JPH07314709A - インクタンク - Google Patents
インクタンクInfo
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- JPH07314709A JPH07314709A JP6111026A JP11102694A JPH07314709A JP H07314709 A JPH07314709 A JP H07314709A JP 6111026 A JP6111026 A JP 6111026A JP 11102694 A JP11102694 A JP 11102694A JP H07314709 A JPH07314709 A JP H07314709A
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Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
良好なインク供給を実行でき高品位な印字を達成できる
インクタンクを提供することを目的とする。 【構成】 インクタンクに一端が大気連通口に連結する
とともに、他端がインクタンクの底部にて開口する細管
を備える。 【効果】 インクタンクの底部に位置する細管の開口で
形成されるメニスカスで負圧が良好に発生し、インクの
供給が安定におこなえる。
Description
供給して記録媒体に印字記録するインクジェット記録装
置で用いられるインクタンクに関する。
ジに対して固定的に取りつけられた記録ヘッドに対して
装置内をはい回されたチューブを介してインクを供給す
るように構成され、装置に対して着脱自在とされたイン
クタンクの構成を採用するもの、あるいは記録ヘッドと
一体的に構成され、キャリッジに対して着脱自在とされ
たインクタンクの構成を採用するものなどがある。
差を設けることでインクを供給する形態をとっており、
後者においてはインクタンク側に負圧発生源を備えるこ
とで記録ヘッドにインクを供給する形態をとっている。
易性といった観点から後者の形態のインクタンクを採用
する装置が多く提案されている。
録ヘッドから吐出されるインク量に見合ったインクを良
好に供給できるとともに、非記録時においては吐出口か
らのインクの漏れなどがないことが要求される。
録ヘッドとインクタンクとが一体化され、キャリッジに
対して着脱自在とされたカートリッジであって、インク
タンク内には発泡材(吸収体)が充填されている。この
ようにインクタンク内に吸収体を充填することで記録ヘ
ッドのインク吐出部で安定したインクのメニスカスを維
持することができ、またこの吸収体の毛細管力によって
インクタンク内でインクを保持している。この場合、イ
ンクタンク内ほぼ全体に吸収体が充填されていることが
必要で、吸収体が最大保持可能なインク量よりもやや少
ないインク量を吸収体に保持させておくことより、毛細
管力を利用して内部負圧を発生させているので記録ヘッ
ドおよびインクタンクに振動などの機械的衝撃や温度変
化などの熱的衝撃が付与された場合でも記録ヘッドの吐
出部やインクタンクの大気連通部からのインクの漏れ出
しが少なく安定したインクの保持が行える。
体を充填した方式はインクの消費に伴って吸収体の負圧
が大きくなり、記録ヘッドに供給されずにインクタンク
内に残るインク量が多く、使用効率が悪いという課題が
あった。
収体としては、例えばウレタン樹脂の発泡体でなるもの
がある。ここに、かかるウレタン発泡体はその形成時に
空洞部(ポア)を含み込むように膜が形成されてしま
う。このような多数のポアが膜によって互いに隔絶され
てしまう場合そのままでは到底インク含浸用吸収体とし
ての機能を果たし得なくなるので、加熱、洗浄等の除膜
処理を施している。
ン発泡体をインクタンク内の吸収体として用いる場合に
は、インクタンクの収容空間に対して圧縮した状態で収
納されたり、あるいはインク導出部接続部材との連通部
において適切な負圧の勾配を設けるためにその部分が圧
縮されることがある。しかし、除膜処理によっても膜の
完全な除去は極めて困難であって、実際にはポアにかな
りに膜の残滓が付着している。そのため、吸収体が圧縮
された時に隣接するポア間で膜の残滓が相補しあい、イ
ンクの消費に伴って生ずべき吸収体内でのインクの流れ
を阻害し、インクタンク外部へのインク供給性に支障を
来す課題を生ずる。
インクに長期間浸せきしていると、インク中への発泡体
の成分の溶質によりウレタン樹脂自体の劣化およびイン
クの物性を変化させてしまい、記録ヘッドへのインクの
安定供給に支障を来したり、印字品位を悪化させたりと
いう課題もあった。
して構成されるインクタンクにおける上述した各種の課
題を解消する構成の一例として特開平2−258353
号公報に開示されるインクタンクの構成が挙げられる。
示されているとおり、インクタンク内には吸収体を充填
することなく、液状のインクがインクタンクの容器に直
接充填されている。つまり、図7、図8A、図8Bに示
されるように、液状のインクを直接インクタンク内に充
填したインクタンクの構成は、インク貯め112とプリ
ントヘッド130を有したインクジェット・プリント装
置110のインク貯め112とプリントヘッド130と
をつなぐ筒部128の一部にインク貯め112の負の圧
力を制限する第1の圧力制御手段としてのオリフィス1
36を有するとともに、さらに容積を変化させてインク
貯め112内の負の圧力を制限する第2の圧力制御手段
としての袋126を有している。尚、インクジェット・
プリント装置110は、さらにその上部にインク充填口
としての開口部142と開口にうめこまれ封止するプラ
グ144を有するとともに、オリフィス136の外部に
オリフィス136からあふれたインクをためるあふれ貯
め138とあふれ貯め138を大気に連通させる通気子
140とを有している。
130からインクが吐出されてインク貯め112からイ
ンクが消費されるとオリフィス136に形成されたメニ
スカスが維持される間インク貯め112が減圧される。
その結果プリントヘッド130に対して好適な負圧を与
えることができる。さらにインクの吐出がつづきインク
貯め112内の負圧が大きくなり、しきい値を越えると
オリフィス136のメニスカスがこわれ、そこから空気
がインク貯め112内に導入され、好適な負圧の範囲に
もどる。これがくり返されてインクの良好な吐出が実行
される。
手段であるオリフィス136のみを設けた構成のインク
タンクで負圧の変化を測定すると、図9に実線Aで示さ
れるような負圧がプリントヘッド130に与えられてい
ることがわかった。つまり、インクの使用開示初期には
過剰な負圧力(ピーク値)がプリントヘッド130に対
してかかり、このピーク値の近傍では、プリントヘッド
130へのインクの供給量が不足して吐出が不安定にな
り印字のかすれを生じることになってしまう。
インク貯め112内のインクがインクの自重によってオ
リフィス136からインクがもれ出してきてしまい、負
圧を発生させることができなくなってしまった。我々の
実験では、オリフィス136の内径を0.38mmと
し、表面張力が30dyne/cm、40dyne/c
m、50dyne/cmのインクを用い、液面高さをプ
リントヘッド130から上方に40mmまで上昇させた
ところでオリフィスからインクがもれ出してしまった。
リフィス136の径を小さくした場合(例えば0.2m
m以下、この構成はピーク値の値をさらに大きくする方
向である。)、袋126をインク貯め112の一部にも
うけることで、ピーク値の発生を抑制することができ
る。この袋126はインク貯め112の容積を増大する
方向の復元力を持つか、バネ性の部材でその方向に付勢
されるように構成されている。そのため、この袋126
によって初期の負圧のピークは解消され、図9中破線B
で示されるような挙動の負圧を示す。
は、使用するインクに応じて、オリフィス136の径や
袋126の復元力を設計することが必要であり、インク
タンクの構成が複雑で、構成部材も多く高価となりやす
い。
良好なインク供給が行えることによる高品位な印字と簡
単な構成で安定した負圧を維持できる高信頼性を得るこ
とのできるインクタンクを提供することを目的とする。
検討した結果インクタンク内の負圧を調整するためのメ
ニスカス形成部分の構成が負圧のピークを引きおこす原
因であるとの知見を得るに至った。
ので、インクを収容するインク収納部と、記録ヘッド部
へインクを供給するインク供給部と、大気を容器内に取
り入れる大気連通口を具備するインクタンクにおいて、
その一端が前記大気連通口にて収納インクの液面より上
方にてインクタンク外に開口し、もう一端がタンク底部
近傍にてインクタンク内に開口した中空の細管を持つこ
とを特徴とする。また、本発明のインクタンクの前記大
気連通口には少なくともインクタンク内部に面する側面
が撥水性を有する通気膜が配置されていることを特徴と
する。また、前記インクタンクは環境変化におけるタン
ク内空気の体積膨張による内圧上昇の緩和手段を持つこ
とを特徴とする。また、前記内圧上昇緩和手段は、あら
かじめ前記インクタンク内に配置された前記インクタン
クの外方に連通した可撓性の袋体であることを特徴とす
る。また、前記内圧上昇緩和手段は、少なくともひとつ
の弁体と、少なくともひとつのインクタンク内部に面す
る側面が撥水性を有する通気膜からなることを特徴とす
る。
ンクの消費にともないインクタンク内の開口よりインク
タンク内に断続的に空気が流入する。このとき、インク
消費による空気の流入で形成されたエアー部の減圧と開
口での空気のメニスカス力によって、インク供給部また
は記録ヘッド部のインク吐出口に対して、インクタンク
はインクをインクタンク内に引き込む方向の負圧力を発
生する。これにより記録ヘッド部には適度の負圧力が加
わり、インクの安定供給はもとより、良好な印字品位が
得られる。
も引き続き残存し、記録ヘッド部からのインクの漏れも
防ぐことができる。
び中の振動などの時インクが大気連通口より外にしぶき
出さない。
積の増減を生じた場合でも十分に対応できるようにイン
クタンク内圧の上昇を緩和する手段を設けているので、
インクタンク内が加圧状態になることがなく負圧が良好
に維持される。
アー部の体積の増大を受容できるのであれば、特に内圧
上昇緩和のための手段を別にもうける必要はない。
分の開口5(孔5)の部分でメニスカスMを形成してい
る。このメニスカスの挙動を図11a、図11bに示
す。図11aはインク吐出初期の状態を示すもので、メ
ニスカスMは細管4の内部に形成されている。
4のインクの液面は図11bで示される位置、つまり開
口5の先端からインク内へ拡張した形にまで達する。さ
らにインクが消費され、インクタンク内のエアー部8の
減圧が大きくなるとメニスカスMは破れてインクタンク
内に大気を取り込みタンク内が所望の減圧の範囲に維持
され、異常な減圧状態となることを防ぐ。
2−258353号公報のインクタンクにおけるオリフ
ィス136のメニスカスMの挙動を図12a、図12
b、図12cに示す。この構成の場合にはオリフィス1
36を構成している部材の上部136b、下部136a
の2つの位置でメニスカスMを生じることになる。この
ようにメニスカスMインク消費の初期ではオリフィス1
36の下部で形成され、インクの消費に伴って最後には
オリフィス136の上部136bで形成される。このよ
うにオリフィス136の上方、下方の2箇所でメニスカ
スMを生じることによりインクタンク内の負圧にピーク
値を生じることになる。
細に説明する。
断面図である。
インクの供給部2とインクタンク1内に大気を流入させ
る大気連通口3を持っている。インクタンク1はこれら
以外の部分は外気と遮断されている。細管4は中空であ
り、一端が収納インクの液面より上部にて大気連通口3
と連通しており大気に開口され、もう一端はインクタン
ク3内の底部近傍にてインクタンク内に開口する孔5と
されている。また、大気連通口3には、少なくともタン
クの内部側に面する側面撥水性とされた通気膜6が配置
されている。
インク7の消費にともない孔5よりインクタンク1内に
断続的に空気が流入する。このとき、インク消費による
エアー部8の減圧と孔5での空気のメニスカス力によっ
て、記録ヘッド部RHのインク吐出口に対して、インク
タンク1はインク7をインクタンク1内に引き込む方向
の負圧力を発生する。これにより、記録ヘッド部には適
度の負圧が作用し、インクの安定供給はもとより、良好
な印字品位が得られる。
も引き続き残存し、記録ヘッド部RHからのインクの漏
れも防ぐことができる。
運び中の振動などの時インクが大気連通口3より外にし
ぶき出さないように具備されている。
いて、細管4及び孔5の部分の材質にポリプロピレンを
用い、孔5の内径を0.38mmとしたインクタンクを
製造し、インクタンク1の供給部2における負圧を測定
した。印字中の負圧力、静止状態での保持負圧力はそれ
ぞれ−48mmH2O、−42mmH2O程度の負圧力で
あった。この系にて他の組成の表面張力の異なるインク
(表面張力30dyn/cm、40dyne/cm)を
使用したときの負圧力を表1に示す。
得るには、孔5の内径および材質を変えることで達成で
きる。例えば表面張力が低いインクに対しては孔5の内
径を小さくする方向にする。
面の高さによらず、図10で示されるように初期より使
いきり直前までほぼ一定の値を示していた。また使いは
じめ初期での過剰な負圧値は発生しなかった。これは言
い替えれば、初期より使いきり直前までほぼ一定の安定
した印字品位を提供するということである。
込んでいても、インクタンクのプリンタ装着時の回復ポ
ンプにて細管4内のインクが吸い切れればすぐに負圧力
は発生する(本実施例では細管の内容積0.9cc、ポ
ンプ容量1.3cc)。
フロロエチレンであり、それを延伸させることにより無
数の微孔を作成した材料にさらに撥油処理を施したもの
を用いた。またその孔径は0.1μm〜3.0μmの通
気膜を用いた。
置関係は図1および図14に示すように、孔5はインク
供給部2の極近傍に開口している方が望ましい。それ
は、図13bおよび図14のような姿勢にインクタンク
が傾いた場合にも有効にメニスカスを形成することがで
きるためである。図13aのような位置に配置されてい
ると、供給部2が下方になり孔5が上方になるように傾
いた場合、孔5を通してタンク内のエアー部8とタンク
外の大気が直接連通してしまい、例えばヘッド部のイン
ク吐出口(通常はメニスカス力によりインクを漏らすこ
とがない程度の大きさを持っているが)が紙などに接触
しそのソニスカスが破れるとヘッド部の吐出口よりイン
クが漏れてしまう。しかし、図1および図14のように
孔5とインク供給部2を配置すると、図14のように傾
いて、吐出口のメニスカスが破れてもエアー部8に大気
は供給されないため吐出口よりインクが漏れだしてしま
うことはない。
を示した断面図である。
生原理は第1実施例と同様であるが、さらに高信頼性を
得るためにインクタンク1の内部に圧内上昇緩和手段と
しての可とう性の袋9が配置されている。袋9は開口部
10にて大気と連通していて、それ以外は密閉されてい
る。袋9は初期状態ではその容積最大に膨らんでいるよ
うに配置されており、インクタンク内の圧力が大気に対
して低くなってもそれ以上膨らまないようになっている
ため、記録ヘッド部への負圧力には影響を与えない。一
方、インクタンク1の周囲の環境が変化した場合、例え
ばインクタンク1が物流などで減圧環境下に置かれた場
合や周囲の環境温度がプリンタ内の熱放射などで上昇し
た場合にはエアー部8の空気の膨張分を袋9の体積収縮
にて吸収し、タンク内圧の上昇を緩和し、記録ヘッド部
からのインクの漏れを防ぐ。そして、環境が元に戻れば
袋9の体積も初期の最大膨張状態に戻り、それ以後の記
録ヘッド部への負圧力にも影響を与えない。
られる。)に細管4より、振動などの衝撃にて空気がイ
ンクタンク1内に流入し初期状態で袋9の最大膨張状態
が確保できない場合があるので、物流中つまりプリンタ
に装着するまでは大気連通口3および通気膜6の上部開
口部をテープなどで密閉しておくことが好ましい。
を示した断面図である。
代わり、その内圧上昇緩和手段として少なくともひとつ
の弁体11と少なくともひとつのインク内部の面が撥水
性の材料にて形成された通気膜12を具備している。
クタンク1内から外へ内部の空気が排出される方向のみ
許している。通常は弁体11は閉塞されているので細管
4での負圧力発生には影響を与えない。一方、インクタ
ンク1の周囲の環境が変化した場合、例えばインクタン
ク1が物流などで減圧環境下に置かれた場合や周囲の環
境温度がプリンタ内の熱放射などで上昇した場合には、
エアー部8の空気の膨張分を弁体11より排出すること
で、タンク内圧の上昇を緩和し、記録ヘッド部からのイ
ンクの漏れを防ぐ。そして、環境が元に戻ればエアー部
8の空気の収縮分細管4より空気が補充されるので、そ
れ以後の記録ヘッド部への負圧力にも影響を与えない。
す。
る。
支持部15には円形の開口部16が設けられ、薄膜13
は開口部16を覆うように配置されている。薄膜13と
支持部15はシリコンオイル等の粘性封止剤14を介し
て密着されている。このとき粘性封止剤14は密着力を
発生して圧力差のほぼない場合の閉塞性を保つ。粘性封
止剤は、シリコンオイルなどのように揮発性がなく、粘
度が500〜5000cst程度の液状の物質が好まし
く用いることができる。
内の内圧が外圧に対して相対的に上昇すると薄膜13は
タンクの外に向かって押し上げられる。薄膜13は所定
の圧力に達すると支持部15との間の粘性封止剤14の
一部が開放し、図5に示すように通気路を形成する。そ
してこの開放により内圧の上昇が緩和されると、薄膜1
3の持つ弾性と粘性封止剤14の表面張力によって速や
かに通気路は閉塞される。
レート(PET)フィルムを用いて、その寸法が厚さが
25μm、直径が13mmの円形のものを用いた。
る。
弾性体で形成されており、インクタンク内の圧力が外気
に対して相対的に上昇すると、弾性弁17の変形により
支持部15と弾性弁17の密着性が破れ、通気路が形成
されタンク内の空気の膨張分外部に排出する。
インクタンク内のインクの消費にともないインクタンク
内の開口よりインクタンク内に断続的に空気が流入す
る。このとき、インク消費による空気の流入で形成され
たエアー部の減圧と開口での空気のメニスカス力によっ
て、インク供給部または記録ヘッド部のインク吐出口に
対して、インクタンクはインクをインクタンク内に引き
込む方向の負圧力を発生する。これにより記録ヘッド部
には適度の負圧力が加わり、インクの安定供給はもとよ
り、良好な印字品位が得られるインクタンクを提供でき
る。
も引き続き残存し、記録ヘッド部からのインクの漏れも
防ぐことができるインクタンクを提供できる。
び中の振動などの時インクが大気連通口より外にしぶき
出さないインクタンクを提供できる。
積の増減を生じた場合でも十分に対応できるようにイン
クタンク内圧の上昇を緩和する手段を設けているので、
インクタンク内が加圧状態になることがなく負圧が良好
に維持されるインクタンクを提供できる。
る。
ある。
ある。
断面図である。
インク使用量との関係を示す図である。
生される負圧力とインク使用量との関係を示す図であ
る。
のメニスカス状態を示す図である。
クタンクのメニスカスの状態を示す図である。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 インクを収容するインク収納部と、記録
ヘッド部へインクを供給するインク供給部と、大気を容
器内に取り入れる大気連通口を具備するインクタンクに
おいて、 その一端が前記大気連通口にて収納インクの液面より上
方にてインクタンク外に開口し、もう一端がタンク底部
近傍にてインクタンク内に開口した中空の細管を持つこ
とを特徴とするインクタンク。 - 【請求項2】 前記大気連通口には少なくともインクタ
ンク内部に面する側面が撥水性を有する通気膜が配置さ
れていることを特徴とする請求項1に記載のインクタン
ク。 - 【請求項3】 前記インクタンクは環境変化におけるタ
ンク内空気の体積膨張による内圧上昇の緩和手段を持つ
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の
インクタンク。 - 【請求項4】 前記内圧上昇緩和手段は、あらかじめ前
記インクタンク内に配置された前記インクタンクの外方
に連通した可撓性の袋体であることを特徴とする請求項
3に記載のインクタンク。 - 【請求項5】 前記内圧上昇緩和手段は、少なくともひ
とつの弁体と、少なくともひとつのインクタンク内部に
面する側面が撥水性を有する通気膜からなることを特徴
とする請求項3に記載のインクタンク。
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11102694A JP3244941B2 (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | インクタンク |
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