JP2006224433A - Ink injecting method - Google Patents

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JP2006224433A JP2005040366A JP2005040366A JP2006224433A JP 2006224433 A JP2006224433 A JP 2006224433A JP 2005040366 A JP2005040366 A JP 2005040366A JP 2005040366 A JP2005040366 A JP 2005040366A JP 2006224433 A JP2006224433 A JP 2006224433A
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Keiichiro Tsukuda
圭一郎 佃
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink injecting method which prevents the leakage of ink from a nozzle or the color mixing from occurring at the time of a pressurization type ink injection such as a needle puncture or at the time of the re-injection, and also, stabilizes the state of ink (bubbles) in a liquid chamber by stopping the ink by a filter at the time of an initial ink injection. <P>SOLUTION: The ink injection is performed while pressurizing the nozzle by a gas from the face side or pressurizing the filter through the nozzle at the time of the ink injection. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被記録媒体に記録ヘッドよりインクを吐出させ記録を行う、インクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録カートリッジへのインク注入方法に関する。   The present invention relates to a method for injecting ink into an ink jet recording cartridge used in an ink jet recording apparatus, which performs recording by ejecting ink from a recording head onto a recording medium.

インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、記録時に騒音がほとんど生じず、高速な記録と様々な被記録媒体に対する記録とが可能であるという特徴を有している。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として広く採用されている。   The ink jet recording apparatus is a so-called non-impact recording type recording apparatus, and has a feature that noise is hardly generated at the time of recording, and high-speed recording and recording on various recording media are possible. For this reason, the ink jet recording apparatus is widely adopted as an apparatus that bears a recording mechanism such as a printer, a copier, a facsimile machine, and a word processor.

このようなインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドにおける代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いたもの、レーザー等の電磁波を照射してインクを発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。   As a typical ink ejection method in a recording head mounted on such an ink jet recording apparatus, a method using an electromechanical transducer such as a piezo element or the like, heats ink by irradiating electromagnetic waves such as a laser. There are known ones that discharge ink droplets by the action of the above, or those that heat ink by an electrothermal conversion element having a heating resistor and discharge ink drops by the action of film boiling.

これらのうち、電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号である電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時(沸騰時)の気泡圧力を利用して、微小な吐出口からインク液を吐出させて被記録媒体に対し記録を行うものである。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための吐出口が開口しているノズルと、このノズルにインクを供給するインク流路および共通液室とを有している。   Among these, an ink jet recording head using an electrothermal conversion element is provided with an electrothermal conversion element in a recording liquid chamber, and supplies heat energy to the ink by supplying an electric pulse as a recording signal thereto to generate heat, Recording is performed on a recording medium by ejecting an ink liquid from a minute ejection port using the bubble pressure when the recording liquid is foamed (at the time of boiling) caused by the phase change of the recording liquid. An ink jet recording head using an electrothermal conversion element generally includes a nozzle having an ejection opening for ejecting ink droplets, an ink flow path for supplying ink to the nozzle, and a common liquid chamber. Yes.

また、インクジェット記録ヘッドはインクタンクとインクジェット記録ヘッド部が着脱可能であるタンク交換形態のものや、インクジェット記録ヘッド部とインクを内包するインク容器部が一体となったインクジェット記録カートリッジの形態のものなどがある。インクジェット記録ヘッド部とインク容器部が一体となったインクジェット記録カートリッジ形態のものは、ヘッドが古くなった場合ヘッドごと交換可能であるため、ヘッド自体の耐久性や、信頼性をある程度低く設定ができ、かつ、ユーザーに常に新しいヘッドを提供出るため様々な製品が提供されている。   In addition, the ink jet recording head is a tank replacement type in which the ink tank and the ink jet recording head part are detachable, or a form of an ink jet recording cartridge in which the ink jet recording head part and an ink container part containing ink are integrated. There is. Inkjet recording cartridges in which the inkjet recording head unit and ink container unit are integrated can be replaced with each other when the head is old, so that the durability and reliability of the head itself can be set to be somewhat low. In addition, various products are provided to constantly provide new heads to users.

次に一般的なインクジェット記録カートリッジを図7にインクジェット記録装置を図6にしめして説明する。   Next, a general ink jet recording cartridge will be described with reference to FIG. 7 and an ink jet recording apparatus shown in FIG.

一般的なインクジェット記録装置を図6を用いて説明する。   A general ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG.

図6はインクジェット記録装置を示す概略図であり、インクジェット記録カートリッジ601と602がキャリッジ603に位置決めして交換可能に搭載されている。本従来例において、インクジェット記録カートリッジ601、602はそれぞれブラックインクを吐出させるブラックカートリッジと、イエロー、マゼンタ、シアンのカラーインクを吐出させるカラーカートリッジである。前記キャリッジ603にはインクジェット記録カートリッジ601、602の外部信号入力端子を会して各吐出部に電気信号を伝達するための電気接続部が設けられている。   FIG. 6 is a schematic view showing an ink jet recording apparatus, in which ink jet recording cartridges 601 and 602 are positioned on a carriage 603 and mounted so as to be replaceable. In this conventional example, the ink jet recording cartridges 601 and 602 are a black cartridge that discharges black ink and a color cartridge that discharges yellow, magenta, and cyan color inks, respectively. The carriage 603 is provided with an electrical connection section for meeting external signal input terminals of the ink jet recording cartridges 601 and 602 and transmitting an electrical signal to each ejection section.

キャリッジ603は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト604に沿って往復移動方向に案内支持されている。そして、キャリッジ603は主走査モーター605によりモータープーリー606、従動プーリー607及びタイミングベルト608等の駆動機構を介して駆動されるとともにその位置及び移動が制御される。また、ホームポジションセンサ609がキャリッジ603に設けられている。これにより遮蔽板610の位置をキャリッジ603上のホームポジションセンサ609が通過した際に位置を知ることが可能となる。   The carriage 603 is guided and supported in the reciprocating movement direction along a guide shaft 604 extending in the main scanning direction and installed in the apparatus main body. The carriage 603 is driven by a main scanning motor 605 via driving mechanisms such as a motor pulley 606, a driven pulley 607, and a timing belt 608, and its position and movement are controlled. A home position sensor 609 is provided on the carriage 603. This makes it possible to know the position of the shielding plate 610 when the home position sensor 609 on the carriage 603 passes.

印刷用紙やプラスチック薄板等の被記録媒体611は給紙モーター612からギヤを介してピックアップローラー613を回転させることにより、オートシートフィーダー614から1枚ずつ分離給紙される。更に搬送ローラー614の回転により、インクジェット記録カートリッジ601及び602の吐出口面と対向する位置(プリント部)を通って搬送(副走査)される。搬送ローラー614はLFローラー615の回転によりギヤを介して行われる。   A recording medium 611 such as a printing paper or a plastic thin plate is separated and fed one by one from the auto sheet feeder 614 by rotating a pickup roller 613 from a paper feeding motor 612 via a gear. Further, by the rotation of the transport roller 614, the transport roller 614 is transported (sub-scanned) through a position (print unit) facing the discharge port surfaces of the ink jet recording cartridges 601 and 602. The conveyance roller 614 is performed via a gear by the rotation of the LF roller 615.

その際、被記録媒体611が給紙されたかどうかの判定と給紙時の頭出し位置の確認は、ペーパーエンドセンサ616を被記録媒体611が通過した時点で行われる。更に被記録媒体611の後端が実際どこにあり、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにもペーパーエンドセンサ616は使用されている。   At this time, the determination as to whether the recording medium 611 has been fed and the confirmation of the cue position at the time of feeding are performed when the recording medium 611 passes through the paper end sensor 616. Further, the paper end sensor 616 is also used to finally determine the current recording position from the actual rear end where the rear end of the recording medium 611 is actually located.

なお、被記録媒体611は、プリント部において平坦なプリント面を形成するように、その裏面をプラテン(不図示)により支持されている。この場合、キャリッジ613に搭載されたインクジェット記録カートリッジ601、602は、それらの吐出口面がキャリッジ603から下方に突出して前記2組の搬送ローラー間で被記録媒体611と平行になるように保持されている。   Note that the back surface of the recording medium 611 is supported by a platen (not shown) so as to form a flat print surface in the print unit. In this case, the ink jet recording cartridges 601 and 602 mounted on the carriage 613 are held so that their discharge port surfaces protrude downward from the carriage 603 and are parallel to the recording medium 611 between the two sets of transport rollers. ing.

インクジェット記録カートリッジ601、602は各吐出部における吐出口の並び方向が上述したキャリッジ603の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ603に搭載され、これらの吐出口れつからインクを吐出させ記録を行う。   The ink jet recording cartridges 601 and 602 are mounted on the carriage 603 so that the arrangement direction of the ejection ports in each ejection section intersects the scanning direction of the carriage 603 described above, and ink is ejected from these ejection ports. Make a record.

次に図7を用いて一般的なインクジェット記録カートリッジについて説明する。   Next, a general ink jet recording cartridge will be described with reference to FIG.

本従来例には、イエロー、マゼンタ、シアンのインクを吐出させ印刷を行うためのカラーカートリッジを例にあげて説明する。   In this conventional example, a color cartridge for performing printing by discharging yellow, magenta, and cyan inks will be described as an example.

図7において、601はインクジェット記録カートリッジであり、702はインクジェット記録チップ部であり、このインクジェット記録チップは電気エネルギーを熱エネルギーに変換しインクを吐出させるためのエネルギー発生素子としてのヒーター、そのヒーターにインクジェット記録装置から供給される電気エネルギーを伝えるための配線を備えた基板と、インクをインクをヒーターに供給するための流路とインクを吐出させるためのインク吐出口をそなえたノズルプレートから構成されている。   In FIG. 7, reference numeral 601 denotes an ink jet recording cartridge, and reference numeral 702 denotes an ink jet recording chip portion. The ink jet recording chip is a heater as an energy generating element for converting electric energy into heat energy and ejecting ink. It consists of a substrate with wiring for transmitting electrical energy supplied from an inkjet recording device, a nozzle plate with a flow path for supplying ink to the heater and an ink discharge port for discharging ink. ing.

本従来例においてはイエロー、マゼンタ、シアンの3色のインクを吐出させるための吐出口列703、704、705を1つのインクジェット記録チップ702に持っている。   In this conventional example, one inkjet recording chip 702 has ejection port arrays 703, 704, and 705 for ejecting three colors of yellow, magenta, and cyan.

706はインクジェット記録装置からインクジェット記録チップ702に電気信号を伝えるための電気配線テープであり、外部信号入力端子707を介しインクジェット記録装置から電気信号を入力される。   Reference numeral 706 denotes an electric wiring tape for transmitting an electric signal from the ink jet recording apparatus to the ink jet recording chip 702, and an electric signal is input from the ink jet recording apparatus via an external signal input terminal 707.

前記電気配線テープ706と、インクジェット記録チップ702は前記インクジェット記録チップ702の2つの端面で電気配線テープ706と電気的に接続されており、前記電気接続部は封止材708で覆われインクから保護されている。   The electrical wiring tape 706 and the inkjet recording chip 702 are electrically connected to the electrical wiring tape 706 at two end faces of the inkjet recording chip 702, and the electrical connection portion is covered with a sealing material 708 and protected from ink. Has been.

前記インクジェット記録チップ702に供給されるインクは、ケース部709とフタ710で仕切られた各色のインクを保持収納するためのインク収納部(不図示)に収納されている。インク収納部の中にはインクを保持するためのインク吸収体が収納されている。また、ケース709の内部に設けられたインクジェット記録ヘッド部にインクを供給するためのインク供給路部にはインクジェット記録チップ702に設けられたインク吐出口に異物が入らないようにフィルタが備えられている。
特開平10−44463号公報
The ink supplied to the inkjet recording chip 702 is stored in an ink storage unit (not shown) for holding and storing each color ink partitioned by a case unit 709 and a lid 710. An ink absorber for holding ink is stored in the ink storage portion. In addition, a filter is provided in the ink supply path portion for supplying ink to the ink jet recording head portion provided in the case 709 so that foreign matter does not enter the ink discharge port provided in the ink jet recording chip 702. Yes.
JP 10-44463 A

本発明が解決しようとする課題は、上述のようなインクジェット記録カートリッジへのインク注入時において、インク容器内にインクを加圧して注入する場合、インク容器からインクジェット記録チップへインクを供給するためのインク供給路中に中途半端にインクが入り込んでしまう場合がある。すると、その後のインク回復時にインク流路内に全くインクの無い状態より泡が残りやすくなる場合がある。   The problem to be solved by the present invention is to supply ink from an ink container to an ink jet recording chip when the ink is injected into the ink container while injecting the ink into the ink jet recording cartridge as described above. Ink may enter halfway through the ink supply path. As a result, bubbles may remain more easily in the ink flow path than when there is no ink at the time of subsequent ink recovery.

また、一度インクジェット記録カートリッジを使用し、インク容器内のインクを使い終わった場合でも、インクジェット記録チップ部702がまだ使用可能な状態である場合、ケース709内に具されたインク吸収体への再インク注入を行い、再使用を行おうとする場合もある。一般的にインクの再注入はインクジェット記録カートリッジのフタ710に設けられたインク注入口からケース709内にあるインク吸収体に注入器を用い、針を刺すなどしてインクを注入していく。   In addition, even when the ink jet recording cartridge is used once and the ink in the ink container is used up, if the ink jet recording chip portion 702 is still usable, the ink absorber provided in the case 709 can be reused. In some cases, ink is injected and reused. In general, ink re-injection is performed by injecting an ink from an ink injection port provided in the lid 710 of the ink jet recording cartridge into an ink absorber in the case 709 by inserting a needle into the ink absorber.

その注入の際、インク注入速度が速すぎるなど何らかの原因でケース内のインクが加圧状態になった場合、インクジェット記録チップ702に設けられたインク吐出口列703,704,705の再インク注入しているインク色に対応する吐出口列からインクが漏れ出してしまう場合があった。   At the time of the injection, if the ink in the case is in a pressurized state for some reason, such as the ink injection speed is too high, the ink discharge port arrays 703, 704, and 705 provided in the ink jet recording chip 702 are re-injected. In some cases, ink leaks from the ejection port array corresponding to the ink color.

上述のようにインク吐出口列からインクが漏れ出してしまい、他の色のインク吐出口列にその漏れたインクが触れてしまった場合、他色のインク吐出口列のインクにはケース内にあるインク吸収体の負圧がかかっているため、漏れたインクがインク吐出口列に引き込まれ、混色を起こしてしまう問題があった。   As described above, when ink leaks from the ink ejection port array and the leaked ink touches the ink ejection port array of another color, the ink of the other color ink ejection port array is in the case. Since the negative pressure of a certain ink absorber is applied, there is a problem that the leaked ink is drawn into the ink discharge port array and color mixing occurs.

また、単色のインクを内包したインクジェット記録カートリッジへのインク再注入に関してもインクの漏れが発生した場合は、そのインクがたれ、前記インクジェット記録カートリッジのケース部や、インク再注入器、ユーザーの周りの環境を汚してしまう場合がある。   In addition, when ink leakage occurs in an ink jet recording cartridge containing monochromatic ink, if the ink leaks, the ink is dripped, and the case portion of the ink jet recording cartridge, the ink refilling device, and the user's surroundings The environment may be polluted.

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、針刺し等の加圧式インク注入時又は、再注入時にノズルからのインク漏れや混色を防止し、また、初期のインク注入時においては、フィルタでインクを止めて、液室内のインク(泡)状態を安定させるインク注入方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above points, and prevents ink leakage and color mixing from the nozzles when pressurized ink injection such as needle sticking or re-injection, and at the initial ink injection. An object of the present invention is to provide an ink injection method that stops ink with a filter and stabilizes the ink (bubble) state in the liquid chamber.

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、
インクと前記インクを保持するためのインク吸収体を内包したインク容器と、前記インク容器から供給されるインクを吐出させるためのエネルギー発生手段と、インクを吐出させるインク吐出口を備えたインクジェット記録チップを備えたインクジェット記録カートリッジへのインク注入方法であり、インク注入時、インクを吐出させるためのインク吐出口部をインクジェット記録カートリッジの内部方向に加圧してインクを注入することを特徴としたインク注入方法、
を提案するものであり、インクジェット記録カートリッジにインクを注入する場合、インクジェット記録チップに設けられたインク吐出口から気体により加圧圧力を加えることで、前記インク吐出口を介し、インク流路に設けられたフィルタ部にも加圧圧力がかかり、インク注入時にインクがフィルタ部で止められ、インク流路内には自由に入りにくくなるのである。このとき加圧圧力はフィルタのメニスカス力より弱くしておく必要がある。フィルタのメニスカス力より強い圧力で加圧した場合は、フィルタ部からインク容器内に気泡が入り込んでしまうからである。
The present invention has been made in view of the above problems,
Inkjet recording chip comprising an ink container containing ink and an ink absorber for holding the ink, energy generating means for ejecting ink supplied from the ink container, and an ink ejection port for ejecting ink An ink injection method for injecting ink into an ink jet recording cartridge, comprising: injecting ink by pressurizing an ink discharge port portion for discharging ink toward the inside of the ink jet recording cartridge at the time of ink injection Method,
In the case of injecting ink into an ink jet recording cartridge, it is provided in the ink flow path through the ink discharge port by applying pressure from the ink discharge port provided in the ink jet recording chip. Pressurized pressure is also applied to the filter section, and the ink is stopped by the filter section when ink is injected, making it difficult to enter the ink flow path freely. At this time, the pressurizing pressure needs to be weaker than the meniscus force of the filter. This is because when the pressure is higher than the meniscus force of the filter, bubbles enter the ink container from the filter portion.

また、インクジェット記録カートリッジへのインク再注入時、インクジェット記録チップに設けられたインク吐出口列に加圧圧力を加えることにより、インク再注入時何らかの原因でケース内のインクが加圧状態になっても、インク吐出口列からのインク漏れ出しは非常に発生しにくくなるのである。   In addition, when the ink is reinjected into the ink jet recording cartridge, a pressure is applied to the ink ejection port array provided in the ink jet recording chip so that the ink in the case is in a pressurized state for some reason during the ink reinjection. However, ink leakage from the ink discharge port array is very unlikely to occur.

また、この加圧圧力は、インク吐出口列のメニスカス力より弱くしておくことが大切であり、メニスカス力より大きい場合は、インク吐出口列から気泡がインクジェット記録カートリッジ内に入り込んでしまうのである。   In addition, it is important that this pressurizing pressure be weaker than the meniscus force of the ink discharge port array. If it is greater than the meniscus force, bubbles will enter the ink jet recording cartridge from the ink discharge port array. .

さらに、インク注入口列を加圧にしながらの再インク注入方法は複数色のインクを内包したインクジェット記録カートリッジへのインク再注入時に有効であり、前述したようなインクたれによる混色を防止することが可能となるのである。   Furthermore, the re-ink injection method while pressurizing the ink injection port array is effective when re-injecting ink into an ink jet recording cartridge containing a plurality of colors of ink, and can prevent color mixing due to ink dripping as described above. It becomes possible.

インクと前記インクを保持するためのインク吸収体を内包したインク容器と、前記インク容器から供給されるインクを吐出させるためのエネルギー発生手段と、インクを吐出させるインク吐出口を備えたインクジェット記録チップを備えたインクジェット記録カートリッジへのインク注入時において、前記インク吐出口(インク)、又は吐出口を介しフィルタを加圧してインク注入を行うことにより、注入されるインクの圧力等により、インク吸収体に保持されたインクが加圧状態になった場合においても、インク流路内への中途半端なインク流入を防ぎ、また、インク流路内にインクが存在するようなインク再注入時においても、前記インク吐出口からのインク漏れを防止することが可能であり、インクたれによるインクジェット記録カートリッジや再インク注入機の汚れを防止することが可能となり、更に、複数色のインクを内包したインクジェット記録カートリッジにおいても、インクたれによりインクジェット記録チップでのインク混色を防ぐことが出来、信頼性の高いインク注入方法を提供することが可能となるのである。   Inkjet recording chip comprising an ink container containing ink and an ink absorber for holding the ink, energy generating means for ejecting ink supplied from the ink container, and an ink ejection port for ejecting ink When ink is injected into an ink jet recording cartridge equipped with an ink absorber, the ink is injected by pressurizing the filter through the ink discharge port (ink) or the discharge port, so that the pressure of the ink to be injected etc. Even when the ink held in the ink is in a pressurized state, it prevents halfway ink inflow into the ink flow path, and also at the time of ink re-injection where ink is present in the ink flow path, An ink jet recording car that can prevent ink leakage from the ink discharge port, It is possible to prevent ridges and re-ink injectors from being soiled, and even in an ink jet recording cartridge containing multiple colors of ink, ink dripping can prevent ink color mixing in the ink jet recording chip, and reliability can be improved. It is possible to provide a high ink injection method.

以下に、本発明の実施例を図面を用い詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施例にかかるインクジェット記録カートリッジにインク再注入を行う状態を表す模式図であり、前記インクジェット記録カートリッジ111タンクケース101とフタ102で囲われた筐体の中にインク吸収体103が備えられている。   FIG. 1 is a schematic view showing a state where ink is re-injected into an ink jet recording cartridge according to a first embodiment of the present invention. In the case surrounded by a tank case 101 and a lid 102 of the ink jet recording cartridge 111. An ink absorber 103 is provided.

また、タンクケース101にはインクジェット記録チップ106にインク吸収体103に保持されているインクを供給するためのインク供給路105が設けられており、そのインク供給路105の上部には、図1に示すようにフィルタ104が備えられている。インクを保持したインク吸収体103はフィルタ104と適正な量圧接しており、これによりインク切れなくインク吸収体103に保持されたインクはインクジェット記録チップ106に供給されるようになっている。   Further, the tank case 101 is provided with an ink supply path 105 for supplying ink held by the ink absorber 103 to the ink jet recording chip 106, and an upper part of the ink supply path 105 is shown in FIG. As shown, a filter 104 is provided. The ink absorber 103 holding the ink is in pressure contact with the filter 104 at an appropriate amount, so that the ink held on the ink absorber 103 without ink shortage is supplied to the ink jet recording chip 106.

前記フタ102にはインクを注入するためのインク注入口112が設けられており、通常はラベル(不図示)などで閉じられインクジェット記録カートリッジ111内のインクの蒸発を防止する構成になっているが、インク再注入時には前記ラベルをはがすなどして再注入を行う。   The lid 102 is provided with an ink inlet 112 for injecting ink, and is normally closed with a label (not shown) or the like to prevent evaporation of ink in the ink jet recording cartridge 111. When the ink is refilled, the label is removed and the refilling is performed.

108はインク注入器であり、前記インク注入器108にはインク注入針107が備えられており、インク注入針107を前記インク注入口112からインク吸収体103内に差し込み、インク注入器108内のインクを加圧してインク注入針107の先端から押し出しインクを注入する。このときのインクの出る方向を示したものが矢印110であり、一般的にインク吸収体103のインクの分布を考慮した場合、インク供給路105に設けられたフィルタ104の上近辺から注入する。   Reference numeral 108 denotes an ink injector, and the ink injector 108 includes an ink injection needle 107. The ink injection needle 107 is inserted into the ink absorber 103 from the ink injection port 112, and the ink injector The ink is pressurized and pushed out from the tip of the ink injection needle 107 to inject ink. An arrow 110 indicates the direction in which the ink exits at this time. Generally, in consideration of the ink distribution of the ink absorber 103, the ink is injected from the vicinity of the filter 104 provided in the ink supply path 105.

このようなインク注入を行った場合、インクが加圧注入されるため、そのインク流路105内のインク113には加圧圧力が働き、更にはインクジェット記録チップ106に備えられたインク流路に存在するインクにも加圧圧力が伝わる。この圧力は例えばインク注入処理数を上げるようにインク注入速度を上げた場合など更に強い圧力になる。   When such ink injection is performed, since the ink is injected under pressure, a pressurizing pressure is applied to the ink 113 in the ink passage 105, and further, the ink passage provided in the ink jet recording chip 106 is applied. The pressure applied to the existing ink is also transmitted. This pressure becomes even stronger, for example, when the ink injection speed is increased to increase the number of ink injection processes.

このとき前記インク注入圧力により前記インクジェット記録チップ106に設けられたインク吐出口(不図示)からインクが漏れ出してしまうのを防ぐようにキャップ109でインクジェット記録チップ109の周囲を密閉し、その中の気体を加圧状態にし、吐出口からのインク漏れを防ぐものである。   At this time, the periphery of the ink jet recording chip 109 is sealed with a cap 109 so as to prevent the ink from leaking from an ink discharge port (not shown) provided in the ink jet recording chip 106 due to the ink injection pressure. This gas is pressurized to prevent ink leakage from the ejection port.

次に図を用いて、インクジェット記録チップに設けられたインク吐出口のメニスカス状態を説明する。   Next, the meniscus state of the ink discharge port provided in the inkjet recording chip will be described with reference to the drawings.

図2はインクジェット記録カートリッジ内に設けられたインク吸収体により適正な負圧がインクにかかっている場合の吐出口近辺のインクの様子をあらわしたものであり、201は流路部材でありそこにφdの円形の穴があいており、そこからインクが吐出されることになる。(この部分が吐出口になる)φdの穴の中にはインク202が充填されており、その表面張力によりメニスカス203が形成されている。この時のメニスカス形状は前述の様にインク吸収体の負圧がかかっているため、吐出口の内側に向かって形成される。   FIG. 2 shows the state of the ink in the vicinity of the ejection port when an appropriate negative pressure is applied to the ink by the ink absorber provided in the ink jet recording cartridge, and 201 is a flow path member. There is a φd circular hole from which ink is ejected. A hole of φd (this portion becomes the discharge port) is filled with ink 202, and a meniscus 203 is formed by the surface tension. The meniscus shape at this time is formed toward the inside of the discharge port because the negative pressure of the ink absorber is applied as described above.

この時のインクメニスカス力は次の式で求められる。   The ink meniscus force at this time is obtained by the following equation.

P=4γ/d − 式(1)
P:メニスカス力(dyn/cm) γ:インク表面張力(dyn/cm) d:吐出口径(cm)
P = 4γ / d − Formula (1)
P: meniscus force (dyn / cm 2 ) γ: ink surface tension (dyn / cm) d: discharge port diameter (cm)

例えばインク表面張力を30(dyn/cm)、吐出口径を0.002(cm)とした場合は、
P=4×30/0.002=6×10(dyn/cm)
となる。
For example, when the ink surface tension is 30 (dyn / cm) and the discharge port diameter is 0.002 (cm),
P = 4 × 30 / 0.002 = 6 × 10 4 (dyn / cm)
It becomes.

上式からも分かるように、インクのメニスカス力は、インク吐出口の形状(径)とインクの物性値(表面張力)により決定する。   As can be seen from the above equation, the meniscus force of the ink is determined by the shape (diameter) of the ink discharge port and the physical property value (surface tension) of the ink.

次に、インクが加圧された場合のインクメニスカス状態について図3を用いて説明する。   Next, the ink meniscus state when the ink is pressurized will be described with reference to FIG.

図2同様な構成において、インクが加圧状態になるため、図3中302で示したようにインクのメニスカスは流路部材より出っ張った状態で形成される。   In the same configuration as in FIG. 2, since the ink is in a pressurized state, as shown by 302 in FIG. 3, the ink meniscus protrudes from the flow path member.

理論上このときのメニスカス力は上記式(1)での計算値となるはずであるが、実際のインクジェット記録チップに設けられたインク吐出口部分は図4に示したように、その稜線部401には少なからずR形状がついてしまうなど理想的な形状でない場合が多い。前記稜線部401にRがついてしまうと、その部分でインクがメニスカスを形成する場合、前記式(1)中の吐出口径φdが大きくなってしまったことと同じで、メニスカス力は理想的な場合より低下してしまう。   Theoretically, the meniscus force at this time should be the value calculated by the above equation (1), but the ink discharge port portion provided in the actual ink jet recording chip has its ridge 401 as shown in FIG. In many cases, the shape is not ideal, such as an R shape. If R is attached to the ridge portion 401, when the ink forms a meniscus at that portion, it is the same as the case where the discharge port diameter φd in the formula (1) is increased, and the meniscus force is ideal. It will drop more.

また、インクジェット記録チップの表面(フェイス面)部には増粘したインクや紙粉等異物403が付着している場合があり、前記異物403とインク202が接してしまうとメニスカスが形成できず、インク漏れの原因となるのである。   Further, there may be a case where foreign matter 403 such as thickened ink or paper dust adheres to the surface (face surface) portion of the ink jet recording chip, and if the foreign matter 403 comes into contact with the ink 202, a meniscus cannot be formed, This may cause ink leakage.

従ってこれまで本発明の実施例1に述べたように、インクジェット記録チップに設けられた吐出口はインク保持部材側からの加圧圧力に弱く、インク漏れを防止する必要があるため、インクの再注入時においては、このようなインク吐出口を持ったインクジェット記録チップを図1に示したように吐出口側から加圧する事が良く、本実施例に示した例の吐出口径、インクを用いた場合、その加圧の場合は、6×10(dyn/cm)より小さな圧力で加圧すれば、インクジェット記録チップに設けられたインクが通るインク流路等に気泡が入り込むなどの不具合なく、インク漏れを防止し、単色のインクを内包したインクジェット記録カートリッジにおいてはインクたれによるカートリッジ筐体の汚れや再インク注入装置の汚れ、複数色のインクを内包したインクジェット記録カートリッジにおいては、更に異色間の混色を防止することが出来、信頼性の高い再インク注入が可能となるのである。 Therefore, as described in the first embodiment of the present invention, since the ejection port provided in the ink jet recording chip is weak against the pressure applied from the ink holding member side and it is necessary to prevent ink leakage, At the time of injection, an ink jet recording chip having such an ink discharge port is preferably pressurized from the discharge port side as shown in FIG. 1, and the discharge port diameter and ink of the example shown in this embodiment were used. In the case of the pressurization, if the pressurization is performed at a pressure smaller than 6 × 10 4 (dyn / cm), there is no problem such as bubbles entering the ink flow path through which the ink provided in the ink jet recording chip passes. Ink-jet recording cartridges that contain ink of a single color to prevent ink leakage, stains on the cartridge housing due to ink dripping, dirt on the re-ink injection device, Ink jet recording cartridges containing ink can further prevent color mixing between different colors, and enables re-ink injection with high reliability.

インクジェット記録カートリッジに具されたインクジェット記録チップには、図5に示すように複数の吐出量を吐出させるために複数種類の吐出口面積を持った吐出口を備えた物もある。本実施例においては、イエロー、マゼンタ、シアンの3種類のインクを吐出させるための吐出口列を設け、更に各色について、5plのインクを吐出させるための吐出口501、2plのインクを吐出させるための吐出口502を備えたインクジェット記録チップを使用した。このような場合は、吐出口面積の大きい方のメニスカス力に合わせてキャップより加圧するようにすれば信頼性を損なうことなく再注入が可能となる。   Some ink jet recording chips provided in the ink jet recording cartridge include discharge ports having a plurality of types of discharge port areas in order to discharge a plurality of discharge amounts as shown in FIG. In this embodiment, an ejection port array for ejecting three types of inks of yellow, magenta, and cyan is provided, and ejection ports 501, 2pl for ejecting 5 pl of ink are ejected for each color. The inkjet recording chip provided with the discharge outlet 502 was used. In such a case, re-injection can be performed without impairing reliability by applying pressure from the cap in accordance with the meniscus force of the larger discharge port area.

さらにキャップ内のインクを加圧させるための気体を窒素等の不活性なガスを用いたり、前記加圧する気体の経路にフィルタを設けるなどして加圧気体に異物が混じらないようにしておくことにより、再インク注入時にインクジェット記録チップが加圧気体により汚染される心配もなく、更に信頼性の高い再インク注入が可能となるものである。   Further, use an inert gas such as nitrogen as the gas for pressurizing the ink in the cap, or provide a filter in the path of the pressurized gas so that foreign matter is not mixed with the pressurized gas. Thus, there is no fear that the ink jet recording chip is contaminated by the pressurized gas at the time of reinking, and further reliable reinking is possible.

インクジェット記録カートリッジへの初期インク注入時に関しても、前記実施例1に示したように、インク容器に設けられたインク吸収体にインク注入針を差し込み、そこからインク注入を行うが、このとき図8に示したように、インク流路105中にインク113が中途半端に入り込んでしまい、インク流路105内には大きな泡801が残ったような状態になってしまう。この泡をその後のインク回復で取り去るには、複雑な回復条件や大きな吸引圧力が必要となってしまう。   Also at the time of initial ink injection into the ink jet recording cartridge, as shown in the first embodiment, an ink injection needle is inserted into an ink absorber provided in an ink container, and ink is injected from there. As shown in FIG. 5, the ink 113 enters the halfway end in the ink flow path 105, and a large bubble 801 remains in the ink flow path 105. In order to remove the bubbles in the subsequent ink recovery, complicated recovery conditions and a large suction pressure are required.

従って本実施例では、図9に示したように、初期のインク注入時において、インク流路105内にインクが存在しない状態でキャップ109から加圧圧力を加えることにより、インクジェット記録チップ106に具されたインク吐出口を介しフィルタ104に加圧圧力がかかることになる。このような状態でインク注入を行うと、フィルタ104のところでインクが押され、殆どインク流路105内にインク113が入ってこなくなる。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the ink jet recording chip 106 is provided with a pressure applied from the cap 109 in the absence of ink in the ink flow path 105 during the initial ink injection. Pressurizing pressure is applied to the filter 104 through the ink discharge port. If ink is injected in such a state, the ink is pushed at the filter 104 and the ink 113 hardly enters the ink flow path 105.

本実施例においてフィルタ104は金属(SUS)を焼結した焼結フィルタを用いた。本実施例において用いたフィルタのメニスカス力は5×10(dyn/cm)であるが、キャップ109からの加圧圧力はこの力より小さくしておく。このようなインク注入方法を行うことにより、インク容器内に気泡が入り込むことなく、インク流路105内にも中途半端にインクが入り込まず、回復の動作も簡単なインク注入を行うことが可能となるのである。 In this embodiment, the filter 104 is a sintered filter obtained by sintering metal (SUS). The meniscus force of the filter used in this example is 5 × 10 4 (dyn / cm), but the pressurizing pressure from the cap 109 is kept smaller than this force. By performing such an ink injection method, it is possible to perform ink injection with no air bubbles entering the ink container, no ink entering the ink flow path 105, and a simple recovery operation. It becomes.

本発明の第1の実施例にかかる再インク注入を行う状態の模式図Schematic diagram of a state where re-ink injection is performed according to the first embodiment of the present invention. 通常のインク吐出口近辺のメニスカス状態を表す模式図Schematic diagram showing the meniscus state near the normal ink ejection port インクジェット記録カートリッジ内のインクが加圧状態になった場合の吐出口近辺のメニスカス状態を表す模式図Schematic diagram showing the meniscus state in the vicinity of the ejection opening when the ink in the ink jet recording cartridge is in a pressurized state 図3における吐出口近辺の拡大図Enlarged view of the vicinity of the discharge port in FIG. 本発明の第2の実施例にかかる吐出口の配列を示した模式図The schematic diagram which showed the arrangement | sequence of the discharge outlet concerning 2nd Example of this invention 従来のインクジェット記録装置を表す模式図Schematic diagram showing a conventional inkjet recording apparatus 従来のインクジェット記録カートリッジを表す模式図Schematic diagram showing a conventional inkjet recording cartridge 従来のインク注入の状態を表す模式図Schematic diagram showing the state of conventional ink injection 本発明の第3の実施例のインク注入を表す模式図Schematic diagram showing ink injection according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 タンクケース
102 フタ
103 インク吸収体
104 フィルタ
105 インク流路
106 インクジェット記録チップ
107 インク注入針
108 インク注入器
109 キャップ
110 インクの流れを表す矢印
111 インクジェット記録カートリッジ
112 インク注入用穴
113 インク
201 流路部材
202 インク
203 メニスカス
301 メニスカス
401 吐出口稜線(R)
402 メニスカス
403 異物
501 インク吐出口(5pl用)
502 インク吐出口(2pl用)
601 インクジェット記録カートリッジ
602 インクジェット記録カートリッジ
603 キャリッジ
604 ガイドシャフト
605 主走査モーター
606 モータープーリー
607 従動プーリー
608 タイミングベルト
609 ホームポジションセンサ
610 遮蔽板
611 被記録媒体
612 給紙モーター
613 ピックアップローラー
614 搬送ローラー
615 LFローラー
616 ペーパーエンドセンサ
702 インクジェット記録チップ
703 吐出口列
704 吐出口列
705 吐出口列
706 電気配線テープ
707 外部信号入力端子
708 封止材
709 ケース
710 フタ
801 泡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Tank case 102 Cover 103 Ink absorber 104 Filter 105 Ink flow path 106 Inkjet recording chip 107 Ink injection needle 108 Ink injector 109 Cap 110 Arrow representing ink flow 111 Inkjet recording cartridge 112 Ink injection hole 113 Ink 201 flow path Member 202 Ink 203 Meniscus 301 Meniscus 401 Discharge port ridge line (R)
402 Meniscus 403 Foreign object 501 Ink ejection port (for 5 pl)
502 Ink ejection port (for 2 pl)
601 Inkjet recording cartridge 602 Inkjet recording cartridge 603 Carriage 604 Guide shaft 605 Main scanning motor 606 Motor pulley 607 Driven pulley 608 Timing belt 609 Home position sensor 610 Shield plate 611 Recording medium 612 Paper feed motor 613 Pickup roller 614 Transport roller 615 LF roller 616 Paper end sensor 702 Inkjet recording chip 703 Discharge port array 704 Discharge port array 705 Discharge port array 706 Electrical wiring tape 707 External signal input terminal 708 Sealing material 709 Case 710 Cover 801 Foam

Claims (7)

インクと前記インクを保持するためのインク吸収体を内包したインク容器と、前記インク容器から供給されるインクを吐出させるためのエネルギー発生手段と、インクを吐出させるインク吐出口を備えたインクジェット記録チップと、前記インク容器から前記インクジェット記録チップへのインク供給経路中にフィルタを備えたインクジェット記録カートリッジへのインク注入方法であり、インク注入時、インクを吐出させるためのインク吐出口部を気体によりインクジェット記録カートリッジ内部方向に加圧してインクを注入することを特徴としたインク注入方法。   Inkjet recording chip comprising an ink container containing ink and an ink absorber for holding the ink, energy generating means for ejecting ink supplied from the ink container, and an ink ejection port for ejecting ink And an ink injection method into an ink jet recording cartridge provided with a filter in an ink supply path from the ink container to the ink jet recording chip. When ink is injected, an ink discharge port for discharging the ink is ejected by gas. An ink injection method characterized by injecting ink by applying pressure to the inside of a recording cartridge. 前記加圧圧力は前記フィルタのメニスカス力より弱いことを特徴とした請求項1に記載のインク注入方法。   The ink injection method according to claim 1, wherein the pressurizing pressure is weaker than a meniscus force of the filter. 前記インク注入時の加圧圧力は前記インク吐出口で発生するインクのメニスカス力より弱い圧力であることを特徴とした請求項1に記載のインク注入方法。   2. The ink injection method according to claim 1, wherein the pressurizing pressure at the time of ink injection is weaker than the meniscus force of the ink generated at the ink discharge port. 前記インク注入は少なくとも1度インクを注入されたインクジェット記録カートリッジへの再インク注入であることを特徴とした請求項1から3のいずれかに記載のインク注入方法。   4. The ink injection method according to claim 1, wherein the ink injection is re-ink injection into an ink jet recording cartridge into which ink has been injected at least once. 前記インクジェット記録カートリッジは複数色のインクを吐出させることを特徴とした請求項1から4のいずれかに記載のインク注入方法。   5. The ink injection method according to claim 1, wherein the ink jet recording cartridge ejects a plurality of colors of ink. 前記インクジェット記録カートリッジは複数種の吐出量のインクを吐出するための、吐出口面積が異なる吐出口を持ち、前記加圧圧力は吐出口面積の大きな方のメニスカスより弱いことを特徴とした請求項1、3、4、5のいずれかに記載のインク注入方法。   The ink jet recording cartridge has discharge ports with different discharge port areas for discharging a plurality of types of discharge amounts of ink, and the pressurizing pressure is weaker than a meniscus having a larger discharge port area. The ink injection method according to any one of 1, 3, 4, and 5. 前記インクジェット記録カートリッジの吐出口を加圧するために用いる気体は不活性ガスであることを特徴とした請求項1から6のいずれかに記載のインク注入方法。   The ink injection method according to claim 1, wherein the gas used to pressurize the discharge port of the ink jet recording cartridge is an inert gas.
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