JPH03182361A

JPH03182361A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH03182361A
Application number: JP1321684A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamamori; 山森　清司; Kunio Nakamura; 中村　邦雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、インク小滴を画像信号に応じて吐出させ、記
録媒体上に文字、図形等を記録するインクジェット記録
装置、特に、そのインクジェット記録ヘッドの気泡除去
装置に関する。

従来の技術従来、電気機械変換器や電熱機械変換器を用いたオンデ
マンド型のインクジェット記録ヘッドにおいて、その使
用開始に当たり、圧力室にインクを充填する場合に圧力
室に気泡が残らないようにし、また、使用中に伺等かの
原因により気泡を吸収した場合に気泡を除去するため、
圧力室の頂部に気泡抜きの通路を設けることは既に知ら
れている。上記従来のインクジェット記録ヘッドを用い
たインクジェット記録装置として、例えば、本出願人の
出願に係る特開昭４９−９３７１１号公報、または米国
特許第４０１５２７２号明細書に記載されている構成が
知られている。以下、この従来例のインクジェット記録
装置について図面を参照しながら説明する。

第３図は従来のインクジェット記録装置を示す断面図で
ある。第３図において、１０１はインクジェット記録ヘ
ッドであり、ボディ部材１０２の内側で仕切板１０３に
より前方のインク室１０４と背方の圧力室１０５に区画
され、これらインク室１０４と圧力室１０５が通路１０
６により連通され、インク室１０４は通路１０６と一直
線上に位置して形成されたインクノズル１０７により外
部に開放されている。

インク室１０４の下部には仕切板１０３なボディ部材１
０２にインク供給通路１０８．１０９が連通され、イン
ク供給通路１０９はインク溜１１０とインク供給チュー
ブ１１１により連通されている。インク室１０４と圧力
室１０５の頂部にはそれぞれ外部に開放する気泡抜き通
路１１２．１１３が連通され、各気泡抜き通路１１２．
１１３の開口１１４と１１５がビス１１６と１１７によ
り閉塞されるようになっている。圧力室１０５の背面に
はピエゾ振動子１１８が設けられている。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

インク溜１１０内のインク１１９はインク供給チューブ
１１１、インク供給通路１０９．１０８を経てインク室
１０４を満たし、更に、通路１０６を介して圧力室１０
５を満たし、インク室１０４と圧力室１０５の頂部に連
通された気泡抜き通路１１２と１１３の開口１１４と１
１５はそれぞれビス１１６と１１７で閉塞する。

そして圧力室１０５の背面を構成するピエゾ振動子１１
８に画像信号が印加されると、ピエゾ振動子１１８の駆
動により圧力室１０５の容積が変化し、これに伴い、通
路１０６に対向して設けられたインクノズル１０７より
インク滴を吐出し、記録媒体上に文字、図形等を記録す
ることができる。ここで、何等かの原因によりインクジ
ェット記録へノド１０１のインク室１０４、または圧力
室１０５に気泡を吸入した場合には、ビス１１６、また
は１１７を取り外し、何等かの手段によってインク１１
９に圧力をかけ、インク１１９と一緒に気泡を追い出す
。その後、ビス１１６、または１１７により気泡抜き通
路１１２、または１１３の開口１１４、または１１５を
閉塞することＶこより、インクジェット記録ヘッド１０
１を正常な状態に復帰させ、上記のように文字、図形等
の記録動作を行うことができる。

たお、上記動作説明では、使用途中でインク室１０４、
または圧力室１０５　Ｋ気泡が入った場合について証明
したが、使用開始に当たり、インク１１９を充電した際
に気泡が入った場合にも同様に気泡を除去することがで
きる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来例のように、インクジェット記
録へノド１０１のインク室１０４および圧力室１０５に
気泡抜き通路１１２および１１３を連通し、その開口１
１４および１１５をビス１１６および１１７で開閉する
構成では、操作対象が小さいために操作しにくく、ビス
１１６．１１７を紛失したり、インク１１９で手を汚し
たり、無駄なインクを消費したりするばかりでなく、作
業時間を要するなどの問題があった。

本発明は、上記のような従来技術の問題を解決する屯の
であり、簡単な操作で、かつ迅速に気泡を除去すること
ができ、したがって、操作性を向上させることができ、
また、インクで手を汚すのを防止することができ、また
、作業能率を向上させることができ、また、保守性の向
上を図ることができ、更には、無駄なインクの消費を防
止することができるようにしたインクジェット記録装置
を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段上記目的を達するための本発明の技術的解決手段は、圧
力室と、この圧力室に連通し、電気信号に応答して微小
インク滴を吐出するインクノズルと、上記圧力室にイン
クを供給する第１のインク溜と、この第１のインク溜に
ドレン穴により連通ずる第２のインク溜と、上記圧力室
の頂部と上記第２のインク溜とを連通ずる連通管と、こ
の連通管内における上記第２のインク溜側のインクが上
記圧力室側へ逆流するのを防止する逆止弁と、上記連通
管を加熱するヒータと、上記第１のインク溜に設けられ
、指で押さえろことによりこの第１のインク溜内のイン
クに空気圧を加えろことができ、空気抜き孝を有する弾
性材製のキャップと、上記ドレン穴を手動で開放するこ
とができる手動弁機構を備えたものである。

そして、上記ヒータを連通管の外側、または内側に設け
ることができ、また、上記連通管はスパイラル状に形成
し、また放熱フィンを備えることができる。

作用したがって、本発明によれば、圧力室が空の状態の場合
、または圧力室に気泡を吸引した場合、圧力室に連通す
る連通管をヒータにより加熱してこの連通管内のインク
を溶融させるか、粘度を下げ、第１のインク溜に設けら
れたキャップの空気抜き穴を閉塞状態で押して第１のイ
ンク溜内のインクに空気圧により加圧すると、加圧され
たインクは逆止弁を開放し、圧力室内の気泡を移動させ
、連通管より第２のインク溜に排出して収容する。

その後、キャップを解放して第１のインク溜内の圧力を
もとの大気圧に戻し、インクの排出を停止し、ヒータに
よる連通管の加熱を停止して連通管の温度を放熱により
低下させ、連通管内のインクの粘度を増大させ、または
固化させ、一種の栓として作用させろ。このように簡単
なキャップの抑圧操作により迅速に気泡を除去すること
ができる。

また、その後、弁機構の操作によりドレン穴を開放し、
第２のインク溜内のインクを第１のインク溜に戻すこと
ができる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。

箒１図ｆａｔ〜（Ｃ１は本発明の第１の実施例における
インクジェット記録装置を示し、第１図（ａｌは圧力室
に気泡が入った状態の断面図、第１図ｆｂｌはインクに
空気圧を加えて気泡を排出して除去する状態の断面（３
）、第１図ｆｃｌは第２のインク溜に溜まったインクを
第１のインク溜に戻す状態の断面図である。

第１図（ａｌ、（ｂ）、（Ｃ）において、■はインクジ
ェット記録ヘッドであり、ボディ部材２の内側に仕切板
３により前方下側の圧力室４と背方の第１のインク溜５
に区画され、第１のインク溜５の上部に仕切板６により
第２のインク溜７が区画されている。圧力室４と第１の
インク溜５は下部のインク供給通路８により連通され、
インク供給通路８にオＣける第１のインク溜５側にはフ
ィルタ９が設ケられている。第１のインク溜５と第２の
インク溜７はドレン穴１０により連通されている。ボデ
ィ部材２の前面には圧力室４０頂部に位置して外部に開
放するインクノズル１１が形成されている。圧力室４の
頂部には外部に開放される気泡抜き通路１２が形成され
ている。圧力室４の底部には振動子１３とピエゾ素子１
４が設けられ、これら振動子１３とピエゾ素子１４は信
号源１６に接続されている。第１のインク溜５の上部に
は高分子等の弾性材からなるキャップ１６の下部開放側
が取り付けられている。

キャップ１６は上部側が収れん形状となる半球状に形成
され、上部中央部に空気抜き穴１７が形成されている。

空気抜き穴１７は指１８で閉塞し得る大きさに設定され
ている。気泡抜き通路１２には細く、熱′１に導性に優
れた材料により作製された連通管１９の端が連通され、
連通管１９の他端が第２のインク溜７の上部に連通され
ている。連通管１９にオｄける気泡抜き通路１２側の内
側に逆円錐状の弁座２０と球状の弁体２１からなる逆止
弁が設けられ、後述するインク３３が連通管１９におけ
ろ第２のインク溜７側から気泡抜き通路１２側へ逆流す
るのを防止している。連通管１９の外周には全長に直っ
てヒータ２２が巻かれ、ヒータ２２の両端は電源２３と
スイッチ２４に接続されている。第２のインク溜７には
底部のドレン穴１０と上部の穴２５にンヤフト２６が上
下動可能に支持されている。／ギフト２６の下方突出部
にはドレン弁体２７が取り付けられ、シャフト２６の中
間部には第２のインク溜７内において鍔状部２８が−体
に設けられ、この鍔状部２８と第２のインク溜７の底部
内側との間にシャフト２６の外周において圧縮ばね２９
が介在され、この圧縮ばね２９によりシャフト２６およ
びドレン弁体２７が上方へ加圧され、ドレン弁体２７が
第２のインク溜７の底部外面に押し付けられ、ドレン穴
１０が閉塞されている。シャフト２６の上方突出部には
操作部２６ａが設けられている。ボディ部材２の下側に
はメインヒータ３２が設けられ、インクジェット記録へ
ノド１の全体が最適な温度に加温され、ボディ部材２の
前側にはインクノズル１１の下方においてメインヒータ
３２により加熱される不要インクガイド板３１が取り付
けられ、不要インクガイド板３１の下方には不要インク
受け３２が設けられている。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

今、第１図！ａｌに示すように、第１のインク溜５内の
インク３３はフィルタ９、インク供給通路８を経て圧力
室４を満たし、気泡抜き通路１２を逆止片の弁体２１で
閉塞する。また、メインヒータ３０を駆動してインクジ
ェット記録へノドｌの全体を最適な温度に加温し、スイ
ッチ２４をＯＦＦにする。この状態で連通管は本体部に
比較して放熱が大きいため、連通管１９内のインク３３
の温度は相当低下し、インク３３の融点が高い場合には
固化し、融点が低い場合には高粘度の状態になっている
。また、第２のインク溜７のドレン穴１０はドレン弁体
２７により閉塞している。そして、圧力室４の底部の振
動子１３とピエゾ素子１４に信号源１５から画像信号が
印加されると、ピエゾ素子１４および振動子１３の駆動
により圧力室４の容積が変化し、これに伴いインクノズ
ル１１よりインク滴を吐出し、記録媒体上に文字、図形
等を記録することができる。ここで、例等かの原因によ
り圧力室４に気泡３４を吸入した場合には、第１図（１
））に示すように、まず、スイッチ２４をＯＮＬ、ヒー
タ２２により連通管１９を加熱して連通管１９内のイン
ク３３を溶融、または低粘度にする。その後、第１のイ
ンク溜５の頂部に設けたキャップ１６の空気抜き穴１７
を指１８の腹で閉塞して押すと、第１のインク溜５内の
空気圧が上昇し、内部のインク３３は矢印Ｐで示すよう
に加圧される。

加圧されたインク３３はフィルタ９、インク供給通路８
、圧力室４、気泡抜き通路１２を介して逆止弁の弁体２
１を押し上げ、これに伴い、インク３３は連通管１９を
経て第２のインク溜内に流出されて溜められる。この過
程で圧力室４内にあった気泡３４は流出したインク３３
と共に除去される。このとき、インク３３はインクノズ
ル１１からも流出するが、このインクノズル１１の径は
連通管１９の内径に比較してはるかに小さいので、その
量はごく僅かで済む。

そして、インクノズル１１かも流出したインク３３はボ
ディ部材２の前面を流下し、不要インクガイド板３１を
伝ってインクジェット記録ヘッド１の下方に設けられた
不要インク受け３２に溜められる。不要インクガイド板
３１はメインヒータ３０に接しており、ホントメルトイ
ンクの場合、途中で冷えて不要インクガイド板９０に付
着し、成長するのを防止することができる。

上記のようにして圧力室４内の気泡３４を流出除去した
後、第１図（Ｃ＋に示すように、指１８をキャップ１６
から離すと、第１のインク溜５内の空気圧はもとの大気
圧に戻り、連通管１９内インク３３は自らの重量で圧力
室４方向に逆流しようとするが、逆止弁の弁体２１によ
り逆流が防止される。そして、スイッチ２４をＯＦＦす
ると、連通管１９は熱源がなくなるため、放熱により急
速に温度が降下し、内部のインク３３が固化すか、粘度
が増大して一種の栓の役目を果たすようになる。これに
より、ピエゾ素子１４および振動子１３の駆動で発生す
る圧力のロスを防止することができる。その後、シャフ
ト２６の操作部２６ａを指１８で押すと、シャフト２６
およびドレン弁体２７が圧縮ばね２９の弾性に抗して下
降し、ドレン穴１０が開き、第２のインク溜７内に溜ま
ったインクは重力で第１のインク溜５に流入する。この
とき、流入するインク３３の温度は第１のインク溜５内
のインク３３とほぼ同じであるので、直ちに記録を開始
することができる状態に復帰する。

なお、上記動作説明では、使用途中で圧力室４に記泡３
４が入った場合について説明したが、使用開始に当たり
、インク３３を充填した際に気泡３４が入った場合にも
同様に気泡３４を除去することができる。

本発明は、特に、動作温度が１００℃前後にもなるホッ
トメルトインクジェット記録ヘッドｌに最適である。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第２図は本発明の第２の実施例におけるインクジェット
記録装置を示し、連通管部分の拡大断面図である。

本実施例の特徴とするところは、連通管１９の内部にヒ
ータ３５を配したものであり、その他の構成は上記第１
の実施例と同様である。また、図示のように弁座２０、
弁体２１からなる逆止弁を空気抜き通路１２側に設ける
ことができる。

なお、上記第１、第２の実施例の他、図示していないが
、連通管１９を抵抗体材料で作製してもよく、また、連
通管１９の表面に抵抗体皮膜を形成してもよい。また、
連通管１９をスパイラル状（コイル状）に形成してもよ
く、連通管１９に放熱用のフィンを付けてもよい。また
、使用するヒータ用の電源２３は直流でも交流でもよい
。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、圧力室に連通する連
通管をヒータにより加熱してこの連通管内のインクを溶
融させるか、粘度を下げ、第１のインク溜に設けられた
キャップの空気抜き穴を閉塞状態で押して第１のインク
溜内のインクに空気圧により加圧すると、加圧されたイ
ンクは逆止弁を開放し、圧力室内の気泡を移動させ、連
通管より第２のインク溜に排出して収容する。その後、
キャップを解放して第１のインク溜内の圧力をもとの大
気圧に戻し、インクの排出を停止し、ヒータによる連通
管の加熱を停止して連通管の温度を放熱により低下させ
、連通管内のインクの粘度を増大させ、または固化させ
、一種の栓として作用させる。このように簡単なキャン
プのワンタッチ抑圧操作により迅速に気泡を除去するこ
とができるので、操作性を向上させることができ、また
、インクで手を汚すのを防止することができ、また、作
業能率を向上させることができ、更には、誰でもインク
の充填、気泡除去操作を行うことができ、保守性の向上
を図ることができる。また、気泡の除去後、弁機構の操
作によりドレン穴を開放し、第２のインク溜内のインク
を第１のインク溜に戻すことができるので、気泡除去の
ためのインクの無駄な消費を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（ｃｌは本発明の第１の実施例における
インクジェット記録装置を示し、第１図（ａｔは圧力室
に気泡が入った状態の断面図、第１図（ｂｌはインクに
空気圧を加えて気泡を排出して除去する状態の断面図、
第１図ｆｃｌは第２のインク溜に溜まったインクを第１
のインク溜に戻す状態の断面図、第２図は本発明の第２
の実施例におけるインクジェット記録装置を示し、連通
管部分の拡大断面図、第３図は従来のインクジェット記
録装置を示す断面図である。ｌ・・・インクジェット記録へノド、２・・・ボディ部
材、４・・・圧力室、５・・・第１のインク溜、７・・
・第２のインク溜、８・・・インク供給通路、１０・・
・ドレン穴、１１・・・インクノズル、１２・・・気泡
抜き通路、１３・・・振動子、１４・・・ピエゾ素子、
１６・・・キャップ、１７・・・空気抜き穴、１９・・
・連通管、２１・・・弁体、２２・・・ヒータ、２７・
・・ドレン弁体、３０−・・メインヒータ、３３・・・
インク、３４・・・気泡、３５・・・ヒータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧力室と、この圧力室に連通し、電気信号に応答
して微小インク滴を吐出するインクノズルと、上記圧力
室にインクを供給する第１のインク溜にドレン穴により
連通する第２のインク溜と、上記圧力室の頂部と上記第
２のインク溜とを連通する連通管と、この連通管内にお
ける上記第２のインク溜側のインクが上記圧力室側へ逆
流するのを防止する逆止弁と、上記連通管を加熱するヒ
ータと、上記第１のインク溜に設けられ、指で押さえる
ことによりこの第１のインク溜内のインクに空気圧を加
えることができ、空気抜き穴を有する弾性材製のキャッ
プと、上記ドレン穴を手動で開放することができる手動
弁機構を備えたインクジェット記録装置。
（２）ヒータが連通管の外側に設けられた請求項１記載
のインクジェット記録装置。
（３）ヒータが連通管の内側に設けられた請求項１記載
のインクジェット記録装置。
（４）連通管がスパイラル状に形成された請求項１記載
のインクジェット記録装置。
（５）連通管が放熱フィンを有する請求項１記載のイン
クジェット記録装置。