(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するインクタンクであって、
該インクタンクの内部を大気に連通させるための大気連通孔と、
前記インクタンクの外部において、前記大気連通孔に連結し溝状に延在して形成された大気連通路と、
前記大気連通孔および前記大気連通路が形成された前記インクタンクの外部に、前記大気連通路の末端を残して前記インクタンクに貼り付けられるシート部材と
を備え、
前記大気連通路は、前記大気連通孔に連結して延在する第１の大気連通路と、該第１の大気連通路より分岐して再び前記第１の大気連通路に合流する前記第１の大気連通路よりも大きな毛細管力を有する第２の大気連通路を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項２】
前記大気連通路は、複数の前記第２の大気連通路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】
前記大気連通路は、前記第１の大気連通路と、複数の前記第２の大気連通路とを連結する、前記第１の大気連通路よりも大きくかつ前記第２の大気連通路よりも小さな毛細管力を有する第３の大気連通路を更に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４】
前記大気連通路は、互いに交差する複数の前記第２の大気連通路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５】
前記第２の大気連通路は前記第１の大気連通路の屈曲部の前後で前記第１の大気連通路と分岐および合流するように備えられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクタンク。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のインクタンクと、インクを吐出するための記録ヘッドが、一体的に構成されたインクジェットカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の記録液を吐出して記録動作を行う記録装置に適用されるインクタンクに関する。特に、記録ヘッドに対し安定してインクを供給しながらも、内圧変化や物流時の振動などによっても、インク漏れなどの不都合の生じないようなインクタンクの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置である。高速な記録や、様々な記録メディアに対する記録が可能であるとともに、記録時における騒音がほとんど生じないという特徴を有するため、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等の記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置は、記録媒体に対しインクを吐出する記録ヘッドとこれに断続的にインクを供給するためのインクタンクを備えている。この場合、記録ヘッドとインクタンクが一体的に構成されている形態もあるが、記録装置に装着された記録ヘッドに対しインクタンクが着脱可能に装着されるような、記録ヘッドとインクタンクが別体に構成されている形態もある。
【０００４】
図６は、前者、すなわち記録ヘッドとインクタンクが一体的に構成されている形態の、インクジェットカートリッジの例を示す斜視図である。図において、インクジェットカートリッジ１０００は、主に、インクタンク部１２００、記録ヘッド部１１００および電気配線基板１３００より構成されている。インクタンク部１２００に収容されているインクが記録ヘッド部１１００に供給され、電気配線基板１３００より入力される記録信号に応じて、記録ヘッド部１１００から吐出される。
【０００５】
記録ヘッド部１１００における吐出機構としては、既に様々な形態が提案されている。例えば、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体にインクを導くインク路と、さらにこのインク路の出口となる吐出口とを備えた記録素子を、複数備えた構成の記録ヘッド１１００とすることも出来る。この場合、電気配線基板１３００を介して入力される電圧パルスの印加によって発熱抵抗体が急激に発熱し、これに接するインク内に膜沸騰が生じ、発生した泡の成長エネルギによって、吐出口からインクが吐出される仕組みとなる。
【０００６】
図７および図８は、インクジェットカートリッジ１０００の分解斜視図、および図６のＡ−Ａ断面図である。タンクケース１４００は、インクを吸収・保持する吸収体１７００をその内部に収容し、記録ヘッド部を画成する記録素子基板１５００にこのインクを供給する機構を有している。タンクケース１４００の下面には、記録素子基板１５００を受け入れるための凹部が形成されており、凹部の中央には記録素子基板１５００へのインク供給路となるインク流路１４０１が配備されている。タンクケース１４００の内部であってインク流路側の底部には、フィルタ１６００が配置されており、タンクケース内に混入した異物などがインク流路１４０１や記録素子基板１５００に流入するのを防いでいる。
【０００７】
タンクケース１４００の上面は蓋部材１８００によって塞がれる。このとき、蓋部材１８００に備えられたリブ１８０８によって吸収体１７００は下方に押圧され、タンクケース１４００の内部には空間１４０２が形成される。また、蓋部材１８００には、その略中央に大気連通孔１８０１が備えられており、蓋部材１８００の装着によって形成された空間１４０２を外気と連通させる。
【０００８】
図１０は、シート部材１９００が貼り付けられていない状態の蓋部材１８００の上面の様子を示した図である。蓋部材１８００の略中央に位置する大気連通孔１８０１は、蓋部材１８００の表面に迷路状の溝として形成された大気連通路１８０３に連結している。そして、図９に示すように、大気連通路１８０１の末端部を残すようにシート部材１９００が貼り付けられることにより、大気連通路出口１８０２が形成される。
【０００９】
このように、タンクケース１４００の内部を外気と連通させる仕組みを備えておくことにより、吐出動作に伴い徐々にインクが消費されることによって懸念される内圧の変動を抑え、記録素子基板１５００に対し、安定してインクを供給することが可能となる。但し、このような大気連通孔１８０１の設置は、インクタンク内部のインクの蒸発を促進してしまうことにも繋がる。よって、タンクケース内を大気と連通させながらも、タンクケース内のインクがなるべく蒸発し難いような大気連通経路の工夫が求められる。大気連通経路からのインク蒸発量は、大気連通路１８０４の断面積に比例し、長さに反比例する。従って、図９に示すように、細く複雑な長い経路を有する大気連通路であれば、上記要求に応えることが出来る。
【００１０】
ところで、タンクケース１４００の内部圧力は、記録動作のみならず外部環境の変化などによっても変動する。そして、内圧の変化が急激であったり、インクジェットカートリッジ事態の姿勢変動が激しかったりすると、大気連通孔からインクが溢れる場合もある。よって、インクタンクにおいては、なるべく大気連通孔からインクが出ないように、万が一出てしまっても、更に外部に漏洩しないようにするための工夫が求められる。
【００１１】
特許文献１には、大気連通孔からインクが漏洩しないように、吸収体から溢れるインクを溜める繊維状のインク溜め部材を、インクタンクの内部に備えたインクジェットカートリッジが開示されている。特許文献１の構成においては、インク溜め部材と吸収体が繊維収束体からなるインク芯で繋がっているため、姿勢変動が起こっても、大気連通経路を塞ぐことなく、インク芯がインクを保持することが出来る。よって、圧力変動や一時的な衝撃が加わっても、インクが外部に漏洩することを防止できる。
【００１２】
また、特許文献２には、大気連通路中にインク溜め用の凹部を形成し、大気連通路中に貯留可能なインク量を更に増大させる構成のインクジェットカートリッジが開示されている。
【００１３】
【特許文献１】特開平５−３１８７５９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７８２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１の構成においては、インク溜め部材と吸収体が繊維収束体からなるインク芯で繋がっているため、元々の構成において吸収体からインク止め部材にインクが移動しやすい。そのため、例えば、逆さまの状態で振動が継続して加わったような場合には、インク溜め部が飽和し、その後漏洩が発生する恐れが生じる。さらに、インク溜め部材の構成が複雑であるため、インクタンク自体が高価なものになってしまうという懸念もある。
【００１５】
また、特許文献２のように局所的に多くのインクを貯留するインク溜めを備える構成では、インク溜めにインクが貯留された状態でインクタンクの姿勢が変動すると、インクが流出する恐れが生じる。これは、インク溜めに、姿勢変動に逆らってインクを保持するような力が働かないためである。また、大気連通路にインクが貯留された状態では、タンクケース内部が大気と連通しにくくなくなる。よって、タンクケース内部の圧力が温度変動などによって高くなった場合には、インク溜めのインクが外部に漏れ出す恐れも生じる。これは、大気連通路にインクが貯留されることにより、大気連通路が閉塞されてしまうことが原因である。
【００１６】
本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたものである。よって、その目的とするところは、どのような物流姿勢においても、インクタンクの内部圧力の変動や外的衝撃等によって、大気連通路からインクが漏れ難くいインクタンクあるいはインクカートリッジを安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そのために本発明においては、インクを収容するインクタンクであって、該インクタンクの内部を大気に連通させるための大気連通孔と、前記インクタンクの外部において、前記大気連通孔に連結し溝状に延在して形成された大気連通路と、前記大気連通孔および前記大気連通路が形成された前記インクタンクの外部に、前記大気連通路の末端を残して前記インクタンクに貼り付けられるシート部材とを備え、前記大気連通路は、前記大気連通孔に連結して延在する第１の大気連通路と、該第１の大気連通路より分岐して再び前記第１の大気連通路に合流する前記第１の大気連通路よりも大きな毛細管力を有する第２の大気連通路を有することを特徴とする。
【００１８】
また、上記インクタンクと、記録媒体に対しインクを吐出するための記録ヘッドが、一体的に構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、どのような物流姿勢においても、インクタンクの内部圧力の変動や外的衝撃等によって、大気連通路からインクが漏れ難くいインクタンクおよびインクジェットカートリッジを安価に提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例１）
図１は、本実施例のインクジェットカートリッジ１０００であり、シート部材１９００が接合されていない状態の蓋部材１８００の上面の様子を示した図である。また、図２は、図１に示す大気連通孔の近傍（Ｂ部）の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【００２１】
蓋部材の表面に抜けた大気連通孔１８０１は、蓋部材の表面において溝状に延在する第１の大気連通路１８０４に連結している。そして、第１の大気連通路１８０４の途中からは、第１の大気連通路１８０４よりも大きな毛細管力を有する第２の大気連通路１８０５が分岐し、再び第１の大気連通路１８０４に合流している。
【００２２】
タンクケース１４００の内部においては、圧力変動、外的衝撃、温度変化などによって結露が発生し、その内壁に液滴が付着する場合がある。そして、大気連通孔１８０１の周囲に付着した液滴が、その後の圧力変化などによって、大気連通孔１８０１から大気連通路１８０４に押し出されることがある。
【００２３】
このような場合であっても、本実施例の構成であれば、第１の大気連通路１８０４に流出したインクは、より毛細管力の大きい第２の大気連通路１８０５に引き込まれる。さらに、第１の大気連通路１８０４への出口では、より毛細管力の大きい大気連通路１８０５内に保持されるような力が働く。すなわち、大気連通孔１８０１より流出したインクは、優先的に第２の大気連通路１８０５へ導かれ、ここで保持され易い構成となっている。よって、多少のインクが大気連通孔１８０１より流出した場合であっても、第１の大気連通路１８０４は大気を連通する役割を果たすことが出来る。
【００２４】
すなわち、本実施例の様な構成であれば、第２の大気連通路１８０５にインクが貯留された状態でインクタンクの姿勢が変動した場合であっても、第２の大気連通路で発生する毛細管力が、姿勢変動に逆らってインクを保持するように働く。よって、インクタンクの姿勢が変動した場合であっても、シート部材が貼り付けられていない大気連通路の末端から、インクが更に外部に流出する恐れが少ない。また、第２の大気連通路１８０５にインクが貯留された状態でも、第１の大気連通孔１８０４は閉塞されていないため、タンクケース内部の圧力は外気圧と平衡に保たれ、環境温度が変化しても第２の大気連通孔１８０５のインクが更に外部に押し出される恐れもない。
【００２５】
従って、本実施例に拠れば、どのような物流姿勢においても、内部圧力の変動や外的衝撃、温度変化によって、大気連通路からインクが漏れ難くいインクジェットカートリッジを安価に提供することが可能となる。
【００２６】
なお、本実施例において、第２の大気連通路１８０５の太さや長さおよび形状は、インクタンクのインク収容量や内積などに応じて、溢れ出すことが懸念されるインクの量を十分収容可能なように、設計されることが好ましい。
【００２７】
（実施例２）
図３は、実施例２のインクジェットカートリッジにおける大気連通孔の近傍の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【００２８】
本実施例においては、３本の大気連通路１８０５ａ、１８０５ｂおよび１８０５ｃが、第１の大気連通路１８０４より分岐し、それぞれの経路を経て再び第１の大気連通路１８０４に合流している。このような構成であれば、第１の大気連通路１８０４におけるインクの流速度が大きい場合でも、第２の大気連通路へのインクの引き込みおよび保持を、実施例１の場合よりも更に確実にすることが出来る。
【００２９】
本実施例や実施例１のように、第２の大気連通路１８０５を第１の大気連通路１８０４の屈曲部に設ければ、第１の大気連通路１８０４において、第２の大気連通路への２つの分岐点（すなわち入口と出口）の間の道のりを長くすることが出来る。そのため、最初の分岐点（入口）で第２の大気連通路１８０５へ導かれずに、インクが第１と第２の大気連通路を並走した場合であっても、２つ目の分岐点（出口）からも第２の大気連通路１８０５にインクを引き込むことが出来やすくなる。また、屈曲部では、比較的単純な経路構成で、第２の大気連通路を複数形成することが出来る。
【００３０】
（実施例３）
図４は、実施例３のインクジェットカートリッジにおける大気連通孔の近傍の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【００３１】
本実施例においては、５本の大気連通路１８０５ａ〜１８０５ｅが、第１の大気連通路１８０４より分岐し、それぞれの経路を経て、第１の大気連通路１８０４の更に下流側に合流する第３の大気連通路１８０６へと通じている。第３の大気連通路１８０６の毛細管力は、第２の大気連通路１８０５よりも小さく、第１の大気連通路１８０４よりも大きくなるように設計されている。
【００３２】
従って、実施例２と同様に、第１の大気連通路１８０４におけるインクの流速度が大きい場合でも、第２の大気連通路へのインクの引き込みを確実にすることが出来る。そして、一度第２の大気連通路１８０５に引き込まれたインクは、これよりも小さな毛細管力を有する第１の大気連通路１８０４や第３の大気連通路１８０６へは流出され難い。その一方で、最初の分岐点（入口）で第２の大気連通路１８０５へ導かれなかったインクであっても、２つ目の分岐点（出口）では、第３の大気連通路さらに第２の大気連通路へと、より毛細管力の大きい方向へ導くことが出来る。従って、実施例２と同様、第２の大気連通路において、確実にインクを保持することが出来る。
【００３３】
（実施例４）
図５は、実施例４のインクジェットカートリッジにおける大気連通孔の近傍の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【００３４】
本実施例においては、第１の大気連通路１８０４より分岐し、第１の大気連通路よりも毛細管力の大きい第２の大気連通路が、図に示すように互いに交差しながら格子状に連通路網１８０７として形成されている。ここでは、規則的な格子状の大気連通路網１８０７を例に示したが、連通路の経路構成はこれに限られるものではない。どのような経路構成であっても、このように複雑な経路構成を備えることにより、第２の大気連通路体の経路面積ひいてはインクを保持可能な量を大きくすることが出来る。
【００３５】
以上説明したように本発明によれば、大気連通路にインクが貯留された状態でインクタンクの姿勢が変動した場合であっても、第２の大気連通路で発生する毛細管力が、姿勢変動に逆らってインクを保持するように働くので、インクが更に外部に流出することがない。また、第２の大気連通路にインクが貯留された状態でも、第１の大気連通孔は閉塞されていないため、タンクケース内部の圧力は外気圧と平衡に保たれ、環境温度が変化しても第２の大気連通孔のインクが更に外部に押し出される恐れもない。従って、どのような物流姿勢においても、内部圧力の変動や外的衝撃、温度変化によって、大気連通路からインクが漏れ難くいインクジェットカートリッジを安価に提供することが可能となる。
【００３６】
なお、以上説明した実施例では、より確実にインクを保持するために、第２の大気連通路を第１の大気連通路の屈曲部に設ける構成とした。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。第１の大気連通路の直線状の経路に入口と出口が配置されるように、第２の大気連通路を形成しても、その毛細管力が第１の大気連通路よりも大きければ本発明の効果は得られ、その範疇に含まれる。
【００３７】
また、以上説明した実施例では、インクタンクと記録媒体に対しインクを吐出する記録ヘッドが一体的に構成されたインクジェットカートリッジを例に説明してきたが、本発明はこのような構成に限定されるものでもない。インクタンクが記録ヘッドに対し着脱可能な様に独立して構成された場合であっても、上記実施例で説明した本発明の効果は、十分得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１のインクジェットカートリッジであり、シート部材が接合されていない状態の蓋部材の上面の様子を示した図である。
【図２】図１に示す大気連通孔の近傍（Ｂ部）の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【図３】実施例２のインクジェットカートリッジにおける大気連通孔の近傍の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【図４】実施例３のインクジェットカートリッジにおける大気連通孔の近傍の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【図５】実施例４のインクジェットカートリッジにおける大気連通孔の近傍の大気連通路の状態を説明するための拡大図である。
【図６】記録ヘッドとインクタンクが一体的に構成されている形態の、インクジェットカートリッジの例を示す斜視図である。
【図７】本発明に適用可能なインクジェットカートリッジの分解斜視図である。
【図８】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図９】シート部材が貼り付けられている状態の蓋部材の上面の様子を示した図である。
【図１０】シート部材が貼り付けられていない状態の蓋部材の上面の様子を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０００    インクジェットカートリッジ
１１００    記録ヘッド部
１２００    インクタンク部
１３００    電気配線基板
１４００    タンクケース
１４０１    インク流路
１５００    記録素子基板
１６００    フィルタ
１７００    吸収体
１８００    蓋部材
１８０１    大気連通孔
１８０２    大気連通路出口
１８０３    大気連通路
１８０４    第１の大気連通路
１８０５    第２の大気連通路
１８０６    第３の大気連通路
１８０７    大気連通網
１８０８    リブ
１９００    シート部材
【図１】
0005006812.tif 000002
【図２】
0005006812.tif 000003
【図３】
0005006812.tif 000004
【図４】
0005006812.tif 000005
【図５】
0005006812.tif 000006
【図６】
0005006812.tif 000007
【図７】
0005006812.tif 000008
【図８】
0005006812.tif 000009
【図９】
0005006812.tif 000010
【図１０】
0005006812.tif 000011