インクジェット記録システム、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置
【課題】 記録ヘッドの負荷を大きくすることなく、ゴミの進入が少ないインクカートリッジの小型化と簡素化を実現する。
【解決手段】 インクカートリッジのケース３４には、その下面にはフイルタ３４が配置されたインク取出口と、押圧ピン５６とが設けられている。フイルタ３４は、ゴミの進入が防止されるように目の細かいものが使用される。キャリッジ１３には、記録ヘッドへ通じるインク供給管６６の端部にインクを吸収して保持する多孔質部材６７が設けられており、これがフイルタ３４と圧接する。押圧ピン５６が、キャリッジ１３に設けられた加圧部７１を押圧すると、加圧部７１は押圧により弾性変形して、インク供給路内のインクを加圧する。これにより、インクが多孔質部材６７に送り込まれ、フイルタ５４を通じてケース３４内のインクとインク供給路内のインクが繋がり、フイルタ５４の圧力損失が軽減される。
【解決手段】 インクカートリッジのケース３４には、その下面にはフイルタ３４が配置されたインク取出口と、押圧ピン５６とが設けられている。フイルタ３４は、ゴミの進入が防止されるように目の細かいものが使用される。キャリッジ１３には、記録ヘッドへ通じるインク供給管６６の端部にインクを吸収して保持する多孔質部材６７が設けられており、これがフイルタ３４と圧接する。押圧ピン５６が、キャリッジ１３に設けられた加圧部７１を押圧すると、加圧部７１は押圧により弾性変形して、インク供給路内のインクを加圧する。これにより、インクが多孔質部材６７に送り込まれ、フイルタ５４を通じてケース３４内のインクとインク供給路内のインクが繋がり、フイルタ５４の圧力損失が軽減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出方式の記録ヘッドを持つインクジェット記録装置と記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出する吐出口が設けられたインク吐出方式の記録ヘッドを備え、この記録ヘッドからインクを液滴として吐出しこれを用紙に付着させて画像を記録する、いわゆるインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、インクを収納するインクタンクが設けられており、このインクタンクから記録ヘッドへインクが供給される。シリアル方式のインクジェット記録装置では、記録ヘッドは、例えば、主走査方向（用紙の幅方向）に往復動するキャリッジに取り付けられており、このキャリッジを往復動させながら画像をライン記録し、１往復動させる毎にその記録幅分用紙を副走査方向に送って１画面分の画像を記録する。
【０００３】
インクは消耗品であるため、その補充の便宜を考慮して、インクタンクは、インクジェット記録装置に交換可能に取り付けられるカートリッジタイプのものが多い。このカートリッジタイプのインクタンク（以下、インクカートリッジという）は、例えば、記録ヘッドとともにキャリッジに取り付けられる。
【０００４】
インクジェット記録装置には、前記記録ヘッドへ通じるインク供給路が設けられている。前記インクカートリッジをキャリッジに取り付けると、前記インクカートリッジに形成されたインク取出口が前記インク供給路の端部と接続される。これにより、インクカートリッジから前記記録ヘッドへのインク供給が可能になる。インク供給路は、例えば、中空状のインク供給針で構成されている。インク取出口には、スポンジなどの多孔質部材で形成されたフイルタが設けられており、このフイルタにインク供給針の一端が差し込まれる。
【０００５】
キャリッジからインクカートリッジを取り外すときには、前記インク供給針が引き抜かれるが、この引き抜き時に前記インク取出口を通じて前記インクカートリッジの内部へ塵や埃などのゴミが進入しやすい。そのため、インク供給針の押圧によって前記インク取出口を開きインク供給針が引き抜かれるときにインク取出口を塞ぐ弁を設けたインクカートリッジが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１記載のインクカートリッジは、インクを収納する収納室を、メイン収納室とサブ収納室の２室に分け、インク取出口と直接通じるサブ収納室とメイン収納室との間にはフイルタが設けられている。こうした構造を備えることで、メイン収納室へのゴミの進入を確実に防止している。
【特許文献１】特開平８−１８３１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、インクカートリッジは、キャリッジに取り付けられてキャリッジとともに移動するものであるため、そのサイズはできるだけ小さい方がよい。また、インクカートリッジは、インクを使い切った後は交換される消耗品であるため、できるだけ簡素な構造にしてコストダウンを図りたいという要請がある。上記従来のインクカートリッジは、弁が設けられていたり、２室構造を採用しているため、サイズの小型化や構造の簡素化を実現する上で障害が少なくなかった。
【０００７】
ゴミの混入防止をするための簡便な方法は、インク取出口に設けるフイルタの目を細かくすることである。しかし、こうすると、フイルタの圧力損失が大きくなるため、記録ヘッドが吸引によりインクをリフィル（充填）する吸引能力を大きくしなければならない。記録ヘッドの吸引能力を大きくすると、記録ヘッドのコスト増につながるという別の問題を生じさせてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、記録ヘッドの吸引能力を大きくすることなく、ゴミの進入が少ないインクカートリッジの小型化と簡素化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路とを備えたインクジェット記録装置と、前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路の端部と接続され前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを有し、前記インクジェット記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムにおいて、前記インクカートリッジは、前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置されるインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記装着時に、前記インクジェット記録装置の一部と当接してこれを押圧する押圧部材とを備えており、前記インクジェット記録装置は、前記インク供給路の端部に配置され、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して前記端部にインクを保持するとともに、前記装着時に前記濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する接触面を持つインク保持部と、前記インク保持部と前記記録ヘッドとの間で前記インク供給路と連通するとともに前記押圧部材と対向する位置に配置され、前記押圧部材の押圧を受けたときに、前記インク供給路内のインクを加圧して前記インク保持部に向けて前記インク供給路内のインクを送り込み、前記接触面と前記露呈面との界面を通じて、前記インク供給路内のインクと前記ケース内のインクとを繋げる加圧部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記加圧部は、前記インク供給路内のインクの一部を引き込んで貯留するとともに前記押圧部材の押圧を受けて弾性変形してその容積を縮小することにより加圧することが好ましい。
【００１１】
前記加圧部は、前記インクを貯留する貯留室が形成され前記押圧部材と対向する位置に開口部が形成される本体と、前記開口部を覆って前記貯留室を密閉するとともに前記押圧部材による押圧を受けて弾性変形する弾性部とからなることが好ましい。
【００１２】
前記押圧部材は、一端が前記ケースに固定され他端が前記加圧部と当接してこれを押圧する開放端となる押圧ピンであり、前記装着の際に、前記濾過用多孔質部材と前記インク保持部とが当接する前に、前記開放端が前記加圧部と当接する長さを持つことが好ましい。
【００１３】
前記インク保持部は、インクを吸収して保持する保持用多孔質部材と、この保持用多孔質部材を収容する筒状のホルダとからなることが好ましい。
【００１４】
前記保持用多孔質部材は、前記接触面が前記ホルダから突出した状態で設けられており、前記露呈面との圧接により押し潰されて、前記接触面から前記露呈面に向けてインクを染み出すことが好ましい。
【００１５】
前記濾過用多孔質部材は、多数の小孔が網目状に配列された略平板形状のメッシュフイルタであり、前記小孔の径が５μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましい。
【００１６】
前記ケース内には、毛管力によってインクを吸収して保持し、前記記録ヘッドの内圧を負圧に維持するインク吸収体が収容されていることが好ましい。
【００１７】
本発明のインクカートリッジは、吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路を備えたインクジェット記録装置に着脱自在に装着され、前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路と接続され、前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを備えたインクカートリッジにおいて、前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置され、前記装着時に、その露呈面が、前記インク供給路の端部に設けられ前記インク供給路内のインクを保持する保持用多孔質部材と圧接するインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記インクジェット記録装置の一部を押圧することにより、前記装着時に前記インク供給路内のインクを加圧して前記保持用多孔質部材を通じて前記濾過用多孔質部材にインク送り込むための押圧部材とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明のインクジェット記録装置は、吐出方式の記録ヘッドと、この記録ヘッドへ通じるインク供給路と、前記インク供給路が配置され前記記録ヘッドへ供給するインクカートリッジを着脱自在に装着する装着部とを備えたインクジェット記録装置において、前記インク供給路の端部に設けられ、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して保持するとともに、前記装着時に前記インクカートリッジに形成されたインク取出口から露呈したインク濾過用の濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する保持用多孔質部材を備えたインク保持部と、前記装着時に、前記インクカートリッジに形成された押圧部材からの押圧を受けて、前記インク供給路内のインクを加圧して、前記多孔質部材にインクを送り込む加圧部とを設け、前記多孔質部材と濾過用多孔質部材との界面を通じてインク供給路内のインクと前記インクカートリッジ内のインクとを繋げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、インクカートリッジとインクジェット記録装置とを装着する際に、インクカートリッジに形成された押圧部材で、インクジェット記録装置のインク供給路内のインクを加圧することにより、インク供給路の端部に設けられた保持用多孔質部材を含むインク保持部へインクを送りこみ、この多孔質部材と圧接するインクカートリッジのインク濾過用の濾過用多孔質部材（フイルタ）を通じて、インクカートリッジ内のインクとインク供給路のインクとが繋がるため、記録ヘッドが吸引によりインクをリフィルする際の濾過用多孔質部材の圧力損失を低減することができる。このため、ゴミの進入を防止するためにフイルタの網目を細かくした場合でも、記録ヘッドの吸引能力を大きくすることなく充分なインクを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すインクジェット記録装置１０は、用紙１１に対してインクを吐出して付着させることにより画像を記録する記録ヘッド１２を備えている。記録ヘッド１２は、インクを吐出する吐出口が形成された複数のノズルを備えており、これら複数のノズルの吐出口が配列された吐出面が用紙１１の記録面と対面するように配置される。記録ヘッド１２は、用紙１１の幅方向（主走査方向Ｘ）に移動自在なキャリッジ１３に取り付けられており、キャリッジ１３の底面に形成された開口から前記吐出面が露呈される。記録ヘッド１２は、キャリッジ１３の移動に伴って用紙１１の幅方向に沿って往復動しながら、画像をライン記録する。この記録ヘッド１２が１往復動する毎に、図示しない搬送ローラによって用紙１１が副走査方向Ｙへ、記録ヘッド１２の１往復動による記録幅分送られる。こうした動作が繰り返されて、１画面分の画像が記録される。
【００２１】
キャリッジ１３は、ガイド棒１４ａ，１４ｂにスライド自在に取り付けられており、ベルト１６と１対のプーリ１７とからなるベルト機構１８によって駆動される。キャリッジ１３には、記録ヘッド１２の上方に、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクがそれぞれ収納された４つのインクカートリッジ２１が着脱自在に装着される。キャリッジ１３には、各インクカートリッジ２１が差し込まれる複数のスロットが形成されている。
【００２２】
インクカートリッジ２１は、その下面をスロットの床面に向けて装着される。インクカートリッジ２１がキャリッジ１３に装着されると、インクカートリッジ２１と記録ヘッド１２とがインク供給路を通じて接続される。記録ヘッド１２には、各ノズルに対応してピエゾ素子によって駆動される振動板が設けられており、この振動板の振動による圧力変化により、インクカートリッジ２１内のインクがノズルへ吸引され、吐出口から噴射される。
【００２３】
キャリッジ１３は、記録動作時以外は、記録紙１１の搬送路外へ退避して待機する。この待機位置は、キャリッジ１３のホームポジションとなり、インクカートリッジ２１の交換はこのホームポジションで行われる。ホームポジションには、記録ヘッド１２の吐出面を下方から覆って吐出面から漏れ出たインクを受けるヘッドキャップ２６が配置されている。このヘッドキャップ２６の吐出面と対面する位置には、ノズルの先端に詰まったインクを吸引するための吸引面２６ａが配置されている。ヘッドキャップ２６には、吸引面２１ａを通じてノズルに詰まったインクを吸引して記録ヘッド１２の吐出不良を回復する吐出不良回復用の吸引ポンプ２７が接続されている。この吸引ポンプ２７によって回収されたインクは、回収部２８に回収される。
【００２４】
図２に示すように、インクカートリッジ２１は、インクを収納するケース３４を備えており、このケース３４は、インクを収納するインク収納室３５が形成されたケース本体３２と、このケース本体３２の上部開口を閉じる蓋部材３３とからなる。蓋部材３３は、例えば、ケース本体３２にインクを充填した後、上部開口からのインク漏れが生じないようにケース本体３２に溶着される。ケース本体３２は、例えば、透明なプラスチックで形成されており、インクカートリッジ２１内のインクの残量を目視で確認できるようになっている。
【００２５】
インク収納室３５には、インクを吸収して保持するインク吸収体３６が収容される。このインク吸収体３６は、毛管力を発生する微細な空隙を含むスポンジ状の部材である。具体的には、ウレタンフォームなどを発泡させた発泡材料や、フエルトなどの繊維材料などの各種の多孔質材料が使用される。インク吸収体３６は、その幅及び奥行がインク収納室３５の寸法とほぼ同様であり、上面を除く外周面がインク収納室２５の内壁と接触した状態で収容される。
【００２６】
ケース３４は、記録ヘッド１２の上方に配置されるので、ケース３４内のインクの荷重は、記録ヘッド１２に対して正圧として作用する。インク吸収体３６は、その毛管力によってインクを吸収することにより、記録ヘッド１２のノズル内圧を負圧（大気に対して）に維持する負圧発生部材である。これにより、記録ヘッド１２内のインクが不用意にノズルから漏れ出ないようにしている。
【００２７】
蓋部材３３には、大気導入口４１が形成されている。この大気導入口４１は、インクの消費量に応じた空気をインク収納室３５内に取り込む。蓋部材３３の上面には、曲がりくねった溝４２が形成されている。この溝４２の一端４２ａは、大気導入口４１と接続されており、そこから他端４２ｂに向かう経路上には液溜め部４３が設けられている。この溝４２のうち、他端４２ｂ以外の部分（図上２本の２点鎖線の間の部分）は、その上方がシール４５によって封止され、他端４２ｂだけが露呈される。この溝４２は、インク収納室２５内のインクが大気導入口４１から漏れ出た場合に、そのインクを液溜め部４３に導いて、インクカートリッジ２１の外部へのインク漏れを防止する。空気は、他端４２ｂから進入して大気導入口４１に導かれる。
【００２８】
また、蓋部材３３の下面には、下方に突出する複数のリブ４６が設けられている。各リブ４６は、蓋部材３３がケース本体３２に取り付けられると、インク収納室３５内に進入して、そこに収容されたインク吸収体３６の上面と当接して、インク吸収体３６を押し込み、その下面をインク収納室３５の床に押しつける。こうしてインク吸収体３６の位置決めを行うことで、インク吸収体３６と蓋部材３３との間に空間が確保される。インク吸収体３６は、リブ４６によって位置決めされるので、インク吸収体３６が位置ずれして大気導入口４１を塞いでしまうことはない。
【００２９】
ケース３４の下面には、インク収納室３５からインクを取り出して、記録ヘッド１２へ供給するためのインク取出部５１が設けられている。インク取出部５１は、例えば、ケース３４の底部に形成された略円形の取出口５１ａと、この取出口５１ａから下方に向けて突出する筒状の突出部５１ａからなる。インク収納室３５の床面には、この取出口５１ａの位置に、略平板形状のフイルタ５４が配置される。フイルタ５４は、取出口５１ａを通じてその下面（露呈面）５４ａが露呈される。
【００３０】
フイルタ（濾過用多孔質部材）５４は、取出口５１ａを通って外部へ取り出されるインクを濾過する。フイルタ５４は、記録ヘッド１２による吸引圧力が作用していないときは、ケース３４内のインクが外部へ流出するのを防止するとともに、前記吸引圧力が作用するとインクを通過させてケース３４外へインクを流出させる。そのため、インクが通過可能な多数の小孔を持ちその毛管力によってインクのメニスカスを形成してインク保持力を発生する多孔質部材が使用される。本例のフイルタ５４は、多数の小孔が網目状に配列されたメッシュフイルタであり、このフイルタ５４を設けることにより、例えば、インク収納室３５内で凝固したインクや異物が記録ヘッド１２内へ流入することが防止される。フイルタ５４の小孔の径は、例えば、約５μｍ〜２０μｍであることが好ましい。このように細かい目のフイルタ５４を用いることで、取出口５１ａを通じてケース３４の外部からインク収納室３５内への塵や埃などのゴミの進入を確実に防止することができる。
【００３１】
しかし、このような目が細かいフイルタ５４を用いると、そのフイルタ５４の小孔には毛管力によってインクメニスカスが形成されてフイルタ５４によってインクが保持されるので、インクカートリッジ２１をインク記録装置１０に装着していないときには、フイルタ５４を境にケース３４内のインクとケース３４外の大気とが分離される（気液分離）。こうしたフイルタ５４を通じてケース３４のインクをインク供給路へ取り出すためには、前記インクメニスカスを破壊するための大きな吸引力が必要になってしまう。そのため、本発明のインクカートリッジ２１とインクジェット記録装置１０には、インクカートリッジ２１をインクジェット記録装置１０に装着したときに、こうしたフイルタ５４の圧力損失を軽減する工夫が施されている。
【００３２】
ケース３４の下面には、一端がケース３４に固定され他端が下方に延びて開放端となる押圧ピン５６が設けられている。この押圧ピン５６は、後述するように、インク供給路内のインクを加圧して、記録ヘッド１２へ向かう供給方向とは反対にケース３４に向かう逆流を発生させ、インク供給路からフイルタ５４に向けてインクを送り込むインク加圧機構を構成する押圧部材である。こうしてインク供給路からフイルタ５４に向けてインクを送り込むことで、インク供給路内のインクとケース３４内のインクとが繋がり、フイルタ５４の圧力損失が軽減される。
【００３３】
図３に示すように、キャリッジ１３の各スロットには、インクカートリッジ２１のインク取出部５１と押圧ピン５６のそれぞれに対応する位置に、開口６１，６２が形成されている。開口６１には、インク取出部５１と接続するインク保持部６６が配置されている。インク保持部６６は、記録ヘッド１２へ通じるインク供給路を構成するインク供給管６４の端部に設けられる。インク取出部５１は、このインク保持部６６を通じてインク供給管６４と接続される。
【００３４】
インク保持部６６は、インクを吸収して保持する保持用の多孔質部材（以下、単に多孔質部材という）６７と、これを収容する筒状のホルダ６８とからなる。インク保持部６６は、多孔質部材６７の毛管力によってインク供給路内のインクを吸引して、インク供給路の端部（インク取出部５１が接続される側）にインクを保持する。多孔質部材６７としては、上記インク吸収体３６と同様のスポンジなどが使用される。
【００３５】
インクカートリッジ２１がキャリッジ１３に取り付けられると、インク取出部５１は、突出部５１ｂがインク保持部６６を包み込むように開口６１からキャリッジ１３の内部に進入して、フイルタ５４の露呈面５４ａとが、多孔質部材６７の上面である接触面６７ａと接触する。
【００３６】
多孔質部材６７は、その接触面６７ａを含む上部がホルダ６８の上端面よりも長さＤだけ上方に突出するように配置されている。これは、フイルタ５４が、その露呈面５４ａを接触面６７ａに圧接して、多孔質部材６７を押し潰すことができるようにするためである。多孔質部材６７が押し潰されると、吸収しているインクが、前記接触面６７ａから前記露呈面５４ａに向けて染み出す。これにより、フイルタ５４を通じてケース３４内にインクが送り込まれて、インク供給路内のインクとインク収納室３５のインクとが繋がり、フイルタ５４を通過するインクの流路抵抗が減少する。
【００３７】
インク供給路内のインクとインク収納室３５のインクを繋げる程度に、多孔質部材６７からインクを染み出させるには、多孔質部材６７に潤沢にインクを吸収させて湿潤な状態にしておく必要がある。そのため、キャリッジ１３には、押圧ピン５６の押圧により、インク供給路内のインクを加圧して、インク保持部６６に向けてインクを送り込む加圧部７１が設けられている。加圧部７１は、接続管７２を介して、インク保持部６６と記録ヘッド１２との間でインク供給管６４と接続して、インク供給路と連通する。加圧部７１は、押圧ピン５６とともにインク加圧機構を構成する。
【００３８】
加圧部７１は、接続管７２を通じてインク供給路内からインクを引き込み、引き込んだインクを貯留する。加圧部７１は、押圧ピン５６が進入する開口６２と対応する位置に配置されている。加圧部７１は、インクを貯留する貯留室７４ａが形成された本体７４と、この本体７４の上部開口を覆う弾性部７６とからなる。弾性部７６は、例えば、貯留室７４ａを密閉する可撓性の薄膜フイルム７７と、この薄膜フイルム７７を、貯留室７４ａを膨張させる方向に付勢する板バネ７８とからなる。弾性部７６は、押圧ピン５６の押圧を受けると、貯留室７４の容積を縮小する方向（図上二点鎖線）に弾性変形する。これにより、貯留されたインクが接続管７２を通じてインク供給路に流入して、インク供給路内のインクが加圧される。
【００３９】
この加圧により、インク供給路内のインクは、一部はインク供給路の供給方向に沿って記録ヘッド１２へ流れるとともに、一部は供給方向とは反対にインク保持部６６に向けて逆流する。これにより多孔質部材６７にインクが送り込まれる。インクカートリッジ２１を装着する際には、記録ヘッド１２がヘッドキャップ２６によりキャッピングされているので、記録ヘッド１２に向けてインクが流れてもノズルのインクメニスカスが破壊されず、吐出面からインクが漏れでることはない。仮にインクメニスカスが破壊されてノズルからインクが漏れ出たとしても、漏れ出たインクは、ヘッドキャップ２６が受けて、回収部２８に回収される。
【００４０】
また、加圧部７１は、インクカートリッジ２１をキャリッジ１３から取り外すと、押圧ピン５６の押圧が解除されて弾性部７７が初期状態に復帰する。このときに貯留室７４ａが膨張して、インク保持部６６内のインクが再び加圧部７１に引き込まれる。そのため、インクカートリッジ２１を取り外す際に、インク保持部６６から外部へインクが漏れ出たり飛散したりすることが防止される。
【００４１】
多孔質部材６７へのインクの送り込みは、フイルタ５４の露呈面５４ａが多孔質部材６７の接触面６７ａと接触する前に開始されることが好ましい。というのは、接触面６７ａと露呈面５４ａの接触の前に、接触面６７ａからインクを染み出させておかないと、接触面６７ａと露呈面５４ａが圧接したときに、その界面に空隙が生じて、フイルタ５４に向けてインクを送り込みにくくなる。そこで、押圧ピン５６の長さＬは、フイルタ５４が多孔質部材６７に接触する前に、弾性部７６と当接して加圧が開始される長さに決められている。これにより、接触面６７ａからインクが染み出した状態で露呈面５４ａを接触させることができる。
【００４２】
以下、上記構成による作用について図４を参照しながら説明する。インクカートリッジ２１をキャリッジ１３に取り付ける際には、ケース３４の下面をキャリッジ１３に向けた状態で下降させて、スロット１３ａに挿入する。図４（Ａ）に示すように、インク取出部５１は開口６１へ、押圧ピン５６は開口６２へそれぞれ進入する。
【００４３】
そして、フイルタ５４の露呈面５４ａと、多孔質部材６７の接触面６７ａとが接触する前に、押圧ピン５６が加圧部７１に当接して押圧を開始する。これにより、インク供給路内のインクが加圧されて、インク保持部６６にインクが送り込まれて、多孔質部材６７が湿潤な状態になるとともに、その接触面６７ａからインクが染み出す。
【００４４】
さらに、ケース３４をスロット１３ａに押し込むと、露呈面５４ａが接触面６７ａと当接して、多孔質部材６７と圧接してこれを押し潰す。これにより、接触面６７ａからさらにインクが染み出してフイルタ５４にインクが送り込まれ、接触面６７ａと露呈面５４ａの界面を通じて、ケース３４内のインクと、インク供給路内のインクとが繋がる。
【００４５】
記録ヘッド１２が記録動作を開始すると、インク供給路を通じてインクカートリッジ２１からインクを吸引して、記録ヘッド１２のインク吐出量に応じた量のインクを記録ヘッド１２へリフィルする。ケース３４内のインクと、インク供給路内のインクとが繋がることで、フイルタ５４の圧力損失が減少しているので、記録ヘッド１２は、わずかな力でインクをリフィルすることができる。
【００４６】
なお、インク貯留部７４には、インクジェット記録装置１０の出荷時にインクを充填しておくことが好ましい。こうすることで、インクカートリッジ２１の初回装着時から、上述の効果を得ることが可能となる。
【００４７】
上記実施形態で示したフイルタの小孔の径は１例であり、上記範囲外でもよく、さらに目を細かくしてもよいし、上記フイルタよりも目の粗いフイルタを使用してもよい。また、上記実施形態では、フイルタとしてメッシュフイルタを用いた例で説明したが、これ以外でも、例えば、気液分離するために十分な毛管力を発生する不織布や、撥水加工を施したポリエチレン焼結体（ポリエチレンを結合材とともに高温，高圧下で固めた材料）で形成された薄膜などの多孔質部材をフイルタとして使用してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態の加圧部の構成は１例であり、種々の変形が可能である。例えば、スポイト形状のゴム袋などの弾性体で加圧部を構成してもよい。また、押圧ピンで直接加圧部を押圧するようにしているが、押圧ピンと加圧部との間に連動機構を介在させて間接的に押圧を行うようにしてもよい。また、板バネの代わりにインク貯留部内にスポンジ等の弾性部材を設けてもよい。こうすれば、仮に薄膜フイルムが破損した場合でもインク貯留部からのインク漏れを抑制することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、インクカートリッジを、インク取出部を下方に向けた姿勢で使用した例で説明しているが、インク取出部を上向きや横向きにした姿勢で使用してもよい。また、インクカートリッジを記録ヘッドの上方に配置した例で説明したが、上方配置でなくてもよい。インクカートリッジが記録ヘッドよりも下方に配置されるような場合には、インクカートリッジ内のインクの荷重が記録ヘッドに作用しなくなるので、ケース内に負圧を発生させるインク吸収体を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】インクカートリッジの分解斜視図である。
【図３】インクカートリッジとキャリッジの接続部の説明図である。
【図４】インクカートリッジとキャリッジの装着手順の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ インクジェット記録装置
１１ 用紙
１２ 記録ヘッド
１３ キャリッジ
２１ インクカートリッジ
３４ ケース
３５ インク収納室
３６ インク吸収体
５１ インク取出部
５１ａ 取出口
５４ フイルタ（濾過用多孔質部材）
５４ａ 露呈面
５６ 押圧ピン
６４ インク供給管
６６ インク保持部
６７ 多孔質部材（保持用多孔質部材）
６７ａ 接触面
７１ 加圧部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出方式の記録ヘッドを持つインクジェット記録装置と記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出する吐出口が設けられたインク吐出方式の記録ヘッドを備え、この記録ヘッドからインクを液滴として吐出しこれを用紙に付着させて画像を記録する、いわゆるインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、インクを収納するインクタンクが設けられており、このインクタンクから記録ヘッドへインクが供給される。シリアル方式のインクジェット記録装置では、記録ヘッドは、例えば、主走査方向（用紙の幅方向）に往復動するキャリッジに取り付けられており、このキャリッジを往復動させながら画像をライン記録し、１往復動させる毎にその記録幅分用紙を副走査方向に送って１画面分の画像を記録する。
【０００３】
インクは消耗品であるため、その補充の便宜を考慮して、インクタンクは、インクジェット記録装置に交換可能に取り付けられるカートリッジタイプのものが多い。このカートリッジタイプのインクタンク（以下、インクカートリッジという）は、例えば、記録ヘッドとともにキャリッジに取り付けられる。
【０００４】
インクジェット記録装置には、前記記録ヘッドへ通じるインク供給路が設けられている。前記インクカートリッジをキャリッジに取り付けると、前記インクカートリッジに形成されたインク取出口が前記インク供給路の端部と接続される。これにより、インクカートリッジから前記記録ヘッドへのインク供給が可能になる。インク供給路は、例えば、中空状のインク供給針で構成されている。インク取出口には、スポンジなどの多孔質部材で形成されたフイルタが設けられており、このフイルタにインク供給針の一端が差し込まれる。
【０００５】
キャリッジからインクカートリッジを取り外すときには、前記インク供給針が引き抜かれるが、この引き抜き時に前記インク取出口を通じて前記インクカートリッジの内部へ塵や埃などのゴミが進入しやすい。そのため、インク供給針の押圧によって前記インク取出口を開きインク供給針が引き抜かれるときにインク取出口を塞ぐ弁を設けたインクカートリッジが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１記載のインクカートリッジは、インクを収納する収納室を、メイン収納室とサブ収納室の２室に分け、インク取出口と直接通じるサブ収納室とメイン収納室との間にはフイルタが設けられている。こうした構造を備えることで、メイン収納室へのゴミの進入を確実に防止している。
【特許文献１】特開平８−１８３１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、インクカートリッジは、キャリッジに取り付けられてキャリッジとともに移動するものであるため、そのサイズはできるだけ小さい方がよい。また、インクカートリッジは、インクを使い切った後は交換される消耗品であるため、できるだけ簡素な構造にしてコストダウンを図りたいという要請がある。上記従来のインクカートリッジは、弁が設けられていたり、２室構造を採用しているため、サイズの小型化や構造の簡素化を実現する上で障害が少なくなかった。
【０００７】
ゴミの混入防止をするための簡便な方法は、インク取出口に設けるフイルタの目を細かくすることである。しかし、こうすると、フイルタの圧力損失が大きくなるため、記録ヘッドが吸引によりインクをリフィル（充填）する吸引能力を大きくしなければならない。記録ヘッドの吸引能力を大きくすると、記録ヘッドのコスト増につながるという別の問題を生じさせてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、記録ヘッドの吸引能力を大きくすることなく、ゴミの進入が少ないインクカートリッジの小型化と簡素化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路とを備えたインクジェット記録装置と、前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路の端部と接続され前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを有し、前記インクジェット記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムにおいて、前記インクカートリッジは、前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置されるインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記装着時に、前記インクジェット記録装置の一部と当接してこれを押圧する押圧部材とを備えており、前記インクジェット記録装置は、前記インク供給路の端部に配置され、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して前記端部にインクを保持するとともに、前記装着時に前記濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する接触面を持つインク保持部と、前記インク保持部と前記記録ヘッドとの間で前記インク供給路と連通するとともに前記押圧部材と対向する位置に配置され、前記押圧部材の押圧を受けたときに、前記インク供給路内のインクを加圧して前記インク保持部に向けて前記インク供給路内のインクを送り込み、前記接触面と前記露呈面との界面を通じて、前記インク供給路内のインクと前記ケース内のインクとを繋げる加圧部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記加圧部は、前記インク供給路内のインクの一部を引き込んで貯留するとともに前記押圧部材の押圧を受けて弾性変形してその容積を縮小することにより加圧することが好ましい。
【００１１】
前記加圧部は、前記インクを貯留する貯留室が形成され前記押圧部材と対向する位置に開口部が形成される本体と、前記開口部を覆って前記貯留室を密閉するとともに前記押圧部材による押圧を受けて弾性変形する弾性部とからなることが好ましい。
【００１２】
前記押圧部材は、一端が前記ケースに固定され他端が前記加圧部と当接してこれを押圧する開放端となる押圧ピンであり、前記装着の際に、前記濾過用多孔質部材と前記インク保持部とが当接する前に、前記開放端が前記加圧部と当接する長さを持つことが好ましい。
【００１３】
前記インク保持部は、インクを吸収して保持する保持用多孔質部材と、この保持用多孔質部材を収容する筒状のホルダとからなることが好ましい。
【００１４】
前記保持用多孔質部材は、前記接触面が前記ホルダから突出した状態で設けられており、前記露呈面との圧接により押し潰されて、前記接触面から前記露呈面に向けてインクを染み出すことが好ましい。
【００１５】
前記濾過用多孔質部材は、多数の小孔が網目状に配列された略平板形状のメッシュフイルタであり、前記小孔の径が５μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましい。
【００１６】
前記ケース内には、毛管力によってインクを吸収して保持し、前記記録ヘッドの内圧を負圧に維持するインク吸収体が収容されていることが好ましい。
【００１７】
本発明のインクカートリッジは、吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路を備えたインクジェット記録装置に着脱自在に装着され、前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路と接続され、前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを備えたインクカートリッジにおいて、前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置され、前記装着時に、その露呈面が、前記インク供給路の端部に設けられ前記インク供給路内のインクを保持する保持用多孔質部材と圧接するインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記インクジェット記録装置の一部を押圧することにより、前記装着時に前記インク供給路内のインクを加圧して前記保持用多孔質部材を通じて前記濾過用多孔質部材にインク送り込むための押圧部材とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明のインクジェット記録装置は、吐出方式の記録ヘッドと、この記録ヘッドへ通じるインク供給路と、前記インク供給路が配置され前記記録ヘッドへ供給するインクカートリッジを着脱自在に装着する装着部とを備えたインクジェット記録装置において、前記インク供給路の端部に設けられ、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して保持するとともに、前記装着時に前記インクカートリッジに形成されたインク取出口から露呈したインク濾過用の濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する保持用多孔質部材を備えたインク保持部と、前記装着時に、前記インクカートリッジに形成された押圧部材からの押圧を受けて、前記インク供給路内のインクを加圧して、前記多孔質部材にインクを送り込む加圧部とを設け、前記多孔質部材と濾過用多孔質部材との界面を通じてインク供給路内のインクと前記インクカートリッジ内のインクとを繋げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、インクカートリッジとインクジェット記録装置とを装着する際に、インクカートリッジに形成された押圧部材で、インクジェット記録装置のインク供給路内のインクを加圧することにより、インク供給路の端部に設けられた保持用多孔質部材を含むインク保持部へインクを送りこみ、この多孔質部材と圧接するインクカートリッジのインク濾過用の濾過用多孔質部材（フイルタ）を通じて、インクカートリッジ内のインクとインク供給路のインクとが繋がるため、記録ヘッドが吸引によりインクをリフィルする際の濾過用多孔質部材の圧力損失を低減することができる。このため、ゴミの進入を防止するためにフイルタの網目を細かくした場合でも、記録ヘッドの吸引能力を大きくすることなく充分なインクを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すインクジェット記録装置１０は、用紙１１に対してインクを吐出して付着させることにより画像を記録する記録ヘッド１２を備えている。記録ヘッド１２は、インクを吐出する吐出口が形成された複数のノズルを備えており、これら複数のノズルの吐出口が配列された吐出面が用紙１１の記録面と対面するように配置される。記録ヘッド１２は、用紙１１の幅方向（主走査方向Ｘ）に移動自在なキャリッジ１３に取り付けられており、キャリッジ１３の底面に形成された開口から前記吐出面が露呈される。記録ヘッド１２は、キャリッジ１３の移動に伴って用紙１１の幅方向に沿って往復動しながら、画像をライン記録する。この記録ヘッド１２が１往復動する毎に、図示しない搬送ローラによって用紙１１が副走査方向Ｙへ、記録ヘッド１２の１往復動による記録幅分送られる。こうした動作が繰り返されて、１画面分の画像が記録される。
【００２１】
キャリッジ１３は、ガイド棒１４ａ，１４ｂにスライド自在に取り付けられており、ベルト１６と１対のプーリ１７とからなるベルト機構１８によって駆動される。キャリッジ１３には、記録ヘッド１２の上方に、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクがそれぞれ収納された４つのインクカートリッジ２１が着脱自在に装着される。キャリッジ１３には、各インクカートリッジ２１が差し込まれる複数のスロットが形成されている。
【００２２】
インクカートリッジ２１は、その下面をスロットの床面に向けて装着される。インクカートリッジ２１がキャリッジ１３に装着されると、インクカートリッジ２１と記録ヘッド１２とがインク供給路を通じて接続される。記録ヘッド１２には、各ノズルに対応してピエゾ素子によって駆動される振動板が設けられており、この振動板の振動による圧力変化により、インクカートリッジ２１内のインクがノズルへ吸引され、吐出口から噴射される。
【００２３】
キャリッジ１３は、記録動作時以外は、記録紙１１の搬送路外へ退避して待機する。この待機位置は、キャリッジ１３のホームポジションとなり、インクカートリッジ２１の交換はこのホームポジションで行われる。ホームポジションには、記録ヘッド１２の吐出面を下方から覆って吐出面から漏れ出たインクを受けるヘッドキャップ２６が配置されている。このヘッドキャップ２６の吐出面と対面する位置には、ノズルの先端に詰まったインクを吸引するための吸引面２６ａが配置されている。ヘッドキャップ２６には、吸引面２１ａを通じてノズルに詰まったインクを吸引して記録ヘッド１２の吐出不良を回復する吐出不良回復用の吸引ポンプ２７が接続されている。この吸引ポンプ２７によって回収されたインクは、回収部２８に回収される。
【００２４】
図２に示すように、インクカートリッジ２１は、インクを収納するケース３４を備えており、このケース３４は、インクを収納するインク収納室３５が形成されたケース本体３２と、このケース本体３２の上部開口を閉じる蓋部材３３とからなる。蓋部材３３は、例えば、ケース本体３２にインクを充填した後、上部開口からのインク漏れが生じないようにケース本体３２に溶着される。ケース本体３２は、例えば、透明なプラスチックで形成されており、インクカートリッジ２１内のインクの残量を目視で確認できるようになっている。
【００２５】
インク収納室３５には、インクを吸収して保持するインク吸収体３６が収容される。このインク吸収体３６は、毛管力を発生する微細な空隙を含むスポンジ状の部材である。具体的には、ウレタンフォームなどを発泡させた発泡材料や、フエルトなどの繊維材料などの各種の多孔質材料が使用される。インク吸収体３６は、その幅及び奥行がインク収納室３５の寸法とほぼ同様であり、上面を除く外周面がインク収納室２５の内壁と接触した状態で収容される。
【００２６】
ケース３４は、記録ヘッド１２の上方に配置されるので、ケース３４内のインクの荷重は、記録ヘッド１２に対して正圧として作用する。インク吸収体３６は、その毛管力によってインクを吸収することにより、記録ヘッド１２のノズル内圧を負圧（大気に対して）に維持する負圧発生部材である。これにより、記録ヘッド１２内のインクが不用意にノズルから漏れ出ないようにしている。
【００２７】
蓋部材３３には、大気導入口４１が形成されている。この大気導入口４１は、インクの消費量に応じた空気をインク収納室３５内に取り込む。蓋部材３３の上面には、曲がりくねった溝４２が形成されている。この溝４２の一端４２ａは、大気導入口４１と接続されており、そこから他端４２ｂに向かう経路上には液溜め部４３が設けられている。この溝４２のうち、他端４２ｂ以外の部分（図上２本の２点鎖線の間の部分）は、その上方がシール４５によって封止され、他端４２ｂだけが露呈される。この溝４２は、インク収納室２５内のインクが大気導入口４１から漏れ出た場合に、そのインクを液溜め部４３に導いて、インクカートリッジ２１の外部へのインク漏れを防止する。空気は、他端４２ｂから進入して大気導入口４１に導かれる。
【００２８】
また、蓋部材３３の下面には、下方に突出する複数のリブ４６が設けられている。各リブ４６は、蓋部材３３がケース本体３２に取り付けられると、インク収納室３５内に進入して、そこに収容されたインク吸収体３６の上面と当接して、インク吸収体３６を押し込み、その下面をインク収納室３５の床に押しつける。こうしてインク吸収体３６の位置決めを行うことで、インク吸収体３６と蓋部材３３との間に空間が確保される。インク吸収体３６は、リブ４６によって位置決めされるので、インク吸収体３６が位置ずれして大気導入口４１を塞いでしまうことはない。
【００２９】
ケース３４の下面には、インク収納室３５からインクを取り出して、記録ヘッド１２へ供給するためのインク取出部５１が設けられている。インク取出部５１は、例えば、ケース３４の底部に形成された略円形の取出口５１ａと、この取出口５１ａから下方に向けて突出する筒状の突出部５１ａからなる。インク収納室３５の床面には、この取出口５１ａの位置に、略平板形状のフイルタ５４が配置される。フイルタ５４は、取出口５１ａを通じてその下面（露呈面）５４ａが露呈される。
【００３０】
フイルタ（濾過用多孔質部材）５４は、取出口５１ａを通って外部へ取り出されるインクを濾過する。フイルタ５４は、記録ヘッド１２による吸引圧力が作用していないときは、ケース３４内のインクが外部へ流出するのを防止するとともに、前記吸引圧力が作用するとインクを通過させてケース３４外へインクを流出させる。そのため、インクが通過可能な多数の小孔を持ちその毛管力によってインクのメニスカスを形成してインク保持力を発生する多孔質部材が使用される。本例のフイルタ５４は、多数の小孔が網目状に配列されたメッシュフイルタであり、このフイルタ５４を設けることにより、例えば、インク収納室３５内で凝固したインクや異物が記録ヘッド１２内へ流入することが防止される。フイルタ５４の小孔の径は、例えば、約５μｍ〜２０μｍであることが好ましい。このように細かい目のフイルタ５４を用いることで、取出口５１ａを通じてケース３４の外部からインク収納室３５内への塵や埃などのゴミの進入を確実に防止することができる。
【００３１】
しかし、このような目が細かいフイルタ５４を用いると、そのフイルタ５４の小孔には毛管力によってインクメニスカスが形成されてフイルタ５４によってインクが保持されるので、インクカートリッジ２１をインク記録装置１０に装着していないときには、フイルタ５４を境にケース３４内のインクとケース３４外の大気とが分離される（気液分離）。こうしたフイルタ５４を通じてケース３４のインクをインク供給路へ取り出すためには、前記インクメニスカスを破壊するための大きな吸引力が必要になってしまう。そのため、本発明のインクカートリッジ２１とインクジェット記録装置１０には、インクカートリッジ２１をインクジェット記録装置１０に装着したときに、こうしたフイルタ５４の圧力損失を軽減する工夫が施されている。
【００３２】
ケース３４の下面には、一端がケース３４に固定され他端が下方に延びて開放端となる押圧ピン５６が設けられている。この押圧ピン５６は、後述するように、インク供給路内のインクを加圧して、記録ヘッド１２へ向かう供給方向とは反対にケース３４に向かう逆流を発生させ、インク供給路からフイルタ５４に向けてインクを送り込むインク加圧機構を構成する押圧部材である。こうしてインク供給路からフイルタ５４に向けてインクを送り込むことで、インク供給路内のインクとケース３４内のインクとが繋がり、フイルタ５４の圧力損失が軽減される。
【００３３】
図３に示すように、キャリッジ１３の各スロットには、インクカートリッジ２１のインク取出部５１と押圧ピン５６のそれぞれに対応する位置に、開口６１，６２が形成されている。開口６１には、インク取出部５１と接続するインク保持部６６が配置されている。インク保持部６６は、記録ヘッド１２へ通じるインク供給路を構成するインク供給管６４の端部に設けられる。インク取出部５１は、このインク保持部６６を通じてインク供給管６４と接続される。
【００３４】
インク保持部６６は、インクを吸収して保持する保持用の多孔質部材（以下、単に多孔質部材という）６７と、これを収容する筒状のホルダ６８とからなる。インク保持部６６は、多孔質部材６７の毛管力によってインク供給路内のインクを吸引して、インク供給路の端部（インク取出部５１が接続される側）にインクを保持する。多孔質部材６７としては、上記インク吸収体３６と同様のスポンジなどが使用される。
【００３５】
インクカートリッジ２１がキャリッジ１３に取り付けられると、インク取出部５１は、突出部５１ｂがインク保持部６６を包み込むように開口６１からキャリッジ１３の内部に進入して、フイルタ５４の露呈面５４ａとが、多孔質部材６７の上面である接触面６７ａと接触する。
【００３６】
多孔質部材６７は、その接触面６７ａを含む上部がホルダ６８の上端面よりも長さＤだけ上方に突出するように配置されている。これは、フイルタ５４が、その露呈面５４ａを接触面６７ａに圧接して、多孔質部材６７を押し潰すことができるようにするためである。多孔質部材６７が押し潰されると、吸収しているインクが、前記接触面６７ａから前記露呈面５４ａに向けて染み出す。これにより、フイルタ５４を通じてケース３４内にインクが送り込まれて、インク供給路内のインクとインク収納室３５のインクとが繋がり、フイルタ５４を通過するインクの流路抵抗が減少する。
【００３７】
インク供給路内のインクとインク収納室３５のインクを繋げる程度に、多孔質部材６７からインクを染み出させるには、多孔質部材６７に潤沢にインクを吸収させて湿潤な状態にしておく必要がある。そのため、キャリッジ１３には、押圧ピン５６の押圧により、インク供給路内のインクを加圧して、インク保持部６６に向けてインクを送り込む加圧部７１が設けられている。加圧部７１は、接続管７２を介して、インク保持部６６と記録ヘッド１２との間でインク供給管６４と接続して、インク供給路と連通する。加圧部７１は、押圧ピン５６とともにインク加圧機構を構成する。
【００３８】
加圧部７１は、接続管７２を通じてインク供給路内からインクを引き込み、引き込んだインクを貯留する。加圧部７１は、押圧ピン５６が進入する開口６２と対応する位置に配置されている。加圧部７１は、インクを貯留する貯留室７４ａが形成された本体７４と、この本体７４の上部開口を覆う弾性部７６とからなる。弾性部７６は、例えば、貯留室７４ａを密閉する可撓性の薄膜フイルム７７と、この薄膜フイルム７７を、貯留室７４ａを膨張させる方向に付勢する板バネ７８とからなる。弾性部７６は、押圧ピン５６の押圧を受けると、貯留室７４の容積を縮小する方向（図上二点鎖線）に弾性変形する。これにより、貯留されたインクが接続管７２を通じてインク供給路に流入して、インク供給路内のインクが加圧される。
【００３９】
この加圧により、インク供給路内のインクは、一部はインク供給路の供給方向に沿って記録ヘッド１２へ流れるとともに、一部は供給方向とは反対にインク保持部６６に向けて逆流する。これにより多孔質部材６７にインクが送り込まれる。インクカートリッジ２１を装着する際には、記録ヘッド１２がヘッドキャップ２６によりキャッピングされているので、記録ヘッド１２に向けてインクが流れてもノズルのインクメニスカスが破壊されず、吐出面からインクが漏れでることはない。仮にインクメニスカスが破壊されてノズルからインクが漏れ出たとしても、漏れ出たインクは、ヘッドキャップ２６が受けて、回収部２８に回収される。
【００４０】
また、加圧部７１は、インクカートリッジ２１をキャリッジ１３から取り外すと、押圧ピン５６の押圧が解除されて弾性部７７が初期状態に復帰する。このときに貯留室７４ａが膨張して、インク保持部６６内のインクが再び加圧部７１に引き込まれる。そのため、インクカートリッジ２１を取り外す際に、インク保持部６６から外部へインクが漏れ出たり飛散したりすることが防止される。
【００４１】
多孔質部材６７へのインクの送り込みは、フイルタ５４の露呈面５４ａが多孔質部材６７の接触面６７ａと接触する前に開始されることが好ましい。というのは、接触面６７ａと露呈面５４ａの接触の前に、接触面６７ａからインクを染み出させておかないと、接触面６７ａと露呈面５４ａが圧接したときに、その界面に空隙が生じて、フイルタ５４に向けてインクを送り込みにくくなる。そこで、押圧ピン５６の長さＬは、フイルタ５４が多孔質部材６７に接触する前に、弾性部７６と当接して加圧が開始される長さに決められている。これにより、接触面６７ａからインクが染み出した状態で露呈面５４ａを接触させることができる。
【００４２】
以下、上記構成による作用について図４を参照しながら説明する。インクカートリッジ２１をキャリッジ１３に取り付ける際には、ケース３４の下面をキャリッジ１３に向けた状態で下降させて、スロット１３ａに挿入する。図４（Ａ）に示すように、インク取出部５１は開口６１へ、押圧ピン５６は開口６２へそれぞれ進入する。
【００４３】
そして、フイルタ５４の露呈面５４ａと、多孔質部材６７の接触面６７ａとが接触する前に、押圧ピン５６が加圧部７１に当接して押圧を開始する。これにより、インク供給路内のインクが加圧されて、インク保持部６６にインクが送り込まれて、多孔質部材６７が湿潤な状態になるとともに、その接触面６７ａからインクが染み出す。
【００４４】
さらに、ケース３４をスロット１３ａに押し込むと、露呈面５４ａが接触面６７ａと当接して、多孔質部材６７と圧接してこれを押し潰す。これにより、接触面６７ａからさらにインクが染み出してフイルタ５４にインクが送り込まれ、接触面６７ａと露呈面５４ａの界面を通じて、ケース３４内のインクと、インク供給路内のインクとが繋がる。
【００４５】
記録ヘッド１２が記録動作を開始すると、インク供給路を通じてインクカートリッジ２１からインクを吸引して、記録ヘッド１２のインク吐出量に応じた量のインクを記録ヘッド１２へリフィルする。ケース３４内のインクと、インク供給路内のインクとが繋がることで、フイルタ５４の圧力損失が減少しているので、記録ヘッド１２は、わずかな力でインクをリフィルすることができる。
【００４６】
なお、インク貯留部７４には、インクジェット記録装置１０の出荷時にインクを充填しておくことが好ましい。こうすることで、インクカートリッジ２１の初回装着時から、上述の効果を得ることが可能となる。
【００４７】
上記実施形態で示したフイルタの小孔の径は１例であり、上記範囲外でもよく、さらに目を細かくしてもよいし、上記フイルタよりも目の粗いフイルタを使用してもよい。また、上記実施形態では、フイルタとしてメッシュフイルタを用いた例で説明したが、これ以外でも、例えば、気液分離するために十分な毛管力を発生する不織布や、撥水加工を施したポリエチレン焼結体（ポリエチレンを結合材とともに高温，高圧下で固めた材料）で形成された薄膜などの多孔質部材をフイルタとして使用してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態の加圧部の構成は１例であり、種々の変形が可能である。例えば、スポイト形状のゴム袋などの弾性体で加圧部を構成してもよい。また、押圧ピンで直接加圧部を押圧するようにしているが、押圧ピンと加圧部との間に連動機構を介在させて間接的に押圧を行うようにしてもよい。また、板バネの代わりにインク貯留部内にスポンジ等の弾性部材を設けてもよい。こうすれば、仮に薄膜フイルムが破損した場合でもインク貯留部からのインク漏れを抑制することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、インクカートリッジを、インク取出部を下方に向けた姿勢で使用した例で説明しているが、インク取出部を上向きや横向きにした姿勢で使用してもよい。また、インクカートリッジを記録ヘッドの上方に配置した例で説明したが、上方配置でなくてもよい。インクカートリッジが記録ヘッドよりも下方に配置されるような場合には、インクカートリッジ内のインクの荷重が記録ヘッドに作用しなくなるので、ケース内に負圧を発生させるインク吸収体を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】インクカートリッジの分解斜視図である。
【図３】インクカートリッジとキャリッジの接続部の説明図である。
【図４】インクカートリッジとキャリッジの装着手順の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ インクジェット記録装置
１１ 用紙
１２ 記録ヘッド
１３ キャリッジ
２１ インクカートリッジ
３４ ケース
３５ インク収納室
３６ インク吸収体
５１ インク取出部
５１ａ 取出口
５４ フイルタ（濾過用多孔質部材）
５４ａ 露呈面
５６ 押圧ピン
６４ インク供給管
６６ インク保持部
６７ 多孔質部材（保持用多孔質部材）
６７ａ 接触面
７１ 加圧部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路とを備えたインクジェット記録装置と、
前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路の端部と接続され前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを有し、前記インクジェット記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムにおいて、
前記インクカートリッジは、前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置されたインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記装着時に、前記インクジェット記録装置の一部と当接してこれを押圧する押圧部材とを備えており、
前記インクジェット記録装置は、前記インク供給路の端部に配置され、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して前記端部にインクを保持するとともに、前記装着時に前記濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する接触面を持つインク保持部と、前記インク保持部と前記記録ヘッドとの間で前記インク供給路と連通するとともに前記押圧部材と対向する位置に配置され、前記押圧部材の押圧を受けたときに、前記インク供給路内のインクを加圧して前記インク保持部に向けて前記インク供給路内のインクを送り込み、前記接触面と前記露呈面との界面を通じて、前記インク供給路内のインクと前記ケース内のインクとを繋げる加圧部とを備えたことを特徴とするインクジェット記録システム。
【請求項２】
前記加圧部は、前記インク供給路内のインクの一部を引き込んで貯留するとともに前記押圧部材の押圧を受けて弾性変形してその容積を縮小することにより加圧することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録システム。
【請求項３】
前記加圧部は、前記インクを貯留する貯留室が形成され前記押圧部材と対向する位置に開口部が形成される本体と、前記開口部を覆って前記貯留室を密閉するとともに前記押圧部材による押圧を受けて弾性変形する弾性部とからなることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録システム。
【請求項４】
前記押圧部材は、一端が前記ケースに固定され他端が前記加圧部と当接してこれを押圧する開放端となる押圧ピンであり、前記装着の際に、前記濾過用多孔質部材と前記インク保持部とが当接する前に、前記開放端が前記加圧部と当接する長さを持つことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項５】
前記インク保持部は、インクを吸収して保持する保持用多孔質部材と、この保持用多孔質部材を収容する筒状のホルダとからなることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項６】
前記保持用多孔質部材は、前記接触面が前記ホルダから突出した状態で設けられており、前記露呈面との圧接により押し潰されて、前記接触面から前記露呈面に向けてインクを染み出すことを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録システム。
【請求項７】
前記濾過用多孔質部材は、多数の小孔が網目状に配列された略平板形状のメッシュフイルタであり、前記小孔の径が５μｍ〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項８】
前記ケース内には、毛管力によってインクを吸収して保持し、前記記録ヘッドの内圧を負圧に維持するインク吸収体が収容されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項９】
吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路を備えたインクジェット記録装置に着脱自在に装着され、前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路と接続され、前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを備えたインクカートリッジにおいて、
前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置され、前記装着時に、その露呈面が、前記インク供給路の端部に設けられ前記インク供給路内のインクを保持する保持用多孔質部材と圧接されるインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記インクジェット記録装置の一部を押圧することにより、前記装着時に前記インク供給路内のインクを加圧して前記保持用多孔質部材を通じて前記濾過用多孔質部材にインク送り込むための押圧部材とを備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１０】
吐出方式の記録ヘッドと、この記録ヘッドへ通じるインク供給路と、前記インク供給路が配置され前記記録ヘッドへ供給するインクカートリッジを着脱自在に装着する装着部とを備えたインクジェット記録装置において、
前記インク供給路の端部に設けられ、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して保持するとともに、前記装着時に前記インクカートリッジに形成されたインク取出口から露呈したインク濾過用の濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する保持用多孔質部材を備えたインク保持部と、
前記装着時に、前記インクカートリッジに形成された押圧部材からの押圧を受けて、前記インク供給路内のインクを加圧して、前記保持用多孔質部材にインクを送り込む加圧部とを設け、
前記保持用多孔質部材と前記濾過用多孔質部材との界面を通じてインク供給路内のインクと前記インクカートリッジ内のインクとを繋げることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路とを備えたインクジェット記録装置と、
前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路の端部と接続され前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを有し、前記インクジェット記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムにおいて、
前記インクカートリッジは、前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置されたインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記装着時に、前記インクジェット記録装置の一部と当接してこれを押圧する押圧部材とを備えており、
前記インクジェット記録装置は、前記インク供給路の端部に配置され、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して前記端部にインクを保持するとともに、前記装着時に前記濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する接触面を持つインク保持部と、前記インク保持部と前記記録ヘッドとの間で前記インク供給路と連通するとともに前記押圧部材と対向する位置に配置され、前記押圧部材の押圧を受けたときに、前記インク供給路内のインクを加圧して前記インク保持部に向けて前記インク供給路内のインクを送り込み、前記接触面と前記露呈面との界面を通じて、前記インク供給路内のインクと前記ケース内のインクとを繋げる加圧部とを備えたことを特徴とするインクジェット記録システム。
【請求項２】
前記加圧部は、前記インク供給路内のインクの一部を引き込んで貯留するとともに前記押圧部材の押圧を受けて弾性変形してその容積を縮小することにより加圧することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録システム。
【請求項３】
前記加圧部は、前記インクを貯留する貯留室が形成され前記押圧部材と対向する位置に開口部が形成される本体と、前記開口部を覆って前記貯留室を密閉するとともに前記押圧部材による押圧を受けて弾性変形する弾性部とからなることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録システム。
【請求項４】
前記押圧部材は、一端が前記ケースに固定され他端が前記加圧部と当接してこれを押圧する開放端となる押圧ピンであり、前記装着の際に、前記濾過用多孔質部材と前記インク保持部とが当接する前に、前記開放端が前記加圧部と当接する長さを持つことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項５】
前記インク保持部は、インクを吸収して保持する保持用多孔質部材と、この保持用多孔質部材を収容する筒状のホルダとからなることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項６】
前記保持用多孔質部材は、前記接触面が前記ホルダから突出した状態で設けられており、前記露呈面との圧接により押し潰されて、前記接触面から前記露呈面に向けてインクを染み出すことを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録システム。
【請求項７】
前記濾過用多孔質部材は、多数の小孔が網目状に配列された略平板形状のメッシュフイルタであり、前記小孔の径が５μｍ〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項８】
前記ケース内には、毛管力によってインクを吸収して保持し、前記記録ヘッドの内圧を負圧に維持するインク吸収体が収容されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のインクジェット記録システム。
【請求項９】
吐出方式の記録ヘッドとこの記録ヘッドへ通じるインク供給路を備えたインクジェット記録装置に着脱自在に装着され、前記記録ヘッドへ供給するインクを収納するケースと、前記インク供給路と接続され、前記ケース内のインクを取り出して前記インク供給路に送り出すインク取出口とを備えたインクカートリッジにおいて、
前記インク取出口から一面を外部に露呈した状態で配置され、前記装着時に、その露呈面が、前記インク供給路の端部に設けられ前記インク供給路内のインクを保持する保持用多孔質部材と圧接されるインク濾過用の濾過用多孔質部材と、前記インクジェット記録装置の一部を押圧することにより、前記装着時に前記インク供給路内のインクを加圧して前記保持用多孔質部材を通じて前記濾過用多孔質部材にインク送り込むための押圧部材とを備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１０】
吐出方式の記録ヘッドと、この記録ヘッドへ通じるインク供給路と、前記インク供給路が配置され前記記録ヘッドへ供給するインクカートリッジを着脱自在に装着する装着部とを備えたインクジェット記録装置において、
前記インク供給路の端部に設けられ、前記インク供給路内のインクを毛管力によって吸収して保持するとともに、前記装着時に前記インクカートリッジに形成されたインク取出口から露呈したインク濾過用の濾過用多孔質部材の露呈面と圧接する保持用多孔質部材を備えたインク保持部と、
前記装着時に、前記インクカートリッジに形成された押圧部材からの押圧を受けて、前記インク供給路内のインクを加圧して、前記保持用多孔質部材にインクを送り込む加圧部とを設け、
前記保持用多孔質部材と前記濾過用多孔質部材との界面を通じてインク供給路内のインクと前記インクカートリッジ内のインクとを繋げることを特徴とするインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−５０６６６（Ｐ２００７−５０６６６Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３８９２３（Ｐ２００５−２３８９２３）
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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