JPH0360672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のインク吐出口を備えた記録ヘツ
ドに対するインク供給手段を具備したインクジエ
ツト記録装置に関する。

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は、記録紙（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。

また、記録時のインク供給を安定的に行わせる
ことはもちろん記録ヘツドに対するインクの初期
充填や吐出状態の回復を行うための回復インク供
給も安定かつ確実に行わせる必要があるが、実用
性の高いインク供給手段は未だ見いだし得ていな
いのが現状である。しかもこれらのインクの供給
を複数の記録ヘツド間でほぼ等しく安定して行う
ことは十分に達成されていない。

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、特にマルチタイプのインクジエ
ツトヘツドを複数備えたインクジエツト記録装置
に係る実用性の高いインク供給手段を提供するこ
とを目的とする。

つまり、本発明の第１の目的は、複数のマルチ
タイプのインクジエツトヘツド夫々の間で長時間
安定したインク供給が行えるインクジエツト記録
装置を提供することにある。

又、本発明の第２の目的は、マルチタイプのイ
ンクジエツトヘツドを備えた複数のユニツト間
で、ほぼ一様なインクの安定供給が行えるインク
ジエツト記録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せんものと鋭意
検討した結果、記録ヘツドとインク流路を備えた
複数のユニツト間のインク流路の長さを、夫々の
ユニツト間でほぼ等しくすることでインク供給に
関する条件を各ユニツト間でそろえることができ
るとの知見を得た。

本発明は、前述の知見に基づきなされたもので
あり、複数個の吐出口を配列するとともに前記吐
出口に連通した共通液室を有したインクジエツト
記録ヘツドと、前記吐出口の配列方向に関して、
前記共通液室の一端側と連結する第１インク流路
と、前記吐出口の配列方向に関して、前記共通液
室の他端側と連結する第２インク流路と、前記第
１インク流路の途中に付設され前記インクタンク
内に貯留されたインクを強制的に前記記録ヘツド
に対し供給可能とする強制供給手段と、を備えた
インクジエツトヘツドユニツトの複数と、前記記
録ヘツドに対して供給されるインクを貯留すると
ともに、前記第１、２インク流路夫々の前記共通
液室との連結端とは反対の端部が共に独立して連
通しているインクタンクと、前記記録ヘツドにイ
ンクを初期充填する際には、前記強制供給手段を
駆動させて前記第１インク流路側から一方向の強
制インク供給とし、前記記録ヘツドによる記録の
際には、毛管作用を利用した前記第１、２インク
流路夫々からの両方向のインク供給とするインク
供給手段と、を備えたインクジエツト記録装置で
あつて、前記インクジエツトヘツドユニツト夫々
の間で前記第１、第２インク流路夫々の長さ及び
インク供給圧が実質的に同等であることを特徴と
する。

このように記録ヘツドに対してインクを供給す
る第１、第３インク流路を含む複数のインクジエ
ツトヘツドユニツト夫々の間で、インク流路の長
さと毛管作用によるインク供給圧を実質的に等し
くしているので各インク全体にわたつて極めて安
定にインクの供給を行うことができる。

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，
…，１１６−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１０
６が設けられており、この通気孔１０６はフイル
ター１０７を介して大気と連通している。そし
て、タンク１０４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
−１，１１９−２，…，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１１３−１，１１
３−２，…，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。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１０４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１
０４の通気孔１０６は、フイルター１０８を境に
してインク補充口１１２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１０
４内のインクが逆流防止弁１１６−１、通路１１
７−１を通じてシリンダー１１９−１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１
１７−１、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１１３−１，１１４−
１内及びインクジエツトヘツド１０１−１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１０１−１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は微少な風圧で開放さ
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く、
実用上、インクジエツトヘツド１０１−１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１０１−１に就い
て行つたが、その他のヘツド１０１−２，…，１
０１−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はインクタンクでタンク
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２
１２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上に配置した
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２
１９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図々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３
１９にはＯリング３２１および着脱自在のロツド
３２２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３２５，３２４，３２６，３２７
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３
１１および３１２の弁３１０と接する部分は弁３
０９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、全てほぼ同等にな
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にシリンダー３１６及びピス
トン３１９が各チエツクバルブ２０６に対応して
同数個、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。

以上詳説した通り、本発明によれば記録ヘツド
に対して毛管作用を利用してインクを供給する第
１、第２インク流路を含むほぼ同一規格のインク
供給系を有する複数のインクジエツトヘツドユニ
ツト夫々の間で、インク流路の長さを実質的に等
しくし、毛管作用によるインク供給圧を実質的に
等しくしているのでヘツドユニツト毎でインクの
供給状態をほぼ等しくでき極めて安定にインクの
供給を行うことができるインクジエツト記録装置
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，…，１０
１−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、１０４，２
０１，３０１はインクタンク、１０５はインク、
１０６は通気孔、１０７，１０８，２０５はフイ
ルター、１０９，２１９はインク補充タンク、１
１０，１２１−１，１２１−２，…，１２１−
ｎ，３２１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，…，１１３−２，…，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，３１
３，３１４は逆流防止弁、１１７−１，１１７−
２，…，１１７−ｎ，３２３，３２４，３２５，
３２６，３２７はインク通路、１１８，２１０，
３１５はシリンダーブロツク、１１９−１，１１
９−２，…，１１９−ｎ，３１６はシリンダー、
１２０−１，１２０−２，…，１２０−ｎ，３１
９はピストン、２０２，３０２はインクタンク本
体、２０３，３０３，３２８，３２９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、２０７，２０８，３３
０，３３７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、２１
３，２１４はインク補充タンク押え、２１５はフ
イルターブロツク、２１７，２１８はインク供給
チユーブ、２２０はインク注入器具、３０６はチ
エツクエルボー、３０７，３０８は弁支持部、３
０９，３１０は弁、３１１，３１２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、３３
１，３３２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 複数個の吐出口を配列するとともに前記吐出
   口に連通した共通液室を有したインクジエツト記
   録ヘツドと、前記吐出口の配列方向に関して、前
   記共通液室の一端側と連結する第１インク流路
   と、前記吐出口の配列方向に関して、前記共通液
   室の他端側と連結する第２インク流路と、前記第
   １インク流路の途中に付設され前記インクタンク
   内に貯留されたインクを強制的に前記記録ヘツド
   に対し供給可能とする強制供給手段と、を備えた
   インクジエツトヘツドユニツトの複数と、 前記記録ヘツドに対して供給されるインクを貯
   留するとともに、前記第１、２インク流路夫々の
   前記共通液室との連結端とは反対の端部が共に独
   立して連通しているインクタンクと、 前記記録ヘツドにインクを初期充填する際に
   は、前記強制供給手段を駆動させて前記第１イン
   ク流路側からの一方向の強制インク供給とし、前
   記記録ヘツドによる記録の際には、毛管作用を利
   用した前記第１、２インク流路夫々からの両方向
   のインク供給とするインク供給手段と、 を備えたインクジエツト記録装置であつて、 前記インクジエツトヘツドユニツト夫々の間で
   前記第１、第２インク流路の長さ及びインク供給
   圧が実質的に同等であることを特徴とするインク
   ジエツト記録装置。