JPH06255122A - インクジェット記録装置のインク供給装置 - Google Patents
インクジェット記録装置のインク供給装置Info
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Abstract
足させながら、インクの収容効率を高め、インクジェッ
トヘッドへのインク供給性能の安定化を図ると共に、周
囲環境変化による影響を確実に抑える。 【構成】 インクタンク2には、その下部に接続された
インクジェットヘッド1に連通路5を介して連通しイン
ク3が収容される密封状態の主インク収容室4と、この
主インク収容室4の下部空間に連通路7を介して連通し
且つ上部側に大気連通口8が開設された副インク収容室
6とを具備させ、上記副インク収容室6内部に多孔質部
材9を充填したことを特徴とする。
Description
ドにインクを供給するインクジェット記録装置のインク
供給装置に係り、特に、インク供給性能の安定化及び周
囲環境変化による影響を抑えることを企図した新規なイ
ンク供給装置に関する。
用いられていたインク供給装置としては、インクジェッ
トヘッドに連通接続されるインクタンク内部全域にスポ
ンジ若しくは繊維状材料であるフェルト等のインク吸収
体を装填し、このインク吸収体にインクを予め含浸保持
させておき、インク吸収体内のインクをインクジェット
ヘッドへ供給するようにしたものが知られている。しか
しながら、このタイプにあっては、インク吸収体の毛細
管力にてインクを保持するものであるため、インクタン
クの内容積の約40%〜60%のインク量しか使用する
ことができず、根本的に使用効率が低いばかりか、イン
クタンクの使用寿命を延ばそうとすると、必然的にイン
クタンクが大型化してしまい、小型化の要請に沿わない
という技術的課題が生ずる。また、インクが消費される
につれてインク吸収体で保持すべきインク量が少なくな
ると、インク吸収体に含浸したインクに作用する負圧が
増大し、その分、インクジェットヘッドへのインクの供
給動作が妨げられ易くなってしまう。すると、インクジ
ェットヘッドの印字ノズル部にてインクが供給されない
状態でインクの吐出動作が行なわれる懸念があり、結果
的に印字ノズル部より気泡が逆流し、画質欠陥につなが
り易いという技術的課題が生ずる。
給装置としては、密封したインクタンク内にインクのみ
を充填し、このインクタンクを一端が大気に開放された
毛細管に連通接続したものが既に提供されている(例え
ば、特表昭59−500609号,特開平1−1485
59号)。このタイプによれば、インクタンク内のイン
クが消費されるにつれてインクタンク内の負圧レベルが
増加すると、毛細管を通じて空気がインクタンク内に導
入され、インクタンク内の負圧レベルは略一定に保た
れ、インクタンク内のインクがインクジェットヘッドに
安定供給される。また、周囲環境が変化し、例えばイン
クタンク内の上方空間の空気が膨張したとすると、イン
クタンク内のインクは毛細管へ移動することになるた
め、インクジェットヘッドからインク洩れが生ずる事態
は有効に阻止される。
ンクタンクに対してかなりの長さの毛細管を介して小室
を連通接続したものであるため、毛細管を適宜屈曲させ
る等装置構成が複雑化してしまうばかりか、インクタン
ク内のインク消費に伴ってインクタンク内の負圧レベル
が増加したとしても、毛細管内にゴミや乾燥したインク
がつまると、毛細管からの気泡の導入がより不確実なも
のになってしまう。この結果、インクタンク内の負圧レ
ベルが不安定になり易く、インクジェットヘッドへイン
クを安定供給することが難しいという技術的課題が生ず
る。
ために為されたものであって、装置構成の簡略化及び小
型化という要請を満足させながら、インクの収容効率を
高め、インクジェットヘッドへのインク供給性能の安定
化を図ると共に、周囲環境変化による影響を確実に抑え
ることができるインクジェット記録装置のインク供給装
置を提供するものである。
図1に示すように、インクジェットヘッド1に連通接続
されるインクタンク2を有し、このインクタンク2内に
収容されたインク3をインクジェットヘッドへ供給する
ようにしたインクジェット記録装置のインク供給装置を
前提とし、上記インクタンク2には、その下部に接続さ
れたインクジェットヘッド1に連通路5を介して連通し
インク3が収容される密封状態の主インク収容室4と、
この主インク収容室4の下部空間に連通路7を介して連
通し且つ上部側に大気連通口8が開設された副インク収
容室6とを具備させ、上記副インク収容室6内部に多孔
質部材9を充填したことを特徴とする。
クジェットヘッド1としては、インクタンク2に一体的
に設けたものでもよいし、インクタンク2に対して着脱
自在に取り付け得るものであってもよい。また、インク
ジェットヘッド1のインク吐出方式については、画像信
号に応じた熱エネルギをインク3に与え、その気泡成長
によってインク3を吐出させるようにしたもの、画像信
号に応じた静電力によってインク3を吐出させるように
したもの、ピエゾ素子によって画像信号に応じた振動を
インク3に与えてインク3を吐出させるようにしたもの
等適宜選定して差し支えない。更に、インクタンク2を
形成する材料については耐インク性のものであれば適宜
選定して差し支えないが、内部の残留インク3を目視確
認するという観点からすれば、インクタンク2の全部若
しくは一部を透明若しくは半透明部材で構成することが
好ましい。
て主インク収容室4の下部空間に連通していればよく、
主インク収容室及び副インク収容室6の形状、レイアウ
トは任意である。この場合において、主インク収容室4
及び副インク収容室6としては、一つのインクタンクケ
ース内に設けるようにしてもよいし、複数のインクタン
クケースに夫々分離して設けるようにしてもよい。ここ
で、一つのインクタンクケース内に両インク収容室4、
6を設ける態様としては、インクタンク2内部空間を仕
切部材にて仕切り、主インク収容室4と副インク収容室
6を区画する(並列区画のみならず一方が他方を囲繞区
画するものも含む)ようにしたり、あるいは、主インク
収容室4の一部に副インク収容室6を直立区画形成する
ものが挙げられる。特に、後者のタイプにあっては、主
インク収容室4の上壁から副インク収容室6区画用の筒
状部材を直立垂下させ、筒状部材の下端部を主インク収
容室の下壁から離間配置するようにしてもよいし、ある
いは、インクタンク2側に多孔質部材9の保持部を設
け、多孔質部材9の被覆部材で副インク収容室4の周壁
を構成するようにしてもよい。
容室4と副インク収容室6との区画部材の下部に孔を開
設したものでもよいし、また、主インク収容室4と副イ
ンク収容室6とが分離している場合連通接続部材で接続
するようにしたものでもよい。更に、インク3の収容効
率を考慮すると、主インク収容室4の容積を可能な限り
多く確保することが好ましいが、周囲環境変化に伴う主
インク収容室4の内部上方の負圧空間の圧力変動分を考
慮し、当該圧力変動分に伴う主インク収容室4内のイン
ク3のあふれ量を副インク収容室6内の多孔質部材9で
有効に吸収できるように設計することが必要である。
が発生するような孔を多数有する部材であれば、複数の
繊維を束ねた繊維束のようなものであってもよいし、繊
維材料を二次元あるいは三次元構造のフェルト状に形成
したり、連続気泡のスポンジ素材を用いる等適宜選定し
て差し支えない。更に、多孔質部材9の下端部位置につ
いては副インク収容室6の下面まで延びていればよく、
この場合には、多孔質部材9の下端部はインクタンク2
内のインク3液面が最下部に達するまで浸漬した状態に
あるため、インク3液面が最下部に達するまで多孔質部
材9の毛細管部分に保持されたインク3が乾燥すること
はなく、主インク収容室4の負圧レベルは略一定に保た
れる。
する作用欄参照)により副インク収容室6から連通路7
を通じて主インク収容室4内に気泡が入り込んでくる
が、この気泡がインクジェットヘッド1側へ向かう事態
を確実に回避するという観点からすれば、上記連通路7
の主インク収容室4側開口端位置を上記インクジェット
ヘッド1への連通路5から離間配置するようにしたり、
あるいは、上記連通路7の主インク収容室4側開口端位
置とインクジェットヘッド1への連通路5との間に気泡
ブロック部材を設けるようにすることが好ましい。ま
た、インクジェットヘッド1の走査時にはインクタンク
2がインクジェットヘッド1と共に移動することになる
ので、インクタンク2内のインク3液面が振動し、気泡
が生成されてしまう懸念があるが、この気泡の生成を有
効に抑えるという観点からすれば、主インク収容室4内
壁に複数のリブを突出形成し、インク3の振動を抑える
ように設計することが好ましい。この場合において、複
数のリブは上述した気泡ブロック部材としても機能し得
る。
5を通じてインクタンク2内に空気が混入したり、イン
クタンク2内のインクの振動に伴うインクジェットヘッ
ド1からのインク洩れを有効に回避するという観点から
すれば、インクジェットヘッド1への連通路5部分にイ
ンク吸収体10を装填するようにすることが好ましい。
給装置の使用開始時の状態としては、効率上の観点から
主インク収容室4内にインク3を満杯とすることが好ま
しく、後述する毛細管現象で背圧を発生させるという観
点から、副インク収容室6内の多孔質部材9の上部にイ
ンク3が充填されていない部分が存在するように、副イ
ンク収容室6内にはインク3を満杯付近(略満杯)とす
ることが好ましい。このような状態において、インクジ
ェットヘッド1の印字動作が行なわれると、インクタン
ク2内のインク3が消費されるが、このとき、副インク
収容室6内のインク3が徐々に減少し、ついには、連通
路7の近傍を残して空になる。更に、インク3が消費さ
れると、多孔質部材9中に多数存在する毛細管部に形成
されたインク−空気界面から気泡状の空気が主インク収
容室4に導入される。すると、主インク収容室4の内圧
が上昇して所定のレベルに回復する。また、周囲環境の
変動によって、主インク収容室4上方の空気が膨張する
と、インク3が主インク収容室4から副インク収容室6
へと移動する。このように、本発明では、インク3を保
持し易い多孔質部材9中に常にインク−空気界面が形成
されているため、多孔質部材9の毛細管部のインク3が
乾燥し難い。このため、主インク収容室4の内圧の上
昇、下降によるインク−空気界面の変動にかかわらず、
主インク収容室4の内圧は安定的に維持される。
発明を詳細に説明する。 ◎実施例1 図2〜図4は実施例1に係るインクジェット記録装置の
インク供給装置を示す。同図において、インク供給装置
はインクジェットヘッド20が連通接続されるインクタ
ンク30を有している。この実施例において、上記イン
クジェットヘッド20としては、例えば画像信号に応じ
た熱エネルギを各ノズル部内のインクに印加することに
より生成される気泡にてインクを吐出させる方式のもの
が用いられる。また、上記インクタンク30は耐インク
性材料にて構成され、上方が開口したタンク本体31
と、このタンク本体31の上部開口を塞ぐ蓋部材35と
で構成されている。
クス状のアウタケース32の内部空間の一部に仕切壁3
3を立設し、この仕切壁33にて主インク収容室40及
び副インク収容室50を区画したものである。そして、
主インク収容室40の下壁の一部には連通孔41が開設
されると共に、この連通孔41にはインク供給管21を
介してインクジェットヘッド20が一体的に連通接続さ
れている。また、上記主インク収容室40の幅方向の両
側壁には相手側側壁に向かって複数のリブ42が一体的
に突設され、櫛歯状に相互に噛み合うように配列されて
いる。一方、上記蓋部材35はその周縁に上記タンク本
体31に嵌合する突起部36を有し、また、副インク収
容室50に対応した箇所には大気連通孔37を開設した
ものである。更にまた、上記仕切壁33の下部には主イ
ンク収容室40と副インク収容室50とを連通する連通
孔34が開設されている。
収容室50には多孔質部材60が充填されており、この
多孔質部材60は、マーキングペンの芯材のようなもの
であり、例えば熱融着ポリエステル繊維をバインダと
し、通常ポリエステル繊維とミックスし、所定の大きさ
に束ね融着したもので、多数の毛細管部を有する。尚、
ポリプロピレン、アクリル、ナイロン繊維等とミックス
させたものでもよく、繊維の材料は使用するインクとの
相性に合わせて適宜選定すればよい。より具体的に述べ
ると、上記多孔質部材60は、副インク収容室50の上
部に僅かな空間を残し、副インク収容室50の周壁に密
接した状態で充填されており、副インク収容室50の下
端部に接触配置されている。従って、多孔質部材60と
副インク収容室50の周壁との間には空気流通路が形成
されず、主インク収容室40は多孔質部材60の毛細管
部を通じてのみ大気圧領域に通じている。また、副イン
ク収容室50の容積は温度、気圧等の環境条件によって
適宜選択されるが、多孔質部材60の実質使用効率(=
保水率×使用効率)を約60%とすれば、主インク収容
室40の容積の約50%程度あればよい。
ジェットヘッド20に通ずる連通孔41の主インク収容
室40側には塵埃除去フィルタ70が超音波融着若しく
は熱融着にて接着されている。この塵埃除去フィルタ7
0は濾過粒度が5μm〜50μm程度となるようなメッ
シュ若しくは細孔を持ったもので、具体的には、SUS
メッシュ若しくはSUSの細線をフェルト状にし、更に
圧縮焼結させたものを基材としたものである。
性能を評価する。先ず、インクジェットヘッドの印字動
作が行なわれた際の印字品質を調べたところ、インク2
5が完全に消費されるまで、かすれ等の印字不良は全く
見られず、極めて良好なものが得られた。この間のイン
クタンク30の主インク収容室40の内圧を調べたとこ
ろ、略一定に保たれていることが確認された。更に、こ
の実施例では、塵埃除去フィルタ70によってインクジ
ェットヘッド20側にインク25内の塵埃(多孔質部材
60の繊維等)が浸入することは有効に防止されること
が確認された。更にまた、主インク収容室40に形成さ
れた複数のリブ42は、インクジェットヘッド20走査
時においてインク25が振動する事態を抑えるため、イ
ンク25表面での振動に伴う気泡の発生は有効に阻止さ
れる。しかも、上記リブ42は多孔質部材60側から浸
入する気泡がインクジェットヘッド20側へ向かう現象
をも抑えるものである。
図において、インク供給装置は、実施例1と同様に、イ
ンクジェットヘッド20がインク供給管21を介して連
通接続されるインクタンク30を有し、このインクタン
ク30をタンク本体31と蓋部材35とに分離形成した
ものであるが、インクタンク30の構成が実施例1と異
なっている。尚、実施例1と同様な構成要素については
同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略す
る。すなわち、この実施例に係るインクタンク30のタ
ンク本体31はボックス状の主インク収容室40のみを
有するものであり、一方、蓋部材35の大気連通孔37
に面した部位には例えば円筒状パイプ38が一体的に直
立垂下形成されており、その円筒状パイプ38の下端は
主インク収容室40の下壁から離間配置されている。こ
の実施例では、上記円筒状パイプ38が副インク収容室
50を区画し、円筒状パイプ38と主インク収容室40
の下壁との間の隙間39が副インク収容室50と主イン
ク収容室40との連通路として機能するようになってい
る。そして、多孔質部材60が上記円筒状パイプ38内
に周囲が密接するように充填され、多孔質部材60の下
端部が主インク収容室40の下壁に接触配置されてい
る。また、上記主インク収容室40の下壁の一部には凹
部43が下方に向かって膨出形成されており、この凹部
43の底部にインクジェットヘッド20への連通孔41
が開設されると共に、塵埃除去フィルタ70が設けら
れ、更に、塵埃除去フィルタ70の上にはインク吸収体
80(この実施例では多孔質部材60と同様な素材が用
いられている)が凹部43に嵌合した状態で装着されて
いる。更に、この実施例では、図7に示すように、タン
ク本体31が透明若しくは半透明部材にて形成され、そ
のアウタケース32の一部にインク残量に対応した目盛
90が付されている。
にあっては、蓋部材35側の円筒状パイプ38に多孔質
部材60を充填した後、タンク本体31の上部開口を蓋
部材35で塞ぐようにすれば、インク供給装置が構成さ
れる。この後、インク供給装置にインク25を初期充填
すれば、実施例1と略同様な作用を奏する。また、この
実施例においては、インクジェットヘッド20への連通
孔41部分にインク吸収体80を装備しているため、以
下のような効果を奏する。すなわち、第一に、インクタ
ンク30を傾けたような場合であっても、インク吸収体
80はインク25が浸透した状態を維持するので、主イ
ンク収容室40の負圧空間空気層とインクジェットヘッ
ド20との間に空気流通路が確保されることはない。従
って、振動、衝撃力が加わっても簡単にインクジェット
ヘッド20のノズルからインクタンク30内に空気が混
入することはない。言い換えれば、インク吸収体80が
液体シールの働きをする。第二に、何らかの外的作用に
より、インク25液面に振動が発生したような場合にお
いても、インクジェットヘッド20のノズル部内のイン
クに作用する圧力は上記インク吸収体80を介して作用
するため、圧力緩衝材の働きによりインク25の振動は
減衰し、ノズルのメニスカスによるインク保持力を崩す
ことはなく、インクがノズルから洩れることは有効に回
避される。
ク30のタンク本体31及び蓋部材35の一部に多孔質
部材60の保持部65を設け、一方、多孔質部材60の
周囲を下端部60aのみを除いて非インク浸透性の被覆
部材61で被覆し、この被覆部材61にて被覆した多孔
質部材60をインクタンク30の保持部65に保持させ
るようにしてもよい。この場合には、上記多孔質部材6
0の被覆部材61が副インク収容室50の周囲区画部材
として機能する。
の発明によれば、以下の基本的効果を奏する。すなわ
ち、第一に、インクタンク内の主インク収容室にはイン
クのみが充填され、副インク収容室の多孔質部材にはイ
ンクが浸透保持されることから、主インク収容室及び副
インク収容室のいずれもがインク収容部として機能し得
ることになり、その分、インクタンクに対するインクの
収容効率を向上させることができる。第二に、インクの
消費に伴って主インク収容室の負圧空間の圧力が低減し
ようとすると、副インク収容室内に充填された多孔質部
材は、その毛細管部分を通じて気泡を主インク収容室側
へ導入し、主インク収容室の負圧空間の圧力を略一定に
維持するように働くので、インクジェットヘッドに供給
されるインク圧力を常時一定に保つことが可能になり、
その分、インクの供給性能を安定させることができる。
第三に、周囲環境が変化し、主インク収容室の負圧空間
の空気が膨張したとすると、負圧空間の圧力増加に伴っ
てインク押し出し力が作用することになるが、副インク
収容室内の多孔質部材がインクを適宜浸透させ、主イン
ク収容室内のインクを一時的に副インク収容室側へ退避
させることになるので、主インク収容室の負圧空間の容
積増加によって負圧空間の圧力が安定レベルに復帰させ
ることが可能になり、その分、インクジェットヘッド側
からのインク洩れを確実に回避することができる。第四
に、インクタンクに主インク収容室と副インク収容室と
を具備させ、副インク収容室側に多孔質部材を充填させ
るという構成なので、構成そのものが不必要に複雑化
し、装置自体が大型化するという懸念はない。
質部材の下端部を副インク収容室の下端部に接触配置し
ているため、インク液面が略最下部に達するまで多孔質
部材がインクに浸漬した状態を維持することが可能にな
り、上述した多孔質部材による気泡導入機能及びインク
退避機能をインクが完全に消費されるまで確実に発揮す
ることができる。
質部材を繊維束で構成するようにしたので、多孔質部材
の構成の簡略化を図ることができるばかりか、多孔質部
材の体積調整を容易に行なうことができる。
インクタンクの内部に適宜仕切部材を設けることによ
り、主インク収容室と副インク収容室とを区画するよう
にしたので、主インク収容室及び副インク収容室を極め
て簡単に確保することができる。また、請求項5記載の
発明によれば、主インク収容室の上壁から副インク収容
室の区画用の筒状部材を直立垂下させ、筒状部材の下端
部を主インク収容室の下壁から離間配置するようにした
ので、例えばインクタンクをタンク本体と蓋部材とに分
離して形成し、上記蓋部材に上記筒状部材を一体的に形
成するようにすれば、筒状部材に多孔質部材が充填され
た蓋部材にてタンク本体を閉じることによりインク供給
装置を容易に構成することができる。そしてまた、請求
項6記載の発明によれば、副インク収容室の周壁を多孔
質部材の被覆部材にて構成するようにしたので、インク
タンク側に副インク収容室の周壁区画部材を設ける必要
がなくなり、その分、インクタンクの構成を簡略化する
ことができる。
ンク収容室と副インク収容室との間の連通路の主インク
収容室側開口端位置をインクジェットヘッドへの連通路
から離間配置するようにしたので、多孔質部材からイン
ク内に気泡が浸入したとしても、当該気泡がインクジェ
ットヘッド側へ向かって印字不良の原因になる事態を確
実に回避することができる。そしてまた、請求項8記載
の発明によれば、主インク収容室内壁に複数のリブを突
出形成するようにしたので、インクジェットヘッドの走
査時においてインクが不必要に振動し、気泡が発生する
事態を有効に回避することができるほか、多孔質部材か
ら浸入する気泡がインクジェットヘッド側へ向かう事態
をも有効に阻止することができる。
クジェットヘッドへの連通路部分にインク吸収体を装填
したので、インク吸収体の液体シール作用により、振
動、衝撃力が加わっても、インクジェットヘッドのノズ
ルからインクタンク内に空気が混入する事態を有効に回
避することができ、また、インク吸収体の圧力緩衝作用
により、インクタンク内のインクの振動を減衰させ、ノ
ズルのメニスカスによるインク保持力を崩すことはな
く、インクがノズルから洩れる事態を有効に回避するこ
とができる。
ンク供給装置の構成を示す説明図である。
ンク供給装置の概要を示す斜視図である。
ンク供給装置の図3と同様な断面図である。
装置のインク供給装置の図5と同様な断面図である。
タンク,3…インク,4…主インク収容室,5…連通
路,6…副インク収容室,7…連通路,8…大気連通
口,9…多孔質部材,10…インク吸収体
Claims (9)
- 【請求項1】 インクジェットヘッド(1)に連通接続
されるインクタンク(2)を有し、このインクタンク
(2)内に収容されたインク(3)をインクジェットヘ
ッドへ供給するようにしたインクジェット記録装置のイ
ンク供給装置において、上記インクタンク(2)には、
その下部に接続されたインクジェットヘッド(1)に連
通路(5)を介して連通しインク(3)が収容される密
封状態の主インク収容室(4)と、この主インク収容室
(4)の下部空間に連通路(7)を介して連通し且つ上
部側に大気連通口(8)が開設された副インク収容室
(6)とを具備させ、上記副インク収容室(6)内部に
多孔質部材(9)を充填したことを特徴とするインクジ
ェット記録装置のインク供給装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、多孔質部
材(9)の下端部は副インク収容室(6)の下面に接触
配置されていることを特徴とするインクジェット記録装
置のインク供給装置。 - 【請求項3】 請求項1記載のものにおいて、多孔質部
材(9)は繊維束にて構成されていることを特徴とする
インクジェット記録装置のインク供給装置。 - 【請求項4】 請求項1記載のものにおいて、主インク
収容室(4)及び副インク収容室(6)はインクタンク
(2)内部空間を仕切部材で区画したものであることを
特徴とするインクジェット記録装置のインク供給装置。 - 【請求項5】 請求項1記載のものにおいて、副インク
収容室(6)は、主インク収容室(4)の上壁から筒状
部材を直立垂下させ、筒状部材の下端部を主インク収容
室の下壁から離間配置したことを特徴とするインクジェ
ット記録装置のインク供給装置。 - 【請求項6】 請求項1記載のものにおいて、副インク
収容室(6)の周壁が多孔質部材(9)の被覆部材にて
構成されていることを特徴とするインクジェット記録装
置のインク供給装置。 - 【請求項7】 請求項1記載のものにおいて、主インク
収容室(4)と副インク収容室(6)との間の連通路
(7)の主インク収容室(4)側開口端位置が上記イン
クジェットヘッド(1)への連通路(5)から離間配置
されていることを特徴とするインクジェット記録装置の
インク供給装置。 - 【請求項8】 請求項1記載のものにおいて、主インク
収容室(4)内壁に複数のリブが突出形成されているこ
とを特徴とするインクジェット記録装置のインク供給装
置。 - 【請求項9】 請求項1記載のものにおいて、インクジ
ェットヘッド(1)への連通路(5)部分にインク吸収
体(10)を装填したことを特徴とするインクジェット
記録装置のインク供給装置。
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