JP2618008B2 - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体噴射記録ヘッドに関し、詳しくは液体
を吐出して記録を行うインク吐出部とインク吐出部に供
給する記録液（以下でインクという）を収納したインク
収容部とが一体に構成された液体噴射記録ヘッドに関す
る。

［従来の技術］ 従来のこの種の記録ヘッドを第９図に示す。これらの
図において、101はインク収容部（以下ではインクタン
クという）102とインク吐出機能を有するインク吐出部1
03とが一体に構成された記録ヘッド、104は、そのイン
ク吐出部103のインク吐出面に設けられたインク吐出口
である。インクタンク102はその外筐となる筐体106と蓋
107とで構成されており、内部にはインクが急激な振動
等によって移動したり外部に漏出しないようにインク担
持体として多孔質体108が充填されていて、この多孔質
体108のインク担持部109にインクを含浸させておくこと
により、そのインクがインク吐出部103に供給されるよ
うに構成されている。110はインクタンク102を大気に連
通させるための通気孔てあり、この通気孔110によりタ
ンク内部の圧力が一定に保たれる。

また、111は多孔質体108の通気孔110側を撥インク処
理した撥液部であり、この撥液部111によりインクが通
気孔110を介して外部に漏洩するのを防止している。

そこで、このように構成された記録ヘッド101では不
図示のキャリッジに搭載され移動させられる間に記録ヘ
ッド101からインク滴112を飛翔させ記録シート113上に
記録がなされる。また、インクタンク102内ではインク
が消費されるに従い、インク担持部109に通気孔110を介
して空気が供給され、常に一定した内圧に保たれること
からインク吐出特性を最適の状態に保つことができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来の一体型液体噴射
記録ヘッド101では、インクタンク102内に装填された多
孔質体108にインクを含浸させておくことによって、イ
ンクを保持させており、しかもインクタンク102は通気
孔110を有しているために、記録ヘッド101に振動や衝撃
等が加わった場合、インク担持部109に保持されたイン
クが撥液部111で防止し切れず空間114に流れ出たり、あ
るいは記録ヘッド１を取扱っている途中、不用意に筐体
106に圧力がかかることでこのようなインクが通気孔110
から漏れる虞があり、記録装置の内外を汚したり、操作
者の手や衣服を汚し、また、時には不図示の電気接続部
にかかるインクが付着して装置を破壊する等の虞があっ
た。

本発明の目的は、上述した従来の課題に着目し、その
解決を図るべく、インクの充填効率がよく、取扱いや振
動，衝撃によってインクが通気孔から洩れたりする虞の
ない信頼性が高く使い勝手の良い液体噴射記録ヘッドを
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、液体を吐出
するための吐出口と、吐出口に対応して設けられ液体の
吐出に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生
素子とを有する記録ヘッド部と、記録ヘッド部に供給す
る液体を収容する液体収容部とを有する記録ヘッドにお
いて、タンク内に大気に連通させる通気孔を有する通気
室とを備え、通気室内に撥液性の多孔質体を装填したこ
とを特徴とする。

さらに本発明の別の形態は通気孔の周囲部を通気室内
に突出させ、周囲部の先端が多孔質体に当接されている
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば撥液性の多孔質体が装填された通気室
を介して大気が液体収容部に連通されるようにしたの
で、記録ヘッドに振動や衝撃が加わったり、急激に移動
させる所作をしたときにも、液体収容部に収容された記
録液が外部に漏出することが防止される。

さらに本発明の別の形態によれば、大気に連通する通
気孔の周囲部を通気室に向けて突出させ、その突出させ
た通気孔の周囲部を撥液性の多孔質体に当接させるよう
にしたことによって、記録液が仮に通気室に浸入してき
て、壁に伝って通気孔の周囲に達したとしても、その周
囲部が突出されており、しかもその先端が撥液性の多孔
質体に圧接しているので、記録液が通気孔から外部に漏
れる虞が全くなく、使い勝手の良い信頼性の高い液体噴
射記録ヘッドを提供することが可能となった。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具
体的に説明する。

第1A図〜第1D図は本発明の一実施例を示す。第1A図に
おいて、１は内部に吐出エネルギー発生素子を有し、イ
ンク吐出機能を具えたインク吐出ユニット２とインクタ
ンク３とを筐体４を介して一体としたカートリッジ形態
の記録ヘッドであり、そのインクタンク３とインク吐出
ユニット２が装着されるユニット装着室５とは仕切壁６
で隔絶されている。また、７はインクタンク３との間に
Ｕ字型の連通溝８を有する通気室であり、後述するよう
にしてこの通気室７を介して、インクタンク３と大気と
の間に空気を連通させることができる。

なお、９はインク吐出口、また、第1B図において10は
筐体４上に後述するようにして接合付着される蓋、11は
タンク吐出ユニット２に設けられた信号供給用の電極部
であり、電極部11は不図示の配線と接続可能なようにユ
ニット装着室５の底部がくりぬかれ、その凹部4Aに露出
されている。さらにまた、第1A図において、12,13およ
び14はいずれも弾性を有する多孔質体（以下では多孔質
部材という）であり、発泡ウレタン、発泡パルプ、発泡
PVA（ポリビニルアルコール）等で形成され、互いに異
なったインク保持性およびインク充填効率または撥イン
ク性を具えている。

すなわち、通気室７に装填される多孔質部材12は撥イ
ンク処理によって撥インク性を有し、空気は流通させる
がインクは受付けない。また、多孔質部材14は多孔質部
材13に比してインク充填率は低いがインク保持性が大き
い。そこで、これらの多孔質部材12,13および14は第1A
図に示すようにしてインクタンク３内と通気質７に装填
された上、第10図に示す蓋10を押付けるようにして第1D
図に２点鎖線で示す溶接線Ｗに沿って超音波溶着等によ
り液密性の高い接着が行われる。

なお、インクタンク３内の周囲壁、底部および蓋10の
内側にはそれぞれ対応する位置に、先端を鋭利に尖らせ
たリブ4Bおよび10Bが形成させており、多孔質部材13お
よび14がインクタンク３内に封入された状態においては
リブ4Bおよび10Bの先端がこれらの多孔質部材13,14に喰
い込むことによって、タンク３内の空気や気泡31が壁と
多孔質部材との間を伝ってインク吐出ユニット２側に浸
入するのを阻止している。（第２図参照）。

さらにまた第1A図において、1Aは記録ヘッド１を不図
示のキャリッジに搭載するときにキャリッジと係合させ
る固定ピン、1Bはそのときの位置決め用のリブ、1Cは後
述するようにして記録ヘッド１にインクを充填するとき
に使用されるインク充填孔であり、ユニット装着室５の
上縁部にはインク吐出ユニット２を室５に装入した状態
で固定するための固定爪15が設けられている。

ついで、第3A図および第４図により通気室７の構成を
詳しく説明する。蓋10の通気室７の上部には先に第1D図
で示したように通気孔16が設けられていて、その通気孔
16の周囲は第３図および第４図に示すように円錐状の突
起17に形成されて、通気室７内に突出している。また、
これらの図において、18は蓋10からインクタンク３側の
下方に向けて突設された小壁であり、この小壁18の下方
の位置に半円型の切欠き18Aが設けられており、この切
欠き18Aと連通溝８とで円形の連通孔19が形成されるよ
うに構成されている。

そこで、このような通気室７に第４図に示すように撥
インク性を有する多孔質部材12を充填し、上方から蓋10
で密封すると、円錐状突起17の先端開口部17Aが撥イン
ク性多孔質部材17に喰い込むように押圧される。従っ
て、いま仮に第３図に示すインクタンク３側から連通孔
19を介して通気区画７にインクが浸入してきたとしても
多孔質部材12が撥インク性を有するために、多孔質部材
12に浸透することがない。

また、通気室７内の壁を伝って浸入してきたとしても
突起部17が内部に突設されており、その先端に通気孔の
開口部17Aが開口されていて、しかもその開口部17Aには
多孔質部材12が喰込むようにして密着しているので通気
孔16から外部にインクの漏れるようなことがない。

第3B図はインクタンク３と通気室７との間の仕切壁17
に連通孔19を直接穿設した例を示し、そのインク洩れ防
止の効果については同様なのでその説明を省略する。な
お、本例のように構成すれば蓋10側に第3A図に示したよ
うな小壁18を設ける必要がない。

本願人は、第3A図，第3B図および第４図に示した通気
室７での通気孔16および突起17について、一例として第
3C図に示すような寸法を設定した。なお、突起17の先端
に設ける開口部17Aの内径Φ_１は0.3mmとしたが、約0.3
〜1.5mmの範囲に選択することができる。ただし、これ
以下に細いと通気が順調が行われなくなる虞があり、ま
た、これ以上ではインクが漏れ易くなる虞がある。同様
に、突起17の突出高さh₁については約2.0〜5.0mmの範囲
で選択することができるが、同様の理由から第3C図に示
したような寸法とすることが好適である。また突起17の
絞り角αは必らずしも30゜である必要はなく、ほぼこの
ような角度であればよい。

次に、第5A図，第5B図および第６図に従って、インク
タンク３からインク吐出ユニット２へのインクが供給さ
れる経路について説明する。これらの図において、21は
筐体４の底部に設けられたインク通路、22Aはインク通
路21に連通し、インクタンク３側に開口するインク供給
口（以下でタンク側供給口という）、22はそのインク供
給口の周囲を取囲み、先端が円錐台状に形成された突起
部である。

また、インク通路21の他方の端部にはインク充填孔1C
が設けられていて、後述するようにして、インク充填孔
1Cを介してインクが記録ヘッド１に充填されたあとは、
第６図に示す球体23によって、充填孔1Cが閉成される。
24Aはユニット装着室５の側に開口するインク供給口
（以下でヘッド側供給口という）であり、24はヘッド側
供給口24Aの周囲を取囲むにようにして、先端が円錐台
状に形成された突起部である。

この突起部24にインク吐出ユニット２が装着され、位
置決めされるが、インク吐出ユニット２の底部には突起
部24に嵌合するインク受入れ口25が設けてあり、インク
受入れ口25の周囲には凹部26が形成されていて、この凹
部26にシール部材27を介装することにより、インクタン
ク３側から供給されるインクがユニット装着室５内に漏
れないようにしている。なお、インク吐出ユニット２
は、装着室５内に固定爪15によって固定されるが、その
際Ｂ方向の圧接力が与えられることによりシート部材27
を変形させ、封止効果を十分に高めることができる。

一方、インクタンク３にはタンク側供給口22Aの周囲
を被包するようにして多孔質部材14が封入されており、
さらにこの多孔質部材14の周囲には第1A図に示したよう
に、多孔質部材13が収容されている。しかしてここで、
多孔質部材14の方は、多孔質部材13よりその非独立の空
孔径が小さく、従ってインクを吸収して保持する力が強
い。一方、多孔質部材13の方は多孔質部材14に比してイ
ンク収容力が大きいがその保持力は弱いので、インク吐
出ユニット２の側でインクが消費されるに従い、多孔質
部材13に保持されているインクは多孔質部材14に移行
し、多孔質部材14から供給口22A,インク通路21およびヘ
ッド側供給口24Aを経てインク吐出ユニット２に供給さ
れる。

また、インクタンク３内に収容された多孔質部材13や
14は周囲のリブ4Bや10Bが喰い込む形で保持されてお
り、かつ、タンク側供給口22Aは突起22の先端に開口さ
れていて、これに多孔質部材14が密着しているので、気
泡がタンク内壁面を伝ってインク吐出ユニット２側に浸
入するのを防止することができる。

ついで、第７図により、記録ヘッド１にインクを注入
充填する動作について説明する。インクの注入は、記録
ヘッド１が一体に組立て構成された後に行われるもの
で、インクタンク３および通気室７には多孔質部材13,1
4および12がそれぞれ装填され、さらにユニット装着質
５にはインク吐出ユニット２が装着された上、蓋10が超
音波溶着等により取付けられた後で実施される。

それには、先づインク充填孔1Cにインク注入パイプ30
が挿入取付けられ、この注入パイプ30を介してインクが
注入されるが、このときインク吐出ユニット２内の空気
は、インク吐出口９（第1A図参照）から外部に排出され
る。また、インクタンク３にはインク通路21を介してイ
ンクが送り込まれることにより、インクは多孔質部材14
および13に順次浸透してゆき、内部の空気は隣接する通
気室７を経て蓋10に設けられた通気孔16から排出され
る。

かくして、多孔質部材13および14によってインクが、
十分に保持されたならば、インク注入パイプ30を取外
し、そのあと、球体23をインク充填孔1Cに圧入して、イ
ンクが外部に漏れないよう処置すればよい。

そこで、このように構成した液体噴射記録ヘッド１で
はインクタンク３の大半の空間を占める多孔質部材13に
よって十分高い充填率でインク量を収容することがで
き、このインクが同じ水頭でも保持力の高い多孔質部材
14に移行されながらインクの吐出に応じてインク吐出ユ
ニット２に供給されるもので、通気孔10および通気室７
を介して、空気がインクタンク３内に補充されることよ
り、タンク内は圧力が常に一定に保たれ、最適のインク
吐出特性をインク吐出ユニットすなわち記録ヘッド部２
に保持させることができる。また、キャリッジの移行に
伴う振動等によってタンク内にインクが動揺し波立つの
を防止することができる。さらにまた、通気室７に収納
された撥インク性の多孔質部材12を介して空気がインク
タンク３内に取込まれるように構成されており、しかも
通気質７では通気孔16が内側に向けて突設した突起17の
先端で開口し、この先端開口部17Aに撥インク性の多孔
質部材12が喰い込むように密着されているので、万一、
インクタンク３の側から第３図に示した仕切壁17の連通
孔19を介してインクが通気室７の側に浸入してきたとし
ても、そのインクは多孔質部材12には浸透せず、また、
壁面に沿って流れたとしても突起17によって阻まれ、外
部に漏出するようなことがない。

第８図は本発明の他の実施例を示す。本例は通気室７
に向けて蓋10の裏面側から突出させる突起17の形状を円
錐台形状に代えて円筒形状としたもので、その他の構成
については先に述べてきた実施例と変わるところがな
い。このように構成しても突起部17を多孔質部材12に喰
い込ませるようにして、その先端開口部17Aを圧接させ
ることができるのでインク洩れに対し同様な効果を得る
ことができる。

さらにまた、以上の実施例では通気室を覆蓋している
蓋に通気孔を設け、その周りに突起を設けたが、このよ
うな通気孔および突起を形成する位置は蓋に限られるも
のではなく、例えば通気室の他に支障のない外部の側壁
に設けるようにしてもよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、記録液収
容部に連通し、撥液性のある多孔質体が装填された通気
室を筐体内に設け、該筐体には大気を通気室に連通する
通気孔を設けると共に、さらにはその通気孔の周囲部を
通気室に向けて突出させ、突出させた通気孔の周囲部先
端を上記の多孔質体に当接させるようにしたので、記録
液収容部内の記録液が通気孔を介して外部に漏洩する虞
がなくなり、装置や操作者の衣服や手を汚すことのない
使い勝手の良い信頼度の高い液体噴射記録ヘッドを提供
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第1A図は本発明液体噴射記録ヘッドの構成の一例を示す
斜視図、 第1B図は第1A図の外観を背面側から見て示す斜視図、 第1C図は本発明にかかる蓋の内面を示す斜視図、 第1D図は第1A図の外観を上面側から見て示す斜視図、 第２図は本発明にかかるリブ近傍の断面図、 第3A図および第3B図は本発明にかかる通気室の構成の２
例をそれぞれ破砕して示す斜視図、 第3C図は本発明の一実施例として通気室内の通気孔の寸
法を示す図、 第４図は本発明にかかる通気室の断面図、 第5A図は本発明にかかるインク通路関係の構成を示す斜
視図、 第5B図は第5A図の断面を示す斜視図、 第６図は本発明にかかるインク通路によるインク供給動
作の説明図、 第７図は本発明にかかるインク注入動作の説明図、 第８図は本発明の他の実施例による通気室の断面図、 第９図は従来の液体噴射記録ヘッドの構成の一例を示す
断面図である。 １……記録ヘッド、 1A……固定ピン、 1B……位置決め用リブ、 1C……インク充填孔、 ２……インク吐出ユニット、 ３……インクタンク ４……筐体、 4B,10B……リブ、 ５……ユニット装着室、 ７……通気室、 ８……通気溝、 ９……インク吐出口、 10……蓋、 11……電極部、 12,13,14……多孔質部材、 15……固定爪、 16……通気孔、 17,22,24……突起、 17A……先端開口部、 19……通気孔、 21……インク通路、 22A,24A……インク供給口、 23……球体、 25……インク受入れ口、 27……シール部材、 30……インク注入パイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−18349（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−104965（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34353（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−158738（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を吐出するための吐出口と、該吐出口
   に対応して設けられ液体の吐出に利用されるエネルギー
   を発生するエネルギー発生素子とを有する記録ヘッド部
   と、 前記記録ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容部
   と、 を有する記録ヘッドにおいて、 前記タンク内に大気に連通させる通気孔を有する通気室
   とを備え、 前記通気室内に撥液性の多孔質体を装填したことを特徴
   とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】前記通気孔の周囲部を前記通気室内に突出
   させ、該周囲部の先端が前記多孔質体に当接されている
   ことを特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
3. 【請求項３】前記エネルギー発生素子は液体の吐出の利
   用される熱エネルギーを発生する電気・熱変換体である
   ことを特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。