JP2006142617A - Ink tank and recording head - Google Patents

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JP2006142617A JP2004334858A JP2004334858A JP2006142617A JP 2006142617 A JP2006142617 A JP 2006142617A JP 2004334858 A JP2004334858 A JP 2004334858A JP 2004334858 A JP2004334858 A JP 2004334858A JP 2006142617 A JP2006142617 A JP 2006142617A
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Hiroshi Kyogoku
浩 京極
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink tank which has high volume efficiency and can prevent an ink leakage from occurring through a simple manufacturing process or under a simple structure. <P>SOLUTION: A plug part 26 is of a cylindrical shape and measures somewhat larger than the measurement of a peripheral part which forms an opening 20 in the ink tank 11, so that the plug part 26 is fixed to the peripheral part by its elastic force. Thus the opening 20 can be closed and the interior of the ink tank 11 can be tightly closed to the outside. In addition, although the plug part 26 is connected with an annular elastic part 27 in the most part of the cylindrical shape, there is a part which is not connected with the annular elastic part 27 in some area other than the annular connection part. Consequently, when the ink tank 11 is fitted to a recording head, the plug part 26 is pressed by a joining aperture 39 of the recording head 30 as shown in Fig., and as a result, the part not connected with the annular elastic part 27 is significantly displaced, establishing communication between the interior of the joining aperture 39 and the interior of the ink tank 11. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インクジェットプリンタなどで用いられるインクタンクおよび該インクタンクから供給されるインクを吐出する記録ヘッドに関し、詳しくは、インクタンクと記録ヘッドが相互に着脱可能な構成においてインクタンクから記録ヘッドへインクを供給するための構成に関するものである。   The present invention relates to an ink tank used in an ink jet printer or the like and a recording head that discharges ink supplied from the ink tank, and more specifically, from an ink tank to a recording head in a configuration in which the ink tank and the recording head are detachable from each other. The present invention relates to a configuration for supplying ink.

インクを容積上効率よく貯蔵する構成は、目薬容器のような薄肉容器に何も介さずにインクをそのままの状態(自由状態)で貯留することである。しかしながら、この形態の従来のインクタンクは、そのインクタンクから記録ヘッドへインクを供給する場合の供給性やインクタンク単体で存在するときのインク漏れ防止などの観点から不利な点が多い。   The configuration for efficiently storing the ink in volume is to store the ink as it is (free state) without going through anything in a thin container such as an eye drop container. However, the conventional ink tank of this form has many disadvantages from the viewpoints of supplyability when ink is supplied from the ink tank to the recording head and prevention of ink leakage when the ink tank exists alone.

例えば、一般に、インクタンクはインク供給の際の記録ヘッドとの圧力関係を良好に保つために記録ヘッドの上部に配されることが多く、インクタンクの下部において記録ヘッドと接続する。また、この構成はプリンタにおいてユーザがインクタンクを交換する際に便利であるなどの利点もある。しかし、この構成では、下部に位置する記録ヘッドのノズルに形成されるインクメニスカスに対して、記録ヘッドとインクタンクとの間の高低差に基づく水頭差が加わることから、これによるノズルからのインク漏出を防ぎ、また、インク吐出に伴うインク供給を良好に行うための構成が必要になる。自由状態でインクを貯留する形態の従来のインクタンクは、バルブなどの比較的複雑な構成を用いることにより、インク漏出を防いだり、インク供給を良好に維持したりしている。   For example, in general, the ink tank is often arranged above the recording head in order to maintain a good pressure relationship with the recording head when supplying ink, and is connected to the recording head below the ink tank. In addition, this configuration has an advantage that it is convenient when the user replaces the ink tank in the printer. However, in this configuration, a water head difference based on the height difference between the print head and the ink tank is added to the ink meniscus formed in the nozzle of the print head located at the lower portion. It is necessary to have a configuration for preventing leakage and favorably supplying ink accompanying ink ejection. A conventional ink tank that stores ink in a free state uses a relatively complicated configuration such as a valve to prevent ink leakage and maintain good ink supply.

これに対し、比較的簡易な構成でノズルからのインク漏出を防ぐものとして、特許文献1や特許文献2に記載されたものが知られている。これらは、インクタンク内にスポンジなどのインク吸収体を配し、それに含浸させたインクとの間に働く毛細管力を利用してインクを保持するものである。この構成によれば、例えば、大気連通孔および開口部をシールすることでインクタンク単体での保存も簡便であり、インクを保持しつつ、より強い界面力が働く記録ヘッドへインクの供給が可能であり、水頭差を設ける必要がなくそれによるインク漏れなどの無いインクタンクを提供するこができる。また、全体として小型で、また、安価なインクタンクとして製品化することができる。   On the other hand, what was described in patent document 1 and patent document 2 is known as what prevents the ink leakage from a nozzle with a comparatively simple structure. In these, an ink absorber such as a sponge is arranged in an ink tank, and the ink is held by utilizing a capillary force acting between the ink impregnated in the ink tank. According to this configuration, for example, it is easy to store the ink tank alone by sealing the air communication hole and the opening, and it is possible to supply the ink to the recording head that has a stronger interface force while holding the ink. Thus, it is not necessary to provide a water head difference, and it is possible to provide an ink tank free from ink leakage. Further, the ink tank can be commercialized as a small and inexpensive ink tank as a whole.

しかし、この構成はインクをインク吸収体の容積の70%程度しか充填できず、充填したインクの20%程度がインク吸収体に残留して使用できないことがあるという問題がある。この問題を改善したインクタンクの例として、特許文献3に記載されたものが知られている。   However, this configuration has a problem that only about 70% of the volume of the ink absorber can be filled with ink, and about 20% of the filled ink remains in the ink absorber and cannot be used. As an example of an ink tank that has solved this problem, one described in Patent Document 3 is known.

図6は、この改良タイプのインクタンクを説明するための模式的断面図である。図中、10はインクタンク、12はインク室、13はインク、17は使用時には剥される大気連通孔16の開口部を塞ぐシール部材、18は製造時インクを注液する開口部を圧入封止する球栓を示す。19はインクの供給口20の栓部材を示し、そのインクタンク10を記録ヘッド(不図示)に装着する際に取り外される。21はシリコーンゴム等のパッキング部材を示し、栓部材19と供給口20との間に配されて供給口20をシールする。22はインクの残量検出用の透明な光学部材を示す。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining this improved type of ink tank. In the figure, 10 is an ink tank, 12 is an ink chamber, 13 is ink, 17 is a sealing member that closes the opening of the air communication hole 16 that is peeled off during use, and 18 is a press-fitting opening that injects ink during manufacturing. Indicates a stopcock that stops. Reference numeral 19 denotes a plug member of the ink supply port 20, which is removed when the ink tank 10 is attached to a recording head (not shown). A packing member 21 such as silicone rubber is disposed between the plug member 19 and the supply port 20 to seal the supply port 20. Reference numeral 22 denotes a transparent optical member for detecting the remaining amount of ink.

このタイプのインクタンク10は、自由状態でインク13を保持するインク室12と、これとは別にポリエステルフェルトなどのインク吸収体15a、15b、15cが配されるとともに、上部に外気に連通する迷路状の大気連通孔16が設けられたインク吸収体室14を備えている。このインク吸収体室14にインク吸収体を配することにより、インク供給について水頭差を設ける必要がなく、また、それによるインク漏れなどを未然に防止できるとともに、容積効率が改善されたインクタンクとすることができる。すなわち、インク吸収体15bは背圧生成手段として機能し、インク吸収体15cは周囲環境が変動した際の背圧制御手段として機能する。例えば、気圧が下がりインクタンクの内圧が相対的に上昇するとインク室12内上層部の空気が膨張する。このとき、膨張によってインク室12から押し出されたインクをインク吸収体15cが吸収することにより、記録ヘッドに対する背圧の変化を低減して一定範囲内の背圧を維持することができる。インク吸収体15cは、インク吸収体15bよりも密度が粗いものであり、これにより空気が通り易くインクが残り難くなっている。これに対し、インク吸収体15aは、インク吸収体15bよりも密度が高いものであり、これにより、毛細管力が強く働きインクを集め易くなっている。   This type of ink tank 10 is provided with an ink chamber 12 that holds ink 13 in a free state, and ink absorbers 15a, 15b, and 15c such as polyester felt, and a maze that communicates with the outside at the top. The ink absorber chamber 14 is provided with an air communication hole 16 in the form of a tube. By disposing an ink absorber in the ink absorber chamber 14, it is not necessary to provide a water head difference for ink supply, and it is possible to prevent ink leakage due to this, and an ink tank with improved volumetric efficiency. can do. That is, the ink absorber 15b functions as a back pressure generation unit, and the ink absorber 15c functions as a back pressure control unit when the surrounding environment changes. For example, when the air pressure decreases and the internal pressure of the ink tank relatively increases, the air in the upper layer portion of the ink chamber 12 expands. At this time, the ink absorber 15c absorbs the ink pushed out of the ink chamber 12 due to the expansion, whereby the change in the back pressure with respect to the recording head can be reduced and the back pressure within a certain range can be maintained. The ink absorber 15c has a density that is coarser than that of the ink absorber 15b, so that it is easy for air to pass through and it is difficult for ink to remain. On the other hand, the ink absorber 15a has a higher density than the ink absorber 15b, so that the capillary force is strong and the ink is easily collected.

特開昭63−87242号公報JP-A 63-87242 特開平02−34349号公報JP 02-34349 A 特許第3278410号公報Japanese Patent No. 3278410

以上のように特許文献3に記載されるタイプのインクタンクは、インクの大部分を自由状態で貯蔵するので、インクタンク内をインク吸収体で埋め尽くしたタイプと比較すると容積効率は改善されるなどの利点を有している。しかし、記録ヘッドに至るインクの流通部分にインク吸収体15a、15bが存在してインク流通の抵抗成分となることによりつぎのような問題がある。抵抗成分が存在することによって、インクタンク製造工程におけるインク注入に時間を要する。または、このインク注入の速度を早くしようとして、例えば、供給口20を介して吸引を行いインク吸収体15bへのインクの浸透を速めるような構成を採ると、インク注入に吸引工程またはそのための構成が余分に必要となる。   As described above, since the ink tank of the type described in Patent Document 3 stores most of the ink in a free state, the volume efficiency is improved as compared with a type in which the ink tank is completely filled with an ink absorber. It has the advantages such as. However, the presence of the ink absorbers 15a and 15b in the ink circulation portion reaching the recording head and the resistance component of the ink circulation causes the following problems. Due to the presence of the resistance component, it takes time to inject ink in the ink tank manufacturing process. Alternatively, in order to increase the speed of the ink injection, for example, if a configuration is adopted in which suction is performed through the supply port 20 to increase the penetration of the ink into the ink absorber 15b, a suction process for ink injection or a configuration for the same Need extra.

また、このタイプのインクタンクは、機能上3箇所に開口部ないし開口を塞いだ部分があるため、インクタンク製造工程がそれだけ煩雑となる。また、使用時には、ユーザが大気連通口のシール部材17とインク供給口の栓部材19を外す操作も必要となる。また、その際、栓部材19を外したときに供給口20からのインク漏出がないよう、例えば、インク吸収体15aの密度を高めに設定する。そして、インク供給におけるその分の抵抗増加の対策として、その供給口20を大きめに設定することが行われる。その結果、インクタンクが比較的大きなものとなり、装置の小型化に資することができず、また、インク漏れ防止の点で不利なものとなる。   In addition, since this type of ink tank has functionally three openings or portions where the openings are blocked, the ink tank manufacturing process becomes much more complicated. In use, the user also needs to remove the sealing member 17 for the air communication port and the plug member 19 for the ink supply port. At this time, for example, the density of the ink absorber 15a is set to be high so that ink does not leak from the supply port 20 when the plug member 19 is removed. Then, as a countermeasure against the increase in resistance in ink supply, the supply port 20 is set to be larger. As a result, the ink tank becomes relatively large, which cannot contribute to downsizing of the apparatus, and is disadvantageous in terms of preventing ink leakage.

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、容積効率が高く、また、簡易な製造工程ないし構造でインク漏れを防ぐことができるインクタンクおよびそのインクタンクを装着して用いる記録ヘッドを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ink tank having high volumetric efficiency and capable of preventing ink leakage with a simple manufacturing process or structure, and its An object of the present invention is to provide a recording head that is used with an ink tank.

そのために本発明では、インクを貯留するためのインクタンクであって、インクを貯留するためのインクタンクの内部を当該インクタンクの外部に連通させる1つの開口と、該開口を形成する部材に接して配設された環状弾性部と、該環状弾性部と接続するとともに前記開口と係合して当該開口を塞ぐ弾性栓部であって、該弾性栓部の一部が前記インクタンク内方に向けて変位し当該インクタンク内部と前記環状弾性部中央の孔との間を連通することが可能な弾性栓部と、を具えたことを特徴とする。   Therefore, in the present invention, an ink tank for storing ink, which is in contact with one opening that communicates the inside of the ink tank for storing ink with the outside of the ink tank, and a member that forms the opening. And an elastic plug portion that is connected to the annular elastic portion and engages with the opening to close the opening, and a portion of the elastic plug portion is located inside the ink tank. And an elastic plug portion capable of communicating between the inside of the ink tank and the hole at the center of the annular elastic portion.

また、インクを貯留するインクタンクであって、インクを貯留するインクタンクの内部を当該インクタンクの外部に連通させる1つの開口と、該開口を形成する部材に接して配設された環状弾性部と、該環状弾性部と接続するとともに前記開口と係合して当該開口を塞ぐ弾性栓部であって、該弾性栓部の一部が前記インクタンク内方に向けて変位し当該インクタンク内部と前記環状弾性部中央の孔との間を連通することが可能な弾性栓部と、を備えたインクタンクを装着し、該インクタンクから供給されるインクを吐出する記録ヘッドであって、前記インクとの接合に際して、前記環状弾性部中央の孔に当該環状弾性部を押し退けるように侵入して前記弾性栓部をインクタンク内方へ変位させる接合口と、該接合口の内部に配設されたインク吸収と、を具えたことを特徴とする。   Also, an ink tank for storing ink, wherein one opening that communicates the inside of the ink tank that stores ink with the outside of the ink tank, and an annular elastic portion disposed in contact with a member that forms the opening And an elastic plug portion that is connected to the annular elastic portion and engages with the opening to close the opening, and a part of the elastic plug portion is displaced toward the inside of the ink tank, And an elastic plug portion capable of communicating between the center of the annular elastic portion and a recording head that discharges ink supplied from the ink tank. When joining with ink, a joint opening is provided in the center of the annular elastic section so as to push the annular elastic section away from the annular elastic section and displace the elastic plug section in the ink tank. Ink And yield, characterized in that comprises a.

以上の構成によれば、インクタンクを記録ヘッドに装着する際、記録ヘッドの接合口を環状弾性部に係合させてその弾性力に逆らいながら押し退けるように挿入すると、上記接合口の先端部はインクタンクの開口を塞いでいる弾性栓部に突き当たり、環状弾性部と部分的に弱く一体化された弾性栓部をインクタンク内方に押し込む。押し込まれた弾性栓部の体積分のインクが上記開口を介して記録ヘッド側に押し出されるが、そこには上記接合口と環状弾性部によって実質的に密閉された空間が存在する。一方、接合口の内部はその大部分を記録ヘッド側のインク吸収体が占めているため、押し出されたインクはそのインク吸収体に押し込まれつつ毛細管力により吸引される。そして、記録ヘッドをこのインク吸収体を介して気液交換が行われるように構成することによって、インクタンクから記録ヘッドにインクが供給される。   According to the above configuration, when the ink tank is attached to the recording head, when the insertion port of the recording head is engaged with the annular elastic portion and inserted so as to be pushed away against the elastic force, the tip of the bonding port is The elastic stopper part that blocks the opening of the ink tank hits the elastic stopper part, and the elastic stopper part that is partially weakly integrated with the annular elastic part is pushed into the ink tank. The ink corresponding to the volume of the pushed-in elastic plug portion is pushed out to the recording head side through the opening, and there is a space substantially sealed by the joint port and the annular elastic portion. On the other hand, since the ink absorber on the recording head side occupies most of the inside of the joint, the pushed ink is sucked by the capillary force while being pushed into the ink absorber. Ink is supplied from the ink tank to the recording head by configuring the recording head to exchange gas and liquid via the ink absorber.

以上のように、インクタンク内に吸収体を使用すること無くインクを自由状態で100%の容積率で貯留可能な、かつ100%のインク消費が可能な、ブロー成型による薄肉一体密閉のインクタンクを提供することができ、また、インクタンクの開口部は一箇所で良く、これにより、例えば、注液時吸気工程を必要とせず、注液後の封栓工程をOリング装着と一緒の1工程に短縮することができる。また、インク容器が圧迫されても弾性突起部によりタンクを抜け難くすることができる。さらに、タンク内にインクが残った状態でインクタンクを分離しても弾性栓部がタンク開口部を塞ぐ状態に復元するのでインク漏れを最小限に抑えることができる。   As described above, a thin-walled integrally sealed ink tank by blow molding that can store ink at a 100% volume ratio in a free state without using an absorber in the ink tank and can consume 100% of the ink. In addition, the ink tank may be provided at a single opening so that, for example, an air intake step during liquid injection is not required, and the plugging step after liquid injection is performed together with the O-ring attachment. The process can be shortened. Further, even if the ink container is pressed, it is possible to make it difficult to remove the tank by the elastic protrusion. Furthermore, even if the ink tank is separated with ink remaining in the tank, the elastic stopper portion is restored to the state in which the tank opening is closed, so that ink leakage can be minimized.

図1は、本発明の一実施形態に係わるインクタンク11とこれを装着した記録ヘッド30を模式的に示す断面図である。また、図2は、記録ヘッドに装着されない状態のインクタンク11単体を図1に示す姿勢において側方から見た模式的断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an ink tank 11 and a recording head 30 equipped with the ink tank 11 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the ink tank 11 alone not attached to the recording head as viewed from the side in the posture shown in FIG.

図1において、記録媒体上を走査可能なキャリッジ(不図示)に搭載された状態の記録ヘッド30の最下部には、記録ノズル部31が配されている。記録ノズル部31は、それぞれインクを吐出する300dpiの密度で配列された256個のノズルと、これらのノズルに共通に連通してそれぞれのノズルのインク吐出に応じてインクを供給するノズルインク室32を備える。このノズルインク室32には、一時的にインクを貯留するサブタンク35からフィルタ34とインク通路33を介してインクが供給される。記録ノズル部31のそれぞれのノズルにはインク滴を吐出するため、通電により気泡を発生させるための発熱体(図示せず)が設けられている。また、記録ヘッド30は、その上部に円筒形の接合口39を備える。この接合口39の内部には四角柱状のインク吸収体40が配され、この吸収体は、下方に向かってサブタンク35の一部を埋めるように延在している。なお、記録ヘッド部30には図示されていないが前記発熱体に記録信号を供給するプリント配線基板も配されている。   In FIG. 1, a recording nozzle portion 31 is disposed at the lowermost portion of a recording head 30 mounted on a carriage (not shown) that can scan the recording medium. The recording nozzle unit 31 includes 256 nozzles arranged at a density of 300 dpi, each ejecting ink, and a nozzle ink chamber 32 that communicates with these nozzles in common and supplies ink according to the ink ejection from each nozzle. Is provided. Ink is supplied to the nozzle ink chamber 32 through a filter 34 and an ink passage 33 from a sub tank 35 that temporarily stores ink. Each nozzle of the recording nozzle unit 31 is provided with a heating element (not shown) for generating bubbles by energization in order to eject ink droplets. Further, the recording head 30 includes a cylindrical joint port 39 at the upper part thereof. A rectangular columnar ink absorber 40 is disposed inside the joint port 39, and this absorber extends downward so as to fill a part of the sub tank 35. Although not shown in the drawing, the recording head unit 30 is also provided with a printed wiring board for supplying a recording signal to the heating element.

図2に示すように、インクタンク11は、それが単体で存在するとき、弾性栓部材25が供給口となるインクタンク11の開口を塞いでインクタンク内部を外部に対して密閉する。詳しくは、弾性栓部材25は、栓部26と環状(ドーナッツ状)弾性部27とを備えて構成される。そのうち、栓部26は円筒形をなし、その寸法がインクタンク11において開口20を形成する周囲部の寸法より大きめに定められることにより、その弾性力によって周囲部分に固定される。これにより、インクタンクの開口20を塞ぎインクタンク内部を外部に対して密閉することができる。また、栓部26は、その円筒形の大部分において環状弾性部27と接続しているが、この環状の接続部以外の一部で環状弾性部27と接続していない部分(図4に示す切れ目部29)がある。インクタンク11が記録ヘッドに装着されたとき、図1に示すように、栓部26が記録ヘッド30の接合口39によって押圧され、これによって、弾性栓部材26がインクタンク内に大きく変位して接合口39の内部とインクタンク11の内部とが連通する。   As shown in FIG. 2, when the ink tank 11 exists alone, the elastic plug member 25 closes the opening of the ink tank 11 serving as a supply port to seal the inside of the ink tank from the outside. Specifically, the elastic plug member 25 includes a plug portion 26 and an annular (donut-like) elastic portion 27. Among them, the plug portion 26 has a cylindrical shape, and the size thereof is determined to be larger than the size of the peripheral portion forming the opening 20 in the ink tank 11, so that the plug portion 26 is fixed to the peripheral portion by its elastic force. Thereby, the opening 20 of the ink tank can be closed and the inside of the ink tank can be sealed from the outside. The plug portion 26 is connected to the annular elastic portion 27 in most of the cylindrical shape, but is not connected to the annular elastic portion 27 at a part other than the annular connecting portion (shown in FIG. 4). There is a break 29). When the ink tank 11 is attached to the recording head, as shown in FIG. 1, the plug portion 26 is pressed by the joint port 39 of the recording head 30, thereby causing the elastic plug member 26 to be greatly displaced into the ink tank. The inside of the joint 39 communicates with the inside of the ink tank 11.

再び図1を参照すると、インクタンク11は、記録ヘッド部30のハウジングに形成された図示しないガイドに従って位置決めされつつ装着される際、記録ヘッドの接合口39は、インクタンク11の環状弾性部27の中央の孔の部分にその周囲の環状弾性部27を押し分けるようにして進入する。そして、上述したように、接合口39の先端部が開口部20を塞いでいる栓部26を押し退けてインク室に達する。   Referring again to FIG. 1, when the ink tank 11 is mounted while being positioned according to a guide (not shown) formed in the housing of the recording head unit 30, the joint 39 of the recording head is connected to the annular elastic portion 27 of the ink tank 11. The annular elastic portion 27 around the center hole portion is pushed into the center hole portion so as to enter. Then, as described above, the distal end portion of the joint port 39 pushes away the plug portion 26 that closes the opening 20 and reaches the ink chamber.

このとき、栓部26がインクタンクのインク室12内に押し込まれた分のインクは開口20を介してインクタンクの外側に押し出される。このとき、タンク側の開口20部分は、ヘッド側の接合口39およびその内部のインク吸収体40と環状弾性体27とによって密閉空間が形成されており、これにより、押し出されたインクがさらに外側に漏れることを防止できるとともに、上記密閉空間はその大部分をヘッドの円筒形接合口39の吸収体40が占めていることから、タンクから押し出されたインクは、ヘッドのインク吸収体40の先端のフィルタ部42に触れ、吸収されつつヘッドのインク吸収体40に内包された空気成分と入れ替わって落下しサブタンク35に達する。サブタンク35内の空気は、開口20に隣接する上記密閉空間および開口20を通ってインクタンク11内部に侵入し、サブタンク35がインクで満杯となり空気が無くなるとインクの落下も停止する。   At this time, the ink that has been pushed into the ink chamber 12 of the ink tank is pushed out of the ink tank through the opening 20. At this time, the tank-side opening 20 portion has a sealed space formed by the head-side joint 39 and the ink absorber 40 and the annular elastic body 27 in the inside, so that the extruded ink is further outside. In addition, since the most part of the sealed space is occupied by the absorber 40 of the cylindrical joint 39 of the head, the ink pushed out from the tank is the tip of the ink absorber 40 of the head. The filter part 42 is touched, and while being absorbed, the air component contained in the ink absorber 40 of the head is exchanged and falls to reach the sub tank 35. The air in the sub tank 35 enters the ink tank 11 through the sealed space adjacent to the opening 20 and the opening 20, and when the sub tank 35 is filled with ink and the air disappears, the ink dropping also stops.

以上のように、インクタンク11と記録ヘッド30のサブタンク35は接合した連通状態で環状弾性部27によって外気から遮蔽された密閉空間を形成し、サブタンク35内の空気がインクタンク11の上層部に移動して代わりにインクがサブタンク35側に移動した状態ではインクタンク11の内部やサブタンク35内部は大気圧と同じであり、これによって、記録ノズル部31のオリフィスおよびインク吸収体40を満たすインクの表面張力が2箇所の開口部からのインクの漏出を防いでいる。インクタンク11の着脱時、記録ノズル部31は図示していないがキャッピング状態にあり、押し圧による微量のインク漏出があっても問題はない。この状態でキャップに連結された図示しない吸引ポンプで記録ノズル部31よりインクを少量吸引することにより、新たなインクを各オリフィス部へ誘導し、かつサブタンク35やインクタンク11のインク室内部が軽い負圧状態になる。サブタンク35は、インク吸収体40、および溢れインク収容部37を含む大気連通路36を介して外気に開放される。インクを含浸したインク吸収体40は外気とサブタンク35の内気との間の気圧差をある程度保つ。その気圧差はインク吸収体40と含浸したインクとの間に働く毛細管力などにより決まる。オリフィスからインクが漏れることなく、かつ吐出可能な値、例えば±30mmHO程度となるようにインク吸収体40のボアサイズ等が選定される。 As described above, the ink tank 11 and the sub tank 35 of the recording head 30 form a sealed space that is shielded from the outside air by the annular elastic portion 27 in a joined state, and the air in the sub tank 35 is formed in the upper layer portion of the ink tank 11. In the state where the ink has moved and instead moved to the sub tank 35 side, the inside of the ink tank 11 and the inside of the sub tank 35 are the same as the atmospheric pressure, so that the ink filling the orifice of the recording nozzle portion 31 and the ink absorber 40 can be obtained. The surface tension prevents leakage of ink from the two openings. When the ink tank 11 is attached or detached, the recording nozzle portion 31 is in a capping state (not shown), and there is no problem even if a small amount of ink leaks due to the pressing pressure. In this state, a small amount of ink is sucked from the recording nozzle unit 31 by a suction pump (not shown) connected to the cap, so that new ink is guided to each orifice unit, and the ink chambers of the sub tank 35 and the ink tank 11 are light. Negative pressure is reached. The sub tank 35 is opened to the outside air through an air communication path 36 including an ink absorber 40 and an overflow ink storage part 37. The ink absorber 40 impregnated with ink maintains a certain pressure difference between the outside air and the inside air of the sub tank 35. The pressure difference is determined by the capillary force acting between the ink absorber 40 and the impregnated ink. The bore size of the ink absorber 40 is selected so that the ink does not leak from the orifice and can be ejected, for example, about ± 30 mmH 2 O.

記録動作時のインク吐出などによってインクが消費されると、インクはフィルタ34を介してインク通路33から記録ノズル部31へ供給され、サブタンク35やインクタンク11の内部の圧力が低下する。さらに、吐出が続行されサブタンク35の内部の圧力がある程度以上低下し、内外の圧力差がインク吸収体40と含浸したインクとの間に働く一定の界面力を越えると、外気が少量ずつサブタンク35内に気泡の形で侵入し圧力の低下を緩和する。サブタンク35内に侵入した外気は接合部39の密閉空間を経てインクタンク11内に侵入し、その分量のインクがサブタンク35に供給される。インクタンク11にインクがある間は、インクを消費した分は上記の気液交換が繰り返され、サブタンク35内はインクで満たされた状態が保たれる。インクタンク11内のインクが全て消費されるとサブタンク35内のインク液位が下がり始める。サブタンク35内にはインク残量検出部材22が配されていて、インク液位が下がりインク残量検出部材22が空気に露出することにより警報が発せられる。警報はサブタンク35下部にインクが残る状態で発せられ、インク吸収体40が大気連通路36を塞ぐ部分やフィルタ34が空気に露出することは無い。インクの消費で内圧は減少するが、気圧低下や周囲温度下降時は逆に内圧が上昇する。このとき、インクタンク11上部の膨張した空気は外気と密閉状態で連通するサブタンク35内のインクを加圧し、インクを含浸したインク吸収体40に働く界面力を超えると大気連通路36にインクが押し出される。ノズルオリフィスに働く界面力はインク吸収体40に働く界面力よりも充分に強いのでノズルからインクが押しだされることはない。インクの消費が進みインクタンク11内の空気の比率が増えた場合、膨張する体積も大きくなり押し出されるインク量も増える。押し出されるインクが大量の場合、溢れインク収容部37まで達する。押し出される最大のインク量に相当する空間を溢れインク収容部37として確保することにより、環境変化による内気の膨張はインクを外部に漏出させること無く吸収される。溢れインク収容部37に溜まったインクは、インクが消費され始めるか、上昇した内圧が元に戻り始めると、インクは開放口38に近い大気連通路36からインク収容部37に戻るとともに、インク吸収体40を経由してインクタンク11内に戻る。インク吸収体40としては、0.1mm程度の親水性のSUS(ステンレス)薄板を多数枚積層した毛細管構造体が望ましい。   When ink is consumed by ink ejection during the recording operation, the ink is supplied from the ink passage 33 to the recording nozzle unit 31 via the filter 34, and the pressure inside the sub tank 35 and the ink tank 11 decreases. Further, when the discharge is continued and the internal pressure of the sub tank 35 drops more than a certain level, and the pressure difference between the inside and outside exceeds a certain interfacial force acting between the ink absorber 40 and the impregnated ink, the outside air is little by little. It penetrates in the form of bubbles and relieves pressure drop. The outside air that has entered the sub tank 35 enters the ink tank 11 through the sealed space of the joint portion 39, and the corresponding amount of ink is supplied to the sub tank 35. While there is ink in the ink tank 11, the gas-liquid exchange is repeated for the amount of ink consumed, and the sub-tank 35 is kept filled with ink. When all the ink in the ink tank 11 is consumed, the ink level in the sub tank 35 starts to drop. An ink remaining amount detecting member 22 is disposed in the sub tank 35, and an alarm is generated when the ink level is lowered and the ink remaining amount detecting member 22 is exposed to the air. The alarm is issued when ink remains in the lower part of the sub tank 35, and the portion where the ink absorber 40 blocks the atmospheric communication path 36 and the filter 34 are not exposed to the air. Although the internal pressure decreases with ink consumption, the internal pressure increases conversely when the atmospheric pressure drops or the ambient temperature drops. At this time, the expanded air in the upper part of the ink tank 11 pressurizes the ink in the sub-tank 35 that communicates with the outside air in a sealed state, and when the interfacial force acting on the ink absorber 40 impregnated with ink exceeds the ink, Extruded. Since the interfacial force acting on the nozzle orifice is sufficiently stronger than the interfacial force acting on the ink absorber 40, ink is not pushed out from the nozzle. When ink consumption progresses and the ratio of air in the ink tank 11 increases, the volume that expands increases and the amount of ink that is pushed out increases. When a large amount of ink is pushed out, the ink reaches the overflow ink storage portion 37. By securing a space corresponding to the maximum amount of ink to be pushed out as the ink storage portion 37, expansion of the inside air due to environmental changes is absorbed without causing ink to leak outside. When the ink that has accumulated in the overflowing ink containing portion 37 begins to be consumed or the internal pressure that has risen begins to return to its original state, the ink returns to the ink containing portion 37 from the atmosphere communication path 36 close to the opening 38 and ink absorption. Return to the ink tank 11 via the body 40. The ink absorber 40 is preferably a capillary structure in which a large number of hydrophilic SUS (stainless) thin plates of about 0.1 mm are stacked.

上述したインクタンク11はインクが充分残った状態で記録ヘッド30を取り外しても、インクタンクの開口20には環状弾性部材27が隣接して、その内径は開放状態では数mm程度と細いのでインクは表面張力により漏れ難いが、振動や押し圧には弱い。このため、本実施形態では、上述したように、栓部26を環状弾性部27と大部分で接続し一部で非接続としているので、記録ヘッド30を分離したとき、上記非接続部が変形してできた開口は弾性部の復元力によって元の形に戻って開口20を塞ぐ。これにより、万が一インク漏洩を生じても少量で済む。また、栓部26には、その円周状頂部全体を小さな突起部28の形状とし、図2に示すように押し込んで封止した状態では開口部20の縁を挟み込むようにすることによって、インク容器が圧迫されても弾性突起部によりタンクを抜け難くすることができる。   In the ink tank 11 described above, even if the recording head 30 is removed with a sufficient amount of ink remaining, the annular elastic member 27 is adjacent to the opening 20 of the ink tank, and its inner diameter is as thin as several millimeters in the open state. Is difficult to leak due to surface tension, but is vulnerable to vibration and pressure. For this reason, in the present embodiment, as described above, the plug portion 26 is connected to the annular elastic portion 27 for the most part and partially disconnected, so that when the recording head 30 is separated, the non-connected portion is deformed. The opening thus made returns to its original shape and closes the opening 20 by the restoring force of the elastic portion. Thereby, even if ink leakage should occur, a small amount is sufficient. Further, in the stopper portion 26, the entire circumferential top is formed into the shape of a small protruding portion 28, and the edge of the opening portion 20 is sandwiched in a state where the plug portion 26 is pressed and sealed as shown in FIG. Even if the container is pressed, the elastic protrusion can prevent the tank from coming out.

なお、この突起部は、図3に示すように円周形状ではなく部分的な存在でも同様な効果を有する。また、栓部26とドーナツ状弾性部27の接続部は、切れ目部29を部分的な極細部にしても良い。また、図1や図2は環状弾性部27の受け部が開口20の部分にあるので、成型するためには開口側壁部41とともに別部品にしなければならない。図5は、単一部品として成型可能なインクタンク11の開口20用の弾性栓部材25である。環状弾性部27の外側に開口側壁部41を包み込むような細めの環状弾性部44を配して開口側壁部41の外側に配した凹部にはめ込んでその側壁を挟持する。このような構成の弾性栓部材25は1工程での組み付けが可能となりインクタンク11外壁が多少の力で押されても外れることがない。   In addition, this projection part has the same effect even if it exists in part rather than circumferential shape as shown in FIG. Moreover, the connection part of the plug part 26 and the donut-shaped elastic part 27 may make the cut | interruption part 29 the partial fine detail. Further, in FIGS. 1 and 2, since the receiving portion of the annular elastic portion 27 is in the portion of the opening 20, it must be made a separate part together with the opening side wall portion 41 for molding. FIG. 5 shows an elastic plug member 25 for the opening 20 of the ink tank 11 that can be molded as a single component. A thin annular elastic portion 44 that wraps the opening side wall portion 41 outside the annular elastic portion 27 is disposed, and is fitted into a recess disposed outside the opening side wall portion 41 so as to sandwich the side wall. The elastic plug member 25 having such a configuration can be assembled in one step, and does not come off even if the outer wall of the ink tank 11 is pressed with some force.

本発明の一実施形態に係るインクタンクと記録ヘッドが接合された状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a state where an ink tank and a recording head according to an embodiment of the present invention are joined. 図1に示すインクタンク単体を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a single ink tank shown in FIG. 1. 本発明の実施形態にかかるインクタンクに取り付けられる弾性栓部の他の実施形態を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing other embodiments of an elastic stopper part attached to an ink tank concerning an embodiment of the present invention. 上記弾性栓部のさらに他の実施形態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows other embodiment of the said elastic stopper part. 本発明の他の実施形態にかかるインクタンク単体を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing an ink tank simple substance concerning other embodiments of the present invention. 従来のインクタンクを説明する模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a conventional ink tank.

符号の説明Explanation of symbols

11 インクタンク
12 インク室
13 インク
20 インクタンクの開口
22 インク残量検出部材
25 弾性栓部材
26 栓部
27 環状弾性部
28 突起部
29 切れ目
30 記録ヘッド
31 記録ノズル部
32 ノズルインク室
33 インク通路
34 フィルタ
35 サブタンク
36 大気連通路
37 溢れインク収容部
38 大気連通路の開放口
39 接合口
40 インク吸収体
41 インク供給口の外壁
42 フィルタ
43 開口部側壁の凹部
44 第2の環状弾性部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Ink tank 12 Ink chamber 13 Ink 20 Ink tank opening 22 Ink remaining amount detection member 25 Elastic plug member 26 Plug portion 27 Annular elastic portion 28 Projection portion 29 Cut 30 Recording head 31 Recording nozzle portion 32 Nozzle ink chamber 33 Ink passage 34 Filter 35 Subtank 36 Atmospheric communication path 37 Overflow ink storage part 38 Opening port of atmospheric communication path 39 Joint port 40 Ink absorber 41 Outer wall of ink supply port 42 Filter 43 Concave part of opening side wall 44 Second annular elastic part

Claims (6)

インクを貯留するためのインクタンクであって、
インクを貯留するためのインクタンクの内部を当該インクタンクの外部に連通させる1つの開口と、
該開口を形成する部材に接して配設された環状弾性部と、
該環状弾性部と接続するとともに前記開口と係合して当該開口を塞ぐ弾性栓部であって、該弾性栓部の一部が前記インクタンク内方に向けて変位し当該インクタンク内部と前記環状弾性部中央の孔との間を連通することが可能な弾性栓部と、
を具えたことを特徴とするインクタンク。
An ink tank for storing ink,
One opening for communicating the inside of the ink tank for storing ink with the outside of the ink tank;
An annular elastic portion disposed in contact with a member forming the opening;
An elastic plug portion that is connected to the annular elastic portion and engages with the opening to close the opening, and a part of the elastic plug portion is displaced toward the inside of the ink tank, and the inside of the ink tank and the An elastic plug portion capable of communicating with the hole in the center of the annular elastic portion;
An ink tank characterized by comprising
前記弾性栓部は円筒形状を有し、該円筒形状におけるインクタンク側の円周状頂部に突起部が設けられ、前記開口との係合に際して該頂部と当該開口を形成する部材の一部と係合することを特徴とする請求項1に記載のインクタンク。   The elastic plug portion has a cylindrical shape, and a protrusion is provided at a circumferential top portion on the ink tank side in the cylindrical shape, and when engaging with the opening, the top portion and a part of a member forming the opening, The ink tank according to claim 1, wherein the ink tank is engaged. 前記突起部は、当該円周状頂部において部分的に設けられることを特徴とする請求項2に記載のインクタンク。   The ink tank according to claim 2, wherein the protrusion is partially provided at the circumferential top. 前記環状状弾性部には、その外側により細い第2の環状弾性部が設けられ、該第2の環状弾性部を前記開口の外側に配された側壁に係合させて当該側壁を挟持させたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のインクタンク。   The annular elastic portion is provided with a narrower second annular elastic portion on the outer side thereof, and the second annular elastic portion is engaged with a side wall arranged outside the opening so as to sandwich the side wall. The ink tank according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記インクタンクは、インクを貯留したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のインクタンク。   The ink tank according to claim 1, wherein the ink tank stores ink. インクを貯留するインクタンクであって、インクを貯留するインクタンクの内部を当該インクタンクの外部に連通させる1つの開口と、該開口を形成する部材に接して配設された環状弾性部と、該環状弾性部と接続するとともに前記開口と係合して当該開口を塞ぐ弾性栓部であって、該弾性栓部の一部が前記インクタンク内方に向けて変位し当該インクタンク内部と前記環状弾性部中央の孔との間を連通することが可能な弾性栓部と、を備えたインクタンクを装着し、該インクタンクから供給されるインクを吐出する記録ヘッドであって、
前記インクとの接合に際して、前記環状弾性部中央の孔に当該環状弾性部を押し退けるように侵入して前記弾性栓部をインクタンク内方へ変位させる接合口と、
該接合口の内部に配設されたインク吸収体と、
を具えたことを特徴とする記録ヘッド。
An ink tank for storing ink, wherein one opening for communicating the inside of the ink tank for storing ink with the outside of the ink tank; and an annular elastic portion disposed in contact with a member forming the opening; An elastic plug portion that is connected to the annular elastic portion and engages with the opening to close the opening, and a part of the elastic plug portion is displaced toward the inside of the ink tank, and the inside of the ink tank and the An ink tank provided with an elastic plug portion capable of communicating with a hole in the center of the annular elastic portion, and a recording head that discharges ink supplied from the ink tank,
When joining with the ink, a joint port that enters the hole in the center of the annular elastic portion so as to push the annular elastic portion away and displaces the elastic plug portion inward of the ink tank;
An ink absorber disposed inside the joint,
A recording head characterized by comprising:
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