JP2677391B2 - 液体噴射記録ヘッド用液体収容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体噴射記録ヘッド用液体収容器に関し、
詳しくは液体を吐出して記録を行う液体噴射記録ヘッド
に連結され、該記録ヘッドに供給される記録液体（以下
でインクという）を記録液担持体に保持させ保持する液
体噴射記録ヘッド用液体収容器に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の記録ヘッドを第８図に示す。これらの
図において、101はインク収容部（以下ではインクタン
クという）102とインク吐出機能を有するインク吐出部1
03とが一体に構成された記録ヘッド、104は、そのイン
ク吐出部103のインク吐出面に設けられたインク吐出口
である。インクタンク102はその外筐となる筐体106と蓋
107とで構成されており、内部にはインクが急激な振動
等によって移動したり外部に漏出しないようにインク担
持体として多孔質体108が充填されていて、この多孔質
体108のインク担持部109にインクを含浸させておくこと
により、そのインクがインク吐出部103に供給されるよ
うに構成されている。110はインクタンク102を大気に連
通させるための通気孔であり、この通気孔110によりタ
ンク内部の圧力が一定に保たれる。

また、111は多孔質体108の通気孔110側を撥インク処
理した撥液部であり、この撥液部111によりインクが通
気孔110を介して外部に漏洩するのを防止している。

そこで、このように構成された記録ヘッド101では不
図示のキャリッジに搭載され移動させられる間に記録ヘ
ッド101からインク滴112を飛翔させ記録シート113上に
記録がなされる。また、インクタンク102内ではインク
が消費されるに従い、インク担持部109に通気孔110を介
して空気が供給され、常に一定した内在に保たれること
からインク吐出特性を最適の状態に保つことができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来の一体型液体噴射
記録ヘッド101では、インク中に混入している空気など
の気泡がインクと共にインクタンク102かインク吐出部1
03に導かれ、ためにインクの吐出特性に影響を及ぼし、
吐出不良や時にはインクの不吐出の原因となっていた。
特に、このような気泡は、主として第９図に示すように
インクタンク102の内壁と多孔質体108との間に介在する
すき間114を通じてインク吐出部103の側に矢印Ａで示す
方向の侵入経路をたどる。そこで、このような経路によ
る気泡の侵入を阻止してやる必要があった。

本発明の目的は、上述した従来の課題に着目し、その
解決を図るべく、気泡が内壁面に沿ってインク吐出部に
導かれるのを阻止し、以て、吐出不良や不吐出を抑制す
ることのできる液体噴射記録ヘッド用液体収容器を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、液体を吐出
するための吐出口と該吐出口に対して設けられ液体の吐
出に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素
子とを有する液体噴射記録ヘッドに対して連結されると
ともに、前記記録ヘッドに供給される前記液体を保持す
るために吸収体を内在し、前記記録ヘッドに液体を供給
するための供給口と大気に連通する通気孔とを有する液
体噴射記録ヘッド用液体収容器において、前記液体収容
器の内壁には、インク供給時に前記内壁と前記吸収体と
の間を前記記録ヘッドへ向かう気泡の流れを阻害するよ
うにインクの流れ方向と交差する方向に、前記吸収体に
連続的に当接するように前記内壁面を一周する梁状の吐
出部が配設されていることを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、液体収容部の内壁面からこれを分断
するごとく突設した複数の突出部を吸収体に当接させこ
とにより内壁面と吸収体との間のすき間を伝って気泡が
記録液と共に記録ヘッド部に運ばれるのを阻止すること
ができ、気泡混入による吐出不良や不吐出の原因が取除
かれ、また、壁面の剛性が高められることで耐衝撃性が
高められ、変形によるインク漏れ等を防止することがで
きる。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具
体的に説明する。

第1A図〜第1D図は本発明の一実施例を示す。第1A図に
おいて、１は内部に吐出エネルギー発生素子を有し、イ
ンク吐出機能を具えた記録ヘッド部（以下でインク吐出
ユニットという）２とインクタンク３とを筐体４を介し
て一体としたカートリッジ形態の記録ヘッドであり、そ
のインクタンク３とインク吐出ユニット２が装着される
ユニット装着室５とは仕切壁６で隔絶されている。ま
た、７はインクタンク３との間にＵ字型の連通溝８を有
する通気室であり、後述するようにしてこの通気室７を
介して、インクタンク３と大気との間に空気を連通させ
ることができる。

なお、９はインク吐出口、また、第1B図において10は
筐体４上に後述するようにして接合封着される蓋、11は
インク吐出ユニット２に設けられた信号供給用の電極部
であり、電極部11は不図示の配線と接続可能なようにユ
ニット装着室５の底部がくりぬかれ、その凹部4Aに露出
されている。さらにまた、第1A図において、12,13およ
び14はいずれも弾性を有する多孔質部材であり、発泡ウ
レタン、発泡バルブ、発泡PVA（ポリビニルアルコー
ル）等で形成され、互いに異なったインク保持性および
インク充填効率または撥インク性を具えている。

すなわち、通気室７に装填される多孔質部材12は撥イ
ンク処理によって撥インク性を有し、空気は流通させる
がインクは受付けない。また、インク吸収体である多孔
質部材14は同じくインク吸収体である多孔質部材13に比
してインク充填率は低いがインク保持性が大きい。これ
らの多孔質部材12と13および14は第1A図に示すようにし
て通気室７とインクタンク３内にそれぞれ装填された
上、第1C図に示す蓋10を押付けるようにして第1D図に２
点鎖線で示す溶接線Ｗに沿って超音波溶着等により液密
性の高い接着が行われる。

なお、インクタンク３内の周囲壁、底部および蓋10の
内側にはそれぞれ対応する位置に、先端を鋭利に尖らせ
た突出部としてリブ4Bおよび10Bが縦横に形成されてお
り、多孔質部材13および14がインクタンク３内に封入さ
れた状態においてはリブ4Bおよび10Bの先端がこれらの
多孔質部材13,14に喰い込むことによって、タンク３内
の空気や気泡31がインクと共に壁と多孔質部材との間を
伝ってインク吐出ユニット２側に浸入するのを阻止し、
気泡31によってインクの吐出機能が損なわれるのを防止
している（第2A図参照）。

さらにまた第1A図において、1Aは記録ヘッド１を不図
示のキャリッジに搭載するときにキャリッジと係合させ
る固定ピン、1Bはそのときの位置決め用のリブ、1Cは後
述するようにして記録ヘッド１にインクを充填するとき
に使用されるインク充填孔であり、ユニット装着室５の
上縁部にはインク吐出ユニット２を室５に装入した状態
で固定するための固定爪15が設けられている。

ついで、第３図および第４図により通気室７の構成を
詳しく説明する。蓋10の通気室７の上部には先に第1D図
で示したように通気孔16が設けられていて、その通気孔
16の周囲は第３図および第４図に示すように円錐状の突
起17に形成されており、通気室７内に突出している。ま
た、これらの図において、18は蓋10からインクタンク３
側の下方に向けて突設した小壁であり、この小壁18の下
方の位置に半円型の切欠き18Aが設けられており、この
切欠き18Aと連通溝８とで円形の連通孔19が形成され
る。

そこで、このような通気室７に第４図に示すように撥
インク性を有する多孔質部材12を充填し、上方から蓋10
で密封すると、円錐状突起17の先端開口部17Aが撥イン
ク性多孔質部材12に喰い込むように押圧される。従っ
て、いま仮に第３図に示すインクタンク３側から連通孔
19を介して通気室７にインクが浸入してきたとしても多
孔質部材12が撥インク性を有するために、多孔質部材12
に浸透することがない。

また、通気室７内の壁を伝って浸入してきたとしても
突起部17が内部に突設されており、その先端に通気孔の
開口部17Aが開口されていて、しかもその開口部17Aには
多孔質部材12が喰込むようにして密着しているので通気
孔16から外部にインクの漏れるようなことがない。

次に、第5A図，第5B図および第６図に従って、インク
タンク３からインク吐出ユニット２へのインクが供給さ
れる経路について説明する。これらの図において、21は
筐体４の底部に設けられたインク供給路、22Aはインク
供給路21に連通し、インクタンク３側に開口するインク
供給口（以下でタンク側供給口という）、22はそのイン
ク供給口の周囲を取囲み、先端が円錐台状に形成された
突起部である。

また、インク通路21の他方の端部にはインク充填孔1C
が設けられていて、後述するようにして、インク充填孔
1Cを介してインクが記録ヘッド１に充填されたあとは、
第６図に示す球体23によって、充填孔1Cが閉成される。
24Aはユニット装着室５の側に開口するインク供給口
（以下でヘッド側供給口という）であり、24はヘッド側
供給口24Aの周囲を取囲むようにして、先端が円錐台状
に形成された突起部である。

この突起部24にインク吐出ユニット２が装着され、位
置決めされるが、インク吐出ユニット２の底部には突起
部24に嵌合するインク受入れ口25が設けてあり、インク
受入れ口25の周囲には凹部26が形成されていて、この凹
部26にシール部材27を介装することにより、インクタン
ク３側から供給されるインクがユニット装着室５内に漏
れないようにしている。なお、インク吐出ユニット２
は、ユニット装着室５内に固定爪15によって固定される
が、その際Ｂ方向の圧接力が与えられることによりシー
ル部材27を変形させ、封止効果を十分に高めることがで
きる。

一方、インクタンク３にはタンク側供給口22Aの周囲
を被包するようにして多孔質部材14が封入されており、
さらにこの多孔質部材14の周囲には第1A図に示したよう
に、多孔質部材13が収容されている。しかしてここで、
多孔質部材14の方は、多孔質部材13よりその非独立の空
孔径が小さく、従ってインクを吸収して保持する力が強
い。一方、多孔質部材13の方は多孔質部材14に比してイ
ンク収容力が大きいがその保持力は弱いので、インク吐
出ユニット２の側でインクが消費されるに従い、多孔質
部材13に保持されているインクは多孔質部材14に移行
し、多孔質部材14から供給口22A,インク通路21およびヘ
ッド側供給口24Aを経てインク吐出ユニット２に供給さ
れる。

また、インクタンク３内に収容された多孔質部材13や
14はインク吐出ユニット２および通気室７に向う方向に
対してこれを分断するような方向に設けられたリブ4Bや
10Bにより喰い込む形で保持されており、かつ、タンク
側供給口22Aは突起22の先端に開口されていて、これに
多孔質部材14が密着されているので、気泡がタンク内壁
面を伝ってインク吐出ユニット２側に浸入するのを防止
することができる。

第2B図および第2C図は本願人が設定したリブ4Bおよび
10Bの寸法の一例を示す。なお、頂角βは角度30°から1
80°までの範囲で選択してよいが、頂部を余り平坦に近
くすると多孔質部材13や14の喰い込みが悪くなり、それ
だけ保持力も弱くなり、気泡やインクの流れを食い止め
る力が低下する。同様に、リブ4Bの高さh₁およびリブ10
Bの高さh₂は約1.0mm〜3.0mmの範囲で選択可能である
が、あまり低過ぎたのでは効果が少なく、また高過ぎる
と多孔質部材13や14の変形が大きくなりすぎて好ましく
ない。また、リブ4Bの幅B₁およびリブ10Bの幅B₂につい
ては約0.5〜1.5mmの範囲で選定してよいが、これらのリ
ブが板の補強を兼ねている点からしても、それぞれt₁お
よびt₂に対してその1/2〜2/3程度であることが望まし
い。

ついで、第７図により、記録ヘッド１にインクを注入
充填する動作について説明する。インクの注入は、記録
ヘッド１が一体に組立て構成された後に行われるもの
で、インクタンク３および通気室７には多孔質部材13,1
4および12がそれぞれ装填され、さらにユニット装着室
５にはインク吐出ユニット２が装着された上、蓋10が超
音波溶着等により取付けられた後で実施される。

それには、先づインク充填孔1Cにインク注入パイプ30
が挿入取付けられ、この注入パイプ30を介してインクが
注入されるが、このときインク吐出ユニット２内の空気
は、インク吐出口９（第1A図参照）から外部に排出され
る。また、インクタンク３にはインク供給路21を介して
インクが送り込まれることにより、インクは多孔質部材
14および13に順次浸透してゆき、内部の空気は隣接する
通気室７を経て蓋10に設けられた通気孔16から排出され
る。

かくして、多孔質部材13および14によってインクが、
十分に保持されたならば、インク注入パイプ30を取外
し、そのあと、球体23をインク充填孔1Cに圧入して、イ
ンクが外部に漏れないよう処置すればよい。

そこで、このように構成した液体噴射記録ヘッド１で
はインクタンク３の大半の空間を占める多孔質部材13に
よって十分高い充填率でインク量を収容することがで
き、このインクが同じ水頭でも保持力の高い多孔質部材
14に移行されながらインクの吐出に応じてインク吐出ユ
ニット２に供給されるもので、通気孔10および通気室７
を介して、空気がインクタンク３内に補充されることに
より、タンク内は圧力が常に一定に保たれ、最適のイン
ク吐出特性をインク吐出ユニット２に保持させることが
できる。また、キャリッジの移行に伴う振動等によって
タンク内にインクが動揺し波立つのを防止することがで
きる。さらにまた、通気室７に収納された撥インク性の
多孔質部材12を介して空気がインクタンク３内に取込ま
れるように構成されており、しかも通気室７では通気孔
16が内側に向けて突設した突起17の先端で開口し、この
先端開口部17Aに撥インク性の多孔質部材12が喰い込む
ように密着されているので、万一、インクタンク３の側
から第３図に示した仕切壁17の連通孔19を介してインク
が通気室７の側に浸入してきたとしても、そのインクは
多孔質部材12には浸透せず、また、壁面に沿って流れた
としても突起17によって阻まれ、外部に漏出するような
ことがない。

なお、記録ヘッド１においてはインクの消費に従いイ
ンクタンク３に通気室７を介して空気が補給されるが、
記録装置への装着時やキャリッジによる移動中の振動や
衝撃によって補給された空気が気泡となってインク中に
混入することがある。このような気泡はインクと共にタ
ンク壁と多孔質部材13や14との間のすき間を伝ってイン
ク吐出ユニット２や通気室７に導かれようとするが、先
にも述べたようにその流れを妨げるように筐体４の内壁
および蓋10の内面に設けた突出部（リブ4Bおよび10B）
の先端が多孔質部材13や14に喰い込んでいることによっ
てその流通が阻まれる。

また、多孔質部材13や14は上述のような状態でリブ4B
および10Bによって保持されるので、多少の振動や衝撃
が加えられたとしても内部で移動するようなことがな
く、しっかりと所定の位置に保たれると共に、これらの
リブ4B,10Bによって、筐体４のタンク壁や仕切壁６の剛
性を高くすることができる。

なお、以上の実施例では好適例としてリブ4Bや10Bの
先端を鋭利な断面形状としたが、その形状はこれに限ら
れるものではなく、例えば先端が鋭利な複数の山形をな
す断面形状やＴ字型あるいはＬ字型の断面形状を有する
もの等であってもよく、要はその突出部（リブ）の先端
を記録液担持体である多孔質部材に食い込むようにして
密接可能な形状としたものであればどのような断面形状
であってもよいことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、液体収容
部の内壁面に沿って複数の梁状突出部を配設し、これら
の突出部の内側の端部をそれぞれ記録液吸収体に当接さ
せることにより吸収体と内壁面との間に形成されるすき
間を分断するようにしたので、これらのすき間を伝って
記録液内の空気等の気泡が記録ヘッド部に導かれ、記録
液の吐出を阻害するのを防止できると共に、外部への記
録液の流出を阻止することができ、また記録液の収容力
に影響を及ぼすこともなく、さらには、壁の剛性が高め
られることによって、衝撃等で壁の変形による記録液洩
れが防がれ、記録液吸収体が突出部によってしっかりと
保持されることによって、振動や衝撃のために記録液吸
収体が変位する虞がない。

【図面の簡単な説明】

第1A図は本発明液体噴射記録ヘッドの構成の一例を示す
斜視図、 第1B図は第1A図の外観を背面側から見て示す斜視図、 第1C図は本発明にかかる蓋の内面を示す斜視図、 第1D図は第1A図の外観を上面側から見て示す斜視図、 第2A図は本発明にかかるリブ近傍の断面図、 第2B図および第2C図は本発明の一実施例によるリブの寸
法図、 第３図は本発明にかかる通気室の構成を破砕して示す斜
視図、 第４図は本発明にかかる通気室の断面図、 第5A図は本発明にかかるインク供給路関係の構成を示す
斜視図、 第5B図は第5A図の断面を示す斜視図、 第６図は本発明にかかるインク供給路によるインク供給
動作の説明図、 第７図は本発明によるインク注入動作の説明図、 第８図は従来の液体噴射記録ヘッドの構成の一例を示す
断面図、 第９図はインク中の気泡がインクタンク壁に沿って移動
する状態を示す説明図である。 １……記録ヘッド、1A……固定ピン、1B……位置決め用
リブ、1C……インク充填孔、２……インク吐出ユニット
（記録ヘッド部）、３……インクタンク、４……筐体、
4B,10B……リブ、５……ユニット装着室、７……通気
室、８……連通溝、９……インク吐出口、10……蓋、11
……電極部、12,13,14……多孔質部材、15……固定爪、
16……通気孔、17,22,24……突起、17A……先端開口
部、19……通気孔、21……インク供給路、22A,24A……
インク供給口、23……球体、25……インク受入れ口、27
……シール部材、30……インク注入パイプ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を吐出するための吐出口と該吐出口に
   対して設けられ液体の吐出に利用されるエネルギーを発
   生するエネルギー発生素子とを有する液体噴射記録ヘッ
   ドに対して連結されるとともに、前記記録ヘッドに供給
   される前記液体を保持するために吸収体を内在し、前記
   記録ヘッドに液体を供給するための供給口と大気に連通
   する通気孔とを有する液体噴射記録ヘッド用液体収容器
   において、 前記液体収容器の内壁には、インク供給時に前記内壁と
   前記吸収体との間を前記記録ヘッドへ向かう気泡の流れ
   を阻害するようにインクの流れ方向と交差する方向に、
   前記吸収体に連続的に当接するように前記内壁面を一周
   する梁状の吐出部が配設されていることを特徴とする液
   体噴射記録ヘッド用液体収容器。
2. 【請求項２】前記インクの流れ方向と交差する方向は、
   少なくとも前記供給口側と前記通気孔側とに分離する方
   向であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記
   録ヘッド用液体収容器。
3. 【請求項３】前記エネルギー発生素子は、液体の吐出に
   利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッド
   用液体収容器。