JP2958392B2 - Ink tank for inkjet printer - Google Patents
Ink tank for inkjet printerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに用いられるカートリッジ化されたインクタンクに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cartridge-type ink tank used for an ink jet printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェットプリンタのインクカート
リッジにおいては、プリンタの構成上インクタンクのイ
ンク液面が記録ヘッドもノズル面より高くなることがあ
る。このような場合には、記録ヘッドのノズル面には高
さの相違による水頭差圧が加わり、ノズルよりインクが
流出する。これを防止するために、インクタンク内に負
圧を与える方法が用いられており、負圧発生手段を必要
とした。2. Description of the Related Art In an ink cartridge of an ink jet printer, the ink level of an ink tank may be higher than the nozzle level of a recording head due to the structure of the printer. In such a case, a water head pressure difference due to a difference in height is applied to the nozzle surface of the recording head, and ink flows out of the nozzle. In order to prevent this, a method of applying a negative pressure in the ink tank is used, and a negative pressure generating means is required.
【0003】インクタンク内にインクを収容しておく方
法としては、特開昭63−87242号公報や、特開平
2−34349号公報に記載されているように、インク
タンク内にスポンジなどの多孔性部材を配置し、その毛
細管力を利用してインクを保持させる方法が一般的であ
り、広く用いられている。As a method of storing ink in an ink tank, as described in JP-A-63-87242 and JP-A-2-34349, a porous material such as a sponge is provided in the ink tank. In general, a method of arranging an elastic member and holding ink by utilizing the capillary force is widely used.
【0004】しかしながら、この方法では、スポンジに
インクを完全に充填することができず、インクタンクの
容積の70%程度しかインクが入らないという問題があ
り、しかも、スポンジに充填されたインクの一部はスポ
ンジに残留してしまい、充填されたインクの80%程度
しか使用されないという問題がある。このため、インク
タンクの容積の利用効率は、50〜60%程度しかな
く、カートリッジの小型化が困難であった。[0004] However, this method has a problem that the sponge cannot be completely filled with ink, and only about 70% of the volume of the ink tank can be filled with ink. The portion remains on the sponge, and there is a problem that only about 80% of the filled ink is used. For this reason, the utilization efficiency of the volume of the ink tank is only about 50 to 60%, and it has been difficult to reduce the size of the cartridge.
【0005】また、特開昭62−231759号公報に
記載されているように、インクタンクと記録ヘッド間に
圧力調整弁を設ける方法も提案されているが、この方法
は、弁の破損やゴミ等による詰まりなどにより、圧力調
整弁の故障が生じやすく、故障した場合にインクタンク
からインク漏れを生じるため、実際の使用に適さなかっ
た。Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-231759, a method of providing a pressure regulating valve between an ink tank and a recording head has been proposed. The pressure regulating valve is liable to fail due to clogging or the like due to clogging, etc., and if the failure occurs, ink leaks from the ink tank, which is not suitable for actual use.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、記録ヘッドに供給するイン
ク圧力を適正なものとすることができ、それにより、イ
ンクの利用効率が高く、かつ、信頼性を高くすることが
できるインクジェットプリンタのインクタンクを提供す
ることを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to make the ink pressure supplied to the recording head appropriate, thereby increasing the efficiency of ink use. It is another object of the present invention to provide an ink tank for an ink jet printer that can improve reliability.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、記録ヘッド部
分とインクタンクとが分離可能に構成されたインクジェ
ットプリンタのインクタンクにおいて、前記インクタン
クは主にインクを貯留し大気との開口を有する第1の室
と、記録ヘッドとのジョイント部と多孔性部材を有する
密閉された第2の室と、一端側が前記第1の室のインク
内に開口し他端側が前記第2の室にインクを滴下するよ
う配置された毛細管を有することを特徴とするものであ
る。According to the present invention, there is provided an ink jet printer having an ink tank in which a recording head portion and an ink tank are separable, wherein the ink tank mainly stores ink and has an opening to the atmosphere. A first chamber, a sealed second chamber having a joint portion with a recording head and a porous member, one end of which opens into the ink of the first chamber, and the other end of which opens the ink in the second chamber. Characterized by having a capillary tube arranged so as to drip.
【0008】[0008]
【作用】インクタンクの第1の室にはインクが蓄えら
れ、毛細管の一端側がインク内に開口し、他端側は第2
の室に開口している。第1の室は大気に開放されてお
り、第2の室は密閉されている。したがって、第2の室
の毛細管端部には、インク液面と毛細管端の高低差と、
大気と第2の室の差圧が作用する。第2の室は、ジョイ
ント部を介して記録ヘッドに接続されており、ジョイン
ト部近傍には多孔性部材が配置されている。記録ヘッド
に作用するインク圧は、ノズル面と多孔性材の高低差
と、大気と第2の室の差圧と、多孔性材の毛細管力の和
である。第2の室の、毛細管端部のインクは、通常は、
自身の表面張力によって毛細管端部に保持されている。
印字によってインクが消費され、第2の室の多孔性材か
ら記録ヘッドにインクが送られると、毛細管のインクが
移動しない限り、第2の室は負圧になる。第2の室の負
圧が大きくなると、毛細管端部の表面張力による釣合が
くずれ、毛細管端からインクが流出し、液滴を形成する
ようになり、最終的に滴下して、第2の室にインクが供
給される。このインク供給によって第2の室の負圧が緩
和されると、毛細管端部の表面張力による釣合が回復
し、インクの供給が停止する。The ink is stored in the first chamber of the ink tank. One end of the capillary tube is opened in the ink, and the other end is the second chamber.
Open to the room. The first chamber is open to the atmosphere and the second chamber is closed. Therefore, at the capillary end of the second chamber, there is a height difference between the ink liquid level and the capillary end,
The pressure difference between the atmosphere and the second chamber acts. The second chamber is connected to the recording head via a joint, and a porous member is arranged near the joint. The ink pressure acting on the recording head is the sum of the height difference between the nozzle surface and the porous material, the pressure difference between the atmosphere and the second chamber, and the capillary force of the porous material. The ink at the capillary end of the second chamber is usually
It is held at the capillary end by its own surface tension.
When ink is consumed by printing and ink is sent from the porous material in the second chamber to the recording head, the second chamber is under negative pressure unless the ink in the capillary moves. When the negative pressure in the second chamber increases, the balance due to the surface tension at the end of the capillary is lost, and ink flows out from the end of the capillary to form droplets. The chamber is supplied with ink. When the negative pressure in the second chamber is alleviated by this ink supply, the balance due to the surface tension of the capillary end is restored, and the supply of the ink is stopped.
【0009】このようにして、第1の室と第2の室とを
接続する毛細管によって、第1の室に蓄えられたインク
が第2の室に供給される。第1の室から記録ヘッドまで
のインク流路中に、表面張力による圧保持部を設け、第
2の室において印字時と同じ重力配置において、毛細管
力を一度遮断することで、第1の室と記録ヘッドの高低
差の圧力(正圧)が記録ヘッドに作用するのを防ぎ、第
2の室の多孔性材の保持圧力(負圧)を記録ヘッドに作
用させ、記録ヘッドには、印字に適した負圧が与えられ
る。In this way, the ink stored in the first chamber is supplied to the second chamber by the capillary tube connecting the first chamber and the second chamber. A pressure holding unit is provided in the ink flow path from the first chamber to the recording head by surface tension, and the capillary force is cut off once in the second chamber in the same gravitational arrangement as at the time of printing. To prevent the pressure (positive pressure) of the height difference between the recording head and the recording head from acting on the recording head, and apply the holding pressure (negative pressure) of the porous material in the second chamber to the recording head. A suitable negative pressure.
【0010】[0010]
【実施例】図1は、本発明のインクタンクの第1の実施
例の概略を示す断面図である。図中、1は記録ヘッド
部、2はヘッドチップ、3はハウジング、4はヒートシ
ンク、5はマニホールド、6はジョイントパッキング、
7はプリント配線基板、8はハウジングガイド、10は
インクタンク部、11は第1の室、12は大気連通孔、
13は膜部材、14は毛細管、15は第2の室、16は
多孔性部材、17はジョイント部、20はインクであ
る。記録ヘッド部1とインクタンク部10とは分離可能
に構成されており、インクタンク部10のケーシング
が、記録ヘッド部1のハウジング3に形成されたハウジ
ングガイド8に案内されて位置決めされる。記録ヘッド
部1のハウジング3には、ヘッドチップ2が取り付けら
れたヒートシンク4と、ヘッドチップ2に電気信号を供
給するプリント配線基板7、および、ヘッドチップ2に
インクを供給するマニホールド5が取り付けられてお
り、また、ハウジングガイド8が形成されている。ヘッ
ドチップ2には、多数のノズル(図示せず)が高密度で
形成されている。この実施例では、128個のノズルが
300spiの密度で形成されている。各ノズルには、
通電によって気泡を発生させ、インク滴を噴射するため
の発熱体(図示せず)が設けられている。図1において
は、インク滴の噴射は下向きに行なわれる。FIG. 1 is a sectional view schematically showing an ink tank according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a recording head, 2 is a head chip, 3 is a housing, 4 is a heat sink, 5 is a manifold, 6 is joint packing,
7 is a printed wiring board, 8 is a housing guide, 10 is an ink tank section, 11 is a first chamber, 12 is an air communication hole,
13 is a membrane member, 14 is a capillary tube, 15 is a second chamber, 16 is a porous member, 17 is a joint, and 20 is ink. The recording head unit 1 and the ink tank unit 10 are configured to be separable, and the casing of the ink tank unit 10 is positioned by being guided by a housing guide 8 formed on the housing 3 of the recording head unit 1. A heat sink 4 to which the head chip 2 is attached, a printed wiring board 7 for supplying an electric signal to the head chip 2, and a manifold 5 for supplying ink to the head chip 2 are attached to the housing 3 of the recording head unit 1. And a housing guide 8 is formed. A large number of nozzles (not shown) are formed in the head chip 2 at a high density. In this embodiment, 128 nozzles are formed at a density of 300 spi. Each nozzle has
A heating element (not shown) is provided for generating bubbles by energization and ejecting ink droplets. In FIG. 1, the ejection of ink droplets is performed downward.
【0011】インクタンク10は、インク20を貯蔵す
る第1の室11と多孔性部材16を有する第2の室15
とからなっている。多孔性部材16としては、この実施
例では、平均ボアサイズが200μmのウレタンフォー
ムを用いた。インクタンク10は、ポリエチレンテレフ
タレート(PET)で形成した。第1の室11には、第
1の室の圧力を大気圧に等しく保つための大気連通孔1
2が設けられており、大気連通孔12の下部には、イン
ク20が大気連通孔12から流出するのを防ぐため、空
気のみを通し、インクを通さない膜部材13が配置され
ている。第2の室15の下側には、記録ヘッド部1との
接続を行なうジョイント部17が設けられている。第1
の室11と第2の室15とは、毛細管14によって連結
されており、第2の室15は、毛細管14とジョイント
部17とを封鎖すると密閉状態となる。毛細管14の一
方の端部は、第1の室11の底部にまで延びている。こ
の端部に対向する第1の室11の底部壁に窪みを設けて
おくと、インク切れとなるときのインクの残量を少なく
できる。毛細管14の他方の端部は、第2の室15の空
間に突出しており、インクタンクの使用時に、他方の端
部は突出部として形成され、その先端からインク滴が多
孔性部材16に滴下するように配置されている。毛細管
14は、本体が内径200μmのステンレス(SUS)
パイプであり、突出部は、先端外形が300μm、内径
100μmのガラスで構成されている。The ink tank 10 has a first chamber 11 for storing ink 20 and a second chamber 15 having a porous member 16.
It consists of In this example, urethane foam having an average bore size of 200 μm was used as the porous member 16. The ink tank 10 was formed of polyethylene terephthalate (PET). The first chamber 11 has an atmosphere communication hole 1 for keeping the pressure of the first chamber equal to the atmospheric pressure.
2 is provided, and a film member 13 that allows only air and does not allow ink to pass therethrough is disposed below the atmosphere communication hole 12 in order to prevent the ink 20 from flowing out from the atmosphere communication hole 12. Below the second chamber 15, there is provided a joint 17 for connection with the recording head 1. First
The chamber 11 and the second chamber 15 are connected by a capillary 14, and the second chamber 15 is closed when the capillary 14 and the joint 17 are closed. One end of the capillary 14 extends to the bottom of the first chamber 11. If a depression is provided in the bottom wall of the first chamber 11 facing this end, the remaining amount of ink when the ink runs out can be reduced. The other end of the capillary 14 protrudes into the space of the second chamber 15, and the other end is formed as a protrusion when the ink tank is used, and ink droplets drop onto the porous member 16 from the tip. It is arranged to be. The capillary 14 is made of stainless steel (SUS) whose main body has an inner diameter of 200 μm.
It is a pipe, and the protruding portion is made of glass having a tip outer shape of 300 μm and an inner diameter of 100 μm.
【0012】動作について説明する。まず、インクタン
ク部10が、記録ヘッド部1から分離している場合につ
いて説明する。毛細管14には、その毛細管力によって
インクが充填されている。第1の室11および第2の室
15は大気圧と等しく、毛細管14の先端には、インク
20の液面と毛細管14の先端との高低差分の圧力が作
用している。この圧力は、毛細管14の先端でのインク
の表面張力による力と釣合い、インクは毛細管14の内
側で保持されている。インクタンク部10の幾何学的デ
ィメンションは、インクタンク部10をいかなる向きに
置いても、インクが毛細管14の内側で保持されるよう
に設計される。インクタンクに振動が加えられた場合
も、毛細管14の内部の流路抵抗が大きく、振動加速度
の作用時間が短いため、インクは毛細管14の内側で保
持される。したがって、第1の室11のインクが第2の
室に移動することはない。The operation will be described. First, a case where the ink tank unit 10 is separated from the recording head unit 1 will be described. The capillary 14 is filled with ink by the capillary force. The pressure in the first chamber 11 and the second chamber 15 is equal to the atmospheric pressure, and a pressure difference between the liquid level of the ink 20 and the tip of the capillary 14 acts on the tip of the capillary 14. This pressure balances the force due to the surface tension of the ink at the tip of the capillary 14, and the ink is held inside the capillary 14. The geometric dimensions of the ink tank section 10 are designed such that ink is retained inside the capillary tube 14 regardless of the orientation of the ink tank section 10. Even when vibration is applied to the ink tank, the ink is held inside the capillary tube 14 because the flow resistance inside the capillary tube 14 is large and the action time of the vibration acceleration is short. Therefore, the ink in the first chamber 11 does not move to the second chamber.
【0013】次に、インクタンク部10を記録ヘッド部
1に取り付けた場合について説明する。マニホールド5
は、この実施例では、ポリエーテルスルホン(PEC)
で形成され、先端部は、ステンレス(SUS)で形成さ
れている。この先端部は、ジョイント部17の開口部よ
り多孔性部材16に差し込まれ、ジョイント部は、ジョ
イントパッキング6で密閉される。ジョイントパッキン
グ6には、ブチルゴムを用いた。インクタンク部10を
記録ヘッド部1に取り付けた後、初期充填のためにヘッ
ドチップ2のノズル部より負圧を作用させると、第2の
室15の圧力が低下する。第1の室11と第2の室15
との圧力差が、毛細管14の先端でのインクの表面張力
による力を上回ると、毛細管14の先端からインクが流
出し、多孔性部材16に滴下する。滴下したインクは、
多孔性部材16を充填し、マニホールド5を介してヘッ
ドチップ2へ送られる。ヘッドチップ2のノズル部に作
用する負圧を止めると、第2の室15の圧力は、インク
の滴下に伴って大気圧に近づき、第1の室11と第2の
室15との圧力差が、毛細管14の先端でのインクの表
面張力と釣り合うとインクの滴下は停止する。この時、
第2の室15の圧力は、大気圧に近い弱い負圧である。
ヘッドチップ2のノズル部に働くインクの圧力は、第1
の室11のインク20の液面とノズル面との高低差圧
と、多孔性部材16の保持圧と第2の室の圧力の差であ
り、この値が、印字に適した値、例えば、−20〜−1
30mmH2 Oとなるように、多孔性部材16のボアサ
イズを選択している。Next, a case where the ink tank unit 10 is attached to the recording head unit 1 will be described. Manifold 5
Is a polyethersulfone (PEC) in this example.
The tip is formed of stainless steel (SUS). This tip is inserted into the porous member 16 through the opening of the joint 17, and the joint is sealed with the joint packing 6. Butyl rubber was used for the joint packing 6. When a negative pressure is applied from the nozzle portion of the head chip 2 for initial filling after the ink tank unit 10 is attached to the recording head unit 1, the pressure in the second chamber 15 decreases. First chamber 11 and second chamber 15
When the pressure difference exceeds the force caused by the surface tension of the ink at the tip of the capillary 14, the ink flows out from the tip of the capillary 14 and drops on the porous member 16. The dropped ink is
The porous member 16 is filled and sent to the head chip 2 via the manifold 5. When the negative pressure acting on the nozzle portion of the head chip 2 is stopped, the pressure in the second chamber 15 approaches the atmospheric pressure with the dropping of the ink, and the pressure difference between the first chamber 11 and the second chamber 15 is reduced. However, when the surface tension of the ink at the tip of the capillary 14 is balanced, the dropping of the ink stops. At this time,
The pressure in the second chamber 15 is a weak negative pressure close to the atmospheric pressure.
The pressure of the ink acting on the nozzle portion of the head chip 2 is the first pressure.
And the pressure difference between the pressure of the porous member 16 and the pressure of the second chamber, and this value is a value suitable for printing, for example, -20 to -1
The bore size of the porous member 16 is selected so as to be 30 mmH 2 O.
【0014】印字動作時について説明する。印字によっ
てインクが消費されると、第2の室15の多孔性部材1
6に充填されているインクがヘッドチップ2に送られ
る。これによって第2の室15の圧力が低下し、第1の
室11と第2の室15の圧力差が毛細管14の先端での
インクの表面張力による力を上回ると、毛細管14の先
端からインクが流出し、多孔性部16に滴下する。印字
が終了すると、第2の室15の圧力は、インクの滴下に
伴って大気圧に近づき、第1の室11と第2の室15の
圧力差が、毛細管14の先端でのインクの表面張力と釣
合うと、インクの滴下は停止する。このようにして、印
字によって消費したインク量とほぼ同じ量のインクが、
第1の室11から第2の室15へ供給される。The printing operation will be described. When the ink is consumed by printing, the porous member 1 of the second chamber 15 is
The ink filled in 6 is sent to the head chip 2. As a result, the pressure in the second chamber 15 decreases, and when the pressure difference between the first chamber 11 and the second chamber 15 exceeds the force due to the surface tension of the ink at the tip of the capillary 14, the ink from the tip of the capillary 14 Flows out and drops on the porous portion 16. When printing is completed, the pressure in the second chamber 15 approaches the atmospheric pressure with the dropping of the ink, and the pressure difference between the first chamber 11 and the second chamber 15 becomes the surface of the ink at the tip of the capillary tube 14. When the tension is balanced, the dropping of the ink stops. In this way, the same amount of ink as the amount of ink consumed by printing is
It is supplied from the first chamber 11 to the second chamber 15.
【0015】図2は、本発明のインクタンクの第2の実
施例の概略を示す断面図である。図中、図1と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、第2の室15を第1の室11の下側に配置した。こ
の配置では、インク20と毛細管14の先端との高低差
による圧力が大きいので、毛細管14の先端に加わる圧
力が大きい。したがって、毛細管14の先端径を第1の
実施例より小さくする必要がある。この実施例では、イ
ンクタンク部10を、よりコンパクトに形成できる利点
がある。FIG. 2 is a sectional view schematically showing an ink tank according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the second chamber 15 is arranged below the first chamber 11. In this arrangement, since the pressure due to the height difference between the ink 20 and the tip of the capillary 14 is large, the pressure applied to the tip of the capillary 14 is large. Therefore, it is necessary to make the tip diameter of the capillary tube 14 smaller than in the first embodiment. This embodiment has an advantage that the ink tank section 10 can be formed more compactly.
【0016】上述した実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明においては、第1の室から記録ヘッドに至る
インク流路を、一旦表面張力で遮断する必要があり、毛
細管先端のインク保持状態が重要である。第1および第
2の実施例においては、1本の毛細管を用いた。しか
し、1本に限られる理由はなく、2本またはそれ以上で
あってもよい。このように、毛細管として管状体を用い
た場合の毛細管の先端のインク保持は、図3に示すよう
に、毛細管14からインクのメニスカスが生じていると
き、接触角をθ,インクの表面張力をγ,毛細管の半径
をr,圧力差をPとすると P=(2γcosθ)/r であり、θ=60°、γ=30dyn/cm、r=50
μm では、保持圧力は、 P=60mm H2 Oである。As is apparent from the above description of the embodiment, in the present invention, the ink flow path from the first chamber to the recording head needs to be once interrupted by surface tension, and the ink holding at the tip of the capillary tube is required. The condition is important. In the first and second examples, one capillary was used. However, the reason is not limited to one, and two or more may be used. As described above, when the ink is held at the tip of the capillary when the tubular body is used as the capillary, as shown in FIG. 3, when the meniscus of the ink is generated from the capillary 14, the contact angle is set to θ and the surface tension of the ink is set to θ. When γ, the radius of the capillary is r, and the pressure difference is P, P = (2γ cos θ) / r, θ = 60 °, γ = 30 dyn / cm, r = 50
In μm, the holding pressure is P = 60 mm H 2 O.
【0017】図4に示すように、毛細管の外径でメニス
カスを保持している場合は、r=150μmとすれば、
保持圧力は、 P=20mm H2 O となり、1/3となってしまう。As shown in FIG. 4, when the meniscus is held at the outer diameter of the capillary, if r = 150 μm,
The holding pressure is P = 20 mm H 2 O, which is 1 /.
【0018】この毛細管の先端のインク保持状態を安定
に保つために、表面処理をほどこすことは効果的であ
る。図5に示すように、コーティングなどによって外面
を撥インク性コーティング18により表面処理を行なう
と、インクの保持は、毛細管の内壁で安定して行なわ
れ、結果として、記録ヘッドへのインク供給も安定して
行なわれる。撥インク性のコーティング材料としては、
例えば、シリコーン樹脂SR2410(東レ・ダウコー
ニング株式会社製)や、含フッ化シリコンのKP−80
1(信越化学株式会社製)などが適している。In order to stably maintain the ink holding state at the tip of the capillary, it is effective to apply a surface treatment. As shown in FIG. 5, when the outer surface is subjected to the surface treatment with the ink-repellent coating 18 by coating or the like, the ink is stably held on the inner wall of the capillary, and as a result, the ink supply to the recording head is also stabilized. It is done. As an ink-repellent coating material,
For example, silicone resin SR2410 (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.) or KP-80 of fluorinated silicon
1 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is suitable.
【0019】また、図6に示すように、毛細管14の先
端に、テーパーを付け、毛細管14の先端の外径を細く
すると、メニスカスが外径側に変化しても、その変化分
は小さいから、実効的に毛細管径の変化が小さくなり、
インク保持圧の変動を小さく抑えるのに効果的である。As shown in FIG. 6, when the tip of the capillary 14 is tapered to reduce the outer diameter of the tip of the capillary 14, even if the meniscus changes to the outer diameter side, the change is small. Effectively reduces the change in capillary diameter,
This is effective in suppressing the fluctuation of the ink holding pressure.
【0020】さらに、毛細管の管路中に圧電素子等を設
け、毛細管先端に微小な圧力の脈動を加えることは、毛
細管先端からのインクの滴下を安定に行なうことができ
る効果がある。図7に示すように、毛細管14の外周
に、径方向に伸縮する圧電素子21を設け、例えば、1
0〜20KHzの振動を与えると、滴下するインク滴の
サイズが安定化し、保持圧も一定なものにすることがで
きる。圧電素子21は、円筒状のPZTセラミックスを
用い、内側と外側に電極22が設けて、高周波交流23
を印加した。振動の振幅は、非常に小さい値でよく、毛
細管14の先端からインクが流出していなければ滴下を
起こすことがない大きさである。圧電素子の駆動は、印
字の有無に拘らず、記録ヘッドの動作時においては連続
して行なわれる。Further, providing a piezoelectric element or the like in the capillary tube and applying a small pulsation of pressure to the tip of the capillary has the effect of stably dropping ink from the tip of the capillary. As shown in FIG. 7, a piezoelectric element 21 that expands and contracts in the radial direction is provided on the outer periphery of
When a vibration of 0 to 20 KHz is given, the size of the ink droplet to be dropped is stabilized, and the holding pressure can be made constant. The piezoelectric element 21 is made of cylindrical PZT ceramics, and has electrodes 22 on the inside and the outside.
Was applied. The amplitude of the vibration may be a very small value, and is a size that does not cause dripping unless ink flows out from the tip of the capillary tube 14. The driving of the piezoelectric element is performed continuously during the operation of the recording head, regardless of the presence or absence of printing.
【0021】図8は、本発明のインクタンクの第3の実
施例の概略を示す断面図である。図中、図1と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。24は高分子
電歪板である。この実施例では、第2の実施例と同様に
第2の室15を第1の室11の下側に配置したが、第1
の室11と第2の室15との間は、微細な多数の開口を
有する高分子電歪板24によって仕切られている。多孔
性部材16としては、平均ボアサイズが200μmのポ
リビニルアルコール(PVA)フォームを用いた。イン
クタンク10の本体は、ポリエーテルサルホン(PE
S)で形成したが、これらの材料は一例であり、第1ま
たは第2の実施例で用いた材料や、他の適宜の材料を選
択することができる。FIG. 8 is a sectional view schematically showing a third embodiment of the ink tank of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 24 denotes a polymer electrostrictive plate. In this embodiment, the second chamber 15 is arranged below the first chamber 11 as in the second embodiment.
The chamber 11 and the second chamber 15 are partitioned by a polymer electrostrictive plate 24 having many fine openings. As the porous member 16, a polyvinyl alcohol (PVA) foam having an average bore size of 200 μm was used. The main body of the ink tank 10 is made of polyether sulfone (PE
Although these materials were formed in S), these materials are merely examples, and the materials used in the first or second embodiment and other appropriate materials can be selected.
【0022】高分子電歪板について、図9で説明する。
(A)図は平面図、(B)図は断面図である。厚さが1
00μmのポリフッ化ビリニデン(PVF2)25の両
面に、アルミ電極26が蒸着によって付けられ、これに
直径が50μm程度の孔27を多数設けてある。さら
に、第1の室に面する側には、レタンコーティングによ
る絶縁被覆28が、また、第2の室に面する側には、上
述したKP−801のコーティングによる撥インク処理
膜29が施されている。The polymer electrostrictive plate will be described with reference to FIG.
(A) is a plan view, and (B) is a sectional view. Thickness 1
Aluminum electrodes 26 are provided on both sides of a 00 μm polyvinylidene fluoride (PVF2) 25 by vapor deposition, and a large number of holes 27 having a diameter of about 50 μm are provided in the aluminum electrodes 26. Furthermore, an insulating coating 28 made of a urethane coating is applied to the side facing the first chamber, and an ink-repellent film 29 made of the KP-801 coating is applied to the side facing the second chamber. ing.
【0023】図8に戻って説明する。高分子電歪板24
は、第2の室15の上面を形成しており、第2の室15
の下側には、多孔性部材16が配置され、さらに下側
に、ジョイント部17が設けられている。高分子電歪板
24の電極26(図9)には、50V,100KHzの
高周波交流電圧が印加されており、高分子電歪板24
は、上下に微小な振動をしている。上述した他の実施例
と同様に、印字によって第2の室15のインクが消費さ
れ、第2の室15が負圧になると、高分子電歪板24の
微細な孔27(図9)が毛細管として作用し、これより
インクが引き出されて供給される。この実施例では、撥
インク性処理膜と高分子電歪板の振動とにより、開口部
がノズル形状でなくてもインクの滴下が安定して行なわ
れる。さらに、第1の室11と第2の室15をつなぐ高
分子電歪板24の保持圧を高めるために、微細孔径を小
さくしたことにより、流路抵抗が高くなっても、微細孔
の数を多くできるので、必要なインク供給量を確保する
ことができる。Returning to FIG. Polymer electrostrictive plate 24
Forms the upper surface of the second chamber 15 and the second chamber 15
A porous member 16 is arranged on the lower side, and a joint portion 17 is further provided on the lower side. A high-frequency AC voltage of 50 V and 100 KHz is applied to the electrode 26 (FIG. 9) of the polymer electrostrictive plate 24.
Oscillates minutely up and down. As in the other embodiments described above, when the ink in the second chamber 15 is consumed by printing and the second chamber 15 becomes negative pressure, the fine holes 27 (FIG. 9) of the polymer electrostrictive plate 24 are opened. It acts as a capillary from which ink is drawn and supplied. In this embodiment, the dropping of the ink is stably performed by the ink-repellent treatment film and the vibration of the polymer electrostrictive plate even if the opening is not a nozzle. Further, in order to increase the holding pressure of the polymer electrostrictive plate 24 connecting the first chamber 11 and the second chamber 15, the micropore diameter is reduced, so that the number of micropores can be increased even if the flow path resistance increases. Can be increased, so that a necessary ink supply amount can be secured.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクタンクと記録ヘッドの高低差による差
圧を、流路中で毛細管力により一旦遮断し、表面張力に
よる圧保持部を設けることによってインクを保持する構
成にしたので、インクタンク中の大部分にスポンジの多
孔性部材を充填する必要がなく、インクタンク容積に無
駄がなく、また多孔性部材にインクが残留することがな
く、ほぼ100%のインクを印字に使用することができ
る。また、インクタンクからのインクの流出は、毛細管
の流路抵抗と、毛細管端部の表面張力によって抑えられ
ているため、静的状態はもとより、振動加速度が加わっ
た場合も、インクタンクからのインク流出を有効に防ぐ
ことができるという効果がある。As is apparent from the above description, according to the present invention, the pressure difference caused by the difference in height between the ink tank and the recording head is temporarily interrupted by the capillary force in the flow path, and the pressure holding unit is operated by the surface tension. Is provided to hold the ink, so there is no need to fill most of the ink tank with the porous member of the sponge, there is no waste in the ink tank volume, and the ink remains in the porous member. And almost 100% of the ink can be used for printing. In addition, since the outflow of ink from the ink tank is suppressed by the flow path resistance of the capillary and the surface tension of the end of the capillary, the ink from the ink tank is not only statically exposed, but also when vibration acceleration is applied. There is an effect that outflow can be effectively prevented.
【図1】 本発明のインクタンクの第1の実施例の概略
の断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of an ink tank according to the present invention.
【図2】 本発明のインクタンクの第2の実施例の概略
の断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the ink tank of the present invention.
【図3】 毛細管によるインク保持力の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an ink holding force by a capillary tube.
【図4】 毛細管の外径でインクを保持している場合の
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram in the case where ink is held at the outer diameter of a capillary.
【図5】 毛細管の一実施例の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of one embodiment of a capillary tube.
【図6】 毛細管の他の実施例の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a capillary tube.
【図7】 毛細管に振動を与えた実施例の断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view of an embodiment in which vibration is applied to a capillary.
【図8】 本発明のインクタンクの第3の実施例の概略
の断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of a third embodiment of the ink tank of the present invention.
【図9】 高分子電歪板の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a polymer electrostrictive plate.
1 記録ヘッド部、2 ヘッドチップ、3 ハウジン
グ、4 ヒートシンク、5マニホールド、6 ジョイン
トパッキング、7 プリント配線基板、8 ハウジング
ガイド、10 インクタンク部、11 第1の室、12
大気連通孔、13膜部材、14 毛細管、15 第2
の室、16 多孔性部材、17 ジョイント部、20
インク、24 高分子電歪板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head part, 2 head chips, 3 housings, 4 heat sinks, 5 manifolds, 6 joint packing, 7 printed wiring boards, 8 housing guides, 10 ink tank sections, 11 first chambers, 12
Atmospheric communication hole, 13 membrane member, 14 capillary tube, 15 second
Chamber, 16 porous members, 17 joints, 20
Ink, 24 polymer electrostrictive plate.
フロントページの続き (72)発明者 片岡 雅樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 平塚 昌史 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 高尾 信之 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭54−164135(JP,A) 実開 昭60−85934(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/175 Continued on the front page (72) Inventor Masaki Kataoka 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Office (72) Inventor Masafumi Hiratsuka 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Office (72 ) Inventor Nobuyuki Takao 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. Ebina Office Surveyed field (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/175
Claims (1)
可能に構成されたインクジェットプリンタのインクタン
クにおいて、前記インクタンクは主にインクを貯留し大
気との開口を有する第1の室と、記録ヘッドとのジョイ
ント部と多孔性部材を有する密閉された第2の室と、一
端側が前記第1の室のインク内に開口し他端側が前記第
2の室にインクを滴下するよう配置された毛細管を有す
ることを特徴とするインクジェットプリンタのインクタ
ンク。An ink tank of an ink jet printer in which a recording head portion and an ink tank are configured to be separable, wherein the ink tank mainly stores ink and has a first chamber having an opening to the atmosphere, and a recording head. A sealed second chamber having a joint portion with the first member and a porous member, and a capillary arranged such that one end side is opened into the ink of the first chamber and the other end side is configured to drip ink into the second chamber. An ink tank for an ink jet printer, comprising:
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- 1991-10-05 JP JP28574591A patent/JP2958392B2/en not_active Expired - Lifetime
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