JP2003266736A - 液体供給装置、インク供給装置、液体吐出ヘッド及びプリンタヘッド - Google Patents
液体供給装置、インク供給装置、液体吐出ヘッド及びプリンタヘッドInfo
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- JP2003266736A JP2003266736A JP2002075532A JP2002075532A JP2003266736A JP 2003266736 A JP2003266736 A JP 2003266736A JP 2002075532 A JP2002075532 A JP 2002075532A JP 2002075532 A JP2002075532 A JP 2002075532A JP 2003266736 A JP2003266736 A JP 2003266736A
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Abstract
傾斜時や圧力又は温度の変化が生じてもインクが漏れが
なく、円滑な気液交換ができるようにする。 【解決手段】 インク収容部30と、インクが流下可能
にインク収容部30と連結されたインク室40と、イン
ク室40のインク量の減少によるインク室40内の圧力
の低下によって開閉部材52が開口域51を開放するよ
うに移動されるようにした弁50とを備え、インク収容
部30は、外気連通孔32aからインク収容部30の内
部に延在し、インク収容部30内のインク量が減少した
ときにこの減少したインク量に相当する空気を外気連通
孔32aからインク収容部30内に取り込むための空気
導入管32と、インクを溜め込み可能なバッファ部32
bとを備え、バッファ部32bの外面のうち下端P1か
ら側端P2までの間の下面X1を、バッファ部32bの
中央側から外側に向かって上方に傾斜する面とした。
Description
インクをプリンタヘッド等の外部装置に供給するための
インク供給装置と、このインク供給装置を適用したプリ
ンタヘッド、さらにはこれらをそれぞれ応用した液体供
給装置及び液体吐出ヘッドに関するものである。詳しく
は、インク収容量が大きく、構造が簡素であり、かつイ
ンク漏れがなく安定してインクを保持することができる
ようにするとともに、振動が加わったり傾斜した場合、
及び圧力又は温度の変化が生じた場合でも、インクが漏
れないようにしたインク供給装置と、このインク供給装
置を適用したプリンタヘッド、及びこれらをそれぞれ応
用した液体供給装置及び液体吐出ヘッドに関するもので
ある。
ク供給装置としては、例えば以下のものが知られてい
る。図18は、従来のこの種のインク供給装置の第1例
を示す内部構成断面図である。図18において、インク
収容部201は、インクタンク201aと、インク保持
室201bとに仕切られている。インクタンク201a
とインク保持室201bとの間は、底面部で連通されて
いる。
填されている。また、インク保持室201bの天面側に
は、外気と連通する外気連通孔202が形成されてい
る。さらにまた、インク保持室201b内には、インク
を保持しておく多孔質体203が設けられている。さら
に、インク保持室201bの底面側には、インク送出部
204が形成されている。
れると、空気がインクタンク201a側に入り、その空
気に相当する分のインクがインクタンク201aからイ
ンク保持室201b側に送られるとともに、多孔質体2
03に保持される。ここで、多孔質体203の毛管力に
より、インクには吸い上げられる方向の力が加わってい
る。これにより、インク送出部204からインクが漏れ
ることはない。
を示す内部構成断面図である。図19において、インク
収容部205の底面側には、上記第1例と同様に、イン
ク送出部204が形成されている。また、インク収容部
205内には、内部にインクを収容した袋状体206が
設けられている。この袋状体206は、バネ207によ
って常時押し広げる方向(図19中、矢印方向)に力が
加わっている。このバネ207の力により、袋状体20
6内部のインクには、吸い上げられる方向の力が加わっ
ている。これにより、上記第1例と同様に、インク送出
部204からインクが漏れることはない。
るインク供給装置は、インク送出部204からインクが
漏れないように構成されている。
技術では、以下の問題があった。第1例では、インク保
持室201b内に多孔質体203を設けているので、イ
ンク供給装置内の容積は、多孔質体203の分だけ小さ
くなる。よって、インク供給装置全体の大きさに対し
て、内部に収容できるインク量が少ないという問題があ
った。
設けた場合、インク供給装置に振動が加わったり、イン
ク供給装置が傾斜したときに、外気連通孔202からイ
ンクがこぼれる可能性があるという問題があった。さら
に、圧力の低下又は温度上昇が起きたときに、インク収
容部201内の空気が膨張して、インク収容部201内
のインクが押し出され、外気連通孔202から漏れ出て
しまう可能性があるという問題があった。
式であるので、例えばインク収容部205を薄型にした
場合には、袋状体206の内部にバネ207を収納する
ことができなくなったり、製造工程が複雑化する等の製
造上の問題があった。また、バネ207を用いるもので
あるので、機構が複雑化し、コストも高くなるという問
題があった。
題は、インク収容量が大きく、構造が簡素であり、かつ
インク漏れがなく安定してインクを保持することができ
るようにするとともに、振動が加わったり傾斜した場
合、及び圧力又は温度の変化が生じた場合でも、インク
が漏れないようにすることである。なお、上記課題を解
決するため、バッファ部を備えたインク供給装置及びプ
リンタヘッドに係る発明が本件出願人により既に提案さ
れている(特願2001−322361)。本発明は、
この発明をさらに改良したものであり、より円滑な気液
交換ができるようにしたものである。
段によって、上述の課題を解決する。本発明の1つであ
る請求項2に記載の発明は、インク収容部と、前記イン
ク収容部内のインクが流下可能に前記インク収容部と連
結されたインク室と、前記インク収容部と前記インク室
との間の開口域と、前記開口域を閉塞するように付勢さ
れた開閉部材とを有し、前記インク室のインク量の減少
による前記インク室内の圧力の低下によって前記開閉部
材が前記開口域を開放するように移動されるようにした
弁とを備え、前記インク収容部は、外気と連通する外気
連通孔と、前記外気連通孔から前記インク収容部の内部
に延在し、前記インク収容部内のインク量が減少したと
きにこの減少したインク量に相当する空気を前記外気連
通孔から前記インク収容部内に取り込むための空気導入
管と、前記空気導入管に連通して形成され、インクを溜
め込み可能なバッファ部とを備え、前記バッファ部の外
面のうち下端から側端までの間の面は、平面である場合
には前記バッファ部の中央側から外側に向かって上方に
傾斜する面又は垂直面であり、曲面である場合にはその
曲面に接する接平面が前記バッファ部の中央側から外側
に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であることを特
徴とするインク供給装置である。
に記載の発明は、インク収容部と、前記インク収容部内
のインクが流下可能に前記インク収容部と連結されたイ
ンク室と、前記インク収容部と前記インク室との間の開
口域と、前記開口域を閉塞するように付勢された開閉部
材とを有し、前記インク室のインク量の減少による前記
インク室内の圧力の低下によって前記開閉部材が前記開
口域を開放するように移動されるようにした弁とを備
え、前記インク収容部は、外気と連通する外気連通孔
と、前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在
し、前記インク収容部内のインク量が減少したときにこ
の減少したインク量に相当する空気を前記外気連通孔か
ら前記インク収容部内に取り込むための空気導入管と、
前記空気導入管に連通して形成され、インクを溜め込み
可能なバッファ部とを備え、前記バッファ部の外形のう
ち下端から側端までの間の外形は、前記空気導入管から
前記インク収容部内に入り込んだ空気により生じた気泡
が接触したときに、その外形に沿って気泡が上昇するこ
とができる形状を有することを特徴とするインク供給装
置である。
ら外部の装置、例えばプリンタヘッドチップにインクが
供給されると、インク室内の圧力が低下する。これによ
り、インク室内では、インクを引き込もうとする吸引力
が発生し、この吸引力によって開閉部材が移動され、イ
ンク収容部とインク室とが連通し、インク収容部からイ
ンク室にインクが送られる。
れると、インク収容部内のインク量が減少するが、この
減少分に相当する分の空気が外気連通孔から空気導入管
を介してインク収容部内に取り込まれる。また、インク
収容部からインク室にインクが送られることにより、イ
ンク室内の圧力が定常状態に戻ると、開閉部材は、イン
ク収容部とインク室との間を閉塞する。これにより、イ
ンク収容部からインク室へのインクの送りは停止する。
インク収容部内に空気が取り込まれると、この空気は、
気泡となってインク収容部のインク内を上昇する。ここ
で、バッファ部の外面のうち下端から側端までの間の面
は、平面である場合にはバッファ部の中央側から外側に
向かって上方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面であ
る場合にはその曲面に接する接平面がバッファ部の中央
側から外側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であ
り(請求項2)、あるいはバッファ部の外形のうち下端
から側端までの間の外形は、空気導入管からインク収容
部内に入り込んだ空気により生じた気泡が接触したとき
に、その外形に沿って気泡が上昇することができる形状
を有する(請求項10)。したがって、気泡の上昇は、
バッファ部によって妨げられることはない。
の一実施形態について説明する。 (第1実施形態)図1は、本発明の第1実施形態である
バブルインクジェットプリンタヘッド(以下、単に「プ
リンタヘッド」という。)1を示す正面の断面図であ
る。プリンタヘッド1は、インク供給装置10と、プリ
ンタヘッドチップ100とから構成されている。図1で
は、プリンタヘッドチップ100は、外形のみを図示し
ている。
ンクタンク)30と、インク室40と、弁50とを備え
る。インク収容部30は、容器状体であり、内部にイン
クが装填されたものである。なお、図1等において、イ
ンク収容部30内のインクを斜線によって示している。
インク収容部30の底面側には、筒状のノズル部31が
形成されている。ノズル部31は、インク室40の上面
側にインク室40と一体形成された連結部41に連結さ
れる部分である。
導入管32が設けられている。空気導入管32は、イン
ク収容部30の上面側で開口されており、この部分が外
気と連通する外気連通孔32aを構成している。また、
空気導入管32の中央付近には、外気連通孔32aや空
気導入管32の下端部32cの開口径より大きい径を有
し、空気導入管32と連通するバッファ部32bが設け
られている。本実施形態では、図1に示すように、バッ
ファ部32bは、断面が略菱形状に形成されたものであ
り、その内部にインクを溜め込み可能なものである。
ンクが流下可能にインク収容部30と連結されるもので
あり、略直方体状をなすインク収容体である。インク室
40の上面側には、筒状の連結部41が設けられてい
る。この連結部41の内径は、インク収容部30のノズ
ル部31の外形より大きな径を有している。さらに、連
結部41の上端には、Oリング42が取り付けられてい
る。このOリング42の内径と、ノズル部31の外形と
が互いに嵌合可能な径にそれぞれ設定されており、ノズ
ル部31の先端部がこのOリング42を介して連結部4
1内に入り込むと、ノズル部31とOリング42とが隙
間なく嵌め合う。また、インク送出部43は、インク室
40の底面側にインク室40と連通して設けられてた筒
状体であり、インク室40内のインクをプリンタヘッド
チップ100側に送り出すためのものである。
0との間の開口域51(インク室40の上面に形成され
た、連結部41との連通領域)と、この開口域51を開
閉するための開閉部材52と、開口域51を閉塞する方
向に開閉部材52を付勢する(図1中、上方向に開閉部
材52を付勢する)バネ53とから構成されている。こ
れらの開閉部材52及びバネ53は、インク室40内に
配置されている。
ク収容部30とインク室40との間の開口域51を開放
する位置に配置された状態を示しているが、定常状態で
は、開閉部材52は、バネ53の付勢力によってインク
室40の上面に押し付けられており、これによって開口
域51を閉塞するように配置されている。
問わないが、例えばゴム弾性体(エラストマー)から形
成すれば、高い閉塞性を有するので、好ましい。バネ5
3は、開閉部材52の下面側と、インク室40の底面と
の間を連結するように取り付けられ、開閉部材52を上
方向に付勢する圧縮コイルバネである。
ンクカートリッジとなり、プリンタヘッド1から着脱可
能に形成される。インク収容部30の着脱構造として
は、例えば、図2に示す構造が挙げられる。
の一実施形態を示す図であり、開状態及び閉状態を併せ
て示す図である。先ず、上側の図の閉状態では、コイル
バネ31dの付勢力により弁31cは閉じられている。
そして、インク収容部30のノズル部31が連結部41
に装着されると、棒体31eが弁31cを押し上げ、イ
ンク収容部30のノズル部31と、インク室40の連結
部41とが連通するようになる。
引き抜く際には、上記と逆の動作により、弁が31cが
閉じられる。よって、インク収容部30を装着する直前
に、ノズル部31の先端部が下方を向いている状態であ
っても、内部のインクが漏れることはない。また、イン
ク収容部30を交換するときに、インク収容部30を引
き抜いたときには、直ちに弁31cが閉じられるので、
この時もまた、ノズル部31の先端からインクが漏れる
ことはない。
の断面図)と、その全体図におけるA部を詳細に示す図
である。プリンタヘッドチップ100は、基板101
と、フィルム103と、ノズルシート104等とを備え
る。
らなるものであり、その一面(図3中、下面)に、発熱
抵抗体(ヒーター)102が形成されたものである。発
熱抵抗体102は、吐出するインクを加熱するためのも
のである。発熱抵抗体102の駆動制御等は、基板10
1によって行われる。基板101には、図示しないが、
ロジックICや、ドライバートランジスタ等が設けられ
ている。
下面に積層されている。フィルム103は、例えば露光
硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、
基板101の発熱抵抗体102が形成された面の略全体
に積層された後、フォトリソプロセスによって不要部分
が除去されて、所定形状に形成される。これにより、フ
ィルム103は、各発熱抵抗体102の周囲部を略凹状
に囲むように形成される。この発熱抵抗体102を囲む
部分がインク加圧室105となる。よって、フィルム1
03は、インク加圧室105の一部を形成している。
ためのノズル104aが形成されたシート状部材であ
り、シート103の下層に積層されている。ノズル10
4aは、円形に開口された穴であり、各発熱抵抗体10
2の下側に位置するように配置されている。なお、ノズ
ルシート104は、インク加圧室105の一部を形成し
ている。
うに、インク流路部106が形成されている。インク流
路部106は、インク供給装置10から供給されたイン
クを各インク加圧室105に送り込むためのものであ
る。すなわち、インク流路部106と、上述のインク送
出部43とが連通されている。よって、インク供給装置
10から供給されるインクは、インク流路部106に流
れ込み、インク加圧室105内に充填される。
aは、基板101に、略直線状に多数並設されている。
そして、図3の全体図で示すように、各ノズル104a
からインクiが吐出される。プリンタ制御部(図示せ
ず)からの指令によって、選択された発熱抵抗体102
に、短時間(例えば1〜3マイクロ秒程度)電流パルス
が流されることにより、その発熱抵抗体102が急速に
加熱される。その結果、発熱抵抗体102に接する部分
にインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によっ
て、ある体積のインクが押しのけられる。これによっ
て、ノズル104aに接する部分の上記押しのけられた
インクと同等の体積のインクiがインク液滴としてノズ
ル104aから吐出され、紙等の印画対象体に着弾され
る。
吐出したインク加圧室105内に、吐出された量と同量
のインクが直ちに補充される。このインクは、インク供
給装置10のインク送出部43を通じて供給される。
供給について、より詳細に説明する。図4から図7まで
は、図3の詳細図で示したプリンタヘッドチップ100
を示す断面図であって、インクが吐出された後、インク
がインク加圧室105に供給されるまでの様子を順を追
って示す図である。さらに、各プリンタヘッドチップ1
00の右側には、その状態における弁50の開閉部材5
2の動作を併せて示している。
iが吐出された瞬間の様子を示すものである。インク気
泡の膨張によって、インクiが吐出されると、インク加
圧室105内には、吐出したインクiに相当する分のバ
ブル(インク気泡)Bが発生する。この時点では、図4
に示すように、開閉部材52は、バネ53の付勢力によ
ってインク室40の上面に押し付けられており、開閉部
材52が開口域51を閉塞する位置に配置されている。
ブルBは、次第に収縮する。この収縮に伴い、毛管力に
よって、インク加圧室105内にインクを引き込む力が
発生する。この引込み力の発生により、インクは、イン
ク加圧室105内に供給される。
部106、インク室40のインク送出部43は、それぞ
れ連通されている。したがって、インク加圧室105か
ら弁50のインク室40までの連通する部分の圧力は、
それまでの圧力より低くなる。このため、それまでのバ
ランスが崩れ、インク室40内では、インクを引き込も
うとする吸引力が発生し、バネ53には、その付勢力に
抗して圧縮される力が作用する。このため、開閉部材5
2は下方側に移動され、インク室40の上面の開口域5
1が開放される。これにより、インク収容部30側から
インク室40側にインクが送り込まれる。
105内のバブルBがなくなると、インク室40からイ
ンク加圧室105までの連通する部分の圧力は、元の状
態に戻り、インク室40内では、インクを引き込もうと
する吸引力が消滅する。よって、バネ53は、その付勢
力によって開閉部材52をインク室40の上面に押し上
げ、開閉部材52は、再度、開口域51を閉塞する。
aから吐出される前、すなわちインク加圧室105内に
バブルBが発生する前は、図1に示す状態でインクが平
衡状態にある。なお、図1では、空気導入管32内には
インクがほとんどない状態を例に挙げている。次に、プ
リンタヘッドチップ100側でインクが吐出されると、
開閉部材52がバネ53の付勢力に抗して下方に移動さ
れ、インク室40より上方にあるインクがインク室40
側に流下する。
ンク室40に流下すると、インク収容部30内のインク
が減少するが、このとき、空気導入管32の下端部32
cから空気(外気)がインク収容部30内に入り込む。
この空気は、気泡となり、インク内を上昇し、最終的に
は、インク収容部30内(かつ空気導入管32の外側)
の上方に溜められる。以上のようにして、インク収容部
30内のインクがインク室40側に送りだされると、送
り出されることで減少したインク量に相当する空気が外
気連通孔32aから空気導入管32を介してインク収容
部30内に取り込まれる。
ヘッドチップ100側に送られ、インク室40及びプリ
ンタヘッドチップ100内の圧力が定常状態に戻ると、
開閉部材52は、バネ53の付勢力によってインク室4
0の上面に押し上げられ、再度、インク収容部30とイ
ンク室40との間の開口域51を閉塞する。そして、イ
ンク収容部30からインク室40へのインクの流下が停
止する。これにより、インクがノズル104aから吐出
される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、図
1に示すように、空気導入管32内にインクがほとんど
ない状態で平衡状態となる。
吐出され、インクが使用されると、開閉部材52が開放
され、上記の動作を繰り返す。これにより、インク収容
部30内のインクが徐々に減少していく。
明する。上述したように、空気導入管32の下端部32
cから出た気泡は、インク収容部30のインク内を上昇
して、インク収容部30内の上方部に溜められている密
閉空気まで送られるが、ここで、空気導入管32の下端
部32cから出た気泡は、スムーズにインク収容部30
のインク内を上昇できるようにしなければ、気液交換を
円滑に行うことができない。
外面のうち下端から側端までの間の面は、平面である場
合にはバッファ部32bの中央側から外側に向かって上
方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面である場合には
その曲面に接する接平面がバッファ部32bの中央側か
ら外側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であるよ
うにした。すなわち、バッファ部32bの外形のうち下
端から側端までの間の外形は、空気導入管32からイン
ク収容部30内に入り込んだ空気により生じた気泡が接
触したときに、その外形に沿って気泡が上昇することが
できる形状を有するようにした。
バッファ部32bの外面のうち下端P1から側端P2ま
での間の下面X1を、平面に形成するとともにバッファ
部32bの中央側から外側に向かって上方に傾斜する面
とした。これにより、空気導入管32の外気連通孔32
aから入り込んだ空気が下端部32cから出て、インク
収容部30内に入り込んで気泡になり、その気泡が上昇
すると、バッファ部32bの下面X1に接触(当接)す
る場合がある。しかし、バッファ部32bの下面X1は
中央側から外側に向かって上方に傾斜する面であるの
で、気泡は、下面X1に接触しても、この下面X1に沿
って上昇することができる。
空気により生じた気泡は、バッファ部32bに妨げられ
ることなく上昇することができ、インク収容部30の上
方部の密閉空気まで到達することができる。これによ
り、気液交換を円滑に行うことができる。なお、例えば
下面X1を水平面、又はバッファ部32bの中央側から
外側に向かって下方に傾斜する面とした場合には、その
下面X1に気泡が停滞し、気泡の上昇が妨げられるおそ
れがある。また、上面X3は、バッファ部32bの中央
側から外側に向かって下方に傾斜する面であるが、これ
は、バッファ部32bの上面は、気泡の上昇に影響を及
ぼさないので、いかなる形状の面であっても良いからで
ある。
aを有する空気導入管32がインク収容部30内部に設
けられるとともに、空気導入管32の下端部32cは、
インク収容部30の上面より低い位置にあるため、イン
ク収容部30に振動が加わったり、傾斜した場合であっ
ても、インク収容部30内のインクが外部に漏れ出るこ
とを防止することができる。
インク収容部30内のインクが漏れ出ることを防止する
ことができる。図8及び図9は、この効果を説明する図
である。図8は、常温、常圧時の状態を示し、空気導入
管32内には、ほとんどインクがない状態を示してい
る。
こると、インク収容部30内の空気導入管32の外側に
ある空気(外気から遮断されてインク収容部30の上方
部に存在する空気)が膨張する。この空気の膨張によ
り、図9に示すように、インク収容部30内の空気導入
管32の外側にあるインクの水位が低下する。そして、
この分だけインクが空気導入管32側に逆流するが、こ
のインクは、空気導入管32のバッファ部32b内に一
時的に溜められる。よって、インク収容部30内のイン
クが外部に漏れ出ることを防止することができる。
時は、空気導入管32内にインクがない状態でも良い
が、インクが満たされている状態であっても良い。空気
導入管32内にインクがない状態でインク収容部30が
インク供給装置1に取り付けられると、最初の時点で図
1に示す状態となる。
ク収容部30内のほぼ全てにインクが満たされている状
態でインク収容部30がインク供給装置1に取り付けら
れると、最初は、空気導入管32内のインクのみが使用
される。これは、空気導入管32内のみが外気連通孔3
2aによって外気と連通されているためである。そし
て、空気導入管32内のほぼ全てのインクが使用される
と、図1に示す状態となる。
容部30内のほぼ全てにインクが満たされている状態で
は、インク収容部30内の空気導入管32の外側に存在
する密閉空気は、わずかな量である。このため、圧力の
低下又は温度上昇によって密閉空気の膨張が生じても、
空気導入管32の外側に存在するインクの水位の低下
も、わずかとなる。よって、圧力の低下又は温度上昇に
よって、空気導入管32側へのインクの逆流量も、わず
かな量となる。これにより、外気連通孔32aからイン
クが漏れ出すことはない。
未使用時は、空気導入管32内にインクがない状態、又
はインクが満たされている状態のいずれでも良く、いず
れの状態であっても、圧力の低下又は温度上昇によりイ
ンク収容部30内のインクが外部に漏れ出ることを防止
することができる。
実施形態であるプリンタヘッド1Aを示す正面の断面図
である。第2実施形態では、第1実施形態と異なるイン
ク供給装置10Aを備える。インク供給装置10Aは、
インク収容部30のノズル部31と、インク室40の連
結部41とが一体で形成されたものである。よって、第
2実施形態では、第1実施形態のようにOリング42は
設けられていない。その他は第1施形態と同一である。
に、インク収容部30をインクカートリッジとして用い
るものではない。第2実施形態のプリンタヘッド1Aが
プリンタに適用された場合において、インク収容部30
内のインクが無くなったときには、インク供給装置10
A全体を交換するか(この場合には、インク供給装置1
0Aをプリンタヘッドチップ100に対して着脱可能に
形成する必要がある)、又はプリンタヘッドチップ10
0を含めてプリンタヘッド1A全体を交換する。このよ
うに形成しても、第1実施形態と同様の効果が得られ
る。
実施形態について説明する。第3〜第9実施形態では、
インク収容部30のバッファ部32bの形状のみが異な
る。その他は、第1実施形態と同様である。図11から
図17までは、それぞれ第3実施形態〜第9実施形態の
バッファ部32b−1〜32b−7を示す正面の断面図
である。なお、図11から図17までにおいては、イン
ク収容部30内のインクの図示(斜線)を省略してい
る。
部32b−1は、その下端P1から側端P2までの間の
下面X1が第1実施形態と同様の平面に形成されてい
る。また、側端P2には、垂直面である側面X2を有す
る。さらに、上面X3は、水平面である。第1実施形態
のバッファ部32bのように、側端P2には面を有さな
い形状であっても良いが、本実施形態のように、垂直面
である側面X2を有する形状であっても良い。さらに上
面X3は水平面としたが、これは、上述したように、上
面X3は、気泡の上昇に影響を及ぼさないからである。
ァ部32b−2は、その下端P1から側端P2までの間
の下面X1が第1実施形態と同様の平面に形成されてい
る。また、側端P2には面を有さない。さらに上面X3
は、第3実施形態と同様の水平面である。図13の第5
実施形態においては、バッファ部32b−3は、その下
端P1から側端P2までの間の下面X1が第1実施形態
と同様の平面に形成されている。さらに、側端P2に
は、第3実施形態と同様に垂直面である側面X2を有す
る。さらに、上面X3は、第1実施形態と同様に、バッ
ファ部32b−3の中央から外側に向かって下方に傾斜
する面である。
ァ部32b−4は、第3実施形態のバッファ部32b−
1と同様に、垂直面である側面X2、及び水平面である
上面X3を有する。さらに、下端P1から側端P2まで
の間の下面X1は、上に凸の断面円弧状の曲面に形成さ
れている。下端P1から側端P2までの間の下面X1が
曲面であるときには、上述したように、その曲面に接す
る接平面(下端P1から側端P2までの間の任意の点に
おける接平面)がバッファ部32b−4の中央側から外
側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であれば良
い。したがって、第6実施形態の場合には、下面X1の
側面X2(側端P2)に近い位置においても、下面X1
の接平面は、水平面又はバッファ部32b−4の中央側
から外側に向かって下方に傾斜する面にはならないよう
にする必要がある。
ァ部32b−5は、第6実施形態と比較して、側端P2
に側面X2を設けていないものであり、その他は第6実
施形態と同様である。また、図16の第8実施形態にお
いては、バッファ部32b−6は、第7実施形態と比較
して、下端P1から側端P2までの間の面が、下に凸の
断面円弧状の曲面に形成されている。その他は第7実施
形態と同様である。なお、第8実施形態では、下面X1
の下端P1に近い位置においても、下面X1の接平面
は、水平面又はバッファ部32b−6の中央側から外側
に向かって下方に傾斜する面にはならないようにする必
要がある。
ァ部32b−7は、下端P1から側端P2までの間の下
面X1を含む面全体が球面に形成されたものである。こ
のように形成しても、下端P1から側端P2までの間の
下面X1の任意の位置における接平面は、バッファ部3
2b−7の中央側から外側に向かって上方に傾斜する面
となる。なお、第9実施形態では、下面X1の下端P1
に近い位置においても、下面X1の接平面は、水平面又
はバッファ部32b−7の中央側から外側に向かって下
方に傾斜する面にはならないようにする必要がある。
2b−1〜32b−7は、全て、バッファ部32b−1
等の外面のうち下端P1から側端P2までの間の面X1
は、平面である場合にはバッファ部32b−1等の中央
側(下端部32c側)から外側(側端P2側)に向かっ
て上方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面である場合
にはその曲面に接する接平面がバッファ部32b−1等
の中央側から外側に向かって上方に傾斜する面又は垂直
面である。
形のうち下端から側端までの間の外形は、空気導入管3
2からインク収容部30内に入り込んだ空気により生じ
た気泡が接触したときに、その外形に沿って気泡が上昇
することができる形状となっている。これにより、イン
ク収容部30内に入り込んだ空気により生じた気泡は、
バッファ部32b−1等の下面X1に停滞することはな
く、バッファ部32b−1等に妨げられることなく上昇
し、インク収容部30の上方部の密閉空気まで到達する
ことができる。これにより、気液交換を円滑に行うこと
ができる。
ド1等及びインク供給装置10等を例に挙げたが、イン
クに限らず、他の液体の供給及び吐出に適用した液体供
給装置及び液体吐出ヘッドに広く適用することができ
る。例えばDNAチップ用吐出装置への応用(特開20
02−34560)も可能である。
ク収容部内にインクを保持する多孔質体等を設けるもの
ではないので、インク収容量を大きくすることができ
る。また、バネ等を用いてインク収容部内の圧力を低く
するものではなく、インク収容部とインク室との間で気
液交換を行うとともに、弁の開閉部材によってインク収
容部とインク室とを開閉するものであるので、構造を簡
素にすることができる。そして、インク漏れがなく安定
してインクを保持することができる。
ク収容部の内部に延在するものであるので、空気導入管
内の全てにインクが満たされていない限り、インク供給
装置に振動が加わったり傾斜した場合でも、外気連通孔
からインクが漏れ出ることを防止することができる。
きたときに、インク収容部内の空気が膨張して空気導入
管側にインクが逆流しても、バッファ部にそのインクが
溜められるので、外気連通孔からインクが漏れ出ること
を防止することができる。さらに、インク収容部内に入
り込んだ空気により生じた気泡は、バッファ部に妨げら
れることなく上昇することができるので、気液交換を円
滑に行うことができる。
場合には、インク収容部をインクカートリッジとして交
換することができる。
容部内にインクが充填されている場合には、圧力の低下
又は温度上昇によって密閉空気の膨張が生じても、空気
導入管側へのインクの逆流量は、わずかな量であるの
で、外気連通孔からのインク漏れを防止することができ
る。
内にインクが充填されている場合には、圧力の低下又は
温度上昇によって密閉空気の膨張が生じてインクが空気
導入管側に逆流しても、そのインクは、空気導入管のバ
ッファ部に溜められるので、外気連通孔からのインク漏
れを防止することができる。
勢部材により開口域に付勢した場合には、インク供給装
置の小型化を図ることができるとともに、インク室とイ
ンク収容部との間の開閉を簡素な構造で確実に行うこと
ができる。
示す正面の断面図である。
その全体図におけるA部を詳細に示す図である。
インクが吐出された後、インクがインク加圧室に供給さ
れるまでの様子を示す図であり、その状態における弁の
様子を併せて示す図である。
り、常温、常圧時の状態を示す図である。
り、高温、低圧時の状態を示す図である。
を示す正面の断面図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
る。
る。
Claims (32)
- 【請求項1】 液体収容部と、 前記液体収容部内の液体が流下可能に前記液体収容部と
連結された液体室と、 前記液体収容部と前記液体室との間の開口域と、前記開
口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有し、前
記液体室の液体量の減少による前記液体室内の圧力の低
下によって前記開閉部材が前記開口域を開放するように
移動されるようにした弁とを備え、 前記液体収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記液体収容部の内部に延在し、前
記液体収容部内の液体量が減少したときにこの減少した
液体量に相当する空気を前記外気連通孔から前記液体収
容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、液体を溜め込み可
能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外面のうち下端から側端までの間の面
は、平面である場合には前記バッファ部の中央側から外
側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面
である場合にはその曲面に接する接平面が前記バッファ
部の中央側から外側に向かって上方に傾斜する面又は垂
直面であることを特徴とする液体供給装置。 - 【請求項2】 インク収容部と、 前記インク収容部内のインクが流下可能に前記インク収
容部と連結されたインク室と、 前記インク収容部と前記インク室との間の開口域と、前
記開口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有
し、前記インク室のインク量の減少による前記インク室
内の圧力の低下によって前記開閉部材が前記開口域を開
放するように移動されるようにした弁とを備え、 前記インク収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在し、
前記インク収容部内のインク量が減少したときにこの減
少したインク量に相当する空気を前記外気連通孔から前
記インク収容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、インクを溜め込み
可能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外面のうち下端から側端までの間の面
は、平面である場合には前記バッファ部の中央側から外
側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面
である場合にはその曲面に接する接平面が前記バッファ
部の中央側から外側に向かって上方に傾斜する面又は垂
直面であることを特徴とするインク供給装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のインク供給装置におい
て、 前記インク収容部は着脱可能に形成されていることを特
徴とするインク供給装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載のインク供給装置におい
て、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項5】 請求項2に記載のインク供給装置におい
て、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項6】 請求項2に記載のインク供給装置におい
て、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項7】 請求項2に記載のインク供給装置におい
て、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項8】 請求項2に記載のインク供給装置におい
て、 前記開閉部材は、前記インク室内に配置されているとと
もに、付勢部材によっ前記インク収容部側に形成された
前記開口域に付勢されていることを特徴とするインク供
給装置。 - 【請求項9】 液体収容部と、 前記液体収容部内の液体が流下可能に前記液体収容部と
連結された液体室と、 前記液体収容部と前記液体室との間の開口域と、前記開
口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有し、前
記液体室の液体量の減少による前記液体室内の圧力の低
下によって前記開閉部材が前記開口域を開放するように
移動されるようにした弁とを備え、 前記液体収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記液体収容部の内部に延在し、前
記液体収容部内の液体量が減少したときにこの減少した
液体量に相当する空気を前記外気連通孔から前記液体収
容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、液体を溜め込み可
能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外形のうち下端から側端までの間の外
形は、前記空気導入管から前記液体収容部内に入り込ん
だ空気により生じた気泡が接触したときに、その外形に
沿って気泡が上昇することができる形状を有することを
特徴とする液体供給装置。 - 【請求項10】 インク収容部と、 前記インク収容部内のインクが流下可能に前記インク収
容部と連結されたインク室と、 前記インク収容部と前記インク室との間の開口域と、前
記開口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有
し、前記インク室のインク量の減少による前記インク室
内の圧力の低下によって前記開閉部材が前記開口域を開
放するように移動されるようにした弁とを備え、 前記インク収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在し、
前記インク収容部内のインク量が減少したときにこの減
少したインク量に相当する空気を前記外気連通孔から前
記インク収容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、インクを溜め込み
可能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外形のうち下端から側端までの間の外
形は、前記空気導入管から前記インク収容部内に入り込
んだ空気により生じた気泡が接触したときに、その外形
に沿って気泡が上昇することができる形状を有すること
を特徴とするインク供給装置。 - 【請求項11】 請求項10に記載のインク供給装置に
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されていることを特
徴とするインク供給装置。 - 【請求項12】 請求項10に記載のインク供給装置に
おいて、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項13】 請求項10に記載のインク供給装置に
おいて、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項14】 請求項10に記載のインク供給装置に
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項15】 請求項10に記載のインク供給装置に
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項16】 請求項10に記載のインク供給装置に
おいて、 前記開閉部材は、前記インク室内に配置されているとと
もに、付勢部材によっ前記インク収容部側に形成された
前記開口域に付勢されていることを特徴とするインク供
給装置。 - 【請求項17】 液体供給装置を備え、液体をノズルか
ら吐出させる液体吐出ヘッドであって、 前記液体供給装置は、 液体収容部と、 前記液体収容部内の液体が流下可能に前記液体収容部と
連結された液体室と、 前記液体収容部と前記液体室との間の開口域と、前記開
口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有し、前
記液体室の液体量の減少による前記液体室内の圧力の低
下によって前記開閉部材が前記開口域を開放するように
移動されるようにした弁とを備え、 前記液体収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記液体収容部の内部に延在し、前
記液体収容部内の液体量が減少したときにこの減少した
液体量に相当する空気を前記外気連通孔から前記液体収
容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、液体を溜め込み可
能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外面のうち下端から側端までの間の面
は、平面である場合には前記バッファ部の中央側から外
側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面
である場合にはその曲面に接する接平面が前記バッファ
部の中央側から外側に向かって上方に傾斜する面又は垂
直面であり、 前記液体供給装置の前記液体室から供給された液体を前
記ノズルから吐出させることを特徴とする液体吐出ヘッ
ド。 - 【請求項18】 インク供給装置を備え、インクをノズ
ルから吐出させるプリンタヘッドであって、 前記インク供給装置は、 インク収容部と、 前記インク収容部内のインクが流下可能に前記インク収
容部と連結されたインク室と、 前記インク収容部と前記インク室との間の開口域と、前
記開口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有
し、前記インク室のインク量の減少による前記インク室
内の圧力の低下によって前記開閉部材が前記開口域を開
放するように移動されるようにした弁とを備え、 前記インク収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在し、
前記インク収容部内のインク量が減少したときにこの減
少したインク量に相当する空気を前記外気連通孔から前
記インク収容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、インクを溜め込み
可能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外面のうち下端から側端までの間の面
は、平面である場合には前記バッファ部の中央側から外
側に向かって上方に傾斜する面又は垂直面であり、曲面
である場合にはその曲面に接する接平面が前記バッファ
部の中央側から外側に向かって上方に傾斜する面又は垂
直面であり、 前記インク供給装置の前記インク室から供給されたイン
クを前記ノズルから吐出させることを特徴とするプリン
タヘッド。 - 【請求項19】 請求項18に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されていることを特
徴とするプリンタヘッド。 - 【請求項20】 請求項18に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするプリンタヘッ
ド。 - 【請求項21】 請求項18に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするプリンタヘッ
ド。 - 【請求項22】 請求項18に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするプリンタヘッ
ド。 - 【請求項23】 請求項18に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするインク供給装
置。 - 【請求項24】 請求項18に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記開閉部材は、前記インク室内に配置されているとと
もに、付勢部材によっ前記インク収容部側に形成された
前記開口域に付勢されていることを特徴とするプリンタ
ヘッド。 - 【請求項25】 液体供給装置を備え、液体をノズルか
ら吐出させる液体吐出ヘッドであって、 前記液体供給装置は、 液体収容部と、 前記液体収容部内の液体が流下可能に前記液体収容部と
連結された液体室と、 前記液体収容部と前記液体室との間の開口域と、前記開
口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有し、前
記液体室の液体量の減少による前記液体室内の圧力の低
下によって前記開閉部材が前記開口域を開放するように
移動されるようにした弁とを備え、 前記液体収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記液体収容部の内部に延在し、前
記液体収容部内の液体量が減少したときにこの減少した
液体量に相当する空気を前記外気連通孔から前記液体収
容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、液体を溜め込み可
能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外形のうち下端から側端までの間の外
形は、前記空気導入管から前記液体収容部内に入り込ん
だ空気により生じた気泡が接触したときに、その外形に
沿って気泡が上昇することができる形状を有し、 前記液体供給装置の前記液体室から供給された液体を前
記ノズルから吐出させることを特徴とする液体吐出ヘッ
ド。 - 【請求項26】 インク供給装置を備え、インクをノズ
ルから吐出させるプリンタヘッドであって、 前記インク供給装置は、 インク収容部と、 前記インク収容部内のインクが流下可能に前記インク収
容部と連結されたインク室と、 前記インク収容部と前記インク室との間の開口域と、前
記開口域を閉塞するように付勢された開閉部材とを有
し、前記インク室のインク量の減少による前記インク室
内の圧力の低下によって前記開閉部材が前記開口域を開
放するように移動されるようにした弁とを備え、 前記インク収容部は、 外気と連通する外気連通孔と、 前記外気連通孔から前記インク収容部の内部に延在し、
前記インク収容部内のインク量が減少したときにこの減
少したインク量に相当する空気を前記外気連通孔から前
記インク収容部内に取り込むための空気導入管と、 前記空気導入管に連通して形成され、インクを溜め込み
可能なバッファ部とを備え、 前記バッファ部の外形のうち下端から側端までの間の外
形は、前記空気導入管から前記インク収容部内に入り込
んだ空気により生じた気泡が接触したときに、その外形
に沿って気泡が上昇することができる形状を有し、 前記インク供給装置の前記インク室から供給されたイン
クを前記ノズルから吐出させることを特徴とするプリン
タヘッド。 - 【請求項27】 請求項26に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されていることを特
徴とするプリンタヘッド。 - 【請求項28】 請求項26に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記空気導入管内を含む前記インク収容部内には予めイ
ンクが充填されていることを特徴とするプリンタヘッ
ド。 - 【請求項29】 請求項26に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記空気導入管内を除いた前記インク収容部内には予め
インクが充填されていることを特徴とするプリンタヘッ
ド。 - 【請求項30】 請求項26に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、前記空
気導入管内を含む前記インク収容部内には予めインクが
充填されていることを特徴とするプリンタヘッド。 - 【請求項31】 請求項26に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記インク収容部は着脱可能に形成されており、前記空
気導入管内を除いた前記インク収容部内には予めインク
が充填されていることを特徴とするインク供給装置。 - 【請求項32】 請求項26に記載のプリンタヘッドに
おいて、 前記開閉部材は、前記インク室内に配置されているとと
もに、付勢部材によっ前記インク収容部側に形成された
前記開口域に付勢されていることを特徴とするプリンタ
ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002075532A JP4085242B2 (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 液体供給装置、インク供給装置、液体吐出ヘッド及びプリンタヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002075532A JP4085242B2 (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 液体供給装置、インク供給装置、液体吐出ヘッド及びプリンタヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003266736A true JP2003266736A (ja) | 2003-09-24 |
JP4085242B2 JP4085242B2 (ja) | 2008-05-14 |
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ID=29204581
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002075532A Expired - Fee Related JP4085242B2 (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 液体供給装置、インク供給装置、液体吐出ヘッド及びプリンタヘッド |
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