JPH0365796B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は微小インク滴を印写媒体に向つて噴射
し、このインク滴の付着等により所望の画像を印
写するインクジエツトプリンタに関する。

(ロ) 従来の技術 インク滴噴射装置の最大の欠点はインク滴が噴
射せしめられるオリフイスの目詰まりにあること
は広く知られており、斯る目詰まりを防止する方
法として種々の提案が為されている。

第２図並びに第３図は本願出願人にが既に特許
出願し特開昭58−14757号公報として出願公開さ
れた目詰まり防止法を説明する為の断面図であ
る。両図に於いて、１はオンデマンド型のインク
滴噴射装置であつて、該インク滴噴射装置１は、
画信号に応答して湾曲振動する圧電振動板２と、
該圧電振動板２を長径側の開口に配したホーン状
の圧力室３と、該圧力室３の短径側に振動自在に
設けられた薄板状の振動子４と、該振動子４の前
面にインクを保持するインク室５と、該インク室
５を挟んで上記振動子４と対峙する前面板６と、
該前面板６に於ける振動子４の振動中心対向箇所
に穿たれた微小径の第１のオリフイス７と、を有
し、更に上記第１のオリフイス７の前方に設けら
れた空気薄層８ａと空気整流層８ｂとから成る空
気層８と、該空気層８の空気薄層８ａから開孔し
上記第１のオリフイス７から噴射せしめられたイ
ンク滴９…が通過する第１のオリフイス７より開
孔径が２倍以上贈大きい第２のオリフイス１０
と、を具備している。１１は上記インク滴噴射装
置１のインク室５にインクを供給するインク槽
で、空気の透過率が低い高分子フイルム等の袋に
数100ccのインクが収容されている。１２は上記
インク槽１１とインク室５とを連結するインク供
給管、１３は該インク供給管１２の途中に配挿せ
しめられたインクカツプラで、このインクカツプ
ラ１３に対しインク槽１１から延在した上記イン
ク供給管１２は装着自在でインクの補充をインク
槽１１毎の交換で行なわしめている。１４は上記
インク滴噴射装置１の空気層８及びインク槽１１
に空気供給管１５を介して矢印で示す如き空気流
１６を適宜付加せしめるエアポンプで、該エアポ
ンプ１４とインク滴噴射装置１と空気層８の空気
薄層８ａとの間には、空気薄層８ａに供給される
空気流１６を周縁から整流する環状の空気整流層
８ｂと、空気供給管１５に設けられた例えば三方
電磁弁から成る弁装置１７と、が夫々配置せしめ
られている。上記弁装置１７は印写動作時エアポ
ンプ１４と空気薄層８ａとを連通状態にし、非印
写動作時上記両者を遮断状態に設定する。１８は
第２図に於ける印写動作時インク滴噴射装置１の
第２のオリフイス１０前方に僅少距離隔てて配置
された記録媒体で、回転するドラム１９に巻回さ
れ回転方向に主走査される。

第３図は非印写動作時に於けるインク滴噴射装
置１の空気薄層８ａへのインクの充填装置を示し
ている。即ち、第２のオリフイス１０は例えばゴ
ム等の弾性体から成る蓋体２０によつて覆蓋さ
れ、弁装置１７がエアポンプ１４と空気層８との
連通を断つと共に上記空気層８を開放した状態
で、エアポンプ１４を作動させインク槽１１内の
インクを加圧すると、インク滴噴射装置１のイン
ク室５内のインクも圧力上昇し、遂には第１のオ
リフイス７に於いて平衡状態にあつたインクは高
圧となつたインク室５から空気層８に流れ出す。
このインクの流れ出しを補助する為に圧電振動板
２に電気信号を印加し振動子４を連続的に湾曲振
動せしめると、インクの平衡は直ちに崩れ第１の
オリフイス７から空気層８にインクが流れ始め
る。一旦インクが流れ出すと、圧電振動板２への
電気信号の印加を停止しても空気層８の圧力（空
気圧）はインク室５のインク圧に比べ低圧である
ので上記インクの供給は継続される。この様にし
て第１のオリフイス７は空気層８内に供給された
インクで覆われる。このインクの供給は適当な検
出手段例えばインク滴噴射装置１のボデイ２２と
絶縁製の空気供給管１５内の検出電極２３との間
の抵抗値を検出することによつて制御される。即
ち、空気供給管１５内をインクが上昇し、検出電
極２３を浸漬すると、ボデイ２２と検出電極２３
間の抵抗値は上記インクによつて激減しインクの
充填終了を検出する。

また、圧電振動板２の振動を充填終了まで継続
すればインクの充填は迅速に行なわれるばかりか
完全となるので、通常この方法採用される。上記
検出手段により空気層８へのインクの充填終了が
検出されると、エアポンプ１４の稼働は停止しイ
ンク槽１１の圧力は序々に低下する。一方、空気
層８は空気供給管１５を介して外気と連通状態に
あり、この状態で上述の如くインク槽１１の圧力
が低下すると、空気層８に供給され充填されたイ
ンクはインク槽１１に向つて逆流する為に、弁装
置１７を閉じる。従つて、空気層８及び空気供給
管１５の系は閉状態となり、インクの逆流は所謂
トリチエツリ（Torricelli）の原理によつて阻止
される。

この結果インク滴噴射装置１は非印写動作時第
４図で（HP）で表わされているホームポジシヨ
ンに於いて空気層８にインクが充填された状態と
なり第１のオリフイス７は上記インクで覆われる
ので、乾燥並びに塵埃の付着を主因とする目詰ま
りは防止される。

この様にホームポジシヨン（HP）に於いて空
気層８内にインクが供給され第１のオリフイス７
の目詰まりが防止されていたインク滴噴射装置１
は印写動作時に先立つてスタンバイポジシヨン
（SP）に移動しガター２１と対向する。この状態
で弁装置１７を操作しエアポンプ１４と空気層８
とを連通すると共に、該エアポンプ１４を稼働せ
しめる。すると、空気層８内に充填されていたイ
ンクは第５図に於いて矢印で示す如き空気流１６
によつて外周方向から加圧され、その中心で開孔
している第２のオリフイス１０から排出される。
そしてこの排出されたインクは対向配置されたガ
ター２１によつて捕獲される。排出動作が終了す
ると空気流１６は停止し第１のオリフイス７に於
いてインクの平衡は保たれインク滴噴射装置１は
待機状態となる。

斯る構造によれば非印写動作時、インク滴噴射
装置１の空気層８に充填され第１のオリフイス７
の目詰まりを防止するインクは弁装置１７の閉塞
によるトリチエツリの原理により保持されてはい
るものの、閉状態にある空気供給管１５内の空気
の膨張を原因として上記インクの逆流現象が発生
していることが確認された。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 すなわち、上記空気層８に充填されていたイン
クは上述の如く実際の印写に寄与することなく印
写動作に先立つてガター２１に排出されるもので
あり、従つてその充填量は例えば0.1c.c.以下と極
めて小容量であるにも拘らず、上記弁装置１７か
ら空気層８に至る空気供給管１５内に閉じ込めら
れた空気容量は数c.c.〜数10c.c.に及び、この空気容
量に対し10℃程度の温度上昇か生じ、インクの逆
流に対する抵抗等を無視した場合、論理的には上
記0.1c.c.以下のインクは全て逆流し、第１のオリ
フイス７は大気に露出することになる。

尚、上記インクの逆流による第１のオリフイス
７の露出は、空気容量を３c.c.、空気の体積膨張率
を約3.7×10^-3deg^-1、温度上昇を10℃とした時の
空気容量の増加分を求めたところ、0.11ccとな
り、この増加分が空気層８の充填量である0.1c.c.
以下を上回つていることに基づいている。

本発明は斯る点に鑑みて為されたものであつ
て、その目的は、非印写動作時第１のオリフイス
を被覆すべく空気層に充填されたインクの、空気
の膨張を原因とする逆流を防止することにある。

(ニ) 問題点を解決する為の手段 非印写動作時、空気層内に目詰まり防止液を充
填し第１のオリフイスの目詰まりを防止するイン
ク滴噴射装置を備えた本発明インクジエツトプリ
ンタは、上記空気層に供給される空気流を発生す
る空気流発生源と、インク滴噴射装置とを連結す
る空気流供給系に、大気に対し常時開放する開放
手段を設けると共に、インク槽とインク滴噴射装
置とを連結するインク供給系に、非印写動作時に
インク供給系を遮断状態に設定する弁装置を設け
たことを特徴とする。

(ホ) 作用 本発明によれば、非印写動作時環境温度の上昇
により体積膨張し増加した空気流供給系の空気を
開放手段から漏出せしめることができ、空気流供
給系内の空気圧をほぼ一定に保持するとができる
と共に、インク供給系を遮断状態に設定する弁装
置によりインクの逆流を確実に防止できる。

(ヘ) 実施例 第１図は本発明インクジエツトプリンタの非印
写動作中を示し、従来と同じものについては同番
号が付してあり説明を割愛する。即ち、異なると
ころは、空気流発生源として作用するエアポンプ
１４からインク滴噴射装置１の空気槽８に至る空
気流供給系の空気供給管１５に、斯る供給管１５
内部を大気に対し常時開放する開放手段としての
微小径な開孔２２を設けたところにある。上記開
孔２２の微小径は例えば第２のオリフイス１０の
約10倍以下であり、より好ましくは１倍以下であ
る。

そして、斯る微小径な開孔２２は空気供給管１
５の内部を常時大気に対して開放するものであ
り、従来空気層８へのインク充填動作時のみ上記
空気供給管１５の内部を開放するために、二方電
磁弁を組合せ三方弁を構成していた弁装置１７
を、一つの二方電磁弁により形成することが可能
となる。即ち、斯る一つの二方電磁弁から成る弁
装置１７がインク充填動作時閉状態であつても、
空気供給管１５は開孔２２を介して開放状態にあ
り、インク充填に伴なう空気供給管１５内の空気
は上記開孔２２から排気されるために、三方弁構
成を採らずともインク充填動作は支障なく実行さ
れる。

而して、第１図に示す非印写動作時に周囲の環
境温度が上昇し空気供給管１５内に滞留していた
空気が膨張すると、この膨張により増加した空気
は、空気供給管１５の弁装置１７とインク滴噴射
装置１との間に設けられた上記微小径な開孔２２
から順次リークする。従つて、空気供給管１５内
の空気圧は温度上昇と共に増加せず、ほぼ一定値
を示すのみであり、空気層８内に充填されていた
インクを逆流させるに至らない。

尚、空気層８内に充填されていたインクは従来
例にあつては上述の例の如く空気供給管１５の気
密閉塞によるトリチエツリの原理により保持され
ていたが、この実施例にあつては空気供給管１５
は常時開放状態となつているためにトリチエツリ
の原理により保持できない。そこで、斯る実施例
では空気層８の厚みを極めて肉薄に設定し毛細管
現象によりインクを保持している。

そして、インクの逆流をより確実に防止するた
め、インク供給管１２の途中に常閉型の二方弁な
どからなる弁装置２３を配挿し、非印写動作時に
インク供給管１２を遮断状態に設定している。

この様に、空気供給管１５は微小な開孔２２の
存在により常時開放状態となり、非印写動作時に
於ける空気の膨張を原因とする充填インクの逆流
を防止できるものの、印写動作時にあつてもエア
ポンプ１４から出発しインク滴噴射装置１の空気
層８に供給される空気流１６の、上記微小な開孔
２２からの漏出は免れない。従つて、エアポンプ
１４から印写動作時出発する空気流１６の空気圧
は、上記開孔２２からの漏出による減圧を予め見
込んで従来例よりも高圧に設定されている。

(ト) 発明の効果 本発明は以上の説明から明らかな如く、空気流
供給系にその内部を大気に対し常時開放する開放
手段を設けたので、非印写動作時環境温度の上昇
により体積膨張し増加した空気流供給系の空気を
上記開放手段から漏出せしめることができ、イン
ク滴噴射装置の目詰まり防止液が充填された空気
層に連なる空気流供給系内の空気圧を、ほぼ一定
に保持することができると共に、インク供給系を
遮断状態に設定する弁装置によりインクの逆流を
確実に防止できる。従つて、空気層内の目詰まり
防止液は所定の空気層内に充填保持され、所期の
目的が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の非印写動作時を示
す断面図、第２図乃至第５図は従来例を示し、第
２図は印写動作時を示す断面図、第３図はインク
充填動作時を示す断面図、第４図はインク滴噴射
装置の動作別ポジシヨンを示す模式図、第５図は
インク排出動作時を示す断面図である。 １……インク滴噴射装置、７……第１のオリフ
イス、８……空気層、１０……第２のオリフイ
ス、１４……エアポンプ、１５……空気供給管、
１７……弁装置、２２……開孔、２３……弁装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気層を挟んで同軸的に配置された第１・第
   ２のオリフイスを有し、印写動作時上記第１のオ
   リフイスから噴射されたインク滴を、上記空気層
   の外周から第２のオリフイスに向つて供給される
   空気流を介して該第２のオリフイスから飛翔せし
   めると共に、非印写動作時は上記空気層内に目詰
   まり防止液を充填し第１のオリフイスの目詰まり
   を防止するインク滴噴射装置を備えたインクジエ
   ツトプリンタに於いて、上記空気層に供給される
   空気流を発生する空気流発生源と、インク滴噴射
   装置とを連結する空気流供給系にその内部を大気
   に対し常時開放する開放手段を設けると共に、イ
   ンク槽とインク滴噴射装置とを連結するインク供
   給系に、非印写動作時にインク供給系を遮断状態
   に設定する弁装置を設けたことを特徴とするイン
   クジエツトプリンタ。