したものが挙げられる。
　更に、本件発明は、このようなインク吸収体を内蔵したインクタンクをも対象とする。
　そして、インクタンクとしては、インク供給口部分に対応した個所が圧接配置されるインク吸収体を内蔵することが好ましい。
【０００８】
　このような技術的手段において、インク吸収体の製法については、繊維集合体の繊維相互間を結合し得るものであれば、ニードルパンチング方式を初め、繊維接着方式、ステイッチ方式、スパンボンド方式、湿式方法等適宜選定することができる。
　また、インク吸収体のインク保持能力、インク供給能力を調整するには、使用繊維材料の繊維径や繊維長を変えることにより調整することが可能であるが、より細かい調整を行うには、使用繊維材料として繊維径及び繊維長の少なくともいずれかが異なる複数種類の繊維材料の混合割合を適宜変えるようにしたり、あるいは、繊維材料の配列構造を操作するようにすればよい。
　更に、インク吸収体に密度勾配を具備させる方法としては、製造時において使用繊維材料の供給密度を粗密にする等適宜選定して差し支えない。例えばフェルト繊維材料を粗密状態で供給した後、ニードルパンチングを行う方法が挙げられる。
　結局、この発明に係るインク吸収体の仕様は、繊維材料、繊維混合比、繊維径、繊維長、インクタンク内容積に対する単位立方体積当たりのフェルト繊維の重量（または繊維間距離または単位面積当たりのフェルト繊維重量）、自然放置状態の厚さ、例えばニードルパンチングの工程数、吸水率、繊維材料の毛細管力等によって決定される。
【０００９】
　上述したような技術的手段によれば、インク吸収体は、ポリエステルフェルト繊維材料、また、アクリルニトリルフェルト繊維材料、更には、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料が混合されたものを用いたものであるため、使用繊維材料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えると、インク吸収体のインクの保持能力及びインクの供給能力が細かく調整される。
　また、本発明において使用しているフェルト繊維材料はいずれもインクに対して化学的に安定しているため、インク吸収体を長期間放置したとしても、インクの保持能力は略一定に維持され、また、インク染料がフェルト繊維材料に吸着することもない。
　更に、本発明において使用しているフェルト繊維材料間には多くの毛細管が存在しているため、インク吸収体にインクを初期充填する際には、インクはインク吸収体に早期に含浸保持される。
【発明の効果】
【００１０】
　以上説明してきたように、本発明に係るインク吸収体によれば、使用するフェルト繊維材料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えることにより、インク吸収体のインクの保持能力及びインクの供給能力を細かく調整することができるので、使用インク毎にインク吸収体のインクの保持能力及びインクの供給能力の最適化を簡単に実現することができる。
　また、本発明におけるフェルト繊維材料はいずれもインクに対して化学的に安定し、インク吸収体を長期間放置したとしても、インクの保持能力を略一定に維持することができるので、インク吸収体の長期に亘る信頼性をより向上させることができる。
　更に、本発明におけるフェルト繊維材料はいずれもインクに対して化学的に安定し、インク染料がフェルト繊維材料に吸着することはないので、インク濃度が次第に低下するという事態を有効に回避することができ、その分、印字品質を良好に保つことができる。
　更にまた、本発明において使用しているフェルト繊維材料間には多くの毛細管が存在しているため、インク吸収体にインクを初期充填する際に、インク吸収体にインクを早期に含浸保持させることが可能になり、その分、インクの初期充填作業を簡単に行うことができる。
【００１１】
　特に、本発明において、繊維材料の種類、配列方向、繊維径、繊維長の違いに基づいてインクの保持能力の異なる複数のフェルト繊維材料を混合するようにすれば、インクの保持能力及びインクの供給能力を単一のフェルト繊維材料を用いる場合に比べてより細かく調整することができる。
　また、本発明において、フェルト繊維材料の配設密度を変化させるようにすれば、簡単にインク吸収体に密度勾配を具備させることができる。このとき、インク吸収体に密度勾配を具備させる際には、インク吸収体の製造工程において単にフェルト繊維材料を粗密状態で供給した後、ニードルパンチングを行うようにすればよいので、インク吸収体の製造工程を徒に複雑化することなく、極めて簡単にインク吸収体に密度勾配を具備させることができる。
【００１２】
　また、上述したようなインク吸収体をインクタンクに用いるようにすれば、インク吸収体が内蔵されたインクタンクをも有効に擁護することができる。
　特に、このようなインクタンクにおいて、インク供給口部分に対応した個所が圧接配置されるインク吸収体を内蔵するようにすれば、インク供給性を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
　図１はこの発明が適用されるインクジェットカートリッジの一実施の形態の全体構成を示す。
　同図において、インクジェットカートリッジは、画素密度毎に配列された噴射ノズル内のインクを例えば画像信号に応じた熱エネルギにて選択的に吐出させるヘッド本体１０と、このヘッド本体１０の余分な熱を放出させるヒートシンク１１と、このヒートシンク１１に設けられたタンク受け１２と、大気連通口１３ａ及びインク供給口１３ｂを有し、上記タンク受け１２に嵌合装着されるインクタンク１３と、このインクタンク１３内に装填されてインクが含浸保持されているインク吸収体１４と、上記タンク受け１２の底部に設けられ、一端がインクタンク１３のインク供給口１３ｂに挿入されてインク吸収体１４に圧接配置されると共に他端がヘッド本体１０に連通接続されるジョイント部材１５とを備えている。
【００１４】
　この実施の形態において、上記インク吸収体１４は、ポリエステルフェルト繊維材料（この実施の形態では１．５デニール、５０ｍｍ長さ）を単位面積当たりのフェルト繊維重量１０００ｇ／ｍ２でニードルパンチングを行い、自然放置状態で厚さ１５ｍｍ程度のフェルトとしたものである。
　ここで、ニードルパンチングとは、繊維集合体をニードリングと呼ばれる針状突起物によって串刺しにし、繊維同士を絡ませて一つの布状にしていく工程を指す。
　このように製造されたフェルトからなるインク吸収体１４は、図２に示すように、非直線状の繊維材料１４１が複雑に絡み合い、複雑な方向性を具備したものになっている。
　尚、この実施の形態に係るポリエステルフェルト繊維材料は、廃棄性、再利用性に優れたものであり、近年社会問題になっている環境破壊問題に対しても優れた性質を持つ。
【００１５】
　次に、この実施の形態で用いられるインク吸収体１４の性能を評価する。
　図３はインクタンク１３内のインク残量とインク保持圧との関係を示すものであり、インクタンク１３内のインクフル充填時からインクエンド時までインク保持圧が許容範囲内にあることが理解される。
　このように適正なインク保持圧が働いていると、インクタンク１３からのインク供給圧力は安定した印字が可能な許容範囲に保たれ、しかも、インクの濡れ（インク洩れ）が生ずる事態は有効に阻止される。
【００１６】
　また、インク吸収体１４のインク保持圧の安定性についても評価した。
　この評価方法は、実施の形態に係るインク吸収体１４の初期充填直後及び長期放置後のインク残量とインク保持圧の関係を調べた。尚、比較の形態としてのウレタンフォームを発泡させたインク吸収体に関しても同様な条件下でインク残量とインク保持圧の関係を調べた。この結果を図４に示す。
　同図において、実線は実施の形態に係るインク吸収体１４の初期充填直後のインク残量とインク保持圧の関係、点線は実施の形態に係るインク吸収体１４の長期放置後のインク残量とインク保持圧の関係、一点鎖線は比較の形態に係るインク吸収体の初期充填直後のインク残量とインク保持圧の関係、二点鎖線は比較の形態に係るインク吸収体の長期放置後のインク残量とインク保持圧の関係を示す。
　同図によれば、比較の形態は長期放置後にはインク保持圧が許容範囲外になってしまうが、実施の形態は長期放置後であってもインク残量とインク保持圧がほとんど変化しないことが確認され、実施の形態に係るインク吸収体１４のインク保持圧が安定していることが理解される。
【００１７】
　また、この実施の形態に係るインク吸収体１４においては、インク供給方向に対して垂直な方向に配列された繊維では高いインク保持能力を具備させることが可能であり、一方、インク供給方向と同一の方向に配列された繊維ではインク保持能力が低い分、インク供給時の流動抵抗が低減し、インクを流れ易くすることが可能である。
　従って、フェルト繊維の配列構造を適宜操作することにより、インク吸収体１４のインクの保持能力とインクの供給能力とを調整することが可能になる。
【００１８】
　また、この実施の形態に係るインク吸収体１４のインクの初期充填作業性を比較の形態（ウレタンフォームを発泡させたインク吸収体）と対比したところ、実施の形態の方が比較の形態に比べて作業時間が少なくなることが確認された。
　更にまた、この実施の形態に係るインクジェットカートリッジにて連続的に印字動作を行い、印字濃度の変化を調べたところ、印字濃度が低下する現象は見られないことが確認された。
【００１９】
◎実施の形態２
　この実施の形態に係るインク吸収体１４は、実施の形態１と異なり、アクリルニトリルフェルト繊維材料（この実施の形態では２．５デニール、６０ｍｍ長さ）を単位面積当たりのフェルト繊維重量１０００ｇ／ｍ２でニードルパンチングし、自然放置状態での厚さを１５ｍｍのフェルトとしたものである。
　この実施の形態に係るインク吸収体１４のインク残量とインク保持圧との関係を図５に示す。
　同図によれば、インクタンク１３内のインクフル充填時からインクエンド時までインク保持圧が許容範囲内にあることが理解される。
　また、この実施の形態は長期放置後であってもインク残量とインク保持圧がほとんど変化しないことが確認され、実施の形態に係るインク吸収体１４のインク保持圧が安定していることが理解される。
　更に、この実施の形態にあっても、実施の形態１と同様に、繊維配列を適宜操作することにより、インク吸収体１４のインクの保持能力とインクの供給能力とを調整することが可能であり、インクの初期充填作業性やインク濃度の維持性についても実施の形態１と同様な結果が得られた。
【００２０】
◎実施の形態３
　この実施の形態に係るインク吸収体１４は、実施の形態１，２と異なり、ポリエステルフェルト繊維材料（この実施の形態では３デニール、３０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）とアクリルニトリルフェルト繊維材料（この実施の形態では２．５デニール、３０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）を単位面積当たりのフェルト繊維重量１０００ｇ／ｍ２で混合し、ニードルパンチング工程により自然放置状態での厚さを１５ｍｍのフェルトとしたものである。
　このように、二種類のフェルト繊維材料を混合することは、フェルトの製造工程上簡単に行われ得るので、混合フェルトの製造工程が徒に複雑化する懸念はない。
　この実施の形態に係るインク吸収体１４によれば、実施の形態１，２と同様な作用、効果を奏するほか、インクの保持能力が異なる二つのフェルト繊維材料を適宜比率で組合せることにより、インク保持能力及びインク供給能力を適宜調整することが可能になる。
【００２１】
◎実施の形態４
　この実施の形態に係るインク吸収体１４は繊維径、繊維長の異なる複数のポリエステルフェルト繊維材料を混合したフェルトであり、例えばポリエステルフェルト繊維材料（１．５デニール、５０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）とポリエステルフェルト繊維材料（３デニール、８０ｍｍ長さ、重量混合比５０％）とを混合してフェルトとしたものである。
　この実施の形態に係るインク吸収体１４によれば、実施の形態１，２と同様な作用、効果を奏するほか、繊維径、繊維長の違いに基づいてインクの保持能力が異なる二つのフェルト繊維材料を適宜比率で組合せることにより、インク保持能力及びインク供給能力を適宜調整することが可能になる。
　ここで、ポリエステルフェルト繊維材料の繊維径とインク保持圧との関係を図６に、ポリエステルフェルト繊維材料の繊維長とインク保持圧との関係を図７に示した。
　図６によれば、ポリエステルフェルト繊維材料の繊維径が０．５〜８（デニール）の範囲でインク保持圧が許容範囲内に保たれることが確認され、また、図７によれば、ポリエステルフェルト繊維材料の繊維長が１０〜１１５（ｍｍ）の範囲でインク保持圧が許容範囲内に保たれることが確認された。
　従って、この実施の形態に係るインク吸収体１４を製造する際には、インク保持圧が許容範囲内に保たれる条件の繊維径、繊維長のフェルト繊維材料を用いるようにすればよいことが理解される。
　尚、アクリルニトリルフェルト繊維材料やポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料の混合繊維材料の繊維径、繊維長についても、ポリエステルフェルト繊維材料と同様な範囲でインク保持圧が許容範囲内に保たれることが確認された。
【００２２】
◎実施の形態５
　この実施の形態は実施の形態１に係るインク吸収体１４の密度を変化させ、この密度とインク吸収効率との関係を調べた。
　結果を図８（実線）に示す。
　同図によれば、インク吸収体１４の密度が０．０６〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲でインク吸収効率が良好に保たれることが理解される。
　尚、実施の形態２に係るインク吸収体１４の密度とインク吸収効率との関係を図８中点線で、実施の形態３に係るインク吸収体１４の密度とインク吸収効率との関係を図８中一点鎖線で示すが、実施の形態１タイプの密度範囲でインク吸収効率が良好に保たれることが確認される。
【００２３】
◎実施の形態６
　この実施の形態に係るインク吸収体１４は、図９に示すような密度勾配を具備したものになっている。
　このようなインク吸収体１４を製造する方法としては、例えば図１０に示すように、供給用ベルトコンベア２１の速度を可変制御し、この供給用ベルトコンベア２１上のフェルト繊維２２を搬送用ベルトコンベア２３上に落下させ、この搬送用ベルトコンベア２３上に密度の粗いフェルト繊維部分２２ａと密度の密なフェルト繊維部分２２ｂとを交互に形成し、この状態で、ニードルパンチング２４を行うようにすればよく、ニードルパンチング２４されたフェルト繊維部分は粗密状態のものが得られることから、密度勾配を持ったインク吸収体１４が製造されることになる。
　従って、この実施の形態によれば、インク吸収体１４の製造工程において簡単に密度勾配を与えることが可能になり、インクの供給性能をより向上させたインク吸収体１４を簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明が適用されたインクジェットカートリッジの一実施の形態を示す断面説明図である。
【図２】実施の形態１に係るインク吸収体を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るインク吸収体のインク残量とインク保持圧との関係を示すグラフ図である。
【図４】実施の形態１に係るインク吸収体のインク初期充填直後及び長期放置後のインク残量とインク保持圧との関係を示すグラフ図である。
【図５】実施の形態２に係るインク吸収体のインク残量とインク保持圧との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施の形態４に係るインク吸収体の繊維径とインク保持圧との関係を示すグラフ図である。
【図７】実施の形態４に係るインク吸収体の繊維長とインク保持圧との関係を示すグラフ図である。
【図８】実施の形態５に係るインク吸収体の密度とインク吸収効率との関係を示すグラフ図である。
【図９】実施の形態６に係るインク吸収体の構成を示す説明図である。
【図１０】実施の形態６に係るインク吸収体の製造例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
　１３…インクタンク，１４…インク吸収体
【図１】
2004001575.tif 000002
【図２】
2004001575.tif 000003
【図３】
2004001575.tif 000004
【図４】
2004001575.tif 000005
【図５】
2004001575.tif 000006
【図６】
2004001575.tif 000007
【図７】
2004001575.tif 000008
【図８】
2004001575.tif 000009
【図９】
2004001575.tif 000010
【図１０】
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