(57)【要約】【課題】液体の収納効率が高い液体供給機構および液体収納容器を提供する。【解決手段】サブタンク部４１は、サブタンク３０、インク退避室３１、およびインク吸収体３５を収納した外気遮蔽室３３を有する。インク供給路３６は外気遮蔽室３３とサブタンク３０とを連通し、内部連通路３２は外気遮蔽室３３とインク退避室３１とを連通する。インク供給路３６および内部連通路３２の開口３６ａ、３２ａとは近接し、かつインク吸収体１５に接触するように形成され、一方、開口３６ｂはサブタンク３０の底部に形成され、開口３２ｂはインク退避室３１側の上部に形成されている。外気遮蔽室３３側の開口３６ａと、記録ヘッドカートリッジ１は、サブタンク３０の底部およびインク退避室３１の上方部分とを、外気遮蔽室３３内のインク吸収体３５を介して互いに連通させるとともに、インク吸収体３５を介して大気に連通させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体収納容器から供給される液体を一時的に貯留するとともに、貯留した液体を液体吐出ヘッドに供給する液体供給機構であって、
液体を一時的に貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部の上方に連通して設けられた空間部とを有する液体貯留室と、
前記液体貯留部と連通する液体供給路と、前記空間部と連通する連通路とが形成されており、液体を含浸保持する液体吸収体を前記液体供給路と前記連通路との開口を塞ぐようにして収納し、外気と連通している液体吸収体収納室とを有することを特徴とする液体供給機構。
【請求項２】
前記液体供給路と前記連通路との前記開口が前記液体吸収体収納室の底部に形成されている請求項１に記載の液体供給機構。
【請求項３】
前記液体供給路の前記液体貯留部側への開口が前記液体貯留部の底部に形成されており、前記連通路の前記空間部への開口が前記空間部の上方部に形成されている請求項１または２に記載の液体供給機構。
【請求項４】
空気は通すが液体は通さない部材を前記液体吸収体の上部に配置している請求項１から３のいずれか１項に記載の液体供給機構。
【請求項５】
前記液体吸収体収納室の側壁に、前記連通路の前記開口の上方から前記液体吸収体の上端より上方まで延びた、空気を通すための空気用通路が形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の液体供給機構。
【請求項６】
前記液体貯留部内の液体の残量を検出する残量検出手段を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の液体供給機構。
【請求項７】
内部に液体を収納する液体収納容器であって、
液体を収納する液体収納室と、
前記液体収納室に隣接して設けられており、前記液体収納室の底部と連通する液体供給路、および前記液体収納室の上部と連通する連通路が形成されており、液体を含浸保持する液体吸収体を前記液体供給路と前記連通路との開口を塞ぐようにして収納し、外気と連通している液体吸収体収納室とを有することを特徴とする液体収納容器。
【請求項８】
前記液体供給路と前記連通路との前記開口が前記液体吸収体収納室の底部に形成されている請求項７に記載の液体収納容器。
【請求項９】
空気は通すが液体は通さない部材を前記液体吸収体の上部に配置している請求項７または８に記載の液体収納容器。
【請求項１０】
前記液体吸収体収納室の側壁に、前記連通路の前記開口の上方から前記液体吸収体の上端より上方まで延びた、空気を通すための空気用通路が形成されている請求項７から９のいずれか１項に記載の液体収納容器。
【請求項１１】
前記液体貯留部内の液体の残量を検出する残量検出手段を有する請求項７から１０のいずれか１項に記載の液体収納容器。
【請求項１２】
液体吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えており、電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより、液体に生ずる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の液体供給機構を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
内部に液体を収納する液体収納容器と、前記液体収納容器に対して着脱可能に接合される接合部、および液体吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えており、電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより、液体に生ずる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる液体吐出ヘッドとを有する液体吐出ヘッドカートリッジにおいて、
前記液体吐出ヘッドが、請求項１２に記載の液体吐出ヘッドであることを特徴とする液体吐出ヘッドカートリッジ。
【請求項１４】
内部に液体を収納する液体収納容器と、前記液体収納容器に対して着脱可能に接合される接合部、および液体吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えており、電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより、液体に生ずる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる液体吐出ヘッドとを有する液体吐出ヘッドカートリッジにおいて、
前記液体収納容器が、請求項７から１１のいずれか１項に記載の液体収納容器であることを特徴とする液体吐出ヘッドカートリッジ。
【請求項１５】
被記録媒体を搬送する搬送手段と、液体を吐出し、前記被記録媒体に記録を行うための請求項１３または１４に記載の液体吐出ヘッドカートリッジを保持し、かつ、前記被記録媒体の搬送方向に対して略直角方向に往復移動する保持手段とを有することを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体供給機構、液体収納容器、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドカートリッジおよび記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は液体噴射記録ヘッドを搭載したキャリッジが記録媒体を横切って移動する際に、制御システムが記録ヘッドを作動させて液滴を噴射して文字や画像を形成する。液体（以下インク）はキャリッジに搭載されたメインタンクに貯留されて移動するか、あるいは記録装置内に固定されたメインタンクから記録ヘッドに供給される。メインタンクを固定して配置した場合は柔軟なチューブを記録ヘッドに結合させてインクを供給する。メインタンクがキャリッジと共に移動する場合は記録ヘッドと分離可能に接合しインクが無くなった時に交換される。
【０００３】
記録ヘッドが正常に機能するためには、メインタンクは記録装置内の何処に位置しているかに拘らずインクを途切れること無く供給するとともに、メインタンク及び又はインクジェット記録ヘッド内に負の背圧を生成し維持することも必須の要件である。背圧とは大気圧を基準としたインクジェット記録ヘッド内の圧力である。負圧が低くなり過ぎるとオリフィスにおけるインクメニスカスの凹面が大きくなりインク吐出後気泡を抱き込み易くなり不吐出の原因となる。また、正圧が高くなりオリフィスに働くインクの表面張力による界面力を超えるとインク漏れを引き起こす。従って、メインタンク及びインクジェット記録ヘッドは記録装置の保管中および作動中に遭遇する幅広い温度範囲および大気圧において一定範囲内の背圧を生成・維持することを要求される。
【０００４】
この要求を実現するインク供給機構としては特許文献１や特許文献２や特許文献３に記載されたインクジェット記録装置があるが、いずれも大型のインク吸収体を必要とする。同様な主旨の構成は特許文献４や特許文献５や特許文献６にも開示されその効用が述べられ、内圧上昇時のインク退避法を開示しているが記録ヘッドと一体構成であり大型のインク吸収体を必要とし、消耗品としては複雑かつ大型で高価格である。従来のインク供給装置の一例について図５を用いて説明する。
【０００５】
図５に示す従来のインク供給装置は、記録ノズル５１１を備えた記録ヘッド部５１０と、メインタンク５１２から概ね構成される。メインタンク５１２はインク５１４を収納しているインク室５１３と、インク吸収体５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃを収納し、大気連通孔５１７を介して大気に連通しているインク吸収体室５１５とを有し、インク室５１３の下方にはインクの残量を検出するための光学的反射部材５２１を有する。
【０００６】
インク室５１３とインク吸収体室５１５とは隔壁５２３により概ね仕切られているが下方で連通しており、また、隔壁５２３にはスリット状に溝５２２が縦方向に複数形成されていて空気の移動をスムーズにする。
【０００７】
インク吸収体５１６ｂ、５１６ｃはインクを保持するためのポリエステルフェルトなどからなり、周囲環境が変動した際の背圧制御手段として機能する。例えば、気圧が低下した場合やメインタンクの温度が上昇した際には、自由状態でインクを保持するインク室５１３内上層部の空気が膨張する。この膨張した空気の分だけインク室５１３から押し出されたインクをインク吸収体室５１５内のインク吸収体５１６ｃが収容することで、周囲環境が変化してもインクジェット記録ヘッドは適正範囲内の背圧を維持することができる。
【０００８】
インク吸収体５１６ｃは５１６ｂよりも密度が粗く空気が通り易く、インクが残り難くしている。インク吸収体５１６ａはインク吸収体５１６ｂよりも毛細管力が強く働きインクを引き付け易くしている。
【０００９】
メインタンク５１２はインクを記録ヘッド部５１０に導くインク吸収体５１６ａで着脱可能に構成されている。図５ではメインタンク５１２と記録ヘッド部５１０を分離状態で示しているが両者はパッキング材５２４に接合状態で使用され、インク室５１３のインクはインク吸収体５１６ａを介して記録ヘッド部５１０に導かれ、さらに記録ヘッド部５１０のフィルタ５１８およびインク通路５１９を介してヘッド液室５２０へと導かれる。
【特許文献１】特開２００１−１３００２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１８７４５９号公報
【特許文献３】特開２００１−２４６７６１号公報
【特許文献４】特開平７−８１０８４号公報
【特許文献５】特開２００２−３６５９３号公報
【特許文献６】特許第２８９８７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来例の構成では以下の不都合がある。
【００１１】
このタイプのインク供給機構においてはインクを主として自由状態で貯留しているが背圧の生成・維持やインク漏洩防止のため流路の途中に大型のインク吸収体を配置して、インクとインク吸収体との間に働くインクの毛細管力によってインクを保持しているのでかなりのインクがこのインク吸収体に含浸されている。よって、インク吸収体は容積の約２０％〜７０％の範囲でしかインクの排出や収容が出来ず容積効率が悪いという問題がある。
【００１２】
インクタンクの使用寿命を延ばそうと貯留インク量を増やすとそれに応じてインク消費後の空気量も増えて押し出されるインク量も比例して増え、そのインクを収容するインク吸収体の体積も増やさなくてはならず必然的にメインタンクがより大型化する。また、インク吸収体容積の２０％程度のインクが使用不可能で残るという問題もあり、さらには、大容量のインク吸収体はゴミの発生源にもなるとともに、消耗品であるインクタンクのコストを圧迫する要因ともなる。
【００１３】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、液体収納容器における液体の収納効率を高めることが可能な液体供給機構、液体収納容器、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドカートリッジおよび記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明の液体供給機構は、液体収納容器から供給される液体を一時的に貯留するとともに、貯留した液体を液体吐出ヘッドに供給する液体供給機構であって、液体を一時的に貯留する液体貯留部と、液体貯留部の上方に連通して設けられた空間部とを有する液体貯留室と、液体貯留部と連通する液体供給路と、空間部と連通する連通路とが形成されており、液体を含浸保持する液体吸収体を液体供給路と連通路との開口を塞ぐようにして収納し、外気と連通している液体吸収体収納室とを有することを特徴とする。
【００１５】
上記のとおり構成された本発明の液体供給機構によれば、外気と連通している液体吸収体収納室は、底部に配され、液体吸入口から供給された液体を充分に含浸した液体吸収体によって、液体貯留部の上部の空間部に連通する連通路を塞ぎ、これにより液体貯留室内を外気から遮断状態に保つ。ここで、液体収納容器内の液体が消費され始めると、液体貯留室に液体供給するため液体貯留室と連通状態にある液体収納容器内に、液体吸収体と含浸状態の液体との間に働く界面力により外気との圧力差に耐える負圧が発生する。液体の消費が進むにつれ、その負圧は序々に大きくなり、液体吸収体に外気が序々に進入する。この外気は、さらに連通路を介して少量づつ空間部に進入することとなり、これにより、一定以上の負圧の増加を防ぎ液体収納容器内の負圧と界面力のバランスした状態を維持し、液体吐出ヘッドによる良好な吐出状態を保つことができる。
【００１６】
また、本発明の液体供給機構は、外気圧や周囲温度が変化して液体収納容器内の空気が膨張・収縮した場合には、液体吸収体を介して外気側と徐々に少量づつ空気の放出・取り入れを行い一定以上の内圧の上昇や下降を防止する。
【００１７】
すなわち、本発明の液体供給機構は、上述のような背圧制御手段を液体収納容器外に設けたものである。これにより、従来、液体を収納した液体収納容器内で大きな容積を占めていた液体吸収体を廃止でき、よって、液体収納容器内の液体を、液体吸収体に含浸保持させる必要がないため、その分だけ液体収納容器における液体の収納効率を高めることができる。このことは、同じサイズならば、より多くの液体を収容可能で、同じ液体の量ならば液体収納容器をより小型化できることを意味する。また、液体収納容器の構成自体が簡単となるため、製造が容易となり、よって、消耗品である液体収納容器をより安価にユーザに提供することができる。
【００１８】
また、本発明の液体供給機構は、液体供給路と連通路との開口が液体吸収体収納室の底部に形成されているものであってもよい。このような構成とすることで、液体吸収体収納室内に収納されている液体吸収体の容量を小さくすることができる。すなわち、背圧制御手段を一部に小規模に使用するだけに留めることができる。
【００１９】
また、本発明の液体供給機構は、液体供給路の液体貯留部側への開口が液体貯留部の底部に形成されており、連通路の空間部への開口が空間部の上方部に形成されているものであってもよい。
【００２０】
また、本発明の液体供給機構は、空気は通すが液体は通さない部材を液体吸収体の上部に配置しているものであってもよい。この部材を液体吸収体の上部に配置して用いることで、液体貯留部から液体供給路を介して液体吸収体に吸収された液体が、外気と連通している液体吸収体収納室から外部に漏洩するといったことなく背圧の制御が可能となる。
【００２１】
また、本発明の液体供給機構は、液体吸収体収納室の側壁に、連通路の開口の上方から液体吸収体の上端より上方まで延びた、空気を通すための空気用通路が形成されているものであってもよい。空気用通路が形成されていることで、空間部と液体吸収体収納室との間での空気の移動を良好なものとすることができる。
【００２２】
また、本発明の液体供給機構は、液体貯留部内の液体の残量を検出する残量検出手段を有するものであってもよい。
【００２３】
本発明の液体収納容器は、内部に液体を収納する液体収納容器であって、液体を収納する液体収納室と、液体収納室に隣接して設けられており、液体収納室の底部と連通する液体供給路、および液体収納室の上部と連通する連通路が形成されており、液体を含浸保持する液体吸収体を液体供給路と連通路との開口を塞ぐようにして収納し、外気と連通している液体吸収体収納室とを有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の液体収納容器は、液体供給路と連通路との開口が液体吸収体収納室の底部に形成されているものであってもよいし、空気は通すが液体は通さない部材を液体吸収体の上部に配置しているものであってもよいし、さらには、液体吸収体収納室の側壁に、連通路の開口の上方から液体吸収体の上端より上方まで延びた、空気を通すための空気用通路が形成されているものであってもよい。
【００２５】
また、本発明の液体収納容器は、液体貯留部内の液体の残量を検出する残量検出手段を有するものであってもよい。
【００２６】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えており、電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより、液体に生ずる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる液体吐出ヘッドであって、本発明の液体供給機構を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の液体吐出ヘッドは、内部に液体を収納する液体収納容器と、液体収納容器に対して着脱可能に接合される接合部、および液体吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えており、電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより、液体に生ずる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる液体吐出ヘッドとを有する液体吐出ヘッドカートリッジにおいて、液体吐出ヘッドが、本発明の液体吐出ヘッドであることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の液体吐出ヘッドは、内部に液体を収納する液体収納容器と、液体収納容器に対して着脱可能に接合される接合部、および液体吐出用の熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えており、電気熱変換体によって印加される熱エネルギにより、液体に生ずる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる液体吐出ヘッドとを有する液体吐出ヘッドカートリッジにおいて、液体収納容器が、本発明の液体収納容器であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の記録装置は、被記録媒体を搬送する搬送手段と、液体を吐出し、被記録媒体に記録を行うための本発明の液体吐出ヘッドカートリッジを保持し、かつ、被記録媒体の搬送方向に対して略直角方向に往復移動する保持手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
以上、本発明によれば、従来、液体を収納した液体収納容器内で大きな容積を占めていた液体吸収体を廃止できるため、液体収納容器の液体の収納効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態のインク供給機構を備えた記録ヘッドカートリッジ１の断面図を示す。
【００３２】
本実施形態の記録ヘッドカートリッジ１は、インク１４を貯留するメインタンク１２と、メインタンク１２を着脱可能に保持するヘッド部４０とにより構成される。
【００３３】
ヘッド部４０は、吐出口の形成された記録ノズル１１を有する記録ヘッド部１０と、記録ヘッド部１０と一体的に形成されているインク供給機構であるサブタンク部４１とを有する。
【００３４】
メインタンク１２のインク室１３にはインク１４が全て自由状態で貯留されており、上部は空気層が占めている。
【００３５】
ヘッド部４０の記録ヘッド部１０は、フィルタ１８を介して連絡通路１９でヘッド液室２０に連結されている。記録ノズル１１は多数のノズルが高密度で配され、例えば２５６個のノズルを３００ｄｐｉの密度で形成される。図１においてはインク滴の吐出は下向きに行われる。また、図示していないが各ノズルには通電によって気泡を発生させインクを液滴の形で吐出させる発熱体が設けられていて、その発熱体に電気信号を供給するプリント配線基板等も存在している。
【００３６】
ヘッド部４０のサブタンク部４１は、インクを一時的に貯えるサブタンク３０と、サブタンク３０の上部に設けられたインク退避室３１と、インク吸収体３５を底部に収納した外気遮蔽室３３とを有する。
【００３７】
インク供給路３６は、外気遮蔽室３３とサブタンク３０とを連通するように形成されている。このインク供給路３６は、外気遮蔽室３３側の開口３６ａおよびサブタンク３０側の開口３６ｂともに、外気遮蔽室３３およびサブタンク３０の底部に形成されている。
【００３８】
内部連通路３２は、外気遮蔽室３３とインク退避室３１とを連通するように形成されている。この内部連通路３２は、外気遮蔽室３３側の開口３２ａは外気遮蔽室３３の底部に形成され、一方、インク退避室３１側の開口３２ｂはインク退避室３１側の上部に形成されている。
【００３９】
つまり、インク供給路３６の外気遮蔽室３３側の開口３６ａと、内部連通路３２の外気遮蔽室３３側の開口３２ａとは近接して設けられており、また、これら各開口３２ａ、３６ａは外気遮蔽室３３の底部に収納されたインク吸収体１５に接触し、塞がれるように形成されている。また、内部連通路３２の外気遮蔽室３３側の開口３２ａの上方近傍には、微細なスリット状の複数の空気導入路２２が形成されている。この空気導入路２２は、内部連通路３２の開口３２ａの上方からインク吸収体１５の上端の上方にまで延びて形成されている。
【００４０】
また、外気遮蔽室３３は、その上方が大気連通孔１７を介して外気に連通している。
【００４１】
このように、サブタンク３０の底部およびインク退避室３１の上方部分は、外気遮蔽室３３内のインク吸収体３５を介して互いに連通するとともに、インク吸収体３５を介して大気に連通する構成となっている。
【００４２】
一方、サブタンク３０の上方部分とインク退避室３１の底部とは、連通口３８を介して連通している。
【００４３】
ヘッド部４０は、内部にインク吸収体２５を有するインク導入口３７を備えており、このインク導入口３７を介してメインタンク１２と接合がなされる。メインタンク１２への接合の際、インク導入口３７の先端突起部２６はメインタンク１２の出口２７を塞いでいる栓部材２８を押し退けて開口し、これによりメインタンク１２のインク室１３内とインク導入口３７とが連通する。
【００４４】
円筒形のインク導入口３７内に配された四角柱のインク吸収体２５は先端部がメインタンク１２内のインク１４を吸引してサブタンク３０内に導き、代わりにサブタンク３０内の空気を四角柱のインク吸収体２５周囲の空隙部を通してメインタンク１２内に進入させることで気液交換が行われる。そして、サブタンク３０内がインクで満たされるとメインタンク１２にはそれ以上は空気が入らず、インク１４も移動しない鳥の水差しの密閉状態になっている。
【００４５】
メインタンク１２の出口２７の内側に配された複数のＯリング２９は円筒形のインク導入口３７の外壁部に圧縮状態で挟まれ連通状態のメインタンク１２とサブタンク３０とを外気から遮蔽状態に保っている。
【００４６】
サブタンク３０の側壁に設けられたインク残量検出部材２１はインク残量を検出するための、図示していないが、サブタンク３０内側が４５度の２等辺直角三角形状に成型された透明な光学的反射部材である。これは、サブタンク３０内のインクが空になると接触媒体が液体から空気に代わることで屈折率比が変化することを利用して、透過屈折していた放射された光が全反射して戻ってくるようにしたものであり、この光を検出してインクの残量が検出される。なお、インク１４を自由状態で貯留しているのでメインタンク１２側での残量検出も可能であるが、サブタンク３０側で行うことにより消耗品であるメインタンク１２をよりシンプルな構造にすることができる。
【００４７】
サブタンク３０は、インクを一時的に貯え、メインタンク１２内のインク１４の残量を検出しつつ記録ノズル１１へインクを供給するものである。サブタンク３０から記録ヘッド部１０の連絡通路１９への入口部分には濾過精度２０μｍ程度のフィルタ１８が配されゴミ、塵埃、インクの凝集成分、気泡など記録ノズル１１の不吐出の原因となり得るような異物の混入を防いでいる。
【００４８】
サブタンク３０の重力方向上方にはインク退避室３１が連通口３８を介して連通するようにして形成されており、メインタンク１２の上層部の空気が膨張した際、圧迫されたサブタンク３０のインクが連通口３８を介してインク退避室３１内に導入してサブタンク３０のインクを収容する機能を有する。インク退避室３１の上部からは内部連通路３２が側壁部を下方に周回して外気遮蔽室３３を介して大気連通孔１７によって大気圧に開放されている。大気連通孔１７は図では簡単に示しているが、万が一のインクの流出や蒸発を防止するため微細で長く迷路状に形成される。外気遮蔽室３３下部に周回した内部連通路３２の開口３２ａはインクを含浸したインク吸収体３５で塞がれている。インク吸収体３５は外気遮蔽室３３の最底部に配され、サブタンク３０と連通したインク供給路３６から供給されたインクを含浸してインクの表面張力による界面力により少々の圧力差が生じてもインク退避室３１を介してサブタンク３０やメインタンク１２内を外気から遮蔽状態に保つ。
【００４９】
インク吸収体２５、３５はインクを吸収して引き込み、吸収したインクの表面張力により適度の界面力を発生させる部材であればどのような部材であってもよく、例えばポリエステルフェルトやポリウレタンなどの多孔質部材や３次元状の繊維構造体なども用いることができる。インク吸収体２５、３５の濾過精度は、フィルタ１８より粗い濾過精度でよく、例えば濾過精度５０μｍ程度のものも使用できる。しかし、長期間にはインクを変質させる恐れのある化学部材よりは、親水性のＳＵＳ薄板を複数枚積層してその隙間にインクを保持させるように構成した金属製部材やメッシュ状の金属繊維片不織布が望ましい。
【００５０】
このインク吸収体３５は周囲環境が変動した際の背圧制御手段として機能する。例えば、気圧の低下や相対的な温度上昇によりインク室１３内上層部の空気が膨張した場合、この膨張した空気圧は下層のインクを圧迫する。その圧力はサブタンク３０の上方に隣接するインク退避室３１の空気におよぶ。この高まったインク退避室３１内の圧力は側壁部に穿かれた内部連通路３２を通じて外気に連通する外気遮蔽室３３の底部に配されインク供給路３６から供給されたインクを含浸したインク吸収体３５に達する。ここで、内部連通路３２の外気遮蔽室３３側の開口３２ａの上方近傍には、上述したように複数の空気導入路２２が形成されている。この空気導入路２２はインク吸収体３５の上方まで穿かれていて空気の移動を助けるためのものであり、インク退避室３１内の圧力は、内部連通路３２の開口３２ａから、インクを含浸したインク吸収体３５を介して、空気導入路２２へと空気が導入されて徐々に外部へ放出されることで、所定圧以上の圧力上昇が防止される。
【００５１】
逆に、記録行為によりインク１４が消費されインク室１３内の圧力が低下した際は、圧力が高い外気側の空気が大気連通孔１７とインク吸収体３５を介して空気導入路２２から徐々に内部連通路３２を通じてインク退避室３１内に侵入し、サブタンク３０、そしてインク導入口３７を経て最後にインク室１３に達する。インク吸収体３５は、このようにしてインク室１３内部の背圧をほぼ一定範囲内に保つ働きをする。
【００５２】
インク室１３内の背圧を調整する程度はこのインク吸収体３５に働く界面力の強さと働く距離に依存する。このインク吸収体３５に働くインクの界面力を最適にする密度を選択すること、そして開口３２ａと空気導入路２２の間隔を最適に設定することとによってインク室１３内の背圧を適正な許容範囲内に維持することができる。
【００５３】
このように、本実施形態の記録ヘッドカートリッジ１は、サブタンク３０の底部およびインク退避室３１の上方部分とを、外気遮蔽室３３内のインク吸収体３５を介して互いに連通させるとともに、インク吸収体３５を介して大気に連通させている。すなわち、背圧制御手段として機能するインク吸収体３５をメインタンク１２のインク室１３内に設けるのではなく、サブタンク部４１に設ける構成とすることで、メインタンク１２にインク１４を全て自由状態で貯留することが可能になる。このことはメインタンク１２内部にインク吸収体を一切必要とせず大気連通孔の無い密閉構造を可能とし、そしてインクの残量検出機能をサブタンク３０側に移すことでインク１４を貯留する機能だけに絞込み、ペットボトル容器のようにブロー成型によって一部品による透明液体容器構成を可能とする。
【００５４】
こうした密閉構造のメインタンク１２をサブタンク３０から伸びた内部に四角柱状のインク吸収体２５を配したインク導入口３７の先端突起部２６で栓部材２８を移動させつつ、インク室１３内部に挿入状態で装着し、鳥の水差しの原理で気液交換を行いインク１４の随時の供給が可能となる。
【００５５】
なお、図１では外気遮蔽室３３は解り易いように左側に配して示したが、インク退避室３１の右側壁部に配置すればサブタンク３０を必要最小限の大きさに構成できることは言うまでも無い。
【００５６】
次に、本実施形態のインクジェット記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置の斜視図を図２に示す。
【００５７】
本体シャーシ１０１２にはガイドシャフト１００３が取り付けられ、キャリッジ１００８は、矢印Ｂ”方向に摺動自在にガイドシャフト１００３に支持されている。このキャリッジ１００８は、駆動モータ（不図示）に結合された駆動プーリ１００６とアイドラプーリ１００７との間に張設されたタイミングベルト１０１０にキャリッジ１００８の一部が固定されており、駆動モータの回転に応じガイドシャフト１００３に沿って矢印Ｂ”方向に往復移動可能である。
【００５８】
記録ヘッドカートリッジ１はキャリッジ１００８に着脱自在に搭載され、この記録ヘッドカートリッジ１を駆動するための電流や信号を送受信するフレキシブルケーブル１００２を介して、本体シャーシ１０１２の背面に取り付けられている、記録装置本体を制御する基板であるコントロール基板に電気的に接続される。
【００５９】
不図示の搬送ローラは、搬送ギアを介して被記録媒体搬送モータ（不図示）と接続され、矢印Ａ”で示す副走査方向に被記録媒体を搬送する。
【００６０】
記録領域まで搬送された被記録媒体である記録用紙１００４に対して、メインタンク１２から供給されたインクが記録ヘッド部１０の吐出口より吐出されることで記録が行われる。
【００６１】
以上、本実施形態によれば、インク吸収体１５を収納した外気遮蔽室３３を有するサブタンク部４１をメインタンク１２外に設けることで、従来、液体を収納したメインタンク１２内で大きな容積を占めていた液体吸収体を廃止でき、よって、メインタンク１２内の液体の収納効率を高めることができる。このことは、同じサイズならば、より多くの液体を収容可能で、同じ液体の量ならばメインタンク１２をより小型化できることを意味する。また、メインタンク１２の構成自体が簡単となるため、製造が容易となり、よって、消耗品であるメインタンク１２をより安価にユーザに提供することができる。
（第２の実施形態）
図３に本実施形態のインク供給機構を備えた記録ヘッドカートリッジの断面図を示す。
【００６２】
本実施形態の記録ヘッドカートリッジ１０１は、外気遮蔽室１３３のインク吸収体１３５上に、気体は通すが液体は通さない特性を有する非湿潤性ポリマー部材１３７を備えている。また、内部連通路１３２の外気遮蔽室１３３側の開口１３２ａの上方近傍に形成された空気導入路１２２は、インク吸収体１３５に沿って、非湿潤性ポリマー部材１３７まで延びるようにして形成されている。
【００６３】
インクの移動を阻止して大気との界面を維持する機能を有する非湿潤性ポリマー部材１３７は、空気は通すが液体は通さない疎水性の通気性部材が望ましく、孔径が１０μｍ前後のテフロン（登録商標）やナイロン（登録商標）製メッシュが含まれた材質であり、例えば市販されているゴアテックス（登録商標）も使用可能である。
【００６４】
本実施形態の記録ヘッドカートリッジ１０１は、上述したような特性の非湿潤性ポリマー部材１３７を備えていることで、メインタンク１１２のインク室１１３内の圧力が上昇した場合には、インク吸収体１３５内に含浸されたインクが大気連通口１１７より漏洩することなく空気だけが排出され、一方、記録行為によりインク１１４が消費されインク室１１３内の圧力が低下した際は、圧力が高い外気側の空気が、大気連通孔１１７と非湿潤性ポリマー部材１３７を経て、さらに空気導入路１２２を介してインク吸収体１３５から徐々に内部連通路１３２を通じて気泡の形でインク退避室１３１内に侵入し、サブタンク１３０そしてインク導入口１３７を経て最後にインク室１１３に達する。
【００６５】
なお、これ以外の構成は第１の実施形態に示した記録ヘッドカートリッジ１と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。
【００６６】
以上、本実施形態の記録ヘッドカートリッジ１０１も、第１の実施形態の記録ヘッドカートリッジ１と同様に、サブタンク１３０の底部およびインク退避室１３１の上方部分とを、外気遮蔽室１３３内のインク吸収体１３５を介して互いに連通させるとともに、インク吸収体１３５を介して大気に連通させている。すなわち、背圧制御手段として機能するインク吸収体１３５をメインタンク１１２のインク室１１３内に設けるのではなく、サブタンク部１４１に設ける構成としている。
【００６７】
以上、本実施形態も第１の実施形態と同様に、インク吸収体１１５を収納した外気遮蔽室１３３を有するサブタンク部１４１をメインタンク１１２外に設けることで、従来、液体を収納したメインタンク１１２内で大きな容積を占めていた液体吸収体を廃止でき、よって、メインタンク１１２内の液体の収納効率を高めることができる。このことは、同じサイズならば、より多くの液体を収容可能で、同じ液体の量ならばメインタンク１１２をより小型化できることを意味する。また、メインタンク１１２の構成自体が簡単となるため、製造が容易となり、よって、消耗品であるメインタンク１１２をより安価にユーザに提供することができる。
【００６８】
また、本実施形態の場合は、特に、気体は通すが液体は通さない特性を有する非湿潤性ポリマー部材１３７を外気遮蔽室１３３のインク吸収体１３５上に備えているため、インク吸収体１３５内に含浸されたインクが大気連通口１１７より漏洩することなく空気だけを排出することができる。
（第３の実施形態）
図４に本実施形態のインク供給機構を備えた記録ヘッドカートリッジの断面図を示す。
【００６９】
上述した各実施形態では、本発明の特徴部分であるインク吸収体、あるいは非湿潤性ポリマー部材を備えた外気遮蔽室、外気遮蔽室に連通する内部連通路およびインク供給路等の構成がサブタンク側に設けられた例について説明したが、本実施形態は、メインタンク２１２の側部２５０に上述した構成を備えている。
【００７０】
本実施形態の記録ヘッドカートリッジ２０１は、メインタンク２１２の側部２５０には、インク吸収体２３５および非湿潤性ポリマー部材２３７を内部に収納した外気遮蔽室２３３が形成されている。
【００７１】
インク供給路２３６は、外気遮蔽室２３３とメインタンク２１２とを連通するように形成されている。このインク供給路２３６は、外気遮蔽室２３３側の開口２３６ａおよびメインタンク２１２側の開口２３６ｂともに、外気遮蔽室２３３およびメインタンク２１２の底部に形成されている。
【００７２】
内部連通路２３２は、外気遮蔽室２３３とメインタンク２１２とを連通するように形成されている。この内部連通路２３２は、外気遮蔽室２３３側の開口２３２ａは外気遮蔽室２３３の底部に形成され、一方、メインタンク２１２側の開口２３２ｂはメインタンク２１２側の上部に形成されている。
【００７３】
つまり、インク供給路２３６の外気遮蔽室２３３側の開口２３６ａと、内部連通路２３２の外気遮蔽室２３３側の開口２３２ａとは近接して設けられており、また、これら各開口２３２ａ、２３６ａは外気遮蔽室２３３の底部に収納されたインク吸収体２１５に接触するように形成されている。また、内部連通路２３２の外気遮蔽室２３３側の開口２３２ａの上方近傍には、微細なスリット状の複数の空気導入路２２２が形成されている。また、外気遮蔽室２３３は、その上方が大気連通孔２１７を介して外気に連通している。
【００７４】
なお、本実施形態の記録ヘッドカートリッジ２０１は、サブタンクを備えた構成ではないため、インク残量検出部材２２１はメインタンク２１２の側壁に設けられている。
【００７５】
インク吸収体２３５は、上述した各実施形態と同様に、周囲環境が変動した際の背圧制御手段として機能する。
【００７６】
例えば、気圧の低下や相対的な温度上昇によりインク室２１３内上層部の空気が膨張した場合、この膨張した空気圧は下層のインク２１４を圧迫する。この高まった圧力は内部連通路２３２を通じて外気に連通する外気遮蔽室２３３の底部に配されインク供給路２３６から供給されたインクを含浸したインク吸収体２３５に達する。さらに、この圧力は、内部連通路２３２の開口２３２ａから、インクを含浸したインク吸収体２３５を介して、空気導入路２２２へと導入され、さらに非湿潤性ポリマー部材２３７を経て徐々に外部へ放出されることで、所定圧以上の圧力上昇が防止される。この際、非湿潤性ポリマー部材２３７を経ることでインク吸収体２３５内に含浸されたインクが大気連通口２１７より漏洩することなく空気だけが排出される。
【００７７】
一方、記録行為によりインク２１４が消費されインク室２１３内の圧力が低下した際は、圧力が高い外気側の空気が、大気連通孔２１７と非湿潤性ポリマー部材２３７を経て、さらに空気導入路２２２を介してインク吸収体２３５から徐々に内部連通路２３２を通じて気泡の形でインク室２１３に達する。インク吸収体２３５は、このようにしてインク室２１３内部の背圧をほぼ一定範囲内に保つ働きをする。
【００７８】
以上、メインタンク２１２内に背圧制御手段を有する場合であっても、本実施形態によれば、インク吸収体２３５を一部に小規模に使用するだけに留めることができるため、従来のインクタンクに比べて、インクの収納率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態における記録ヘッドカートリッジの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における記録ヘッドカートリッジの断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における記録ヘッドカートリッジの断面図である。
【図５】従来のインク供給装置の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、１０１、２０１    記録ヘッドカートリッジ
１０    記録ヘッド部
１１    記録ノズル
１２、１１２、２１２    メインタンク
１３、１１３、２１３    インク室
１４、１１４、２１４    インク
１７、１１７、２１７    大気連通孔
１８    フィルタ
１９    連絡通路
２０    ヘッド液室
２１、２２１    インク残量検出部材
２２    空気導入路
２５    インク吸収体
２６    先端突起部
２７    出口
２８    栓部材
２９    リング
３０、１３０    サブタンク
３１、１３１    インク退避室
３２、１３２、２３２    内部連通路
３２ａ、３２ｂ、３６ａ、３６ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、１３６ａ、１３６ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、２３６ａ、２３６ｂ    開口
３３、１３３、２３３    外気遮蔽室
３５、１３５、２３５    インク吸収体
３６、１３６、２３６    インク供給路
３７    インク導入口
３８    連通口
１３７、２３７    非湿潤性ポリマー部材
５１０    記録ヘッド部
５１１    記録ノズル
５１２    メインタンク
５１３    インク室
５１４    インク
５１５    インク吸収体室
５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ    インク吸収体
５１７    大気連通孔
５１８    フィルタ
５１９    インク通路
５２０    ヘッド液室
５２１    光学的反射部材
５２２    溝
５２３    隔壁
５２４    パッキング材
１００２    フレキシブルケーブル
１００３    ガイドシャフト
１００４    記録用紙
１００６    駆動プーリ
１００７    アイドラプーリ
１００８    キャリッジ
１０１０    タイミングベルト
１０１２    本体シャーシ
【図１】
2005161640.tif 000003
【図２】
2005161640.tif 000004
【図３】
2005161640.tif 000005
【図４】
2005161640.tif 000006
【図５】
2005161640.tif 000007