JP2006051761A - Ink supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットカートリッジへのインク供給方法に関するものであり、さらに詳しくは、ピットインインク供給方式を用いたインクカートリッジへのインク供給方法に関するものである。 The present invention relates to an ink supply method to an ink jet cartridge, and more particularly to an ink supply method to an ink cartridge using a pit-in ink supply method.
ピットインクインク供給方式を用いたインクジェットカートリッジの代表例として、特開2000-334982号公報に記載のインクジェットカートリッジが挙げられる。特開2000-334982号公報のインクジェットカートリッジは、吸引口から内部に導入した負圧によって、取り入れ口から内部にインクを取入れ可能であって、吸引口にはインクは通さずに気体を通す気液分離部材を備えている。この気液分離部材が満タン弁の役目を果たしており、インクの補充を容易に、かつ、確実に行うことができる。 As a representative example of the ink jet cartridge using the pit ink ink supply method, there is an ink jet cartridge described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-334982. The ink jet cartridge disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-334982 is capable of taking ink into the inside from the intake port by a negative pressure introduced from the suction port, and allows gas to pass through the suction port without passing ink. A separation member is provided. This gas-liquid separation member serves as a full valve, and ink can be replenished easily and reliably.
従来のインクジェットカートリッジに接続されるタンクのイニシャル時のインク注入は、65KPa以上の真空圧でタンク内を吸引し、減圧状態にして、大気との差圧でインク注入を行っている。
気液分離部材を用いるサブタンクを搭載した本カートリッジでは、気液分離部材のインク接面に撥水処理を施すことにより、インクの撥水性を向上し、インクの表面張力によって気液分離部材のインク接面でインクを保持して、気液分離部材にインクが浸透しない構成である。本カートリッジにおいてイニシャル時のインク注入の真空圧が30KPaを超えると、吸引口から吸引によりタンク内部を負圧にするため、気液分離部材に圧力がかかり、インクの表面張力では耐えきれず、気液分離部材の繊維状構造体の孔径から、インクが浸透して気液分離部材からインク漏れを起こす可能性がある。 In this cartridge equipped with a sub-tank that uses a gas-liquid separation member, the water-repellent treatment is performed on the ink contact surface of the gas-liquid separation member to improve the water repellency of the ink, and the ink of the gas-liquid separation member is improved by the surface tension of the ink. The ink is held on the contact surface, and the ink does not penetrate into the gas-liquid separation member. In this cartridge, if the vacuum pressure for ink injection at the initial time exceeds 30 KPa, the inside of the tank is made negative by suction from the suction port, so pressure is applied to the gas-liquid separation member and the surface tension of the ink cannot withstand. There is a possibility that ink permeates from the pore diameter of the fibrous structure of the liquid separation member and causes ink leakage from the gas-liquid separation member.
以上の理由により、ピットイン方式におけるイニシャル時のインク注入の真空圧は、最大30KPa以下になるように設定してインク注入を行っている。 For the above reasons, the ink injection is performed by setting the vacuum pressure for ink injection at the initial time in the pit-in method to be 30 KPa or less at the maximum.
しかし、真空圧が30KPa以下ではイニシャル時のインク注入において、さらに以下の問題がある。 However, when the vacuum pressure is 30 KPa or less, there are further problems in ink injection at the initial stage.
タンク内で使用するインク保持部材の密度が密なもの(例えば0.085g/立方センチメートル)の場合、インク注入の真空圧が30KPa以下であると、タンク内における初期のインク保持部材は湿っていないため、インクが保持部材に均一に廻り込まなくなり、タンク内にインクの不充填箇所が発生する。結果、一度不充填箇所が発生すると再度インクを入れ直しても、その箇所にはインクが廻り込みにくくなり、インクのNet量不足が発生する。 In the case where the density of the ink holding member used in the tank is high (for example, 0.085 g / cubic centimeter), if the ink injection vacuum pressure is 30 KPa or less, the initial ink holding member in the tank is not wet. Then, the ink does not uniformly travel around the holding member, and an ink non-filling portion is generated in the tank. As a result, once an unfilled portion occurs, even if ink is reinserted, it becomes difficult for the ink to flow around that portion, resulting in an insufficient amount of ink.
よって、イニシャル時のインク注入が30KPa以上の真空圧であっても、気液分離部材からインク漏れを起さない手段が必要である。本発明は上記問題に省みて、インク充填の安定性に優れた信頼性の高いピットインインク供給方式を用いるインクジェットカートリッジを提供することを目的とする。 Therefore, there is a need for a means that does not cause ink leakage from the gas-liquid separation member even when the ink injection at the initial time is a vacuum pressure of 30 KPa or more. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet cartridge that uses a highly reliable pit-in ink supply system that is excellent in ink filling stability and that eliminates the above problems.
上記目的を達成するために、本発明は液体吐出口を有する記録ヘッドと、記録ヘッドに供給される液体を貯蔵する液体貯蔵室と、液体貯蔵室内で負圧を発生させインクを保持するためのインク保持部材と、液体貯蔵室の一部に設けられたメインタンクと接続される液体供給口と、液体貯蔵室の一部に設けられた大気と連通する気液分離部材と、気液分離部材を介して大気と連通する気体連通口と、を有し、気体連通口より前記液体貯蔵室内を負圧にて吸引することで、メインタンクからインクを供給し気液分離部材を使用するインクジェットカートリッジにおいて、イニシャル時のインク注入の際、インクより表面張力の高い液体を用いることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a recording head having a liquid discharge port, a liquid storage chamber for storing liquid supplied to the recording head, and a negative pressure in the liquid storage chamber for holding ink. An ink holding member; a liquid supply port connected to a main tank provided in a part of the liquid storage chamber; a gas-liquid separation member communicating with the atmosphere provided in a part of the liquid storage chamber; and a gas-liquid separation member An ink jet cartridge that uses a gas-liquid separation member by supplying ink from a main tank by suctioning the liquid storage chamber at a negative pressure from the gas communication port. In this case, a liquid having a surface tension higher than that of the ink is used when the ink is injected at the initial stage.
また、イニシャル時のインク注入における液体貯蔵室内の負圧の吸引圧が30KPa以上であることを特徴とする。 Further, the negative suction pressure in the liquid storage chamber at the time of ink injection at the initial time is 30 KPa or more.
また、イニシャル時のインク注入で用いる液体は、表面張力がインクより高い40mN/m以上であることを特徴とする。 Further, the liquid used for the ink injection at the initial time has a surface tension of 40 mN / m or higher, which is higher than that of the ink.
また、イニシャル時のインク注入における液体貯蔵室内の負圧の吸引圧が30KPa以上である場合において、インク保持部材の液体貯蔵室内での密度が、0.085g/立方センチメートル以下であることを特徴とする。 In addition, the density of the ink holding member in the liquid storage chamber is 0.085 g / cubic centimeter or less when the negative suction pressure in the liquid storage chamber during ink injection at the initial time is 30 KPa or more. .
また、気液分離部材は多孔質部材であることを特徴とする。 The gas-liquid separation member is a porous member.
また、気液分離部材は撥水性を有する処理がなされていることを特徴とする。 Further, the gas-liquid separation member is characterized in that a treatment having water repellency is performed.
上述した通り、本発明の方法によれば、予めインクより表面張力の高い液体を用いて30KPa以上の負圧で、タンク内に前記液体を注入しインク保持部材全体に前記液体を充填後、前記液体とインクを置換することにより、イニシャル時のインク注入が完了する。結果、イニシャル時のインク注入において、インク保持部材へのインクの廻り込み状態が向上し、インクの不充填箇所が解消でき、イニシャル時のタンク内におけるインクNet量が安定する。また、インクの不充填箇所の解消により、ピットイン回数毎におけるインクNet量も安定する。すなわち、インク充填の安定性に優れた信頼性の高いピットインインク供給方式を用いるインクジェットカートリッジを提供することができる。 As described above, according to the method of the present invention, the liquid is injected into the tank at a negative pressure of 30 KPa or more in advance using a liquid having a surface tension higher than that of the ink, and the liquid is filled in the entire ink holding member. By replacing the liquid and the ink, the ink injection at the initial time is completed. As a result, in the ink injection at the initial time, the state of the ink flowing to the ink holding member is improved, the ink unfilled portion can be eliminated, and the ink Net amount in the tank at the initial time is stabilized. In addition, by eliminating the unfilled portion of ink, the amount of ink Net for each pit-in frequency is also stabilized. That is, it is possible to provide an ink jet cartridge that uses a highly reliable pit-in ink supply method that is excellent in ink filling stability.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明の実施例1のインクジェットカートリッジの断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink jet cartridge according to a first embodiment of the present invention.
1は液体を吐出するための吐出ユニット部であり、2は吐出ユニット部へ供給する液体を貯蔵する液体貯蔵室である。3はメインタンク(不図示)と接続される液体供給口である。4は液体貯蔵室2を閉空間にするためのカバープレート部材であり、カバープレート部材4の液体貯蔵室2側の内面には、気液分離部材5が設けられている。(本実施例では特に吐出ための液体を以下インクと称する)液体貯蔵室2内にはインクを吸収保持するインク保持部材6が充填されている。7は吸引ポンプと接続される大気連通口である。本実施例での気液分離部材5は多孔質部材を使用し、液体貯蔵室2内でのインク保持部材6の密度は、0.05g/立方センチメートルのものを使用している。
Reference numeral 1 denotes a discharge unit for discharging liquid, and
図2は本実施でのピットインインク供給を説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining pit-in ink supply in this embodiment.
図2に示すように、大気連通口7から吸引ポンプより吸引Bを行うことで、液体貯蔵室2内に液体供給口3よりインクが供給される。
As shown in FIG. 2, the ink B is supplied from the
本実施例では、イニシャル時にインクより表面張力が高い液体に純水(表面張力=72.75mN/m)を用いており、吸引ポンプの圧力は30KPa以上あればよいが、マージンを考慮して真空ポンプの最大能力である67KPaで、できる限り液体貯蔵室2内の空気を吸引し、液体貯蔵室2内のインク保持部材全体に純水を完全に廻り込ませ、液体貯蔵室2内を純水で満タンにする。その後、インクに置換することにより、元のインク濃度に回復する。
In this embodiment, pure water (surface tension = 72.75 mN / m) is used as the liquid whose surface tension is higher than that of the ink at the time of initialization, and the suction pump pressure may be 30 KPa or more. At the maximum capacity of 67 KPa, the air in the
図3はインク置換を説明する図である。図2で注入された純水を本体に装着されている吸引キャップ8から吸引することで、その液体をノズルから排出し、図2で示すインク供給を実施する。この場合、吸引キャップ8からの吸引圧は20KPa以上であれば、純水は吸引キャップ8から排出が可能である。インク供給の吸引圧に関しては、5〜20KPaの範囲内で実施する。なぜなら、冒頭における発明が解決する課題において述べたように、吸引圧が30KPa以上かけるとインクの表面張力では耐え切れず、気液分離部材の繊維状構造体の孔径からインクが浸透するため、上限を30KPa未満に規制しているため、マージンをもたせた設定を行っている。
FIG. 3 is a diagram for explaining ink replacement. By sucking the pure water injected in FIG. 2 from the
以上により、インクより表面張力の高い液体である純水の給排1回とインク給排を3回以上繰り返すことにより、必要なインク濃度を確保することができ、イニシャル時のインク供給が完了する。インク置換の置換回数とインク濃度の関係は、置換回数1〜4回までを順にOD値で表すと1.35、1.64、1.67、1.68であり、置換前のインク濃度1.76と比較するとやや低下しているが実画上問題はない(以上はすべてシアンインクを基準としたOD値である)。よって、必要なインク濃度を再現するにはインク置換が2回必要である。本実施例ではマージンを加味してインク置換回数は3回以上と設定する。 As described above, by supplying and discharging the pure water, which is a liquid having a surface tension higher than that of the ink, once and repeatedly three times or more, the necessary ink density can be secured, and the ink supply at the initial stage is completed. . The relationship between the number of ink replacements and the ink density is 1.35, 1.64, 1.67, 1.68 when the replacement times 1 to 4 are expressed in order as OD values, and the ink density 1 before replacement is 1 Compared to .76, it is slightly lower, but there is no problem in actual images (the above are all OD values based on cyan ink). Therefore, ink replacement is required twice to reproduce the required ink density. In this embodiment, the number of ink replacements is set to 3 or more in consideration of the margin.
図4は本実施例の比較例として、イニシャル時からインクを用いてインク注入を実施した場合におけるインクジェットカートリッジのピットインインク供給を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the pit-in ink supply of the ink jet cartridge when ink is injected using ink from the initial time as a comparative example of this embodiment.
図4に示すように、大気連通口7から30KPa以上の吸引ポンプにより吸引Bを行うことで、液体貯蔵室2内に液体供給口3よりインクが供給されるが、気液分離部材5には吸引ポンプの高い圧力が直接加わわり、インクの表面張力では気液分離部材表面上でインクを保持することができず、ピットインインク供給を繰り返すと、気液分離部材5の繊維状構造体の孔径から、インクが浸透してインク漏れが発生する可能性がある。
As shown in FIG. 4, ink is supplied from the
本実施例で用いているインクの表面張力は、色によって異なるが最大のもので40mN/mで、純水の表面張力は72.75mN/mである。
純水の場合、インクと比較して表面張力が大きいので、67KPaの真空圧で吸引しても、気液分離部材から純水は浸透しない。
The surface tension of the ink used in this example varies depending on the color, but the maximum is 40 mN / m, and the surface tension of pure water is 72.75 mN / m.
In the case of pure water, since the surface tension is larger than that of ink, the pure water does not permeate from the gas-liquid separation member even if suction is performed at a vacuum pressure of 67 KPa.
図4に示した気液分離部材5は、開口部を有していないが、気液分離部材5は多孔質部材であるため、気体は容易に通し液体は通さないものである。その原理は、気液分離部材の液体接面には撥水剤(パーフルオロアルキル系)が施され、液体の表面張力により気液分離部材表面で液体を保持し、液体が浸透しない構造になっている。本実施例で用いる気液分離部材は、インクに接するため化学的耐性に優れていて、かつ、インク供給と吸引圧のバランスにおいて繊維状構造体が高孔率可能な材質であること。本実施例では平均孔径0.33μmのPTFEを用いた。気液分離部材の材質は他にポリイミド、ポリプロピレン等があるが、機械的強度が高いため高孔率化が不可能である。 Although the gas-liquid separation member 5 shown in FIG. 4 does not have an opening, since the gas-liquid separation member 5 is a porous member, gas easily passes and liquid does not pass. The principle is that a water repellent (perfluoroalkyl type) is applied to the liquid contact surface of the gas-liquid separation member so that the liquid is held on the surface of the gas-liquid separation member by the surface tension of the liquid and the liquid does not penetrate. ing. The gas-liquid separation member used in this embodiment is excellent in chemical resistance because it comes into contact with ink, and is a material in which the fibrous structure can have a high porosity in the balance between ink supply and suction pressure. In this example, PTFE having an average pore diameter of 0.33 μm was used. There are other materials for the gas-liquid separation member, such as polyimide and polypropylene, but high porosity is impossible because of high mechanical strength.
1 吐出ユニット部
2 液体貯蔵室
3 液体供給口
4 カバープレート部材
5 気液分離部材
6 インク保持部材
7 大気連通口
8 吸引キャップ
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Claims (6)
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