JPH064321B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微小開口よりインクを吐出させ、被記録物に
文字画像等を記録するインクジェット記録装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet recording apparatus for recording a character image or the like on a recording medium by ejecting ink from minute openings.
従来の技術 空気流を利用したインクジェット記録装置の一実施例と
して第２図に示すようなインクジェット記録装置があ
る。インク室３に隣接したインク吐出口２に対向して空
気吐出口１を設け、空気室４を介して、空気吐出口１よ
り空気流を流出させ、前記空気吐出口１の前面に設けら
れた電極５と前記インク室３内のインクとの間に信号源
６により電位差を設け、インク吐出口２よりインクを引
き出し、空気吐出口１より流出する空気流で加速しなが
ら吐出させるものである。2. Description of the Related Art As an example of an ink jet recording apparatus using an air flow, there is an ink jet recording apparatus as shown in FIG. An air discharge port 1 is provided so as to face the ink discharge port 2 adjacent to the ink chamber 3, and an air flow is made to flow out from the air discharge port 1 via the air chamber 4 and is provided in front of the air discharge port 1. A potential difference is provided between the electrode 5 and the ink in the ink chamber 3 by the signal source 6, the ink is drawn out from the ink ejection port 2, and is ejected while being accelerated by the air flow flowing out from the air ejection port 1.
第２図のインクジェット記録装置では、インク吐出のた
めの電気信号が印加されない場合には、インク吐出口２
にインクのメニスカスが安定して保持されるよう構成し
なければならない。そのため、第３図に示されるよう
に、空気供給源１１からの空気流をヘッド７の空気室４
に送る一方インクタンク８にも空気圧を印加していた。
この結果、第４図に示すようにインク室３内のインクに
はインクタンク８に印加した圧力と同じ圧力Ｐｉが印加
される。そして空気室３には空気供給源１１の圧力Ｐａ
が印加される。そしてヘッド７とインクタンク８へは同
一の圧力が印加されるように構成すればＰａ＝Ｐｉとな
りさらに、インク吐出口２の外側近傍の圧力Ｐｎは、空
気室４よりその点に至る間に圧力損失がほとんどないよ
うな寸法構造を採用すれば、Ｐｎ＝Ｐａとなるので、Ｐ
ｎ＝Ｐｉが成立し、前記インク吐出口２内外のインクお
よび空気の空気供給源１１による圧力が等しくなる。こ
のように空気流による圧力をバランスさせることによ
り、インク吐出口２には、第３図のヘツド７のインク吐
出口とインクタンク８内のインクの液面の高低差Ｈによ
り生じる水頭圧（＝ρＨｇ；ρはインクの密度、ｇは重
力加速度）とインク吐出口に生じるインクのメニスカス
の表面張力による力Ｆｓがバランスし、インクが安定保
持される。In the ink jet recording apparatus of FIG. 2, when the electric signal for ejecting ink is not applied, the ink ejection port 2
In addition, the ink meniscus must be stably held. Therefore, as shown in FIG. 3, the air flow from the air supply source 11 is applied to the air chamber 4 of the head 7.
Meanwhile, the air pressure was applied to the ink tank 8 as well.
As a result, as shown in FIG. 4, the same pressure Pi as the pressure applied to the ink tank 8 is applied to the ink in the ink chamber 3. In the air chamber 3, the pressure Pa of the air supply source 11 is
Is applied. If the same pressure is applied to the head 7 and the ink tank 8, Pa = Pi, and the pressure Pn near the outside of the ink ejection port 2 is the pressure from the air chamber 4 to that point. If a dimensional structure with almost no loss is adopted, Pn = Pa, so P
n = Pi holds, and the pressures of the air supply source 11 for the ink and the air inside and outside the ink ejection port 2 become equal. By thus balancing the pressure due to the air flow, the head pressure (=) generated at the ink ejection port 2 due to the height difference H between the ink ejection port of the head 7 and the ink surface in the ink tank 8 in FIG. ρHg; ρ is the density of the ink, g is the acceleration of gravity) and the force Fs due to the surface tension of the meniscus of the ink generated at the ink ejection port are balanced, and the ink is stably held.
第２図〜第４図の説明から、本発明が適用されるインク
ジェット記録装置では、非記録時にインク吐出口２にイ
ンクのメニスカスが安定して保たれるようになってい
る。そして、そのメニスカスの状態は、第５図のごとく
であり、第５図（ａ）は、インクタンク内のインクの液
面がインク吐出口２より高い場合即ちＨ＞Ｏの場合であ
り、（ｂ）は逆に低い場合即ちＨ＜Ｏの場合である。
（ａ）では、インクの水頭圧がインクを押し出す方向に
作用し、その力と凸状のメニスカスの表面張力による力
がバランスされる。一方（ｂ）では逆に凹状のメニスカ
スが形成される。From the description of FIGS. 2 to 4, in the inkjet recording apparatus to which the present invention is applied, the meniscus of the ink is stably maintained in the ink ejection port 2 during non-recording. The state of the meniscus is as shown in FIG. 5, and FIG. 5 (a) shows the case where the liquid surface of the ink in the ink tank is higher than the ink ejection port 2, that is, H> O. On the contrary, b) is a low case, that is, H <O.
In (a), the head pressure of the ink acts in the direction of pushing out the ink, and the force and the force due to the surface tension of the convex meniscus are balanced. On the other hand, in the case of (b), a concave meniscus is formed on the contrary.
そして従来例では、空気供給源１１による圧力Ｐｉ、Ｐ
ｎは、等しく、空気流の存在の有無にかかわらず、メニ
スカス９の形状は変らない。In the conventional example, the pressures Pi, P generated by the air supply source 11 are
n is equal and the shape of the meniscus 9 does not change regardless of the presence or absence of air flow.
発明が解決しようとする問題点 今、インクタンク内のインクの液面を高くし第５図
（ａ）の状態のインクジェット記録装置を考えると、空
気供給源１１からの空気流が停止した時、何らかの衝撃
によってメニスカス９が破れるとインクが、インク吐出
口２と空気吐出口１の間隙１０に流れだすことになる。
そして一度メニスカス９が破壊されると、前記インクタ
ンク８内のインクの水頭圧を相殺するべき力が働かず、
限度なくインクが流出してしまうという欠点がある。Problems to be Solved by the Invention Now, considering the ink jet recording apparatus in the state of FIG. 5 (a) in which the liquid level of ink in the ink tank is raised, when the air flow from the air supply source 11 is stopped, When the meniscus 9 is broken by some kind of impact, the ink will flow into the gap 10 between the ink ejection port 2 and the air ejection port 1.
Then, once the meniscus 9 is destroyed, the force for canceling the head pressure of the ink in the ink tank 8 does not work,
There is a drawback that ink flows out without limit.
一方、前記インクタンク８内のインクの液面を低くした
第５図（ｂ）の状態に設定した場合には、逆に空気がイ
ンク吐出口２より流入し、インク吐出口２のインクのメ
ニスカス９がなくなることがある。この場合には再び空
気流を送ってもメニスカス９が復元されず、インクの吐
出が不可能となる。On the other hand, when the liquid level of the ink in the ink tank 8 is set to a low level as shown in FIG. 5B, on the contrary, air flows in from the ink ejection port 2 and the ink meniscus of the ink ejection port 2 is changed. 9 may disappear. In this case, even if the air flow is sent again, the meniscus 9 is not restored and ink cannot be ejected.
以上のように、従来のインクジェット記録装置の構成で
は、インク吐出口２に生じるインクのメニスカスが破壊
された際に非常に不都合な現象が生じた。本発明はこの
ような欠点を解消することを目的とするものである。As described above, in the configuration of the conventional inkjet recording device, a very inconvenient phenomenon occurs when the ink meniscus generated at the ink ejection port 2 is destroyed. The present invention aims to eliminate such drawbacks.
問題点を解決するための手段 本発明は、インクタンクに連通したインク室に隣接して
設けられてインクを吐出するインク吐出口と、前記イン
ク吐出口に対向して設けられて空気流を流出させる空気
吐出口と、前記インク吐出口より下方にインク液面が形
成されるよう設置された前記インクタンクと前記空気吐
出口に対して空気圧力を印加する手段とを有し、前記空
気圧力の非印加時にはインク液面の水頭圧によるインク
圧力により、前記インク吐出口に凹状のインクのメニス
カスを形成し、前記空気圧力の印加時には、前記インク
タンクに空気圧力を印加するとともに、前記インク吐出
口と前記空気吐出口の間隙を介して、前記空気吐出口よ
り空気流を流出させることにより、前記インク吐出口に
凸状のインクのメニスカスが形成されるように、前記イ
ンク吐出口近傍の空気圧力を前記インクタンクのインク
圧力より低くバランスさせてインク吐出の準備段階を形
成し、電気信号が印加された時にそれに応じて、静電力
により前記インク吐出口内のインクを吸引吐出して、前
記インクを前記空気吐出口より前記空気流とともに吐出
させることを特徴とするインクジェット記録装置。Means for Solving the Problems According to the present invention, an ink ejection port that is provided adjacent to an ink chamber that communicates with an ink tank and ejects ink, and an air ejection port that is provided so as to face the ink ejection port are provided. An air discharge port for causing the ink liquid level to be formed below the ink discharge port, and a means for applying air pressure to the air discharge port. When not applied, a concave ink meniscus is formed in the ink discharge port by the ink pressure due to the head pressure of the ink surface, and when the air pressure is applied, the air pressure is applied to the ink tank and the ink discharge port is also applied. A convex meniscus of ink is formed in the ink ejection port by letting out an air flow from the air ejection port through a gap between the air ejection port and the air ejection port. To balance the air pressure in the vicinity of the ink ejection port to be lower than the ink pressure in the ink tank to form a preparatory stage for ink ejection, and when an electric signal is applied, an electrostatic force is applied to the inside of the ink ejection port. An ink jet recording apparatus, wherein ink is sucked and ejected, and the ink is ejected from the air ejection port together with the air flow.
作用 本発明によれば、空気流のない時にインク吐出口２に生
じるインクのメニスカスが凹状態であるため、インクの
メニスカスが破壊された際にインクが空気層１０に流出
することがなく、また、逆に空気がインク室３内に流入
し、インクのメニスカスが消滅してしまったとしても、
再び空気供給源より空気流を送った際に、前記圧力Ｐｉ
が前記圧力Ｐｎより大きいのでインクが再び押し戻さ
れ、再びメニスカスが形成され保持される。したがっ
て、常に電気信号に応じてインクが吐出できるよう準備
ができる。Effect According to the present invention, since the meniscus of the ink generated in the ink ejection port 2 when there is no air flow is concave, the ink does not flow out to the air layer 10 when the meniscus of the ink is destroyed, and Conversely, even if the air flows into the ink chamber 3 and the ink meniscus disappears,
When the air flow is sent again from the air supply source, the pressure Pi
Is greater than the pressure Pn, the ink is pushed back again, and a meniscus is formed and held again. Therefore, it is possible to always prepare to eject ink according to the electric signal.
実施例 第１図に従って、本発明の一実施例の説明を行う。第１
図（ｂ）のヘツド断面部分図において、インク室３の圧
力Ｐｉを、インク吐出口２近傍の空気圧力Ｐｎより大き
く設定しなければならない。そのためにはＰｎを低下さ
せねばならないが、その方法には、ヘツド７の空気室４
に送られる圧力Ｐａを低下させる方法がある。すなわち
Ｐｉ＞Ｐａ＝Ｐｎを成立させる方法であるが、このため
には空気供給源１１とヘツド７を結ぶ空気供給路１２に
圧力損失が生じるよう流路抵抗を配置すれば良い。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First
In the head section partial view of FIG. 6B, the pressure Pi of the ink chamber 3 must be set higher than the air pressure Pn near the ink ejection port 2. For that purpose, Pn must be lowered, but the method is as follows.
There is a method of lowering the pressure Pa sent to. That is, this is a method of satisfying Pi> Pa = Pn. For this purpose, the flow path resistance may be arranged so that a pressure loss occurs in the air supply path 12 connecting the air supply source 11 and the head 7.
また、他の方法を採用し、Ｐｉ＝Ｐａ＞Ｐｎとなるよう
にヘツドの寸法構造を変更してもよい。すなわち、空気
吐出口１を有する板とインク吐出口２を有する板の間隙
１０を狭くし、約７０μｍとし、空気室４より空気吐出
口１に空気が流れる間に圧力損失が生じるようにした。
以下に本実施例における主要な条件を列記する。Further, another method may be adopted and the head dimensional structure may be changed so that Pi = Pa> Pn. That is, the gap 10 between the plate having the air discharge port 1 and the plate having the ink discharge port 2 is narrowed to about 70 μm so that a pressure loss occurs while the air flows from the air chamber 4 to the air discharge port 1.
The main conditions in this example are listed below.
空気室４およびインク室３の圧力Ｐａ，Ｐｉ ；0.125kg/cm2 インク吐出口２近傍の空気圧力Ｐｎ ；0.118kg/cm2 インク吐出口２よりのインクタンク内の インク液面高さＨ ；-3〜-6cm インクの密度ρ ；約１ｇ／cm3 以上のような条件下では、 １．空気流の流出していない場合 インク液面とインクタンクの高さに差に起因する水頭
圧、即ちこの場合は負圧（-0.03〜-0.06kg/cm3）がイン
ク吐出口２のインクのメニスカスに作用し、メニスカス
は凹状に保たれる。Pressures Pa and Pi of the air chamber 4 and the ink chamber 3; 0.125 kg / cm 2 Air pressure Pn in the vicinity of the ink ejection port 2; 0.118 kg / cm 2 Ink liquid level height H in the ink tank from the ink ejection port 2; -3 to -6 cm Ink density ρ; Under conditions such as about 1 g / cm 3 or more, 1. When the airflow is not flowing out The head pressure caused by the difference between the ink surface and the height of the ink tank, that is, in this case, the negative pressure (-0.03 to -0.06kg / cm 3 ) is It acts on the meniscus and keeps it concave.
２．空気流が流出している場合には、 Ｐｉ−Ｐｎ＝0.07kg/cm3の正圧力がインク室３に作用
し、インク液面による負圧が相殺されて、0.01〜0.04kg
/cm3の正圧力がインク吐出口２のインクのメニスカスに
作用し、メニスカスは凸状に保たれる。2. When the air flow is flowing out, a positive pressure of Pi-Pn = 0.07 kg / cm 3 acts on the ink chamber 3, and the negative pressure due to the ink surface is offset, resulting in 0.01-0.04 kg.
A positive pressure of / cm 3 acts on the meniscus of the ink at the ink ejection port 2 to keep the meniscus convex.
以上のような構成で、まず、空気流を流しながら記録を
行い、次に空気流をＯＦＦにし、ヘッド７や、インク供
給系に衝撃を与えたところ、インク吐出口２より空気が
流入し、インクがインクタンクの方向に逆流した。しか
し、次に再び空気流を流すと逆流したインクが再びヘッ
ド７の方向に供給され正常な記録が行えた。With the above configuration, first, recording is performed while flowing the air flow, then the air flow is turned off, and when the head 7 and the ink supply system are impacted, the air flows in from the ink ejection port 2, Ink flowed back toward the ink tank. However, when the air flow was made to flow again next time, the ink that had flowed backward was supplied again toward the head 7, and normal recording could be performed.
またさらに、新しくインクの充填されていないヘッド７
をインク供給系、空気供給系等に接続し、記録を行なお
うとする際、インクタンク内のインク液面がヘッド７の
インク吐出口２より下方にあっても、接続後空気流を流
すことによって、インクが自然にヘッド７のインク室３
に供給され、記録可能にすることができることが分っ
た。Furthermore, a head 7 that is not newly filled with ink
Is connected to an ink supply system, an air supply system, etc., and when an attempt is made to perform recording, even if the ink surface in the ink tank is below the ink discharge port 2 of the head 7, the air flow should be made to flow after connection. Allows the ink to naturally flow into the ink chamber 3 of the head 7.
It has been found that it can be supplied to and made recordable.
発明の効果 本発明によれば、非記録時にインク吐出口２よりのイン
クのもれをなくし、かつ空気流を流すことによって常に
安定したインクのメニスカスが形成でき、常に安定して
インク吐出がなされる。また、新しくヘッドを接続する
際も空気流を流すことによって自動的にインクが供給さ
れ、メンテナンスが容易である。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to always form a stable meniscus of ink by eliminating the leakage of ink from the ink discharge port 2 during non-recording and by causing an air flow, and always perform stable ink discharge. It Also, when a new head is connected, ink is automatically supplied by flowing an air flow, which facilitates maintenance.
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明によるインクジェット記
録装置の一実施例を示す概略図および一部断面側面図、
第２図は本発明の適用される従来のインクジェット記録
ヘッドの断面側面図、第３図は第２図のインクジェット
ヘッドを使用したインクジェット記録装置の概略図、第
４図は第２図の一部拡大図、第５図は第２図のインクジ
ェットヘッドのインクメニスカス形成部の拡大図であ
る。 １…空気吐出口、２…インク吐出口、３…インク室、４
…空気室、５…電極、６…信号源、８…インクタンク、
９…メニスカス。1 (a) and 1 (b) are a schematic view and a partial sectional side view showing an embodiment of an ink jet recording apparatus according to the present invention,
2 is a sectional side view of a conventional inkjet recording head to which the present invention is applied, FIG. 3 is a schematic diagram of an inkjet recording apparatus using the inkjet head of FIG. 2, and FIG. 4 is a part of FIG. FIG. 5 is an enlarged view of the ink meniscus forming portion of the inkjet head of FIG. 1 ... Air ejection port, 2 ... Ink ejection port, 3 ... Ink chamber, 4
... air chamber, 5 ... electrode, 6 ... signal source, 8 ... ink tank,
9 ... Meniscus.
Claims (1)
て設けられてインクを吐出するインク吐出口と、前記イ
ンク吐出口に対向して設けられて空気流を流出させる空
気吐出口と、前記インク吐出口より下方にインク液面が
形成されるよう設置された前記インクタンクと前記空気
吐出口に対して空気圧力を印加する手段とを有し、前記
空気圧力の非印加時にはインク液面の水頭圧によるイン
ク圧力により、前記インク吐出口に凹状のインクのメニ
スカスを形成し、前記空気圧力の印加時には、前記イン
クタンクに空気圧力を印加するとともに、前記インク吐
出口と前記空気吐出口の間隙を介して、前記空気吐出口
より空気流を流出させることにより、前記インク吐出口
に凸状のインクのメニスカスが形成されるように、前記
インク吐出口近傍の空気圧力を前記インクタンクのイン
ク圧力より低くバランスさせてインク吐出の準備段階を
形成し、電気信号が印加された時にそれに応じて、静電
力により前記インク吐出口内のインクを吸引吐出して、
前記インクを前記空気吐出口より前記空気流とともに吐
出させることを特徴とするインクジェット記録装置。1. An ink ejection port provided adjacent to an ink chamber communicating with an ink tank for ejecting ink, an air ejection port provided opposite to the ink ejection port for ejecting an air flow, It has the ink tank installed so that an ink liquid level is formed below the ink ejection port, and means for applying air pressure to the air ejection port, and when the air pressure is not applied, the ink liquid level A concave ink meniscus is formed at the ink ejection port by the ink pressure due to the water head pressure, and when the air pressure is applied, the air pressure is applied to the ink tank and the gap between the ink ejection port and the air ejection port is applied. By causing an air flow to flow out from the air discharge port via the ink discharge port, a convex ink meniscus is formed in the ink discharge port, The air pressure is balanced below the ink pressure of the ink tank to form a preparation for ink discharge, accordingly when the electrical signal is applied, by sucking and discharging the ink of said ink discharge ports by an electrostatic force,
An ink jet recording apparatus, wherein the ink is ejected from the air ejection port together with the air flow.
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-
1985
- 1985-09-04 JP JP60195126A patent/JPH064321B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255152A (en) | 1987-03-10 |
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