JP3226803B2

JP3226803B2 - インクを注入させるインク吸収体、該吸収体を用いたインクタンク、インクジェットカートリッジ、インクジェット記録装置及びインクタンクの製造方法

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Publication number: JP3226803B2
Application number: JP28087996A
Authority: JP
Inventors: 肇山本; 英一郎清水; 圭介松尾; 淳日南; 輝雄荒島; 亘高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2001-11-05
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: EP0771662B1; EP0771662A3; CN1138639C; DE69626082T2; KR19980031937A; KR100235891B1; JPH09183231A; ES2188709T3; EP0771662A2; US6234618B1; CN1537723A; AU702828B2; DE69626082D1; ATE232166T1; AU7056696A; CN1153708A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを注入され
るインク吸収体、このインク吸収体を含み必要に応じて
供給口から液体を供給することに用いられるインクタン
ク、及びインクタンクの製造方法ならびにインクジェッ
ト記録ヘッドを含むインクジェットカートリッジ及びイ
ンクジェット記録装置に関する。

【０００２】尚、本発明において記録とは、布やプラス
チックなどへのプリントをも含む言葉として用いる。

【０００３】

【従来の技術】インクジェット記録装置に用いられるイ
ンクタンク（記録ヘッドと一体化されたインクジェット
カートリッジ形態におけるインクタンク部分も含む）に
は、記録手段であるインクジェット記録ヘッドに対する
インク供給性を良好にするために、インクタンク内に貯
留されるインクの圧力を大気圧に対して負になるように
調整する手段が設けられているのが一般的である。

【０００４】このような圧力（以下、負圧と称する）の
発生手段として、ウレタンスポンジなどからなるインク
吸収体が用いられることが多いが、近年ではインク吸収
体に繊維（方向性を有する繊維束、フエルト等を含む）
を利用する方法が用いられるようになってきている。

【０００５】例えば、特開平６−１５８３９号公報や、
特開平６−２５５１２１号公報は、フエルトからなるイ
ンク保持体を用いた形態を開示している。また、本出願
人は、特開平８−２０１１５号公報において、繊維体を
収納した領域を少なくともインク供給側に備えるインク
タンクであって、前記繊維体は弾性的に曲がる範囲内で
変形されており、複数の交差を異なる方向に形成せしめ
られ前記領域に充填されていることを特徴とするインク
タンクを提案している。

【０００６】一方、これらのインク吸収体に注入される
インクについて考慮すると、近年、ユーザの普通紙への
より鮮明なカラー出力や、ポストカードにおける耐水性
向上などの要求に対応するためのインクが開発されてい
る。

【０００７】例えば、普通紙にカラー記録を行う際にブ
リードと呼ばれる境界にじみを押さえるために、インク
に先立って記録紙上の所定の記録位置に前処理液を吐出
し、その後アニオン系の染料を有する超浸透系インクを
記録紙上に吐出し、前処理液と反応させて不溶化させる
ことが行われている。このようにインクを改良すること
で前記要求に対処する場合には、インク中に存在する成
分について最適な物性を規定することが求められてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、繊維をイ
ンク吸収体として利用する場合には、従来用いられてい
るポリウレタンスポンジなどの発泡体をインク吸収体と
して利用する方法に比べ、インク収容効率、及びインク
との接触下における化学的安定性に優れている。これ
は、インク吸収体のインクタンクの内容積に占める真の
容積が少ないこと、インク吸収体自体がインクに対して
反応性を示さないためである。

【０００９】特に繊維として低コストで耐酸性、耐アル
カリ性、耐溶剤性に優れるポリオレフィン系の樹脂を原
料にする場合には、インクに対する化学的安定性が優れ
ているために、インク吸収体はインクに対して負活性で
あることが前提となっていた。

【００１０】しかし、本発明者らの研究の結果、前述の
アニオン系の染料を有するインクをインクタンクに収容
し、６０℃にて長期保存しておいたところ、印字品質が
大きく変化している現象が見いだされる場合があること
が判明した。インク物性値を確認したところ、インクタ
ンクに収容したインクの初期物性に対し、粘度が上昇
し、表面張力が減少していることがわかった。

【００１１】また、上記の吸収体をインク注入前に純水
にて洗浄した後、同様の条件下で長期保存を行ったとこ
ろ、吸収体を洗浄しない場合と比べ、印字品質に差違が
見られた。

【００１２】こうした実験より、本発明者らはインク吸
収体にインクの物性を変化させる物質が付着している可
能性があるとの結論を得るとともに、さらに一歩進ん
で、従来考えられなかった全く新しい着想を得るに至っ
た。この着想とは、すなわち、上述の物質を積極的に利
用することでインク吸収体に、インク注入前にはインク
注入に最適な、インク注入後はインクに対して安定性の
ある、インクジェット用インクタンクに用いられるイン
ク吸収体として最適な性能を与えるものである。

【００１３】そして、この新規な着想の観点から、再度
インク吸収体の製造工程を素材となるその繊維の製造工
程を含めて見直したところ、フエルトや繊維束など使用
する繊維の形態に関わらず繊維に付着される油剤に着目
するに至った。油剤は繊維の用途毎にそれぞれ対応する
種類が用いられ、繊維に対する付着重量も油剤の乾燥後
の重量で繊維重量に対する比が０．５〜２重量％程度と
様々であるが、化学的な組成として界面活性剤が用いら
れていることが多い。

【００１４】本発明者らは、この油剤、及び成分中の界
面活性剤に着目することで、これらを利用し上記の着想
を容易に実現する画期的な方法を発明するに至った。

【００１５】本発明は上述の新規な知見に基づきなされ
たものであり、繊維を利用し種々の物性のインクを使用
可能なインクを注入されるインク吸収体、該吸収体を使
用したインクタンク及びインクジェットカートリッジ、
これらを搭載するインクジェット記録装置及びインクタ
ンクの製造方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、インクジェット用インクタンクに充填され注入さ
れるインクを繊維間における毛細管力により保持するイ
ンク吸収体において、前記繊維のインク充填前における
表面に、前記インク重量に対し０．００２〜０．２重量
％の範囲内で界面活性剤を付着したことを特徴とするこ
とで、上述の目的を達成する、インクジェット記録装置
用として最適なインクを注入させるインク吸収体を提供
するものである。

【００１７】本発明の他の形態によるインク吸収体は、
インクジェット用インクタンクに充填され注入されるイ
ンクを繊維間における毛細管力により保持するインク吸
収体において、前記繊維のインク充填前における表面
に、前記繊維重量の０．０１〜０．５重量％の範囲内で
界面活性剤を付着したことを特徴とすることで、上述の
目的を達成する、インクジェット記録装置用として最適
なインクを注入されるインク吸収体を提供するものであ
る。

【００１８】本発明のさらに他の形態によるインク吸収
体は、インクジェット用インクタンクに充填され注入さ
れるインクを繊維間における毛細管力により保持するイ
ンク吸収体において、前記インク吸収体はカチオン性物
質あるいはアニオン性物質のいずれかを含むインクを保
持するとともに、前記繊維の表面にノニオン系界面活性
剤を付着したことを特徴とすることで、繊維を利用しカ
チオン性物質あるいはアニオン性物質のいずれかを含む
インクを注入されるインク吸収体を提供するものであ
る。

【００１９】本発明のインクタンクは、注入されるイン
クを繊維間における毛細管力により保持するインク吸収
体と、該インク吸収体を収容し大気連通部を有する筐体
と、を備えるインクタンクであって、前記繊維のインク
充填前における表面に、前記インク重量に対し０．００
２〜０．２重量％の範囲内で界面活性剤を付着したこと
を特徴とすることで、上述の目的を達成する、インクジ
ェット記録装置用として最適なインクタンクを提供す
る。

【００２０】本発明の他の形態によるインクタンクは、
注入されるインクを繊維間における毛細管力により保持
するインク吸収体と、該吸収体を収容し大気連通部を有
する筐体と、を備えるインクタンクであって、前記イン
ク吸収体はカチオン性物質あるいはアニオン性物質のい
ずれかを含むインクを保持するとともに、前記繊維の表
面にノニオン系の界面活性剤を付着したことを特徴とす
ることで、繊維を利用しカチオン性物質あるいはアニオ
ン性物質のいずれかを含むインクを使用可能なインクタ
ンクを提供するものである。

【００２１】さらに本発明では、これらのインクタンク
を用いるインクジェットカートリッジ、インクジェット
記録装置を提供する。

【００２２】また、本発明のインクタンクの製造方法
は、注入されるインクを繊維間における毛細管力により
保持するインク吸収体と、該吸収体を収容し大気連通部
を有する筐体と、を備えるインクタンクの製造方法であ
って、前記繊維のインク充填前における表面に、前記繊
維重量の０．０１〜０．５重量％の範囲内で界面活性剤
を付着したインク吸収体を用意する工程と、筐体を用意
する工程と、該筐体に前記インク吸収体を挿入する工程
と、前記インク吸収体にインクを注入する工程と、を有
することを特徴とすることで、上述のインクタンクを提
供することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態例を説明する。

【００２４】本発明のインクタンクの実施の形態として
は、図１および図１０（ｂ）に示したインク容器内部が
一室である構成であってもよく、図３に示したインク容
器内部が二室に分割された構成であってもよく、図１０
（ａ）に示すようにインク容器内部が色の種類ごとに分
割され、分割された複数室が一体となる構成であっても
よく、また、図９に示すように複数に分割された室のう
ち一室のみにインク吸収体としての繊維体を収容した構
成であってもよく、インクジェット記録ヘッドへのイン
ク供給口を備えた室内に繊維体を収容し、かつ、該室と
他の単数または複数の室とは連通する構成であってもよ
い。また、これらは単に例示であって、これらの例示に
は限定されない。

【００２５】本発明のインクジェットカートリッジの実
施の形態としては、図１０（ｃ）に示すようにインクタ
ンクとインクジェット記録ヘッドとが相互に独立し、必
要に応じて着脱自在である構成であってもよく、また図
３に示すように、インクタンクとインクジェット記録ヘ
ッドとが一体となる構成であってもよい。

【００２６】本発明のインクジェット記録装置の実施の
形態としては、図１１に示すように、上述のインクタン
クを色の種類ごとに複数搭載可能なキャリッジを備えた
構成であってもよい。

【００２７】（実施形態例１）図１に本発明の適用され
るインクタンクの斜視図を示す。

【００２８】図１は先に本出願人が提案したインクタン
ク（特開平８−２０１１５号公報参照）であり、インク
タンク１のインク容器１１には、その内部空間と大気と
を連通する穴７が設けられると共に、インクジェット記
録ヘッド部１２のインク供給管１４とジョイントするイ
ンク供給口８が設けられている。インク容器１１及び蓋
２で囲まれる領域の内部にはインクを毛管力で保持する
ことが可能なインク吸収体としての繊維Ｆが充填されて
いる。

【００２９】上述の構成のインクタンクにおいて、油剤
中の界面活性剤の影響を確認するため、本発明者らは界
面活性剤などが処方されていない以下に示すジエチレン
グリコール（ＤＥＧ）系のインク（１）でインクに対す
る繊維に付着した界面活性剤の量に関する実験を行っ
た。

【００３０】インク（１）組成染料（Ｃ．Ｅ．ＦＢ２）２％（重量％）ＤＥＧ１５％エタノール５％純水７８％繊維Ｆを完全に洗浄した後、インク（１）組成に示され
るインクを繊維Ｆに吸収させる前に、繊維Ｆに対し希釈
した界面活性剤を付着させて、乾燥後の付着重量が注入
されるインク重量１に対し０．０５〜１重量％の界面活
性剤を付着させた。インクを注入後、記録ヘッド部１２
から印字品質について、定着性とにじみを調べたとこ
ろ、表１に示す結果を得た。表１において、定着性、及
びにじみは１（ＮＧ）〜５（良好）の五段階で評価され
ており、双方とも４以上ならば印字品質は優れている。

【００３１】

【表１】

【００３２】上述の実験のもとに、さらに０．２％〜
０．２５の範囲について調べたところ、定着性及びにじ
みに関して印字特性に問題がなく、さらに６０℃等の高
温保存試験でも問題とならない界面活性剤の添加量の上
限としては０．２％が好適であることが判明した。

【００３３】さらに、インクの特性という観点のみ考慮
した場合には下限は存在しないが、インク吸収体に対す
る前処理という観点からは、界面活性剤が完全に除去さ
れている場合に比較して、インクタンクの製造工程及び
インクの注入工程において、以下に示す利点が見出され
た。

【００３４】図２（ａ）〜（ｅ）は、図１に示すインク
タンクの製造方法の一例についてその手順を示す説明図
である。

【００３５】図２（ａ）〜（ｅ）を用いて製造方法を簡
単に説明すると、まず、図２（ａ）に示すように、イン
ク容器１１に挿入可能なガイド体１５を用意する。この
ガイド体１５は両端に開口部を有する筒状の部材であ
り、その両端間の距離はインク容器１１の深さより長い
ものである。このガイド体１５内に繊維Ｆをガイド体１
５の内面に対し固定化せずに収容する。次に、図２
（ｂ）に示すようにインク容器１１の開口部からガイド
体１５を挿入し、このガイド体１５の下側部分を容器内
に配置する。この後、図２（ｃ）に示すようにガイド部
材１５内に上側開口部から挿入した押圧部材１６により
繊維Ｆを下方に押して、容器１１内に収容可能な大きさ
まで圧縮する。この時、インク供給口８から繊維が出る
ことのないよう、インク供給口８は必要に応じ不図示の
密閉手段により密閉しておく。圧縮終了後、図２（ｄ）
に示すように、押圧部材１６及びガイド体１５を取り外
したのち、図２（ｅ）に示す蓋部材２を取り付けること
でインクタンクは完成する。

【００３６】このようなインクタンクの製造工程におい
て、繊維Ｆの表面に界面活性剤を付着することにより、
繊維表面に潤滑性が生じるため、ガイド体１５やインク
容器１１への繊維の挿入及びガイド体の取り外しを極め
てスムーズに行うことができる。また、圧縮される工程
においては、繊維同士が静電気の影響を受けず、滑りな
がら圧縮されるため、予期せぬ密度の偏在のない、イン
クジェット用として理想的なインク吸収体を有するイン
クタンクを提供することができる。

【００３７】なお、上述の製造工程のようなガイドがな
く、繊維塊を直接筐体にその開口部から収納し、開口部
を蓋部材で塞ぐような場合でも、同様の効果を有する。

【００３８】また、図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）
〜（ｄ）はインクの注入工程に関する説明図である。

【００３９】まず、従来のウレタンスポンジにおけるイ
ンク注入工程と、インク吸収体へのインクの浸透の様子
について図６（ａ）〜（ｄ）を用いて簡単に説明する。

【００４０】図６（ａ）において、インク容器６１に設
けられたインク注入孔７０から、インク注入針６２を、
その先端がインク供給口６８付近となるようにインク吸
収体６４に挿入する。インク供給口６８及び大気連通口
６７及びインク注入孔７０をシール部材６３ａ，６３
ｂ，６３ｃで密閉し、インク容器６１内部を減圧状態に
した後、インク注入針６２からインクを注入する。注入
されたインク６６は、徐々にインク吸収体６４中に吸収
されていくが、インク吸収体６４自体の濡れ性が悪いた
めに、図６（ｂ）に示すようにインク容器６１の内部に
設けられた通気リブ（不図示）による空間６５を通るよ
うになる。この空間６５にインクが流れるようになる
と、図６（ｃ）に示すようにインクはインク吸収体６４
より空間６５に流れるようになり、最悪の場合、図６
（ｄ）に示すようにインク注入を終らせた時に、インク
吸収体６４において一度もインクが浸透していない領域
６９が形成されたり、インクが浸透している領域６６に
おいても微小気泡Ｂが取り残される場合もある。

【００４１】これらは疎水性の繊維を用いたインク吸収
体を完全に洗浄した場合でも同様であり、通常、上述の
問題を避けるために様々な工夫がなされているが、その
分、製造工程が複雑なものとなっている。

【００４２】一方、界面活性剤を付着させた場合の、イ
ンク注入工程におけるインク吸収体へのインクの浸透の
様子を図７（ａ）〜（ｄ）に示す。

【００４３】図７（ａ）に示すようにインク注入針６２
から注入されたインクは、それ自体が疎水性の材質であ
っても、表面に界面活性剤が付着していることにより親
水性を有する。このため、図７（ｂ），（ｃ）に示すよ
うにインクは空間６５へ流れることなくインク吸収体に
確実に浸透する。この結果、図７（ｄ）に示すように、
インク注入が終了した段階では、インク吸収体７４のす
べての領域にインクを保持することが可能となり、ま
た、インクが浸透している領域７６中において、微小気
泡が取り残される怖れもない。

【００４４】上述のインク注入工程は減圧注入によって
行ったが、本発明のインク吸収体を用いれば大気圧下に
おける加圧注入によってもインク吸収体に確実にインク
を注入することができ、より一層製造方法を簡略化する
ことが可能となる。

【００４５】以上の本発明における効果を得るために
は、インク吸収体として用いられる繊維に界面活性剤が
付着していることが求められる。本発明者らの実験の結
果、インクの吸収体に対する界面活性剤の付着量が、イ
ンク吸収体重量に対して少なくとも０．０２％以上あれ
ば、上述の効果を有することが確認された。

【００４６】繊維を利用したインク吸収体の繊維径や形
態、大きさなどにもよるが、インク吸収体の繊維重量と
インク吸収体に収容されるインク量との関係がおよそ３
〜１０倍程度の関係において性能を維持できるという関
係があるため、注入されるインク量に対して、界面活性
剤が０．００２重量％増加する程度の界面活性剤が付着
していれば上記の本発明の効果が期待できる。

【００４７】これらの実験結果より、インク吸収体にあ
らかじめ付着させておく界面活性剤の量としては、イン
クに対し０．００２％〜０．２重量％の範囲内、ないし
はインク吸収体の繊維重量に対して０．０１％〜０．５
％の割合が好適であることが判明した。

【００４８】インクタンクへの挿入及びインク注入前の
インク吸収体に上述の量の界面活性剤を付着させるにあ
たっては、繊維を完全に洗浄した後、必要な量の界面活
性剤を付着させてもよいが、繊維の製造工程を利用する
ことで界面活性剤の付着を実現できる場合がある。

【００４９】そこで、繊維の製造工程を利用する方法に
ついて図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）を用
いて説明する。

【００５０】インク吸収体に用いられる繊維としては合
成繊維を用いるものが多いが、合成繊維は大きく分ける
とフィラメント（長繊維）とステープル（短繊維）に分
類される。図４（ａ）及び（ｂ）はフィラメント、図５
（ａ）及び（ｂ）はステープルの製造工程を示す概略図
である。

【００５１】インク吸収体が長繊維を含む場合、図４
（ａ）に示すように原料となる樹脂は溶融され押し出し
機８０から押し出された後、エアー冷却管８１で冷却さ
れることにより紡糸される。冷却後の繊維８２の表面に
対し、稀釈した紡糸油剤８３がローラ８４によって付着
され、ローラ８５による延伸を経てボビン８６に巻き取
られる。その後図４（ｂ）に示すように複数のボビン８
６を捲縮機８７にかけて巻き取り用のコイル８８で巻き
取りを行う。

【００５２】

【００５３】一方、インク吸収体が短繊維を含む場合
は、図５（ａ）に示すように原料となる樹脂を溶融し押
し出し機１３０により押し出した後、エアー冷却管１３
１で冷却されることにより紡糸される。冷却後の繊維１
３２に対し紡糸油剤１３３をローラ１３４で付着させ、
ローラ１３５により粗延伸された後ケンス１３６に収納
される。その後図５（ｂ）に示すように、複数のケンス
１３６から繊維をまとめて再度ローラ１３７により延伸
し、稀釈した紡績油剤（仕上げ用油剤）１３８を付着さ
れた後、捲縮機１３９により捲縮される。この後使用形
態に応じてトウ１４０ないしはトウ１４０を切断機１４
１による切断したものを、ステープルファイバー１４２
として使用する。

【００５４】以上の工程において、長繊維の場合は紡糸
油剤８３、短繊維の場合は紡績油剤１３８を付着させる
が、付着させる油剤中に含まれる界面活性剤の成分を、
インク吸収体に充填されるインクに対して０．００２〜
０．２重量％の範囲内に留めることで、新たに付着させ
る工程を設けることなく上述の効果を有することができ
る。

【００５５】この場合の油剤の付着量は通常の繊維の製
造工程に用いられる油剤の量と異なるので、繊維の種類
によってはこれより多くの量の油剤をあらかじめ付着さ
せ、繊維を製造した後、インク吸収体としてインク容器
に挿入する前に、洗浄などの手段によりインク吸収体に
付着したいる界面活性剤の量を上記の範囲に留めるよう
にコントロールしてもよい。また、インク吸収体に付着
させた界面活性剤はインク注入後、繊維表面から全てが
離脱していても良く、また、その一部が繊維表面に残っ
ていても構わない。

【００５６】使用する油剤としては、主として界面活性
剤とし、かつ、制電、潤滑機能を持たせたノニオン系の
界面活性剤であることが望ましい。具体的には、ポリキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステルやポリエチレング
リコール脂肪族カルボン酸エステルなどが挙げられる。

【００５７】なお、油剤中に占める界面活性剤の割合と
しては６０〜１００％がより好適である。また、使用環
境の温度の変化による影響に対応するために、上述のノ
ニオン系界面活性剤の曇り点温度は６５℃以上であるこ
とが望ましい。ここで、曇り点温度とは、ノニオン系の
界面活性剤特有の物性値であり、ノニオン系界面活性剤
は曇り点温度以下では水に良く溶ける物質を示すが、曇
り点温度以上では難溶性を示す。

【００５８】（実施形態例２）図１０（ａ）〜（ｃ）
は、本発明のインクジェットカートリッジの第２の実施
形態例を示すもので、（ａ）は３室からなるカラーイン
クタンク２０の分解斜視図であり、（ｂ）は１室をもつ
ブラックインクタンク３０の分解斜視図であり、（ｃ）
は（ａ）および（ｂ）に示した各交換インクタンクの装
着が可能なインクジェット記録ヘッド４０の分解斜視図
である。

【００５９】カラーインクタンク２０は、そのタンク本
体２１と、このタンク本体２１の３室内に各々収容され
るニードルパンチフエルト繊維体を含むインク吸収体２
２と、タンク本体２１の開口部を閉塞するための蓋体２
３と、この蓋体２３の一面に固定され、かつ、タンク本
体２１を把持するための把持プレート２４とから概略構
成されている。インク吸収体２２は、各室の形状に合わ
せて成形された形態を有しており、それぞれイエロー
用、シアン用、マゼンタ用に分けられている。２６はイ
ンクタンクの情報内容を表示するためのラベルである。

【００６０】また、ブラックインクタンクは、そのタン
ク本体３１と、このタンク本体３１の室内に収容される
繊維体を含むインク吸収体３２と、タンク本体３１の開
口部を閉塞するための蓋体３３と、この蓋体３３の一面
に固定され、かつ、タンク本体３１を把持するための把
持プレート３４とから概略構成されている。３６はイン
クタンクの情報内容を表示するためのラベルである。

【００６１】インクジェット記録ヘッド４０は、上述の
各インクタンクの装着を行うタンクホルダ４１と、この
ホルダ４１に取り付けられた記録ヘッド部４２とから概
略構成されている。タンクホルダ４１は、上述の各イン
クタンクのインク供給口（図示略）内に挿入されるイン
ク供給管（図示略）の先端部に取り付けられ、インク中
の不純物を除去するためのフィルタ４３と、タンクの装
着後のインク蒸発を防止することを主目的とするシール
部材としての弾性部材４４と、ホルダ４１へのタンクの
固定を行うロック部材４５とを含む。記録ヘッド部４２
は、ベースプレート４６と、プリント配線板（ＰＷＢ）
４７と、ヒータボード（ＨＢ）４８と、溝付天板４９
と、押さえバネ５０と、チップタンク５１と、流路部材
５２とを含む。

【００６２】本実施形態例では、ブラックインクは高表
面張力インク、イエロー、マゼンタ、シアンのカラー３
色は低表面張力インクからなっている。ポリオキシエチ
レンアルキルエーテルを主成分（６０〜８０％）とする
ノニオン系界面活性剤を繊維重量比にして、０〜２％の
範囲で変化させて、インク物性の安定性等を評価したと
ころ、０〜０．０１％の範囲においては、繊維紡糸工程
において、集束性が維持できず安定した製造は困難であ
った。一方、０．５〜２％の範囲においては、吸収体量
の少なくとも３〜５倍量のインクを保持させることを考
慮しても、インク物性の大きな変化は避けられなかっ
た。

【００６３】一方、０．０１〜０．５％の範囲、特に
０．１〜０．２％の範囲においては、紡糸工程での集束
性も良好であり、インクタンクへのインク吸収体の挿入
もスムーズに行うことができる。またインク吸収体とし
て繊維体をインクタンク容器内に収容した後にも、残存
界面活性剤が親水性を示し、第１実施形態例同様、大気
圧下での加圧注入でインク保持をさせることができた。
こうして保持されたインクは、６０℃などの高温保存試
験でも問題となる物性変化は見られず、またインク注入
量に対し８０〜９０％以上という十分な使用効率が得ら
れた。これは、ウレタンフォームを吸収体とするインク
タンクと比較した場合、上回ることはあっても決して劣
らない効率が得られている。

【００６４】こうしたノニオン系の界面活性剤として
は、多価アルコールエステル系界面活性剤やポリエーテ
ル系界面活性剤、すなわちポリオキシエチレンソルビタ
ン脂肪酸エステルやポリエチレン脂肪酸エーテルなど
が、良好に選択可能である。具体的には三洋化成工業
（株）のニューポールやノニポールなど、あるいは竹本
油脂（株）のデリオンなどから選択することができる。

【００６５】（実施形態例３）図３は、本発明のインク
タンクの第３の実施形態の内部構造を含めて示す斜視図
である。このインクタンクは、インク容器１１とインク
ジェット記録ヘッド１２とが一体に構成されている。イ
ンク容器１１は、その内部構造が２分割されており、双
方の室内にはインク吸収体として繊維体が収容されてい
る。一方の室内にはブラックインク（Ｂｋインク）が充
填され、他方の室内にはスペシャルインク（Ｓインクと
もいう）が充填されている。このＳインクは、Ｂｋイン
クに先立って記録紙上の所定の記録位置に吐出され、そ
の後に吐出されるＢｋインクを不溶化する性質を有する
ほぼ無色透明の液体である。符号２はインク容器１１の
蓋体である。

【００６６】本実施形態例では、ポリエステル繊維を用
いたフェルトをインク吸収体としたが、一般に紡糸から
始まりフェルトまでの工程で使用される集束剤、制電剤
はアルキルスルホン酸塩などのアニオン系界面活性剤が
使用されており、０．０２〜０．２％の範囲において
は、ブラックインクでは問題が生じなかったものの、カ
チオン性のスペシャルインクでは大きな物性変化をおこ
してしまった。このため、スペシャルインク用のフェル
ト吸収体のみ完全に水洗浄をしたが、余分な工程が必要
であり、さらには洗浄後のフェルトが疎水性を示すた
め、インク注入が煩雑になるなどの結果となった。

【００６７】本実施形態例では、先の実施形態例２と同
様、ノニオン系界面活性剤として、デリオンＰＰ−６４
５を選択してフェルト化し、前記アニオン性、カチオン
性の共通インク保持体として使用したところ、高温保
存、長期保存などの試験においても物性安定性が確認さ
れた。

【００６８】このように、被記録媒体としての記録紙上
でカチオン物質とアニオン物質とを反応させることによ
り、特に優れた耐水性を得る記録方法においては、カチ
オン物質を含むインク用吸収体と、アニオン物質を含む
インク用吸収体とに専用の繊維体を用意することなく、
通常の繊維体にノニオン系界面活性剤を付着させたもの
を使用することにより、アニオン性の物質を含むインク
用にも、カチオン性の物質を含むインク用にも、保存安
定性にすぐれた吸収体とすることが可能であり、すなわ
ち同じ繊維体の使用も可能となる。

【００６９】（実施形態例４）図８に、本発明のインク
タンク（インクジェットカートリッジ）の第４の実施形
態例を示す。

【００７０】図８において、（ａ）は、本発明の適用さ
れるインクジェットカートリッジの第４の実施形態例の
製造方法を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）の製造方法
により製造されるインクタンクの分解斜視図である。

【００７１】図８（ｂ）に示すように、本発明のインク
ジェットカートリッジも他の実施例同様、インク容器９
１、蓋材９２、インク供給口９３、インク吸収体９４、
記録ヘッド部９５、インク供給管９６、大気連通口９７
を有している。本実施形態例においては、繊維からなる
インク吸収体９４が、少なくともその表面を圧縮熱成形
され、インク容器のインク吸収体を収容する部分の内面
と同等乃至は対応する外面を有する点が前述の各実施形
態例と異なっている。

【００７２】このようなインク吸収体９４は、図８
（ａ）に示すように、繊維塊９８を型９９ａ内に圧縮挿
入し、その後蓋９９ｂを閉じ、型を熱することによって
作ることができる。本実施形態例においても他の実施形
態例と同様、繊維塊９８の表面に界面活性剤が付着して
いるので、型への挿入がスムーズに行われると共に第１
実施形態同様、繊維同士の予期せぬ密度偏在のない、イ
ンクジェット用として理想的なインク吸収体を製造する
ことができる。また、加熱成形時の温度を、熱成形が可
能な温度以上で、かつ界面活性剤の成分が変質しない程
度の温度に設定することで、他の実施形態例同様、イン
ク吸収体９４のインク容器９１への挿入時、及びインク
タンクへのインク注入時の効果を得ることができる。

【００７３】本実施形態の場合には、繊維塊は具体的に
はポリプロピレン繊維とポリエチレン繊維を重量比７：
３で混合した繊維を利用している。型の加熱温度はポリ
エチレン繊維の融点より高く、ポリプロピレン繊維の融
点より低い範囲で決められ、本実施形態では１３５℃〜
１５５℃の範囲で行った。他の実施形態例同様、インク
吸収体のインクタンクへの挿入時、及びインクタンクへ
のインク注入時の効果を得ることができた。

【００７４】（実施形態例５）図９は、本発明のインク
タンク（インクカートリッジ）の第５の実施形態例を示
す斜視図である。

【００７５】本実施形態例では、記録ヘッド（図９にお
いては不図示）に対して、１インク１タンクの独立分離
タンク６０の構成となっている。

【００７６】図９に示すようにインクカートリッジ６０
は、リブ５４の連通部５７を介して連通する２つのイン
ク室からなる内部構造を有している。第１のインク室と
しての負圧発生部材収容部５３の内部には、負圧発生部
材としての繊維吸収体４が収容されている。また、負圧
発生部材収容部５３の一壁部には、インクジェット記録
ヘッド（不図示）のインク供給管と連結するためのイン
ク供給口８および負圧発生部材収容部５３内を大気と連
通させる大気連通口７が設けられている。

【００７７】他方、インク収容部５６の底部には、イン
クカートリッジ６０内にインクを充填するための開口部
５５が形成されており、この開口部５５内には封止部材
５８が嵌着されている。

【００７８】このような構成のインクカートリッジ６０
内のリブ５４には、そのインクカートリッジ６０の底部
の近傍に前述の連通部５７が形成されているが、この連
通部５７の近傍からリブ５４の負圧発生部材収容部５３
側の壁部には大気連通口７を介して負圧発生部材収容部
５３に導入される大気との気液交換を行うための溝５４
Ａが形成されている。これにより、まず、負圧発生部材
収容部５３のインクが消費され、この負圧発生部材収容
部５３内のインクの液位がおおむね溝５４Ａに達する
と、上記気液交換によってインク収容部５６のインクは
連通部５７を介して負圧発生部材収容部５３へ供給され
消費され始まる。

【００７９】本実施形態例でも、本発明の効果が確認さ
れた。なお、繊維体の樹脂材料としては、ポリエステ
ル、ポリサルホン、ポリプロピレンなどインク接液性に
問題がない素材であれば選択可能であるが、安価で軽量
であり容易に入手できる素材としては、ポリプロピレン
が一番望ましく、ポリプロピレン材の透明タンク容器に
本発明の繊維体吸収体を収容してインクタンクとするこ
とは、インク残量が視認できるばかりでなく、繊維吸収
体のメリットのひとつであるインク使用効率が高い、す
なわち残インク量が少ないことをいかしてリサイクル性
を高める効果ももたらす。

【００８０】このような構成のインクタンクは、例えば
図１１に示すインクジェット記録装置に交換タンクとし
て装着可能である。

【００８１】図１１は、本発明のインクタンク（インク
カートリッジ）を適用できるインクジェット記録装置の
構成を示す斜視図である。

【００８２】図１１において、１０１はプリンタであ
り、１０２はプリンタ１０１のハウジングの上面前部に
設けられた操作パネル部であり、１０３は上記ハウジン
グの前面の開口から装着される給紙カセットであり、１
０４は給紙カセット１０３から供給された紙（被記録媒
体）であり、１０５は上記プリンタ１０１内の紙搬送経
路を通って排出された紙を保持する排紙トレーである。
１０６はその断面がＬ字状の本体カバーである。この本
体カバー１０６は、上記ハウジングの右前部に形成され
た開口部１０７を覆うものであって、蝶番１０８によっ
て開口部１０７内の内側端部に回転自在に取り付けられ
ている。また、上記ハウジングの内部には、ガイド等
（不図示）に支持されたキャリッジ１１０が配設されて
いる。キャリッジ１１０は、上記紙搬送経路を通過する
紙の幅方向、すなわち上記ガイド等の長手方向に沿って
往復移動可能に設けられている。

【００８３】本実施形態例におけるキャリッジ１１０
は、ガイド等によって水平に保持されるステージ１１０
ａと、このステージ１１０ａ上であってガイドの近傍に
形成されインクジェットヘッドを装着するための開口部
（不図示）と、この開口部の前方のステージ１１０ａに
装着されたインクカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂ
Ｋおよび１Ｓを収容するためのカートリッジガレージ１
１０ｂと、このガレージ１１０ｂに収容されたカートリ
ッジの離脱を防止するためのカートリッジホルダ１１０
ｃとから概略構成されている。

【００８４】上記ステージ１１０ａは、その後端部にお
いて上記ガイドにより摺動自在に支持されるとともに、
その前端部の下側は図示しないガイド板上に搭載されて
いる。なお、このガイド板は上述の紙搬送経路を搬送さ
れる紙の浮き上がりを防止するためのガイドに対して片
持ち状に持ち上げる機能を有するものでよい。

【００８５】上記ステージ１１０ａの開口部にはインク
ジェットヘッド（不図示）がそのインク吐出口を下側に
向けた状態で装着されるようになっている。上記カート
リッジガレージ１１０ｂは、５個のインクカートリッジ
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫおよび１Ｓを同時に収容する
ための貫通口が前後方向に形成され、外側の側部にはカ
ートリッジホルダ１１０ｃの係合爪１１０ｅが係合する
係合凹部１１０ｄが形成されている。

【００８６】上記ステージ１１０ａの前端部には、蝶番
１１６によって上記カートリッジホルダ１１０ｃが回転
自在に取り付けられている。上記ガレージ１１０ｂの前
端部から上記蝶番１１６までの寸法は、上記カートリッ
ジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫおよび１Ｓがガレージ１１
０ｂ内に収容された際にガレージ１１０ｂの前端部から
突出する寸法等を考慮して定められる。上記カートリッ
ジホルダ１１０ｃは概略矩形の板状である。カートリッ
ジホルダ１１０ｃには、上記蝶番１１６によって固定さ
れた下部から離れた上部の両側部に板面に直交する方向
に突出し、かつ、ホルダ１１０ｃが閉じられた際に上記
ガレージ１１０ｂの係合凹部１１０ｄに係合する一対の
係合爪１１０ｅが設けられている。また、ホルダ１１０
ｃには、その板部に上記各カートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１
Ｃ，１ＢＫ，および１Ｓの取っ手部を嵌合するための嵌
合孔１２０が形成されている。これら嵌合孔１２０は上
記取っ手部に対する位置、形状および大きさを有してい
る。

【００８７】さらに加えて、本発明に係るインクジェッ
ト装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュー
タ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別
体に設けられるものの他、リーダと組み合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態をとるものであってもよい。また、布や糸に記録を行
うプリント装置に適用してもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインク吸
収体では、繊維の製造工程において付着する油剤、特に
油剤中に含まれる界面活性剤の量を調整し、積極的に利
用するという画期的に方法により、繊維紡糸段階での製
造性を損ねることなく、インクタンクの製造工程やイン
ク注入工程においてインクジェット用として最適なイン
ク吸収体を提供することかできる。

【００８９】特にインクタンクの製造工程では、表面に
付着する界面活性剤の潤滑性によりインク吸収体の筐体
への挿入をスムーズにするだけでなく、界面活性剤の制
電性および潤滑性により繊維が圧縮される場合に予期せ
ぬ密度分布のないインクタンクを提供することができ
る。

【００９０】また、インクの注入工程においては、疎水
性を示すポリプロピレンなどの合成繊維においても表面
に付着した界面活性剤により親水性を示すため、大気圧
下で注入手段を含む簡便な注入手段によりインクをイン
ク吸収体に効率よく確実に保持させることができる。

【００９１】また、被記録媒体としての記録紙上でカチ
オン物質とアニオン物質とを反応させることにより、色
境界にじみ（ブリードという）を抑制する、あるいは、
優れた耐水性を得るという記録方法においては、カチオ
ン物質を含むインク用吸収体と、アニオン物質を含むイ
ンク用吸収体とに専用の繊維体を用意することなく、通
常の繊維体にノニオン系界面活性剤を付着させたものを
使用することにより、アニオン性の物質を含むインク用
にも、カチオン性の物質を含むインク用にも、保存安定
性にすぐれた吸収体とすることが可能であり、すなわち
同じ繊維体の使用も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用されるインクジェットカートリッ
ジの構成を説明する斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、図１のインクジェットカー
トリッジへのインク吸収体の挿入方法を説明する説明図
である。

【図３】本発明の適用されるインクジェットカートリッ
ジの他の実施形態例を示す斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｂ）は、フィラメント（長繊維）の
製造工程を示す概略図である。

【図５】（ａ）〜（ｂ）は、ステーブル（短繊維）の製
造工程を示す概略図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、従来のウレタンスポンジを
用いるインク吸収体におけるインク注入工程を示す説明
図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のインク吸収体を用
いるインク吸収体におけるインク注入工程を示す説明図
である。

【図８】（ａ）は、本発明の適用されるインクジェット
カートリッジのさらに他の実施形態例の製造方法を説明
する説明図、（ｂ）は（ａ）の製造方法により製造され
るインクタンクの分解斜視図である。

【図９】本発明の適用されるインクジェットカートリッ
ジのさらに他の実施形態例を示す断面図である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のインクジェット
カートリッジのさらに他の実施形態例を示すものであ
り、（ａ）は３室からなるカラーインクタンクの分解斜
視図、（ｂ）は１室を持つブラックインクタンクの分解
斜視図、（ｃ）は（ａ）および（ｂ）に示した各交換イ
ンクタンクの装着が可能なインクジェット記録ヘッドの
分解斜視図である。

【図１１】本発明のインクタンク（インクジェットカー
トリッジ）を搭載可能なインクジェット記録装置の構成
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１インクタンク１Ｙ，１Ｍ，１Ｃカラーインクタンク１ＢＫブラックインクタンク２蓋７大気連通口８インク供給口１１インクタンク容器１２インクジェット記録ヘッド部５３インク保持体を収納した供給部インク室５４Ａ気液交換をコントロールする溝５６インク室Ｆ繊維体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日南淳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)発明者荒島輝雄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)発明者高橋亘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 (56)参考文献特開平６−79882（ＪＰ，Ａ) 特開平６−280160（ＪＰ，Ａ) 特開平５−148757（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェット用インクタンクに充填さ
れ注入されるインクを繊維間における毛細管力により保
持するインク吸収体において、前記繊維のインク充填前における表面に、前記インク重
量に対し０．００２〜０．２重量％の範囲内で界面活性
剤を付着したことを特徴とするインク吸収体。
【請求項２】前記繊維に付着した界面活性剤が全て前
記繊維表面から離脱可能であることを特徴とする請求項
１に記載のインク吸収体。
【請求項３】前記繊維に付着した界面活性剤の一部が
前記繊維表面から離脱可能であることを特徴とする請求
項１に記載のインク吸収体。
【請求項４】インクジェット用インクタンクに充填さ
れ注入されるインクを繊維間における毛細管力により保
持するインク吸収体において、前記繊維のインク充填前における表面に、前記繊維量の
０．０１〜０．５重量％の範囲内で界面活性剤を付着し
たことを特徴とするインク吸収体。
【請求項５】インクジェット用インクタンクに充填さ
れ注入されるインクを繊維間における毛細管力により保
持するインク吸収体において、前記インク吸収体はカチオン性物質あるいはアニオン性
物質のいずれかを含むインクを保持するとともに、前記繊維の表面にノニオン系界面活性剤を付着したこと
を特徴とするインク吸収体。
【請求項６】前記界面活性剤のインク中における曇り
点温度が摂氏６５度以上であることを特徴とする請求項
５に記載のインク吸収体。
【請求項７】前記インク吸収体は、少なくともその表
面を熱成形していることを特徴とする請求項５に記載の
インク吸収体。
【請求項８】前記繊維は、ポリオレフィン系樹脂を主
成分にすることを特徴とする請求項５に記載のインク吸
収体。
【請求項９】前記ポリオレフィン系樹脂はポリプロピ
レンであることを特徴とする請求項８に記載のインク吸
収体。
【請求項１０】注入されるインクを繊維間における毛
細管力により保持するインク吸収体と、該インク吸収体
を収容し大気連通部を有する筐体と、を備えるインクタ
ンクであって、前記繊維のインク充填前における表面に、前記インク重
量に対し０．００２〜０．２重量％の範囲内で界面活性
剤を付着したことを特徴とするインクタンク。
【請求項１１】前記筐体は、インク供給口を備え、前
記吸収体は、前記筐体で囲まれた領域のインク供給口側
の領域に収容されていることを特徴とする請求項１０に
記載のインクタンク。
【請求項１２】前記筐体は、前記吸収体の外面と同等
の内面を有する吸収体収容室を形成することを特徴とす
る請求項１０に記載のインクタンク。
【請求項１３】注入されるインクを繊維間における毛
細管力により保持するインク吸収体と、該吸収体を収容
し大気連通部を有する筐体と、を備えるインクタンクで
あって、前記インク吸収体はカチオン性物質あるいはアニオン性
物質のいずれかを含むインクを保持するとともに、前記繊維の表面にノニオン系の界面活性剤を付着したこ
とを特徴とするインクタンク。
【請求項１４】前記筐体は、カチオン性物質を含む吐
出液を収容する少なくとも一つのインク室と、アニオン
性物質を含む吐出液とを収容する少なくとも一つのイン
ク室とを一体に構成してなり、前記吐出液の少なくとも
一つは有色の記録インクであることを特徴とする請求項
１３に記載のインクタンク。
【請求項１５】前記筐体は、カチオン性物質を含む吐
出液を収容するインク容器と、アニオン性物質を含む吐
出液とを収容するインク容器とを複数配設してなり、前
記吐出液の一部ないしは全色は有色の記録液であること
を特徴とする請求項１３に記載のインクタンク。
【請求項１６】請求項１０または請求項１３に記載の
インクタンクと、該インクタンク内に収容された吐出液
を被記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録
ヘッドとを含むことを特徴とするインクジェットカート
リッジ。
【請求項１７】前記インクタンクは、前記インクジェ
ット記録ヘッドに対して相対的に着脱自在であることを
特徴とする請求項１６に記載のインクジェットカートリ
ッジ。
【請求項１８】請求項１６または請求項１７に記載の
インクジェットカートリッジと、該カートリッジを着脱
自在に搭載可能なキャリッジとを有することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項１９】注入されるインクを繊維間における毛
細管力により保持するインク吸収体と、該吸収体を収容
し大気連通部を有する筐体と、を備えるインクタンクの
製造方法であって、前記繊維のインク充填前における表面に、前記繊維重量
の０．０１〜０．５重量％の範囲内で界面活性剤を付着
したインク吸収体を用意する工程と、筐体を用意する工程と、該筐体に前記インク吸収体を挿入する工程と、前記インク吸収体にインクを注入する工程と、を有することを特徴とするインクタンクの製造方法。
【請求項２０】前記界面活性剤を付着させる工程は長
繊維ないしは短繊維を製造する工程内で実行されること
を特徴とする請求項１９に記載のインクタンクの製造方
法。
【請求項２１】前記界面活性剤を付着させる工程にお
いて、付着させる界面活性剤がノニオン系であることを
特徴とする請求項１９に記載のインクタンクの製造方
法。
【請求項２２】筐体に繊維集合体を挿入する工程の前
に、繊維集合体を筐体内部の形状に対応する外面を有す
るように圧縮熱成形する工程を有することを特徴とする
請求項１９に記載のインクタンクの製造方法。