JPH0717069B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH0717069B2
JPH0717069B2 JP3572888A JP3572888A JPH0717069B2 JP H0717069 B2 JPH0717069 B2 JP H0717069B2 JP 3572888 A JP3572888 A JP 3572888A JP 3572888 A JP3572888 A JP 3572888A JP H0717069 B2 JPH0717069 B2 JP H0717069B2
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ink
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tank
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幸一 斉藤
眞芳 三浦
元 小田
研二 赤見
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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、図形等を記録するインクジェット記録装置
に関する。
従来の技術 第3図は、特開昭57−125425号公報に記載されたインク
ジェット記録装置を示しており、空気流と静電力を利用
したものである。一定流速の空気流が流出する空気吐出
口2に対向してインク吐出口1が設けられており、イン
ク吐出口1内に保持されたインクを、空気吐出口2の前
面に設けられた電極3により生じる静電力により吸引
し、前記空気流による加速を加えながら、空気吐出口2
より吐出させるものである。
インク吐出口1にインクを供給するインクタンク4に
は、空気吐出口2に空気流を供給する空気供給源5が分
岐されて連結されて一定の空気圧力が印加されており、
インク吐出口1と空気吐出口2の間隙を流れる空気の圧
力と、インク吐出口1内に保持されているインクの圧力
をほぼ同一に設定し、電極3に信号電力が印加されない
時にはインクの吐出が無く、インク吐出口1にインクが
安定保持されるように設定されている。
発明が解決しようとする課題 第3図の構成のように信号電圧が印加されない時には、
インク吐出口1にインクが保持され、信号電圧が印加さ
れた時のみインクの吐出がなされるインクジェット記録
装置では、例えば特開昭60−14734号公報に記載されて
いるように、インク吐出口1の位置0とインクタンク4
内のインク液面Aの高低差H=▲▼が、インクの吐
出状態に影響を及ぼす。すなわち、インク液面Aが高く
なるとインクジェットヘッドにかかるインク圧力が高く
なりインクが吐出しやすくなりインクの吐出量が増大
し、逆にインク液面Aが低くなるとインクジェットヘッ
ドにかかるインク圧力が低くなりインクの吐出量が減少
する。
したがって、第3図に示されているようなインクタンク
4を使用すると、インクタンク4内のインクが消費され
てインク量が減るに従ってインク液面Aが低下し、イン
クジェットヘッドからのインクの吐出量がしだいに減少
し、被記録物上での記録濃度がしだいに薄くなってしま
うという欠点がある。
このような欠点を補うために、従来、インクタンク4自
体を上下させる方法が提案されているが、これは、特別
な上下機構を用意する必要があり、装置の簡便さという
点で難点となっていた。
本発明は、以上のような欠点を解消し、特別な上下機構
を必要とせず、インクタンク4内のインク量に無関係に
インク液面を一定に保ってインクジェット記録装置を作
動させるものである。
課題を解決するための手段 本発明はインクジェットヘッドにインクを供給するイン
クタンク側壁底部付近に開口を設け、この開口を介して
インクタンク内のインクに空気圧力を印加するようにし
たものである。
作 用 上記手段を講じることによって、インクタンクの実質的
にインクジェットヘッドに作用するインク液面の高さ
は、インクタンク内のインクの多少にかかわらず、前記
開口となり、インクタンク内のインク量の変化に影響を
受けないインクジェット記録装置が実現できる。
実施例 以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。第1図は、本発明の1実施例におけるインクジェッ
ト記録装置のインクタンク部の断面側面図である。イン
クジェットヘッド部及び空気供給源の構成は第3図と同
一であるので図示を省略する。空気供給源よりの空気は
空気流入口8より空気室9に流入し、インク貯蔵室10の
側壁、つまりインク貯蔵室10と空気室9との隔壁11の底
面部付近の開口6によりインク貯蔵室10内のインクに圧
力を印加する。インク貯蔵室10内のインクは、インク貯
蔵室10の底部付近に設けられたインク流出口7よりイン
クジェットヘッドに供給される。
インクジェット記録装置の駆動時には、インク吐出口に
インクが安定して保持できるよう例えば、インクタンク
4とインクジェットヘッドに等しい空気圧力Paが印加さ
れる。この空気圧力Paは、空気流入口8、空気室9を介
し開口6に伝搬され、インク貯蔵室10内のインクにPaの
圧力が印加される。この時、開口6の高さ0の位置にイ
ンクの液面が形成され、インク貯蔵室10内のインクが消
費されてもその消費量だけの空気が開口6よりインク貯
蔵室10内に流出し、インク液面が高さ0の点に保たれる
ことに何ら変化がない。
開口6は、インクの消費につれて空気が流出しやすいよ
う円形にしてある。開口6の大きさは、空気圧力Pa及び
インク貯蔵室10の大きさによりて適宜決められる。隔壁
11は、空気圧力の管路抵抗損失を少なくするために薄壁
とする。
次に、開口6の高さ0の位置にインクの液面が形成され
る原理を説明する。初期状態のときのインク液面高さを
AとしH=▲▼とし、インク貯蔵室10内の空気圧力
をPa′、インクの密度をρ、重力加速度をgとすると、
開口6での圧力Paは、 Pa=Pa′+ρgH インクが減少してインク液面が下がりインク液面A′と
なった場合H′=▲▼となり、インク貯蔵室10内
の空気圧力がPa″に変化したとすると、開口6での圧力
は、 Pa>Pa″+ρgH′ となり圧力バランスが崩れる。この状態になると、圧力
バランスを保とうとして、開口6に形成されていたメニ
スカスが破れ、気泡となりインク貯蔵室10内の空気圧力
Pa″を上昇させPaという圧力になる。そのときの開口
6での圧力Paは、 Pa=Pa+ρgH′ となる。Pa′の値は、インク液面高さA、すなわちイン
ク貯蔵室10内のインク量に応じて変化し、高さ0に作用
するPaとの均衡が保たれる。このことは、インクジェッ
トヘッドに作用する実質的な水頭圧の力が常に高さ0に
あり、高さAに依存するインク液面と無関係であること
を意味している。従って、第1図の構成では、インクジ
ェットヘッドに作用するインクタンク4内のインク液面
による水頭圧の力を、常に高さ0で規定できる一定値に
設定することができ、インクの消費量に無関係に吐出特
性の一定したインクジェット記録装置が実現できる。
次に、インクタンク4に空気圧力Paが印加されている時
と印加されていない時のインクタンク4内のインクの状
態について説明する。第2図(a)は、空気圧力Paが印
加された状態を示す。また、第2図(b)は空気圧力が
印加されていない状態で、インクジェット記録装置の非
駆動時を表わす。第2図(a)において、空気室9には
空気圧力Paが、インク貯蔵室10内の上部には空気圧力P
a′が各々印加されており、これらの空気圧力が解除さ
れると、Paが大気圧力まで低下し、それに伴ってPa′も
低下し、その際空気の膨張が生じる。その結果、第2図
(b)に示したように、インク貯蔵室10内のインクが開
口6、及び空気室9内に流入し、高さBの位置に液面を
形成する。空気室9は、これらのインクを収容するため
に設けられたものであり、空気流入口8よりインクが外
部に流出するのを防ぐ役割を果す。従って、空気室9に
要求される容積の大きさは、これらの流出するインクを
全て収容するに足るものでなければならないが、実際の
容積は、インク貯蔵室10の容積、及び空気圧力Paの大き
さによって決定される。厳密な計算ではなく概略の計算
を実施すると、インク貯蔵室10内の上部の空気体積を
V′とすれば、空気供給源の圧力を解除することによっ
て、この部分が膨張する体積ΔVすなわちインクの空気
室9への流入量は、 ΔV=Pa′/Po・V′ と表わされる。但し、Poは大気圧とする。そして、V′
は、インク貯蔵室10の体積Vを越えないし、Pa′もPaよ
り小で、しかも近傍の値であるので、 ΔV>Pa/Po・V であれば、必要条件を満たすことになる。
一般にPaは、0.08Kg/cm2〜0.15Kg/cm2の値が採用されて
いるので、空気室9の容積は、インク貯蔵室10の容積の
10〜20%あれば十分ということになる。
第2図(b)の状態は、再び空気圧力を印加すると、第
2図(a)の状態に復帰し、動作状態ではインク液面が
常に一定に保たれる。
以上の説明より、空気圧力が印加されている時には、イ
ンクジェットヘッドに影響するインク液面は、開口6の
高さで0であり、空気圧力の印加されていない時には、
空気室9にインクが流入して形成されるインク液面の高
さBが実質上のインク液面となる。インク液面の高さB
は、インクタンク内のインク消費状況で変化するので高
さは一定ではなく、空気圧力が印加されていない、すな
わち、インクジェット記録装置の非駆動時にはインクジ
ェットヘッドに作用するインクの水頭圧は一定しない。
一般に第3図に示されたようなインクジェット記録装置
では、非駆動時においてインク液面がノズル位置より下
方にある方がノズルからインクのたれを防ぐ意味で信頼
性のある装置が実現できる。したがって、第2図(b)
のインク液面の高さBは、高さ0よりあまり高くならな
い構成が良い。
開口6の直径を2mm、空気圧力Paを0.096Kgcm2とした場
合、インク貯蔵室10内の液面が23mm変化しても、インク
流出口7にかかる圧力差は、液面高さにして、最大±1m
m以下という結果を得た。
なお、以上の説明ではインクジェットヘッドとして第3
図に示した空気流と静電力を利用したヘッドについて説
明したが、本発明のこの他に空気流を使用する各種のイ
ンクジェットヘッド、たとえば特開昭51−109738号公報
や特開小56−167469号公報などに記載されたインクジェ
ットヘッド等も使用可能である。
発明の効果 以上のように、本発明はインクタンクの側壁底部付近に
開口を形成し、インクジェット記録装置の駆動時にこの
開口より空気圧力を印加するようにしたもので、インク
ジェット記録装置の駆動時にインクジェットヘッドに実
質的に作用するインクタンク内のインク液面高さを、イ
ンクタンク内のインク量に無関係に一定に保つことがで
きる。その結果、インクジェットヘッドが常に同一のイ
ンク液の吐出特性を有するようにすることができ、長期
にわたり良好な記録物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるインクジェット記録装置のイン
クタンク部の断面側面図、第2図(a),(b)は、本
発明によるインクジェット記録装置のインクタンク部の
動作を説明するための断面側面図、第3図は、従来のイ
ンクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。 4…インクタンク、6…開口、7…インク流出口、8…
空気流入口、9…空気室、10…インク貯蔵室、11…隔
壁。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空気流とともにインク液滴を飛翔させるイ
    ンクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドにイ
    ンクを供給するインクタンクと、前記インクジェットヘ
    ッドおよびインクタンクに空気流を供給する空気供給源
    とを具備し、前記インクタンクは側壁底部付近に開口を
    有し、インクジェットヘッド駆動時に前記開口より空気
    圧力を印加することを特徴とするインクジェット記録装
    置。
  2. 【請求項2】インクタンクの開口に連絡した室を備え、
    この室を介して開口より空気圧力を印加する請求項1記
    載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】室の容量はインクタンクの容量の10〜20%
    である請求項2のインクジェット記録装置。
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