(57)【要約】【課題】  着脱自在のインク容器を装着するインクジェット記録ヘッドのインク容器のインク収納負圧を維持し、安定した印字を行なうことが出来るインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】  インク容器のインク導出口と、インクジェット記録ヘッドのインク導入口と、  インクジェット記録ヘッドのインク導入口の周囲に空間を持って位置し、インク容器をインクジェット記録ヘッドに装着している状態で、インク容器のインク導出口とインクジェット記録ヘッドのインク導入口との接続を大気から密閉するシール部材とを有し、  インク容器をインクジェット記録ヘッドに装着する際に、シール部材は圧縮されてインク導出口周囲のシール部材との空間の容積が縮小し、インクジェット記録ヘッドにおいて、インク導入口周囲のシール部材との空間とインクジェット記録ヘッド外部を連通する連通路と該連通路の途中に位置する弁構造とを有する。【選択図】  図１
2007168117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録ヘッドに着脱自在なインク容器を備え、
該インク容器のインクを収納するインク収納部の少なくとも一部が変位または変形可能に設けられえた可動部と、前記インク収納部の収納空間の容積を増大させる方向に前記可動部を付勢する付勢手段によって負圧を維持するインク収納部を有するインク容器を使用するインクジェット記録ヘッドであって、
前記インク容器のインク導出口と、
前記インクジェット記録ヘッドのインク導入口と、
前記インクジェット記録ヘッドのインク導入口の周囲に空間を持って位置し、前記インク容器を前記インクジェット記録ヘッドに装着している状態で、前記インク容器のインク導出口と、前記インクジェット記録ヘッドのインク導入口との接続を大気から密閉するシール部材と、を有し、
前記インク容器をインクジェット記録ヘッドに装着する際に、前記シール部材は、圧縮されて、前記インク導出口周囲のシール部材との空間の容積が縮小し、
前記インク導入口周囲のシール部材との空間と前記インクジェット記録ヘッド外部を連通する連通路と、該連通路の途中に位置する弁構造と、を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、弁構造は、連通を一方向に規定することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、弁構造は、所定の圧力を超えると開放することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の着脱自在のインク容器とインクジェット記録ヘッドとを連通する連通部は、インク成分の蒸発防止や、外気の進入により連通状態が解除されて、使用時にインク切れによる不吐出となることの防止などを目的として、ゴムを使用したシール部材を用い、連通構造部の密閉を確保しているものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
以下、図１０、図１１により従来のシール部材について説明する。
【０００４】
図１０は、従来のインクジェット記録ヘッドH1500に、インク容器H1900を装着した状態の断面を表した模式図である。インクジェット記録ヘッドH1500は、図中下部の吐出口H1100からインクを吐出して、記録を行う。図１０のようにインク容器H1900がインクジェット記録ヘッドH1900に装着している状態では、インク容器H1900のインク導出口H1700は、インクジェット記録ヘッドH1500のインク導入口H1501と連通状態にあり、インク容器H1900内のインクは、インクジェット記録ヘッドH1500へと導入される。
【０００５】
このとき、インクジェット記録ヘッドH1500のインク導入口H1501の周囲には、シール部材H1800が有り、インク容器H1900のインク導出口H1700とインクジェット記録ヘッドH1500のインク導入口H1501との連通部の密閉状態を確保している。シール部材H1800は、通常ゴムなどの弾性部材で出来ていて、インク容器H1900がインクジェット記録ヘッドH1500に装着された状態では、インク導出口H1700がシール部材H1800が圧縮されるようになっている。シール部材H1800がゴムなどの弾性部材であることから、インク導出口H1700およびインク導入口H1501とシール部材H1800が接触してシールする部位にうねりなど凹凸がある状態においても、シール部材H1800が弾性変形して、うねりなどの凹凸に倣い、シール性を確保するようになっている。
【０００６】
シール部材H1800の斜視図を図１１の（ａ）（ｂ）に示す。シール部材H1800の上面H1810がインク容器H1900のインク導出口H1700とのシール面で、底面H1820が、インクジェット記録ヘッドH1500のインク導出口H1501とのシール面である。
【特許文献１】特開2001-58670
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来例では、インク容器H1900がインクジェット記録ヘッドH1500に装着されるとき、シール部材H1800が圧縮されるため、シール部材H1800の内側である、シール部材空間H1801の容積が縮小される。このとき、シール部材空間H1801は、シール部材H1800の上面H1810と、下面H1820とによって、大気から密閉されているため、シール部材空間H1801内は、圧力が高まった状態となる。
【０００８】
ここで、インク容器H1900のインク収納、および負圧維持構造が、バネ袋による方式である場合には、インク容器H1900のインク導出口H1700から、シール部材空間H1801内の圧縮されて圧力の高まった状態の空気が流入することとなる。
【０００９】
その結果、インク容器の着脱を数回繰り返すことで、インク容器H1900の負圧が解除され、インク容器H1900からインクが漏れ出す可能性が考えられる。また、インクジェット記録ヘッドH1500のインクの吐出においても、安定した吐出状態を維持できなくなる。
【００１０】
したがって、本出願に係る発明の目的は、着脱自在のインク容器を装着するインクジェット記録ヘッドのインク容器のインク収納負圧を維持し、安定した印字を行なうことが出来るインクジェット記録ヘッド、およびインク容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本出願に係る発明は、
インクジェット記録ヘッドに着脱自在なインク容器を備え、
該インク容器のインクを収納するインク収納部の少なくとも一部が変位または変形可能に設けられえた可動部と、前記インク収納部の収納空間の容積を増大させる方向に前記可動部を付勢する付勢手段によって負圧を維持するインク収納部を有するインク容器を使用するインクジェット記録ヘッドであって、
前記インク容器のインク導出口と、
前記インクジェット記録ヘッドのインク導入口と、
前記インクジェット記録ヘッドのインク導入口の周囲に空間を持って位置し、前記インク容器を前記インクジェット記録ヘッドに装着している状態で、前記インク容器のインク導出口と、前記インクジェット記録ヘッドのインク導入口との接続を大気から密閉するシール部材と、を有し、
前記インク容器をインクジェット記録ヘッドに装着する際に、前記シール部材は、圧縮されて、前記インク導出口周囲のシール部材との空間の容積が縮小し、
前記インク導入口周囲のシール部材との空間と前記インクジェット記録ヘッド外部を連通する連通路と、該連通路の途中に位置する弁構造と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、弁構造は、連通を一方向に規定することを特徴とする。
【００１３】
また、弁構造は、所定の圧力を超えると開放することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、
着脱自在のインク容器を装着するインクジェット記録ヘッドのインク容器のインク収納負圧を維持し、安定した印字を行なうことが出来るインクジェット記録ヘッド、およびインク容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１６】
図２、図３、図４、図５は、本発明に好適なインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインク容器を示した斜視図である。
【００１７】
図２のインクジェット記録装置M100には、インクジェット記録ヘッドを搭載するキャリッジM110があり、記録紙（未図示）を矢印A1の方向に搬送しながら、キャリッジM110を矢印A2方向に往復させ、印字を行なう。
【００１８】
図３、図４にインク容器T100装着状態のインクジェット記録ヘッドH001を示す。この図においては、インク容器T100はインクジェット記録ヘッドH100に５個装着されているが、インク容器T100の装着数に限りは無い。インクジェット記録ヘッドH100の下部には、インクを吐出して印字する吐出口H110を有している。
【００１９】
図５は、インクジェット記録ヘッドH100からインク容器T100を取り外した状態を示している。インク容器T100の底部には、インクジェット記録ヘッドH100へインクを導出するインク導出口（未図示）があり、インクジェット記録ヘッドH100には、インク容器T100のインク導出口（未図示）と接続して、インクを導入するインク導入口H120と、その周囲にシール部材H130を有している。インク容器T100装着時には、インク導出口（未図示）とインクジェット記録ヘッドH100のインク導入口H120とが接続して、インクが連通する連通経路が構成される。そのときに、インク容器T100のインク導出口（未図示）とインクジェット記録ヘッドH100のインク導入口H120との接続部におけるシール性を確保する為に、シール部材H130が、圧縮された状態で存在する。
【００２０】
インク容器T100のインク導出口（未図示）とインクジェット記録ヘッドH100のインク導入口H120との接続部の状態を、図６に示した断面模式図において説明する。
【００２１】
図６は、インク容器T100がインクジェット記録ヘッドH100に装着された状態を示している。インク容器T100は、内部にインクI100を収納するインク収納部T110を有し、インクジェット記録ヘッドH100へは、インク導出口T120からインクを供給する。このときのインク収納部T110は、密閉系のバネ袋の形態で、一部が可塑性の部材H111から出来ていて、コイルバネなどの付勢部材H112が可塑性部材を広げる方向に付勢している構造で、付勢部材H112の付勢力によって、インクをインク収納部に保持する負圧を発生している。なお、インク容器T100のインク収納部T110以外の部分は、大気と連通する大気連通口T113によって、常時大気圧となっている。インクジェット記録ヘッドH100は、インク容器T100のインク導出口T120と接続するインク導入口H120を有し、画像形成のためにインクを吐出する吐出口H110まで、インクを連通する。このとき、インク容器T100のインク導出口H120とインクジェット記録ヘッドH100のインク導入口H120との接続部においては、インク漏れや、インクの蒸発、外気導入によるインク連通状態の破壊が発生することを防止する為に、密閉構造とする必要がある。そのために、インクジェット記録ヘッドH100のインク導入口H120の周囲には、筒状のシール部材H130を有し、インクジェット記録ヘッドH100のシール面H121およびインク容器T100のシール面T121の夫々を密閉している。シール部材H130は、ゴムなどの弾性力のある材料で形成され、インク容器T100未装着時よりも圧縮された状態で、インクジェット記録ヘッドH100にインク容器T100が装着されている。インク容器T100のシール面T121、インクジェット記録ヘッドH100のシール面H121の状態にうねりなどの凹凸がある場合には、シール部材H130の弾性力により、そのうねりに倣い、密閉状態を確保している。
【００２２】
しかしながら、インク容器T100がインクジェット記録ヘッドH100に装着されるとき、シール部材H130が圧縮されるため、シール部材H130の内側空間の容積が縮小され、圧力が高まった状態となる。
【００２３】
ここで、インク容器T100のインク収納部T110は、バネ袋により、内部が負圧状態となっていて、インク導出口T120から、シール部材H130の内側空間の圧縮されて圧力の高まった状態の空気が流入することとなる。
【００２４】
この動作の詳細を図８を参照して説明する。
【００２５】
図８は、従来のインク容器をインクジェット記録ヘッドから着脱する際の動作を示した模式図で、インク容器およびインクジェット記録ヘッドの一部のみ示している。
【００２６】
図８の（ａ）は、インク容器T100を装着する直前の状態である。
【００２７】
インク容器T100は、バネ等の付勢部材（未図示）によって、負圧を発生するインク収納部T110と、インクをインクジェット記録ヘッドH100に導出するインク導出口T120とが示してある。インク導出口T120は、インク収納部T110の負圧によって、外部の空気を引き込まないように、所定のメニスカス力でインクを保持するメニスカス保持部材T122と、インクジェット記録ヘッドH100のインク導入口H120が接触する際の緩衝となる緩衝部材T123とで構成されている。緩衝部材T123は、例えば多孔室体などで出来ていて、インクを保持する保持力を有している。
【００２８】
インクジェット記録ヘッドH100は、インクを導入するインク導入口H120と、インク導入口H120のインク容器T100の緩衝部材T123に接触する先端に備えられている集塵用のフィルターH121と、シール部材H130とが示してある。シール部材H130は、インク導入口H120に対して、大きなサイズで出来ているのは、例えば、各部品の製造公差、インク容器装着時の軌跡、インク容器のインク導出口サイズの大きなインク容器にも対応できること、等を考慮したものである。その結果、シール部材H130とインク導入口H120との間には、空間H131ができる。
【００２９】
この構成で、インク容器T100をインクジェット記録ヘッドH100に装着した状態が、図８の（ｂ）である。
【００３０】
インク容器T100を装着すると、シール部材H130は圧縮され、シール部材空間H131は容積が小さくなり、内部の空気は昇圧される。
【００３１】
その結果、シール部材空間H131内の圧力の高い空気は、インク容器T100の緩衝部材T123、メニスカス保持部材T122を通過して、インク収納部T110内に入り込む（図８の（ｃ）のA3）。図８の（ｃ）のG001は、インク収納部T110に入り込んだ気泡を模式的に示したものである。
【００３２】
次に、インク容器T100を脱抜する動作を図８の（ｄ）、（ｅ）で説明する。
【００３３】
インク容器T100のインクジェット記録ヘッドH100からの脱抜の際には、インク容器T100の上昇とともにシール部材H130が元の形状に戻るので、シール部材空間H131は、容積が大きくなり、内部の空気は、減圧される。その結果、インク容器T100のインク収納部T110からインクが引き出され、緩衝部材T123内に滲み出す（図８の（ｄ）のA4）。このとき、インク収納部T110内部に入り込んでいる気泡G001は、比重の関係から、インク収納部T110の上部に溜まっているため、インクとともに滲み出ることは無い。
【００３４】
その後、インク容器T100を完全に脱抜し、シール部材H130から離れると、外部の空気がインク収納部T110の負圧によって引き込まれ、同時に、緩衝部材T123に滲み出していたインクも、インク収納部T110に引き込まれる。ただし、メニスカス保持部材T122があるため、インク収納部T110内部まで空気が入り込むことはない。
【００３５】
この動作（図８の（ａ）〜（ｅ））を何回か繰り返すと、インク収納部H110内部に気泡G001が大量にたまり、付勢部材（未図示）によって作用していた負圧が、解除されるに至る。
【００３６】
これに対して、本発明に係る実施例を図７および図９によって説明する。
【００３７】
図７は、インク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100に装着する直前の状態である。
【００３８】
インク容器Ｔ100は、前述の図８をもって説明した従来例のインク容器と同様に、バネ袋（未図示）形態のインク収納部Ｔ110と、メニスカス保持部材Ｔ122、緩衝部材Ｔ123で構成されている。
【００３９】
インクジェット記録ヘッドＨ100は、吐出口Ｈ110と、それに連通するインク導入口Ｈ120と、インク導入口Ｈ120先端の集塵フィルターＨ121と、シール部材Ｈ130と、を有し、インク導入口Ｈ120の周囲は、シール部材Ｈ130との間に空間Ｈ131がある。
【００４０】
さらに、本発明の特徴である、大気開放弁構造Ｈ140がシール部材空間Ｈ131と外部を連通するように構成されている。大気開放弁構造Ｈ140は、シール部材空間Ｈ131に接続している大気連通路Ｈ141と、連通方向を一方向に規定するボール弁Ｈ142とボール弁Ｈ142に付勢するバネなどの付勢部材Ｈ143と、で構成されている。
【００４１】
この図７の状態からインク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100に装着すると、図１の状態になる。この間の着脱動作の詳細を図９において説明する。
【００４２】
図９の（ａ）は、図７のインク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100に装着する直前の状態と同状態である。
【００４３】
インク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100に装着すると、図９の（ｂ）に示す状態となる。このとき、シール部材Ｈ130は圧縮され、大気圧だったシール部材空間Ｈ131内の空気は昇圧される。
【００４４】
従来例においては、昇圧されたシール部材空間Ｈ131内の空気は、インク容器Ｔ100のインク収納部Ｈ110に入り込むが、本構成では、図９の（ｃ）に示す矢印Ａ6の方向に圧力がかかり、大気開放弁構造Ｈ140のボール弁Ｈ142を付勢している付勢部材Ｈ143の付勢力に逆らって、ボール弁Ｈ142を動かす。その結果、シール部材空間Ｈ131内の昇圧した空気は、大気連通路Ｈ141を介して、矢印Ａ7の方向、即ち大気中に放出される。放出後は、シール部材空間Ｈ131内の空気は、減圧されるので、付勢部材Ｈ143の付勢力以下に圧力が戻ると、ボール弁Ｈ142が戻り、大気開放弁構造Ｈ140は閉鎖される。
【００４５】
次に、インク容器Ｔ100を脱抜する際の動作を説明する。
【００４６】
インク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100から脱抜すると、シール部材Ｈ130は、もとの形状に復元するので、図９の（ｄ）の状態となる。このとき、シール部材空間Ｈ131内の空気は、容積が増加することから、減圧される。大気開放弁構造Ｈ140は、開放する方向がシール部材空間Ｈ131から外部の方向に規定されているため、ここからの外気の進入による減圧解消はない。その結果、インク容器Ｔ100のインク収納部Ｔ110からインクが引き出され、緩衝部材Ｔ123内に滲み出る（図９の（ｄ）のＡ8）。
【００４７】
その後、インク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100から完全に取り外すと、図９の（ｅ）の状態となり、外気が緩衝部材Ｔ123に入り込み、滲み出していたインクは、インク収納部Ｈ110に戻される。
【００４８】
この間の圧力の関係は、以下のようになっている。
【００４９】
大気圧：Ｐ0  /  インク収納部Ｈ110内負圧：Ｐ1（負圧）  /  メニスカス保持部材Ｈ122保持力：Ｐ2  /  圧縮時シール部材空間Ｈ131内空気圧：Ｐ3  /  大気開放弁構造Ｈ140開放圧：Ｐ4
Ｐ1＜Ｐ0＜Ｐ4＜Ｐ2＜Ｐ3
その結果、インク容器Ｔ100の脱抜動作において、インク収納部Ｈ110内の負圧の変動は無く、インク漏れなどの不具合を起こすことはない。
【００５０】
なお、図８、図９において説明したインク容器Ｔ100の着脱動作は、インク容器Ｔ100装着中のインクジェット記録ヘッドＨ100での吸引回復動作、印字動作を含まないものであるが、
インク容器Ｔ100をインクジェット記録ヘッドＨ100に装着した状態（図８の（ｃ）、図９の（ｃ））で、吸引回復動作、印字動作を行なった場合にも、図８の（ｃ）から（ｄ）、図９の（ｃ）から（ｄ）に間に、緩衝部材Ｔ123内を介してインク容器Ｔ100のインク収納部Ｔ110と、インクジェット記録ヘッドＨ100の集塵フィルターＨ121をインクが連通する工程があり、図８の（ｅ）、図９の（ｅ）の際の、外気の導入で緩衝部材Ｔ123内の連通していたインクがインク収納部に戻されるだけであり、その他の動作に大きな差異はない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】インク容器をインクジェット記録ヘッドに装着した状態の一部を示した模式図である。
【図２】インクジェット記録装置を示した斜視図である。
【図３】インク容器装着状態のインクジェット記録ヘッドを示した斜視図である。
【図４】インク容器装着状態のインクジェット記録ヘッドを吐出口側から示した斜視図である。
【図５】インク容器を取り外した状態のインクジェット記録ヘッドを示した斜視図である。
【図６】インク容器装着状態のインクジェット記録ヘッドを示した断面模式図である。
【図７】インク容器をインクジェット記録ヘッドに装着する直前の状態の一部を示した模式図である。
【図８】従来のインクジェット記録ヘッドにインク容器を装着する動作を示した模式図である。
【図９】本発明に係るインクジェット記録ヘッドにインク容器を装着する動作を示した模式図である。
【図１０】従来例のインク容器を装着した状態のインクジェット記録ヘッドを示す断面模式図である。
【図１１】従来例のインクジェット記録ヘッドとインク容器の接続部に使用するシール部材を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
M100  インクジェット記録装置
M110  キャリッジ
H001  インク容器装着状態のインクジェット記録ヘッド
H100  インクジェット記録ヘッド
H110  吐出口
H120  インク導入口
H121  集塵フィルター
H130  シール部材
H131  シール部材空間
H140  大気開放弁構造
H141  大気連通路
H142  ボール弁
H143  付勢部材
T100  インク容器
T110  インク収納部
T120  インク導出口
T121  インク容器シール面
T122  メニスカス保持部材
T123  緩衝部材
A1    矢印
A2  矢印
A3  矢印
A4  矢印
A5  矢印
A6  矢印
A7  矢印
A8  矢印
A9  矢印
H1100  吐出口
H1500  インクジェット記録ヘッド
H1501  インク導入口
H1700  インク導出口
H1800  シール部材
H1801  シール部材空間
H1900  インク容器
【図１】
2007168117.tif 000003
【図２】
2007168117.tif 000004
【図３】
2007168117.tif 000005
【図４】
2007168117.tif 000006
【図５】
2007168117.tif 000007
【図６】
2007168117.tif 000008
【図７】
2007168117.tif 000009
【図８】
2007168117.tif 000010
【図９】
2007168117.tif 000011
【図１０】
2007168117.tif 000012
【図１１】
2007168117.tif 000013