JPH0357870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、記録ヘツドからインクを吐出して所
望の記録を行うインクジエツト装置に関し、特に
インクの補充が可能なインク容器を備えたインク
ジエツトに関する。

現在知られる各種記録方式の中でも、記録時に
騒音の発生がほとんどないノンインパクト記録方
式であつて、且つ、高速記録が可能であり、しか
も、普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録
の行なえる所謂インクジエツト記録方式は、各種
プリンター複写装置やワードプロセツサー等の印
字装置を実現する上で、極めて有用な方式であ
る。このインクジエツト記録方式に就いては、こ
れ迄にも様々な方式が提案され、改良が加えられ
て商品化されたものもあれば、現在もなお実用化
への努力が続けられているものもある。

インクジエツト記録方式では、記録液（本発明
に於ける説明では、インクと呼称する。）の小滴
（droplet）を種々の作用原理で飛翔させ、それを
紙等の被記録材に付着させて記録を行うものであ
る。この様なインクジエツト記録方式に用いるイ
ンク滴発生装置、つまり、インクジエツト装置
は、一般に、インク滴を形成する為のインクジエ
ツトヘツドとこれに供給するインクの供給系から
成つている。

ところで、上記インクジエツトヘツドの第１の
形態として、１〜10個程度のインク吐出口を有す
る、一般に、シングルタイプ或は、セミマルチタ
イプと呼ばれるものがあるが、これ等のタイプの
ヘツドに対するインク供給系は、（インク吐出口
が少ない、しかもインク消費量が少ないので、）
カートリツジ式の交換可能なインクタンクや単数
のインク供給パイプを利用して比較的、簡易に構
成することができる。

しかし、用紙の一行分を略同時に印字する目的
で用いられる、一般に、フルラインマルチタイプ
と呼ばれる別の形態のヘツドに対するインク供給
系は、（インク吐出口が極めて多数、設けられる
し、ヘツド全体のインク消費量も、叙上の場合と
は比較にならぬ程、多くなるので、）その構造が
複雑にして大型化するとか、別途、インクの補給
が必要になる等、前者のインク供給系に較べて、
かなり技術的難度の高いものである。

例えば、インクタンクに対してインクを外部か
ら単に流し込む構成とした場合、流し込まれたイ
ンクの影響でインクの界面が波打つ現象が生ず
る。このような波打ち現象が静まるのには時間が
かかるため記録装置の操作性の観点から好ましい
こととは言えない。また、波打ち現象を生じた状
態では記録ヘツドに対して安定したインク供給が
達成されない虞がある。

従つて、この様なフルラインマルチタイプと呼
ばれるインクジエツト装置に係るインク供給系に
於て、実用性の高いものは末だ見出だし得ない現
状である。

そこで、本発明では、叙上の従来技術に於ける
課題を解決して、マルチタイプのインクジエツト
装置に係る実用性の高いインク供給装置を提供す
ることを目的とする。

つまり、本発明の第１の目的は、マルチタイプ
の記録ヘツドに対して長時間安定したインク供給
を行うためのインクジエツト装置を提供すること
にある。

又、本発明の第２の目的は、マルチタイプの記
録ヘツドの全域に対して、ほゞ一様にインクを安
定供給するためのインクジエツト装置を提供する
ことにある。

更に、本発明の第３の目的は、保守管理を容易
にしたインク供給装置を備えたインクジエツト装
置を提供することにある。

本発明者等は前述の目的を達成するために鋭意
検討した結果、インクが補充されるインクタンク
の被インク補充領域（第１領域）と記録ヘツドに
インクを供給する領域（第２領域）との間にフイ
ルター部材を介して、そのフイルター部材をイン
クで湿潤状態とすることで、第１領域から第２領
域への空気の移動が抑制されるとの知見を得た。
これによりフイルター自身の波打ちの伝達抑制効
果に加えて、空気の移動が抑制されるため一層イ
ンク液面の波打ち現象が伝わりにくくなり、記録
ヘツドへのインク供給領域である第２領域におけ
るインクの存在が非常に安定するとの知見をも得
た。

本発明は前述の知見に基づきなされたもので、
インクジエツトヘツドに供給されるインクを貯留
し、前記貯留されたインクの液面に対して交差す
るようにフイルター部材によつて分割された第
１、第２領域を有したインク容器の前記第１領域
には前記インク容器に補充されるインクを貯留し
たインク補充容器と接続されるインク注入口と、
前記第１領域を大気との間で連通状態とする通気
孔と、が設けられているとともに、前記第２領域
には前記インクジエツトヘツドにインクを供給す
るためのインク供給手段が配設されたインクジエ
ツト装置であつて、前記通気孔を介して前記第１
領域に大気が導入されることで前記インク補充容
器からインクが補充されるとともに、前記フイル
ターが前記供給されたインクによつて湿潤するこ
とで前記第１領域から前記第２領域への空気の移
動が実質的に抑制された状態で前記インクジエツ
トヘツドに対して毛管力を利用してインクを供給
することを特徴とする。

インクタンク内に配されたフイルターがインク
によつて湿潤することで空気の存在領域を分割し
相互の空気の移動を抑制した状態を構成する。こ
れによつて、インク補充領域（第１領域）側で生
じた状態変化、例えば補充タンク交換によるイン
クの急激な供給などがフイルター自身の存在によ
る状態変化の抑制効果に加えて、前述の空気移動
の抑制効果が加わるために一層状態変化を抑制
し、記録ヘツドへのインク供給領域（第２領域）
におけるインクの存在の安定化を確保できる。ま
たフイルターによつてインクが濾過されるため、
ほとんど不純物が含まれないインクを第２領域に
補給することができる。そのために、第２領域側
で外乱が極めて抑制された状態を作り出すことが
できるので、記録ヘツドへのインク供給に利用さ
れる毛管力の作用を安定的に発揮させることがで
きる。

以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の概要を説明する略図である。
第１図に於て１０１−１，１０１−２，…，１０
１−ｎはインクジエツトヘツドであり、各々に
は、インクを吐出飛翔させるための複数の吐出口
１０３と、吐出口１０３に連通したインク中継室
１０２が設けられている。１１３−１，１１３−
２，…，１１３−ｎ及び１１４−１，１１４−
２，…，１１４−ｎはインクタンク１０４内のイ
ンク１０５を前記各ヘツド１０１−１，１０１−
２，…，１０１−ｎに供給するための供給管であ
り供給管１１３−１，１１３−２，…，１１３−
ｎには逆流防止弁１１５−１，１１５−２，…，
１１５−ｎ及び１１６−１，１１６−２，…，１
１６−ｎが付設されている。インクタンク１０４
にはインク補充口１１２および通気孔１０６が設
けられており、この通気孔１０６はフイルター１
０７を介して大気と連通している。そして、タン
ク１０４内にはインク補充口１１２が在る側と供
給管１１３−１，１１３−２，…，１１３−ｎ及
び１１４−１，１１４−２，…，１１４−ｎが在
る側とを仕切るフイルター１０８が設けられてい
る。１１８はシリンダーブロツクであり、その内
部には前記ヘツド１０１−１，１０１−２，…，
１０１−ｎに対応したシリンダー１１９−１，１
１９−２，…，１１９−ｎが設けられている。こ
れ等、各シリンダーは、通路１１７−１，１１７
−２，…，１１７−ｎを介して逆流防止弁１１５
と１１６の中間で供給路１１３−１，１１３−
２，…，１１３−ｎに接続している。又、各シリ
ンダー内にはピストン１２０−１，１２０−２，
…，１２０−ｎが挿通してある。１０９はタンク
１０４に対して着脱自在のインク補充用タンクで
あり、これには液面コントロール弁１１１が付設
されている。

インクタンク１０４からインクジエツトヘツド
１０１−１，１０１−２，…，１０１−ｎへのイ
ンクの供給は次の様に行う。先ず、インクタンク
１０４からインクジエツトヘツド１０１−１，１
０１−２，…，１０１−ｎに対してインクの初期
充填を行う。所定のヘツドに初期充填を行うとき
は、予め、インクを満した補充用タンク１０９を
インクタンク１０４のインク補充口１１２に接続
する。このとき、液面コントロール弁１１１が開
放され、補充用タンク１０９内のインクが空気と
置換されながらインクタンク１０４内に自然落下
する。インクタンク１０４内のインクレベルが液
面コントロール弁１１１の位置まで達すると液面
コントロール弁１１１の開口部がインクで塞がれ
るので補充用タンク１０９内のインクが空気と置
換されなくなり、補充用タンク１０９からインク
タンク１０４へのインクの移行は停止する。因
に、補充用タンク１０９からインクタンク１０４
にインクが自然落下する際、インクタンク１０４
内のフイルター１０８がインクで濡れるので、イ
ンクタンク１０４のＢ領域からＡ領域への空気の
移行が行われなくなる。又、このフイルター１０
８を通過するインク中からは、これに混入してい
るゴミ等の粒子や気泡が取除かれるので、仮に、
補充用タンク１０９中のインクにこれ等が混入し
ている場合にも、インクタンク１０４のＢ領域に
迄、前記粒子や気泡が侵入することはない。従つ
て、Ｂ領域からヘツド１０１−１に供給されるイ
ンクからはインクの吐出不良をもたらす原因が完
全に除去されるものである。

インクタンク１０４と補充用タンク１０９の接
続をＯリング１１０を介して行つた場合、あるい
はインクタンク１０４と補充用タンク１０９の接
続部がインクで封鎖された場合、インクタンク１
０４のＡ領域に空気を補充しないとインクタンク
１０４のＡ領域からＢ領域にインクが移行せず、
Ａ領域とＢ領域のインクレベルが同一にならな
い。このため、インクタンク１０４の通気孔１０
６はフイルター１０８を境にしてインク補充口１
１２と同じ側にある必要がある。また、インクタ
ンク１０４のインクレベルはインクジエツトヘツ
ドの吐出口１０３からインクが自然漏出すること
がない様、ヘツド内のインク圧が負圧になる様に
設定する必要がある。この様にして、インクタン
ク１０４にインクを満した状態で所定のピストン
１２０−１を矢印方向に押し、シリンダー１１９
−１内の空気を通路１１７−１を通して排除した
後、ピストン１２０−１を引く（矢印と逆方向）
とインクタンク１０４内のインクが逆流防止弁１
１６−１、通路１１７−１を通じてシリンダー１
１９−１内に吸入される。次いでピストン１２０
−１を矢印方向に押込むとシリンダー１１９−１
内のインクは通路１１７−１、逆流防止弁１１５
−１、供給管１１３−１を通じてインクジエツト
ヘツド１０１−１内に圧入される。この様なピス
トン１２０−１の操作はインクがインクジエツト
ヘツド１０１−１内に充満し更に供給管１１４−
１を介してインクタンク１０４に達し供給管１１
３−１，１１４−１内及びインクジエツトヘツド
１０１−１内の空気（気泡）が完全になくなるま
で行う。そして、所定のインクジエツトヘツド１
０１−１内にインクが充填された後、インクジエ
ツトヘツド１０１−１が作動してインク滴を吐出
している時のインクの供給は供給管１１３−１及
び１１４−１を通じて毛管力によつて為される。
従つて逆流防止弁１１５−１及び１１６−１は微
少な順圧で開放される必要があり、またインクタ
ンク１０４内のインクレベルはインクジエツトヘ
ツド１０１−１の位置に較べて極端に低いことは
好ましくない、実用上、インクジエツトヘツド１
０１−１とインクタンク１０４のインクレベルの
差は略々０〜100mmの範囲にあることが望ましい。

尚、インクジエツトヘツド１０１−１に気泡や
ゴミ等が混入して安定な吐出が得られない場合
は、インクジエツトヘツド１０１−１にインクを
初期充填するときと同様の操作方法でインクをイ
ンクタンク１０４とインクジエツトヘツド１０１
−１の間に循環させることによつて容易に回復さ
せることができる。以上の説明は便宜上ヘツド１
０１−１に就いて行つたが、その他のヘツド１０
１−２，…，１０１−ｎに於ても勿論、上記と同
様の操作方法により、インクの初期充填、作動中
のインク供給及びインク吐出の回復を行うことが
できる。

次に第２図を用いて本発明の一実施例を説明す
る。

第２図は第１図々示例の応用例としてのインク
供給装置の分解図である。

第２図に於て、２０１はインクタンクでインク
容器２０２、パツキング２０３、及び上蓋２０４
で構成されている。インク容器２０２内には、フ
イルター２０５、複数のチエツクバルブ２０６が
設置され、その各々にはインク供給パイプ２０
７，２０８が付設されており、インク容器２０２
の前側面にはパイプガイド２０９が、又、後側面
にはシリンダーブロツク２１０が付設されてい
る。

上蓋２０４には、インク補充口２１１、通気孔
ブロツク２１２、インク補充用タンク押え２１３
および２１４が付設されており、通気孔ブロツク
２１２にはフイルターブロツク２１５が装着され
ている。

インク容器２０２、パツキング２０３、上蓋２
０４は、それぞれネジ止め等して互に圧着して合
体される。尚、インク容器２０２及び上蓋２０４
は、接合によつて一体化することも可能であり、
その際はパツキング２０３は必ずしも必要ではな
い。

２１６はマルチノズルインクジエツトヘツドで
インク供給チユーブ２１７および２１８でそれぞ
れインク供給パイプ２０７および２０８を介して
インクタンク２０１内と連通している。

２１９はインク補充用タンクでありその１部
に、インクタンクの上蓋２０４のインク補充口２
１１を介してインクタンク２０１に定インクレベ
ルでインクを補充するためのインク注入器具２２
０を具えている。そしてこのインク補充用タンク
２１９はインクタンク２０１に対して着脱自在で
あり、必要に応じて交換可能になつている。

インクタンク２０１からマルチノズルインクジ
エツトヘツド２１６へのインクの供給は次の様に
行う。先ず、インクタンク２０１から、マルチノ
ズルインクジエツトヘツド２１６に対してインク
の初期充填を行う。インクの初期充填を行うとき
は、インク補充用タンク２１９の注入器具２２０
をインクタンク２０１のインク補充口２１１に接
続させてタンク２１９を上蓋２１４上に設置した
後、タンク２１９をタンク押え２１３および２１
４で固定する。このときインク補充用タンク２１
９に付設されているインク注入器具２２０が作動
してインクタンク２０１の定インクレベルまでイ
ンクが注入される。なおフイルター２０５（…第
１図のフイルター１０８と同様に作用する）の両
側でのインクレベルが等しくなる様に、インク補
充口２１１および通気孔ブロツク２１２は、フイ
ルター２０５に対して同じ側に配設されている。

第３図は、第２図図示例のチエツクバルブ２０
６およびシリンダーブロツク２１０の詳細構造を
説明する第２図、Ｘ，X′線に於ける断面図であ
る。第３図に於て３０１はインクタンクでありイ
ンク容器３０２、パツキング３０３、インクタン
ク上蓋３０４で構成されている。インクタンク３
０１内にはチエツクバルブ３０５が設置されてお
り、このチエツクバルブ３０５は、チエツクエル
ボー３０６内にそれぞれ弁支持部３０７，３０
８、弁３０９，３１０、弁受け部３１１，３１２
から成る逆流防止弁３１３，３１４を２個直角に
配設した構造である。

３１５はシリンダーブロツクであり、シリンダ
ー３１６内にはバネ３１７、バネ受け３１８及び
ピストン３１９を挿入した後、その開口端部をシ
リンダー蓋３２０で閉塞している。ピストン３１
９にはＯリング３２１および着脱自在のロツド３
２２が付設されている。シリンダー３１６は、継
手３２３によつてチエツクバルブ３０５内の逆流
防止弁３１３と３１４の間のインク流路３２４と
連通している。因に３２８および３２９はインク
もれ防止用のパツキングである。

３３０はチエツクバルブ３０５とインク供給チ
ユーブ（不図示）を接続するためのインク供給パ
イプであり支持部材３３１および３３２によつて
それぞれチエツクバルブ３０５およびインク容器
３０２に固定してある。この他、インク供給チユ
ーブの着脱によるインク供給パイプ３３０の移動
を防止するためにスリーブ３３３および３３４が
付設されている。３３５は、パイプガイドで支持
部材３３２の脱離を防止し且つインク供給パイプ
３３０の固定を確実にするもので、パイプ貫通用
穴３３６にシール材等を注入することによつて、
インク供給パイプ３３０の周囲からのインクもれ
を完全に防止することができる。３３７は他のイ
ンク供給チユーブを接続するためのインク供給パ
イプである。

インクタンク３０１にインクを満した状態でロ
ツド３２２によりピストン３１９を図面左方に向
けて押すとシリンダー３１６内の空気が通路３２
５，３２４，３２６を通り弁３１０を開放した
後、通路３２７からインク供給パイプ３３０を通
じ排除される。ピストン３１９の押圧を解除する
とピストン３１９はバネ３１７によつて押し戻さ
れシリンダー３１６の吸入圧によつて弁３１０が
閉鎖されると共に、弁３０９が開放されインク容
器３０２内のインクがインク流路３２３，３２
４，３２５を通じてシリンダー３１６内に吸入さ
れる。この様にしてインクをシリンダー３１６内
に吸入した後、再び、ピストン３１９を図面左方
に向けて押すと弁３０９が閉鎖され、弁３１０が
開放されるのでシリンダー３１６内に吸入された
インクはインク通路３２５，３２４，３２６，３
２７を通じインク供給パイプ３３０からインク供
給チユーブを介して第３図では図示していないイ
ンクジエツトヘツドに供給される。この様にして
インク容器３０２からインクジエツトヘツドへの
インクの初期充填はインクがインクジエツトヘツ
ドおよびインク供給チユーブ、インク供給パイプ
内に満たされ、インク供給経路中に気泡がなくな
るまで行う。

この際弁３０９および３１０の作動を確実にし
逆圧によるリークを防止するために弁受け３１１
および３１２の弁３０９および３１０と接する部
分は弁３０９および３１０と同一面を形成する様
にし、また弁３０９および３１０より面積を小く
してある。

また、ピストン３１９の動作によつてシリンダ
ー３１６内に残留した空気が通路３２５内に流入
しない様に通路３２５はシリンダー３１６の中心
より下部に設けてある。

不図示のインクジエツトヘツドが作動してイン
ク滴を吐出している時のインクの供給は、インク
供給パイプ３３０および３３７を通じてインクタ
ンク３０１内のインクが毛管力によつて行われ
る。従つて、弁３０９および３１０は微少な順圧
で開放される様になつており、またインクタンク
３０１内のインクレベルはヘツドに於けるインク
圧が負圧になる様に設定する。第２図の実施例で
は、以上に説明したチエツクバルブ２０６と全く
同様の構造で且つ同様に作動するチエツクバルブ
が不図示のインクジエツトヘツドと同数、インク
容器２０２内に並設してある。

そして、この実施例装置に於ては、各インクジ
エツトヘツドへのインク供給路（バルブ２０６の
経路、パイプ２０７，２０８及びチユーブ２１
７，２１８の総和）の長さは、全てほゞ同等にな
つているから、各インクジエツトヘツドに毛管力
により供給されるインクの供給圧差はほとんどな
いと考えて良い。

又、第２図には図示されていないが、シリンダ
ーブロツク２１０内には、第３図に示したものと
同様のシリンダー３１６及びピストン３１９が各
チエツクバルブ２０６に対応して夫々、同数、内
設してある。

この様に、各シリンダーのケースを一体化した
ことによつて、夫々の機械的強度が増すと共に、
各シリンダーとそれに対応するチエツクバルブと
の接続部を固定することが容易になり、シリンダ
ーのインクタンクからの脱落を防止することがで
きる。

以上に詳説したとおり、本発明では、ほゞ同一
規格のインク供給系を複数のインクジエツト装置
毎に設けているため、マルチタイプのインクジエ
ツト装置の全域に対して一様に安定したインク供
給を行うことがでかる。

又、本発明では、複数のインクジエツト装置に
対するインクの供給源が単一化されているので、
インク容器類の交換作業が簡略であり、しかも、
その必要頻度も少なくて済む。

更に、本発明では、複数のインクジエツト装置
に対する分配補給方式を採用しているため、メイ
ンタンクのインク消費量に応じて不純物の混入し
ていない適量のインクをほゞ自動的に補給できる
し、インク補給の手間が極めて少ない。等々の諸
効果を挙げることができる。

また、本発明によれば、インクタンク内に配さ
れたフイルターがインクによつて湿潤することで
空気の存在領域を分割し相互の空気の移動を抑制
した状態を構成する。これによつて、インク補充
領域（第１領域）側で生じた状態変化、例えば補
充タンク交換によるインクの急激な供給などがフ
イルター自身の存在による状態変化の抑制効果に
加えて、前述の空気移動の抑制効果が加わるため
に一層状態変化を抑制し、記録ヘツドへのインク
供給領域（第２領域）におけるインクの存在の安
定化を確保できるインクジエツト装置が提供でき
る。

加えて、フイルターによつてインクが濾過され
るため、ほとんど不純物が含まれないインクを第
２領域に補給することができるインクジエツト装
置を提供することができる。

このように、本発明では記録ヘツドへのインク
の供給領域側で外乱が極めて抑制された状態を作
り出すことができるので、記録ヘツドへのインク
供給に利用される毛管力の作用を安定的に発揮さ
せることができるインクジエツト装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明インク供給装置の実施例を示す
概略図、第２図は第１図実施例の応用例を説明す
る分解図、第３図は第２図応用例の断面図であ
る。 図に於て、１０１−１，１０１−２，…１０１
−ｎ，２１６はインクジエツトヘツド、１０２は
インク中継液室、１０３は吐出口、１０４，２０
１，３０１はインクタンク、１０５はインク、１
０６は通気孔、１０７，１０８，２０５はフイル
ター、１０９，２１９はインク補充タンク、１１
０，１２１−１，１２１−２，…１２１−ｎ，３
２１はＯリング、１１１は液面コントロール弁、
１１２，２１１はインク補充口、１１３−１，１
１３−２，…１１３−ｎ，１１４−１，１１４−
２，…１１４−ｎはインク供給管、１１５−１，
１１５−２，…１１５−ｎ，１１６−１，１１６
−２，…１１６−ｎ，３１３，３１４は逆流防止
弁、１１７−１，１１７−２，…１１７−ｎ，３
２３，３２４，３２５，３２６，３２７はインク
通路、１１８，２１０，３１５はシリンダーブロ
ツク、１１９−１，１１９−２，…１１９−ｎ，
３１６はシリンダー、１２０−１，１２０−２，
…１２０−ｎ，３１９はピストン、２０２，３０
２はインクタンク本体、２０３，３０３，３２
８，３２９はパツキング、２０４，３０４はイン
クタンク蓋、２０６，３０５はチエツクバルブ、
２０７，２０８，３３０，３３７はインク供給パ
イプ、２０９，３３５はパイプガイド、２１２は
通気孔ブロツク、２１３，２１４はインク補充タ
ンク押え、２１５はフイルターブロツク、２１
７，２１８はインク供給チユーブ、２２０はイン
ク注入器具、３０６はチエツクエルボ、３０７，
３０８は弁支持部、３０９，３１０は弁、３１
１，３１２は弁受け部、３１７はバネ、３１８は
バネ受け、３２０はシリンダー蓋、３２２はロツ
ド、３２３は継手、３３１，３３２は支持部材、
３３３，３３４はスリーブ、３３６はパイプ貫通
用穴である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インクジエツトヘツドに供給されるインクを
   貯留し、前記貯留されたインクの液面に対して交
   差するようにフイルター部材によつて分割された
   第１、第２領域を有したインク容器の前記第１領
   域には前記インク容器に補充されるインクを貯留
   したインク補充容器と接続されるインク注入口
   と、前記第１領域を大気との間で連通状態とする
   通気孔と、が設けられているとともに、前記第２
   領域には前記インクジエツトヘツドにインクを供
   給するためのインク供給手段が配設されたインク
   ジエツト装置であつて、 前記通気孔を介して前記第１領域に大気が導入
   されることで前記インク補充容器からインクが補
   充されるとともに、前記フイルターが前記供給さ
   れたインクによつて湿潤することで前記第１領域
   から前記第２領域への空気の移動が実質的に抑制
   された状態で前記インクジエツトヘツドに対して
   毛管力を利用してインクを供給することを特徴と
   するインクジエツト装置。