JP2003053993A

JP2003053993A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2003053993A
Application number: JP2001246240A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ohashi; 哲也大橋; Hidemiki Ogura; 英幹小倉; Nobuyuki Kuwabara; 伸行桑原; Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Hiroyuki Inoue; 博行井上; Naoji Otsuka; 尚次大塚; Masahito Yoshida; 正仁吉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-02-26
Also published as: US6712460B2; US20030052950A1

Abstract

(57)【要約】【課題】タンク内に混入した気体を容易に排出できる
ようにしたサブタンクを搭載するインクジェット記録ヘ
ッドを提供する。【解決手段】変形可能なフィルムシートにより形成さ
れる可動部、負圧を与えるバネ、インク供給と混入気体
を排出する供給排出通路を有し、間欠的にメインタンク
よりインク供給を受け、該インクを貯蔵するサブタンク
が搭載されるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記
供給排出通路は、前記可動部及び前記バネと干渉しない
位置、例えば、前記サブタンクのフレーム内に設けられ
る。また、前記供給排出通路は、前記サブタンク上方、
例えば、サブタンクの天井部に開口部が形成されている
ことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドのサブタンクに関し、より詳細には、サブタン
ク内に混入した気体を排出するための機構を備えたイン
クジェット記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】密閉型の液体収納容器においては、容器
内の液体に存在する溶存気体や、外部から収納容器部材
を介して透過する気体が、時間の経過とともに滞留す
る。収納容器内に混入した気体が増加すると、液体保持
に必要な容器内の負圧が解除される。特に、このような
密閉型の液体収納容器を備えるインクジェット記録ヘッ
ドにおいては、適正な液体の吐出が行えなくなったり、
ノズルからのボタ落ちなどが発生する。

【０００３】この問題の対策として、液体収納容器に使
用される部材の材料としてガス透過性の低い材料を採用
することで、極力混入気体を減少させるようにしている
が、混入気体はゼロにはなっていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の液体収納容器の
１つであるインクジェットカートリッジにおいては、液
体収納容器内の液体が無くなった時点で、カートリッジ
交換が行われるものが多く、大部分はこのカートリッジ
を交換することで上記問題に対応してきた。しかし、こ
の場合、収納容器内に液体を残したままカートリッジが
廃棄されることが要求され、容器及び液体の無駄が生じ
好ましくはない。また、繰り返し液体充填を行い使用す
るタイプのインクジェットカートリッジにおいては、上
記の通りでありこの問題は何等解決されていない。

【０００５】さらに、この問題の対策手段としては、定
期的に混入気体を外部に排出することが挙げられる。し
かしながら、従来の、液体をノズルから吸引する回復動
作を利用する場合においては、収納容器内の液体が排出
されるため、混入気体を効率的に排出することは不可能
であり、最終的には、収納容器内に気体だけが残されて
しまう。

【０００６】これを回避する手段としてノズルへのイン
ク流路とは別に外部に連通する流路を形成することも考
えられる。液体収納容器の底面に排出口を設けた場合、
液体充填を行う流路としては問題はないが、混入気体排
出時には従来の回復動作と同様に液体から排出され、混
入気体は排出されなくなってしまう。また、前記流路の
開口部が上面側にくるように煙突構成にしたとしても、
例えばシートなどからなる可動部をもつ収納容器におい
ては、形成する位置によって煙突が障害となってその可
動性が損なわれ、液体使用効率を阻害してしまう。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、容器内に混
入した気体を容易に排出できるようにした液体収納容器
を備えるインクジェット記録ヘッドを提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録ヘッドは、変形可能な
フィルムシートにより形成される可動部、負圧を与える
バネ、インク供給と混入気体を排出する供給排出通路を
有し、間欠的にメインタンクよりインク供給を受け、該
インクを貯蔵するサブタンクが搭載されるとともに、前
記供給排出通路が、前記可動部及び前記バネと干渉しな
い位置に設けられていることを特徴とする。

【０００９】前記サブタンクは、さらにフレームを有
し、前記供給排出通路は、該フレーム内に形成されてい
てもよい。

【００１０】前記供給排出通路は、前記サブタンク上方
に開口部が形成されていることが望ましく、さらに前記
サブタンクの天井部に開口部が形成されていてもよい。

【００１１】また、前記サブタンクの天井部は、前記供
給排出通路の開口部に向けて傾斜されていてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。（インクジェット記録装置の構成例）図１は、本発明に
係るサブタンクが適用されるインク間欠供給方式を有す
るインクジェット記録装置の全体構成を示す模式的平面
図である。

【００１３】図１の構成において、記録ヘッドユニット
１は、キャリッジ２に交換可能に搭載されている。記録
ヘッドユニット１は、記録ヘッド部及び第２インクタン
ク（以下「サブタンク」あるいは単に「インクタンク」
ともいう。）等を有し、また、ヘッド部を駆動してノズ
ルにインク吐出動作を行わせるための信号などを授受す
るためのコネクタが設けられている（不図示）。記録ヘ
ッドユニット１は、キャリッジ２に位置決めして交換可
能に搭載されており、キャリッジ２には、上記コネクタ
を介して各記録ヘッドユニット１に駆動信号等を伝達す
るためのコネクタホルダ（電気接続部）が設けられてい
る。

【００１４】キャリッジ２は、主走査方向に延在して装
置本体に設置されたガイドシャフト３に沿って往復移動
可能に案内支持されている。そして、キャリッジ２は主
走査モータ４によりモータプーリ５、従動プーリ６及び
タイミングベルト７等の伝動機構を介して駆動されると
ともに、その位置及び移動が制御される。また、キャリ
ッジ２には、例えば透過型フォトインタラプタ形態のホ
ームポジションセンサ１０が設けられる一方、キャリッ
ジのホームポジションに対応した装置の固定部位には透
過型フォトインタラプタの光軸を遮蔽可能に遮蔽板１１
が配設されている。これにより、キャリッジ２が移動し
てホームポジションセンサ１０が遮蔽板１１を通過した
際にホームポジションが検出され、その検出位置を基準
としたキャリッジ位置及び移動の制御が可能となる。

【００１５】記録用紙やプラスチック薄板等の記録媒体
８は、送給モータ１５によりギアを介してピックアップ
ローラ１３を回転させることにより、オートシートフィ
ーダ（ＡＳＦ）１４から一枚ずつ分離給紙される。さら
に、搬送ローラ９の回転により、記録ヘッドユニット１
の吐出口形成面と対向する位置（記録部）を通って搬送
（副走査）される。搬送ローラ９の駆動は、ラインフィ
ード（ＬＦ）モータ１６の回転を、ギアを介して伝達す
ることにより行われる。

【００１６】その際、給紙がなされたか否かの判定と給
紙時の頭出し（副走査方向における記録媒体上の記録開
始位置の確定）とは、記録媒体搬送経路上、記録位置よ
り上流側に配設された記録媒体有無検出用のペーパエン
ドセンサ１２の出力に基づいて行われる。また、ペーパ
ーエンドセンサ１２は、記録媒体８の後端を検出し、そ
の検出出力に基づいて副走査方向における記録媒体上の
最終記録位置を確定するためにも使用される。

【００１７】なお、記録媒体８は、被記録部において平
坦な被記録面を形成するように、その裏面をプラテン
（不図示）により支持されている。この場合、キャリッ
ジ２に搭載された記録ヘッドユニット１は、その吐出口
形成面がキャリッジ２から下方へ突出して、記録媒体８
と平行になるように保持されている。記録ヘッドユニッ
ト１は、例えば、熱エネルギを利用してインクを吐出す
る形態のインクジェット記録ヘッドユニットであって、
インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生するため
の電気熱変換体を備えたものである。すなわち、記録ヘ
ッドユニット１の記録ヘッドは、上記電気熱変換体によ
って印加される熱エネルギによるインクの膜沸騰により
生じる気泡の圧力を利用して、吐出口よりインクを吐出
して記録を行うものである。もちろん、圧電素子によっ
てインクを吐出するもの等、その他の方式のものであっ
てもよい。

【００１８】５０は、回復系機構であり、記録ヘッドユ
ニット１からインクを吸引回復させる動作や、記録ヘッ
ドの吐出口形成面を保護するために用いられるキャップ
部材を有する。キャップ部材は、不図示のモータにより
吐出口形成面に対し接合／離脱位置に設定可能であっ
て、接合状態において不図示の吸引ポンプ等によりキャ
ップ部材内部に負圧を生じさせることで、記録ヘッドの
吸引回復動作等が行われる。また、記録装置の非使用時
にもキャップ部材を接合状態としておくことで、記録ヘ
ッドの吐出口形成面を保護することができる。

【００１９】５１は、記録ヘッドユニット１に第１のイ
ンクタンク（以下「メインタンク」ともいう。）を連結
するための記録ヘッドユニット側のバルブユニットであ
る。５４はバルブユニット５１と対をなすインク供給側
のバルブユニットである。５２は、同様にエアポンプを
結合するための記録ヘッドユニット１側のバルブユニッ
トである。５３は、バルブユニット５２と対をなすエア
ポンプユニット側のバルブユニットである。

【００２０】これらのバルブユニット５１〜５４は、キ
ャリッジ２が主走査方向上の記録領域外側に位置するホ
ームポジションまたはその近傍の位置に設定され、対応
するバルブユニット同士が突き当たったときに連結し
て、バルブユニット間を通じたインクやエアの流れを許
容する形態のものである。また、キャリッジ２が当該位
置から記録領域方向へ離脱したときに対応するバルブユ
ニット同士の連結が解除されるが、当該連結の解除に伴
ってバルブユニット５１及び５４は、自動的に閉塞状態
となるものとする。これに対し、バルブユニット５２
は、常にオープン状態のものである。

【００２１】５５は、チューブ部材であり、メインタン
ク５７に結合され、バルブユニット５４までインクを供
給するためのものである。５６は、空圧回路用のチュー
ブ部材であり、加圧減圧用のポンプユニット５８に結合
されている。６２は、ポンプユニット５８の吸排気口で
ある。なお、これらのチューブ部材は、それぞれ一体に
構成されたものでなくてもよく、複数のチューブ要素を
つなぎあわせて構成されるものでもよい。

【００２２】（インクジェット記録装置の他の構成例）
図１の間欠供給系は、第２のインクタンクへのインク充
填を行う際にのみ上記バルブユニットの連結を行う一
方、記録動作中には第１及び第２インクタンク間のイン
ク供給系が空間的に切り離される形態のものである。こ
れに対し、そのような切り離しを行わずに、弁等によっ
てインク流路を遮断することによって、第１及び第２イ
ンクタンク間を流体的に絶縁するような構成を有する間
欠供給系を採用することもできる。

【００２３】図２は、常時接続しているチューブ機構を
用いる間欠供給系を適用したインクジェット記録装置を
模式的に示す。図２においては、図１と同様に構成でき
る部分であって本例の供給系の説明に関係のないものに
ついては、簡略化のために図示を省略している。

【００２４】図２において、７０は、一端が記録ヘッド
ユニットの第２のインクタンクに接続された空圧回路用
の可撓性チューブであり、その他端は、電磁バルブユニ
ット７２及び空圧回路用のチューブ部材５６を介して加
圧減圧用のポンプユニット５８に接続される。７１は、
一端が記録ヘッドユニットの第２のンクタンクに接続さ
れたインク供給用の可撓性チューブ部材であり、その他
端は、電磁バルブユニット７２及びインク供給用チュー
ブ部材５５を介して第１のインクタンク５７に接続され
る。

【００２５】すなわち、このように常時接続しているチ
ューブ機構を用いる場合にも、電磁バルブユニット７２
などの流路開閉手段を介挿し、これを第２のインクタン
クへのインク充填動作時及び記録動作時に適切に開閉制
御することによって、間欠供給系を構成することができ
るものである。

【００２６】（サブタンク及びその製造方法）ここで、
本発明の混入気体排出機構が適用されるサブタンク（第
２のインクタンク）及びその製造方法について図９〜１
６を用いて説明しておく。

【００２７】図９は、本発明により製造されるインクタ
ンク（サブタンク）１２７の斜視図であり、四角枠状の
フレーム１１５の上下の開口部に、上下のバネ・シート
ユニット１１４を取付けた密閉構造となっている。バネ
・シートユニット１１４は、後述するように、バネ１０
７と圧力板１０９から成るバネユニット１１２と、可撓
性のタンクシート（可撓性部材）１０６とによって構成
される。フレーム１１５には、インクタンク１２７の内
部に通じる第１インク供給口１２８と第２インク供給口
１２９が形成されている。

【００２８】図１０から図１４は、このようなインクタ
ンク１２７の製造方法を説明するための図である。

【００２９】まず、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、
可撓性のタンクシート１０６を凸型に成型する工程の説
明図である。

【００３０】タンクシート１０６の成形素材としてのシ
ート材料１０１は、原材料から大きなサイズのシート状
に成型されたものであり、このシート材料１０１は、イ
ンクタンク性能の重要なファクターを占める。このシー
ト材料１０１には、気体とインク成分の透過度が低く、
かつ可撓性をもちつつ繰り返し変形に対する耐久性が要
求される。その好適な材料としては、ＰＰ，ＰＥ，ＰＶ
ＤＣ，ＥＶＯＨ、ナイロン等であり、また複合材とし
て、アルミニウムやシリカを蒸着したものなどを用いる
ことができ、さらに、これらを積層化して用いても良
い。特に、耐薬品性に優れたＰＰやＰＥと、気体・水蒸
気遮断性能に優れたＰＶＤＣを積層して用いることによ
り、優れたインクタンク性能を発揮することができる。
また、このようなシート材料１０１の厚さは、柔軟性と
耐久性に鑑みて、１０μｍ〜１００μｍ程度が適する。

【００３１】このようなシート材料１０１は、図１０
（ａ）のように、凸形状部１０３、バキューム孔１０
４、および温度調整機構（図示せず）を有する成型金型
１０２を用いて凸型に成型する。すなわち、シート材料
１０１は、バキューム孔１０４に吸着され、成型金型１
０２からの熱により凸形状部１０３に沿う凸型に成型さ
れる。シート材料１０１は、図１０（ｂ）のように凸型
に成型されてから、図１０（ｃ）のように、タンクシー
ト１０６として所定のサイズに切り出される。そのサイ
ズは、次工程の製造装置に適したサイズであればよく、
インクを収容するインクタンク１２７の容積などに応じ
て設定することができる。

【００３２】図１１（ａ）は、インクタンク１２７の内
部を負圧にするために用いられるバネユニット１１２の
製造工程の説明図である。予め半円状に形成されたバネ
１０７をバネ受け治具１０８に取り付けて、その上か
ら、溶接電極１１１を用いたスポット溶接により圧力板
１０９を取り付ける。圧力板１０９には、熱接着材１１
０が付けられている。これらのバネ１０７と圧力板１０
９とによって、バネユニット１１２が構成される。

【００３３】図１１（ｂ）は、バネユニット１１２をタ
ンクシート１０６に取り付ける工程の説明図である。受
け治具(図示せず)の上に載置したタンクシート１０６の
内面に、バネユニット１１２を位置決めして配置する。
そして、ヒートヘッド１１３を用いて熱接着材１１０を
加熱することにより、バネユニット１１２とタンクシー
ト１０６とを接着して、バネ・シートユニット１１４を
構成する。

【００３４】図１２（ａ）は、バネ・シートユニット１
１４をフレーム１１５に溶着する工程の説明図である。
フレーム１１５は、フレーム受け治具１１６に固定され
る。フレーム１１５を取り囲むシート吸着治具１１７
は、フレーム１１５が位置決め配置された後、バネ・シ
ートユニット１１４をバキューム孔１１７Ａに吸着し
て、そのユニット１１４とフレーム１１５とを相対的に
位置ずれなく保持する。その後、ヒートヘッド１１８に
より、フレーム１１５の図中上側の周縁部と、バネ・シ
ートユニット１１４のタンクシート１０６と、の環状の
接合面同士を熱溶着する。シート吸着治具１１７が、フ
レーム１１５の図１２（ａ）中上側の周縁部と、バネ・
シートユニット１１４のタンクシート１０６の周縁部分
とを均一に対面させることにより、それらの接合面は、
極めて均一に熱溶着されてシールされることになる。ゆ
えに、シート吸着治具１１７は、均一なシール性を確保
すべく熱溶着する上において重要である。

【００３５】図１２（ｂ）は、カッター（図示せず）に
よって、フレーム１１５の外側にはみ出たタンクシート
１０６の部分を切り取る工程の説明図である。このよう
に、フレーム１１５からはみ出たタンクシート１０６の
部分を切り取ることにより、バネ・シート・フレームユ
ニット１１９が完成する。

【００３６】図１３および図１４（ａ），（ｂ）は、こ
のようなバネ・シート・フレームユニット１１９に、前
述した工程により制作した他のバネ・シートユニット１
１４を熱溶着する工程の説明図である。

【００３７】図１３のように、バネ・シート・フレーム
ユニット１１９は受け治具（図示せず）に取り付けら
れ、その受け治具と相対的に位置が規定された吸着治具
１２０によって、バネ・シート・フレームユニット１１
９の外周部が囲まれる。その受け治具は、バネ・シート
・フレームユニット１１９のタンクシート１０６におけ
る外面の平面部１０６Ａに面接触して、その平面部１０
６Ａを図１４（ａ），（ｂ）のように保持する。他のバ
ネ・シートユニット１１４は、そのタンクシート１０６
の外面の平面部１０６Ａが押さえ治具１２１によって吸
着保持され、この押さえ治具１２１が下降することによ
って、バネ・シートユニット１１４側のバネ１０７の先
端部１０７Ａ，１０７Ｂと、バネ・シート・フレームユ
ニット１１９側のバネ１０７の先端部１０７Ａ，１０７
Ｂとがほぼ同時に嵌合する。すなわち、バネ１０７の一
方の先端部１０７Ａは凸状、他方の先端部１０７Ｂは凹
状となっており、それぞれが自己アライメントにより嵌
まり込むようになっており、それらのバネ１０７は、一
対のバネ部材構成体として結合することにより１つのバ
ネ部材を構成する。

【００３８】さらに、押さえ治具１２１を下降させて、
図１４（ａ）のように、それら一対のバネ１０７を圧縮
させる。その際、押さえ治具１２１は、バネ・シートユ
ニット１１４における図１３中上側の平面部１０６Ａ、
つまり凸部に形成されたタンクシート１０６の上側のフ
ラット領域を幅広く押さえ込む。これにより、タンクシ
ート１０６の平面部１０６Ａの位置が規制され、下側の
ユニット１１９や治具１２０に対して、バネ・シートユ
ニット１１４が平行に保たれたまま接近する。したがっ
て、図１４（ｂ）のように、バネ・シートユニット１１
４のタンクシート１０６の周縁部分は、吸着治具１２０
の面に接して、バキューム孔１２０Ａに吸引保持される
共に、フレーム１１５の溶着面（同図中上側の接合面）
にも均一に対面することになる。そして、この状態にお
いて、ヒートヘッド１２２により、バネ・シート・フレ
ームユニット１１９のフレーム１１５の図中上側の周縁
部と、バネ・シートユニット１１４のタンクシート１０
６と、の環状の接合面同士を熱溶着する。

【００３９】このように、上側のユニット１１４のタン
クシート１０６の平面部１０６Ａと、下側のユニット１
１９のタンクシート１０６の平面部１０６Ａとの平行度
を維持しつつ、一対を成すバネ１０７を圧縮させること
により、それら一対のタンクシート１０６の平面部１０
６Ａの平行度が高いインクタンク１２７を安定的に大量
生産することができる。また、一対をなすバネ１０７
は、図１４（ａ），（ｂ）中において左右均一に圧縮変
形されるため、バネ・シートユニット１１４を傾けるよ
うな力を生じることがなく、一対のタンクシート１０６
の平面部１０６Ａの平行度が高いインクタンク１２７を
より安定的に生産することができる。さらに、インクタ
ンク１２７内の容積変化に伴なって、一対をなすバネ１
０７が図１４（ａ），（ｂ）中において左右均一に圧縮
変形されるため、一対のタンクシート１０６の平面部１
０６Ａは高い平行度を保ったまま対向間隔が変化するこ
とになり、この結果、インクを安定的に供給することが
できる。また、可撓性のタンクシート１０６の平面部１
０６Ａを斜めに傾けるような無理な力が作用しないた
め、インクタンク１２７のシール性、耐圧性、耐久性が
向上することになる。

【００４０】その後、フレーム１１５の外側にはみ出た
タンクシート１０６の部分を切り取ることによって、図
９のインクタンク１２７が完成する。インクタンク１２
７の内部は、第１インク供給口１２８と第２インク供給
口１２９によってのみ外部に連通する密閉構造となって
いる。

【００４１】図１５は、インクタンク（サブタンク）１
２７を記録ヘッドに取り付ける工程の説明図である。

【００４２】記録ヘッドを構成するヘッドチップ１３３
はインクタンク収容室１３０に取り付けられており、こ
のインクタンク収容室１３０内にインクタンク１２７が
複数個取り付けられる。インクタンク１２７は、インク
タンク取り付け部１３１に溶着や接着によって取り付け
られる。また、本例のインクタンク１２７は、インク供
給口１２８，１２９を下側にして取り付けられる。その
後、インクタンク収容室１３０の開口部に蓋１３２を溶
着や接着によって取り付けて、インクタンク収容室１３
０内を準密閉空間とする。これにより、インクタンクを
備えた記録ヘッドが構成される。ヘッドチップ１３３は
インクジェット記録ヘッドを構成するものであってもよ
く、そのインクジェット記録ヘッドとしては、例えば、
インク吐出口からインク滴を吐出するために電気熱変換
体を備えた構成を採用することができる。すなわち、そ
の電気熱変換体の発熱によりインクを膜沸騰させ、その
発泡エネルギーを利用してインク吐出口からインク滴を
吐出させる構成とすることができる。このようなインク
ジェット記録ヘッドとインクタンクとを結合することに
より、インクジェットカートリッジを構成することがで
きる。

【００４３】図１６は、インクタンクを備えた図７のイ
ンクタンク収容室１３０の断面図である。

【００４４】インクタンク１２７の内部にはインクの貯
蔵が可能であり、そのインクは、インクタンク１２７の
第１インク供給口１２８からフィルタ１３７を介して供
給路１３６へ供給され、さらにヘッドチップ１３３に供
給される。本例のヘッドチップ１３３は、インクジェッ
ト記録ヘッドを構成すべくヒータボード１３４が接着さ
れており、このヒータボード１３４には、インク吐出流
路とオリフィスが形成されていると共に、電気熱変換体
（ヒータ）が備えられており、インクタンク１２７から
供給されたインクの吐出が可能となっている。インクタ
ンク１２７内には、第２供給口１２９からインクを充填
することが可能である。すなわち、第２供給口１２９に
は、ジョイントシールプレート１３９によって、インク
漏れを防ぎかつインク充填を可能とするジョイントシー
ル１３８がタンク収納室１３０の下部の開口１４１をシ
ールするように固定されている。ジョイントシール１３
８は可撓性のゴム部材等により構成されており、このジ
ョイントシール１３８には、ニードル状の供給管を挿入
可能なスリット開口が設けられている。インクタンク１
２７内へのインク供給時には、そのニードル状の供給管
をジョイントシール１３８のスリット開口に挿入し、そ
の供給管を通して、インクタンク１２７内にインクを供
給する。インクタンク１２７内にインクを供給しない非
インク供給時には、そのスリット開口がジョイントシー
ル１３８の弾性によって閉じられているため、インクの
漏れは発生しない。１４０は、第２の供給口１２９に連
通する連通路であり、フレーム１１５の内側に予め貫通
形成しておくことができる。

【００４５】さらに、蓋１３２によって準密閉構造とさ
れたインクタンク収容室１３０は、小孔の連通口１４２
のみによって外部と連通している。この連通口１４２を
塞ぐことによりインクタンク収容室１３０内を大気から
遮断したり、この連通口１４２からインクタンク収容室
１３０内の空気を排出することによって、インクタンク
収容室１３０内を減圧して、インクタンク１２７内の負
圧を高めることが可能である。

【００４６】また、インクタンク収容室１３０内の減圧
と増圧を繰り返すことにより、第２インク供給口１２９
からインクタンク１２７内に、インクを自動的に吸引補
給することもできる。その際、インクタンク収容室１３
０内の圧力変化に応じて、バネ１０７が応答性よく弾性
変形するため、インクが頻繁に補給される小型のインク
タンクとして好適に用いることができる。

【００４７】対のバネ１０７の代わりに、それらを結合
したときと同様の形態を成す１つのバネを備えてもよ
い。その場合には、その１つのバネを対のタンクシート
１０６の一方に取り付けた上、そのタンクシート１０６
をフレーム１１５に結合させておいてから、その１つの
バネを圧縮させつつ、他方のタンクシート１０６をフレ
ーム１１５に結合させることもできる。その際、その１
つのバネを対のタンクシート１０６の一方に取り付け
ず、単に、対のタンクシート１０６の間にバネを挟むよ
うにしてもよい。

【００４８】また、対のタンクシート１０６は、少なく
とも一方が可撓性部材によって形成されていればよい。

【００４９】（実施例１）以下、本発明にかかるサブタ
ンクの構成につき、図３〜５を用いて説明する。

【００５０】本発明に係る混入気体排出機構は、上記製
造方法に従って製造されたサブタンクに適用されてい
る。また、本発明に係る混入気体排出機構は、インク供
給機構を兼ね備えている。

【００５１】図３には、本発明に係るインク供給・混入
気体排出機構の第１の実施例が適用されているサブタン
ク（上記製造方法においては、「インクタンク１２７」
に相当する。）の模式的断面図が示されており、（ａ）
は、サブタンクの水平断面図、（ｂ）は、サブタンクの
垂直断面図である。図４には、図３における供給排出通
路を示す模式的水平拡大断面図が、図５には、図３にお
ける供給排出通路を示す模式的垂直拡大断面図が示され
ている。

【００５２】図において、サブタンク２００は、上記の
ように、変形可能なフィルムシート２０１、フレーム２
０２、一対の圧力板２０３、２０４及びサブタンク２０
０に負圧を与える一対の板バネ２１０から形成されてい
る。図３（ａ）は、サブタンク２００内のインクが使用
され、該サブタンク２００が収縮した状態を示してお
り、同図に示される点線が該サブタンク２００の満タン
時を示している。このサブタンク２００が、不図示のイ
ンクジェット記録ヘッドのインクタンク収容室内に、上
記フィルムシート２０１、一対の圧力板２０３、２０４
及び一対の板バネ２１０で形成される可動部が概略イン
クタンク収容室の底壁と平行になるように（言い換えれ
ば、フレーム２０２がインクタンク収容室の底壁と垂直
をなすように）複数配置されている。

【００５３】２０５は、供給排出通路であり、インク供
給機構としてサブタンクへインクを供給するとともに、
混入気体排出機構としてサブタンク内に混入した気体を
排出するための兼用通路である。供給排出通路２０５
は、図３（ｂ）及び図５に示されているように、サブタ
ンクの側部を構成するフレーム２０２の垂直フレーム２
２１中を垂直方向に延びるように形成され、サブタンク
２００の上方に開口部２０５Ａが設けられている。この
ように、サブタンク２００の上方に、供給排出通路２０
５の開口部２０５Ａが形成されることにより、サブタン
ク上方に滞留する（集積する）混入気体を効率よく排出
することができる。

【００５４】また、該供給排出通路２０５は、サブタン
クを構成する前記可動部と干渉しない位置、すなわち、
サブタンク内のデッドスペース、に設けられていること
が好ましい。該供給排出通路２０５をこのような位置に
設けることにより、前記可動部の動きが阻害されること
がなく、サブタンク内のインクの使用効率を下げること
もない。さらに、本実施例のように供給排出通路２０５
をフレーム２０２中に設けることにより、サブタンク２
００のインク容量を最大限にとることが可能となる。ま
た、供給排出通路２０５は、垂直フレーム２２１とは離
れた位置であって、サブタンク２００のデッドスペース
に設けられた垂直管として形成されてもよい。

【００５５】なお、２０６は、供給排出通路２０５に沿
って形成される溝であり、必要に応じて適宜の数設けら
れる（図では４本）。２０７は、供給排出通路２０５内
に挿入されるインク供給・混入気体排気用ニードルであ
って、該ニードル２０７は、その先端部に開口部２１２
を有する。２０９は、サブタンク２００をインクジェッ
ト記録ヘッドのインクタンク収容室底壁に位置決め固定
するために、下部フレーム２２３に一体的に取り付けら
れている台座であり、２０８は、サブタンク２００の底
部を構成する下部フレーム２２３及び前記台座２０９
に、サブタンク内のインクを記録ヘッド（不図示）に供
給するために設けられているインク供給口である。

【００５６】以上のような構成を有するサブタンク２０
０において、そのインク供給及び混入気体排出動作に関
し図３を用いて説明する。

【００５７】供給排出通路２０５にインク供給・混入気
体排気用ニードル２０７が挿入される（図１において、
記録ヘッドユニット側バルブユニット５１とインク供給
側バルブユニット５４とが接続される。すなわち、サブ
タンク２００とメインタンク５７とが連結状態にな
る。）と、図３に示されるように、供給排出通路２０５
内に蓄積されているインク固着物や増粘インク２１３
が、該供給排出通路２０５の開口部２０５Ａを通ってサ
ブタンク２００内に排出される。このことは、ニードル
２０７の挿入動作が供給排出通路２０５の洗浄効果を有
していることを示している。なお、サブタンク２００内
に排出された固着物２１３などは、記録ヘッドユニット
１の回復動作時に、該記録ヘッドユニット１を介してタ
ンク外部に排出される。

【００５８】一方、エアポンプをインクタンク収容室に
結合するための記録ヘッド側バルブユニット５２とエア
ポンプ側バルブユニット５３も同時に接続されている。

【００５９】この状態で、エアポンプ５８によりインク
タンク収容室内から空気を吸引して該収容室内を負圧に
すれば、サブタンク２００は膨張し、それによって該サ
ブタンク２００内の負圧値が大きくなり、結果として、
該サブタンク２００内にメインタンク５７からインクが
供給される。逆に、エアポンプ５８によりインクタンク
収容室内に空気を供給して該収容室内を加圧すれば、サ
ブタンク２００は収縮し、サブタンク２００内に滞留し
ている気体は、サブタンク２００内のインクとともにメ
インタンク５７へ排出することができる。メインタンク
５７内に排出された気体は、該メインタンク５７が大気
開放になっているので、大気中に逃がすことができると
ともに、送り返されてきた（排出されてきた）インクは
再利用することができる。

【００６０】ところで、インク供給・混入気体排気用ニ
ードル２０７の内径は、インク供給排出時の流路圧力損
失を下げるため極力大きく取ることが好ましい。このと
き供給排出通路２０５とニードル２０７外径とのクリア
ランスが小さくなりニードル２０７の開口部２１２にお
ける圧力損失が大きくなってしまう。これを回避するた
め、本実施例においては、供給排出通路２０５の形状
を、図４に示されるような溝２０６を有する構成として
いる。これにより供給排出通路２０５とニードル開口部
２１２との間にはクリアランスが形成され、インクの流
れを阻害することがない。

【００６１】なお、本実施例では、溝２０６を４本設け
ているがこれに限られるものではない。さらに、供給排
出通路２０５の形状については更に、水平断面楕円形状
としたり、本実施例のような直線上の溝２０６に代えて
螺旋状の溝部を形成することにおいても同様の効果が得
られる。

【００６２】（他の実施例）図６には、本発明の第２の
実施例が示されている。本実施例は、上記実施例１と供
給排出通路５の上方開口部の開口位置が異なる。すなわ
ち、本実施例では、図６に示されるように、供給排出通
路２０５が、フレーム２０２の垂直フレーム２２１を貫
通し、上部水平フレーム２２２に形成された水平通路２
１５を介してサブタンク２００の天井に開口部２０５Ａ
を形成している。サブタンク２００内に混入した気体２
１６は、上記したように上方（反重力方向）に集積され
るから、該混入気体２１６を供給排出通路２０５の開口
部２０５Ａを介して排出する際、サブタンク２００内の
インク２１７の液位に関係なく、上方に集積された混入
気体を、上記実施例１に比べてさらに効率よく排出する
ことができる。

【００６３】本実施例の場合、上部水平フレーム２２２
の型構造や加工の関係から水平通路２１５は、上部水平
フレーム２２２の上面を開口して形成される。したがっ
て、水平通路２１５を構成するため、上面開口は、図６
（ａ）に示されるように、シール材２１４で例えば熱溶
着により封鎖（シール）される必要がある。また、図６
（ｂ）に示されるように、該シール材として、サブタン
ク２００を構成するフィルムシート２０１を延長して利
用してもよい。

【００６４】この実施例の変形として、本実施例のよう
に供給排出通路２０５をタンク下部から立ち上げて、供
給排出通路のもう一方の開口部（インク供給側であるメ
インタンクに連結される側の開口部）２０５Ｂをタンク
下部に形成することなく、上部水平フレーム２２２に形
成された水平通路２１５をそのまま水平方向に延ばして
前記ニードル２０７が水平方向に挿入されるように、サ
ブタンク側部に開口部２０５Ｂを形成したり、供給排出
通路２０５を水平方向に上部水平フレーム２２２下面
（サブタンク天井面）に沿ってその下方に形成し、もう
一方の開口部２０５Ｂを同じくサブタンク側部に開口部
２０５Ｂを形成してもよい。

【００６５】図７、８には、さらに効率よく混入気体２
１６を排出することができるようにした第３、４の実施
例が示されている。

【００６６】図７は、インク収納容器であるサブタンク
２００の上面（天井面）にスロープ２１８を形成したも
のである。すなわち、サブタンク２００を構成するフレ
ーム２０２の上部水平フレーム２２２の下面を、供給排
出通路２０５の開口に向けて傾斜面が上昇するように、
形成している。このように構成することにより、混入気
体２１６は、供給排出通路２０５の開口部２０５Ａ近傍
に集積されることになるので、該混入気体２１６の排出
が容易にかつ効率よく排出することが可能となる。図７
の実施例ではサブタンク天井面にスロープ２１８を設け
るために、サブタンク内の容積が若干減少する。これを
解決しつつ同様の効果を得る手段として、図８に示され
るように、サブタンクをインクタンク収納室に傾斜して
設置するか、又は、前記複数のサブタンクを収納してい
るインクタンク収納室を記録ヘッドに対して傾斜して設
置してもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録ヘッドは、変形可能なフィルムシートにより
形成される可動部、負圧を与えるバネ、インクを供給
し、混入気体を排出する供給排出通路を有し、間欠的に
メインタンクよりインク供給を受け、該インクを貯蔵す
るサブタンクを有し、該サブタンクの前記供給排出通路
が前記可動部及び前記バネと干渉しない位置に設けられ
るように構成されているので、インクを殆どすべて使用
しきるまでサブタンクを収縮させることができ、それに
よって、インク使用効率が高められ、メインタンクから
のインク供給頻度を少なくすることができる。

【００６８】さらに、前記供給排出通路を、前記サブタ
ンクのフレーム内に形成するようにしたので、サブタン
クの液体（インク）収容容積を大きくすることができる
とともに、該サブタンクの製造が容易である。

【００６９】また、前記供給排出通路をサブタンク上方
さらには最上部である天井部に開口させるようにしたの
で、簡単な構造にもかかわらず、インク供給に支障をき
たすことなく、サブタンク内に混入した気体を容易に且
つ効率的に排出することができる。加えて天井部下面を
傾斜させることにより混入気体の排出がより一層容易且
つ効率的になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサブタンクが適用されるインク間
欠供給方式を有するインクジェット記録装置の全体構成
を示す模式的平面図である。

【図２】常時接続しているチューブ機構を用いる間欠供
給系を適用したインクジェット記録装置を模式的に示す
図である。

【図３】本発明の第１の実施例としてのインク供給・混
入気体排出機構が適用されているサブタンクの模式的断
面図を示しており、（ａ）は、サブタンクの水平断面
図、（ｂ）は、サブタンクの垂直断面図である。

【図４】図３における供給排出通路を示す模式的水平拡
大断面図である。

【図５】図３における供給排出通路を示す模式的垂直拡
大断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例としてのインク供給・混
入気体排出機構が適用されているサブタンクの模式的断
面図を示しており、（ａ）は、サブタンクの垂直断面
図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例としてのインク供給・混
入気体排出機構が適用されているサブタンクの模式的断
面図である。

【図８】本発明の第４の実施例としてのインク供給・混
入気体排出機構が適用されているサブタンクの模式的断
面図である。

【図９】本発明に係るインクタンク（サブタンク）の斜
視図である。

【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図９のインクタ
ンクにおけるタンクシートの成型工程の説明図である。

【図１１】（ａ）は、図９のインクタンクにおけるバネ
ユニットの製造工程の説明図、（ｂ）は、図９のインク
タンクにおけるバネ・シートユニットの製造工程の説明
図である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は、図９のインクタンクにお
けるバネ・シート・フレームユニットの製造工程の説明
図である。

【図１３】図９のインクタンクにおけるバネ・シートユ
ニットとバネ・シート・フレームユニットの結合工程の
説明図である。

【図１４】（ａ），（ｂ）は、図１３の結合工程におけ
る要部の断面図である。

【図１５】図９のインクタンクの取り付け工程の説明図
である。

【図１６】図１５のインクタンクの取り付け状態におけ
る要部の断面図である。

【符号の説明】

１記録ヘッドユニット２キャリッジ３ガイドシャフト４主走査モータ５モータプーリ６従動プーリ７タイミングベルト８記録媒体９搬送ローラ１０ホームポジションセンサ１１遮蔽板１２ペーパエンドセンサ１３ピックアップローラ１４オートシートフィーダ１５送給モータ１６ラインフィードモータ５０回復系機構５１記録ヘッドユニット側のインクタンク連結
用バルブユニット５２記録ヘッドユニット側のエアポンプ連結用
バルブユニット５３エアポンプユニット側のエアポンプ連結用
バルブユニット５４インク供給側のインクタンク連結用バルブ
ユニット５５インク供給用チューブ部材５６空圧回路用チューブ部材５７メインタンク（第１のインクタンク）５８ポンプユニット７０空圧回路用可撓性チューブ７１インク供給用可撓性チューブ７２電磁バルブユニット１０６タンクシート（可撓性部材）１０６Ａ平面部１０７バネ１０７Ａ，１０７Ｂ先端部１０９圧力板１１０熱接着材１１２バネユニット１１４バネ・シートユニット１１５フレーム１１９バネ・シート・フレームユニット１２１押さえ治具１２２ヒートヘッド１２７インクタンク１２８第１インク供給口１２９第２インク供給口１３０インク収容室１３３ヘッドチップ２００サブタンク（第２のインクタンク）２０１フィルムシート２０２フレーム２０３圧力板２０４圧力板２０５供給排出通路（第２インク供給口）２０５Ａ（供給排出通路の）開口部２０５Ｂ（供給排出通路の）もう一方の開口部２０６溝２０７インク供給・混入気体排出用ニードル２０８インク供給口２０９台座２１０一対の板バネ２１２（インク供給・混入気体排出用ニードル
の）開口部２１３インク固着物２１４シール材２１５水平通路２１６混入気体２１７インク２２１垂直フレーム２２２上部水平フレーム２２３下部フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑原伸行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者石永博之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上博行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大塚尚次東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者吉田正仁東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA26 KB37 KC14 KC18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変形可能なフィルムシートにより形成さ
れる可動部、負圧を与えるバネ、インク供給と混入気体
を排出する供給排出通路を有し、間欠的にメインタンク
よりインク供給を受け、該インクを貯蔵するサブタンク
が搭載されるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記供給排出通路は、前記可動部及び前記バネと干渉し
ない位置に設けられてい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】前記サブタンクは、さらにフレームを有
し、前記供給排出通路は、該フレームと一体的に形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ット記録ヘッド。
【請求項３】前記供給排出通路は、前記サブタンク上
方に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】前記供給排出通路は、前記サブタンクの
天井部に開口部が形成されていることを特徴とする請求
項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】前記供給排出通路の、サブタンク天井部
に形成される通路部分は、前記サブタンク可動部を形成
するフィルムシートによりシールされていることを特徴
とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】前記サブタンクの天井部は、前記供給排
出通路の開口部に向けて傾斜されていることを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記
録ヘッド。