JP3104491B2 - Ink supply mechanism - Google Patents

Ink supply mechanism

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JP3104491B2
JP3104491B2 JP25488293A JP25488293A JP3104491B2 JP 3104491 B2 JP3104491 B2 JP 3104491B2 JP 25488293 A JP25488293 A JP 25488293A JP 25488293 A JP25488293 A JP 25488293A JP 3104491 B2 JP3104491 B2 JP 3104491B2
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tank
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置において、記録ヘッドにインクを供給するインク供給
機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink supply mechanism for supplying ink to a recording head in an ink jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置において
用いられていたインク供給機構としては、インクジェッ
トヘッドに連通接続されるインクタンク内部全域に、ス
ポンジもしくは繊維状材料であるフェルト等のインク吸
収体を装填し、このインク吸収体にインクをあらかじめ
含浸保持させておき、インク吸収体内のインクを記録ヘ
ッドに供給するようにしたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an ink supply mechanism used in an ink jet recording apparatus, an ink absorber such as felt or sponge or a fibrous material is loaded in an entire area of an ink tank connected to an ink jet head. There is known an ink absorber in which ink is impregnated and held in advance, and ink in the ink absorber is supplied to a recording head.

【0003】しかし、このような構成のインク供給機構
では、インク吸収体の毛細管力にてインクを保持するた
め、インクタンク内容積の約40%〜60%のインク量
しか使用することができず、使用効率が低い。そのため
に、インクタンクの使用寿命を伸ばそうとすると、必然
的にインクタンクが大型化してしまい、小型化の要請に
沿わないという技術的課題が生じていた。また、インク
が消費されるにつれて、インク吸収体で保持されるイン
ク量が減少すると、インク水頭圧の減少から、インク吸
収体に含浸したインクに作用する負圧が上昇し、記録ヘ
ッドへのインクの供給が妨げられるという問題が発生す
る。この現象が顕著になると、記録ヘッドにインクが供
給されない状態でインクの吐出動作が行なわれるため、
記録ヘッド内の印字ノズル部より気泡が逆流し、画質欠
陥を引き起こすという技術的課題を生ずる。
However, in the ink supply mechanism having such a configuration, since the ink is held by the capillary force of the ink absorber, only about 40% to 60% of the ink volume in the ink tank can be used. , Low usage efficiency. Therefore, if an attempt is made to extend the service life of the ink tank, the size of the ink tank is inevitably increased, and a technical problem has arisen in that the demand for downsizing is not met. Further, as the amount of ink held by the ink absorber decreases as the ink is consumed, the negative pressure acting on the ink impregnated in the ink absorber increases due to the decrease in the ink head pressure, and the ink applied to the recording head A problem arises that supply of water is obstructed. When this phenomenon becomes remarkable, the ink ejection operation is performed in a state where ink is not supplied to the recording head.
There is a technical problem that air bubbles flow backward from the print nozzle portion in the recording head and cause image quality defects.

【0004】このような技術的課題を解決するインク供
給機構としては、例えば、特開昭62−231759号
公報に記載されているように、密閉したインクタンク内
にインクのみを充填し、このインクタンクと記録ヘッド
との間に圧力制御弁を設けることによって、記録ヘッド
に一定の圧力でインクを供給するものがある。
As an ink supply mechanism for solving such a technical problem, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-231759, a closed ink tank is filled only with ink, In some printers, a pressure control valve is provided between a tank and a printhead to supply ink to the printhead at a constant pressure.

【0005】このような圧力制御弁を設けるインク供給
機構では、微少な負圧の作用によって開閉する制御弁
を、実際に作成することは非常に困難であり、装置が大
型化、高価格化してしまうという問題があった。また、
長期にわたり使用しなかった場合に、制御弁の部分にイ
ンクが固着し、開閉しなくなるといったトラブルが発生
するなどの不具合があり、長期の使用に対する信頼性は
低かった。
In an ink supply mechanism provided with such a pressure control valve, it is very difficult to actually create a control valve that opens and closes by the action of a slight negative pressure. There was a problem that it would. Also,
If the control valve is not used for a long period of time, there is a problem that the ink sticks to the control valve portion and the control valve does not open and close, and the reliability for long-term use is low.

【0006】また、例えば、特開平1−148559号
公報では、密閉したインクタンク内にインクのみを充填
し、毛管流路と溢れだめを設けることによって、インク
タンク内圧を一定負圧に保つものがすでに提供されてい
る。
[0006] For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-148559, a closed ink tank is filled only with ink, and a capillary channel and an overflow reservoir are provided to maintain a constant negative pressure in the ink tank. Already provided.

【0007】この毛管流路と溢れだめを組み合わせたイ
ンク供給機構によれば、印字の初期段階においては、イ
ンクタンク内のインクが消費され、インクタンク内の負
圧が増加すると、毛細管を通じて空気がインクタンク内
に導入され、インクタンク内の負圧値はほぼ一定に保た
れ、インクタンク内のインクが記録ヘッドに安定供給さ
れる。しかし、周囲の環境が変化し、例えば、インクタ
ンク内の上方空間に存在する空気が膨張した場合には、
インクタンク内のインクは、毛細管を通じて溢れだめへ
移動し、インクタンク内のインクが一時的に溢れだめ側
へ待避することになる。そのため、記録ヘッドには溢れ
だめ内のインクが形成する自由表面と記録ヘッド部分と
の高低差分だけの正圧が発生することになる。このよう
な状態では、ヘッド面が少しでも汚れていた場合には、
ノズルからのインク漏れを引き起こすというトラブルが
発生してしまい、信頼性に欠けていた。また、密閉した
インクタンクに対して、かなりの長さの毛細管を介して
溢れだめを連通接続しているため、毛細管を適宜屈曲さ
せる等、装置構成が複雑化してしまう。さらに、インク
タンク内のインク消費にともなって、インクタンク内の
負圧値が増加したとしても、毛細管内にゴミや乾燥した
インクが詰まると、毛細管からの気泡の導入が不確実に
なってしまう。この結果、インクタンク内の負圧値が不
安定になりやすく、ヘッドにインクを安定供給すること
が難しいという技術的課題が生じていた。
[0007] According to the ink supply mechanism combining the capillary flow path and the overflow reservoir, in the initial stage of printing, ink in the ink tank is consumed, and when the negative pressure in the ink tank increases, air flows through the capillary. The ink is introduced into the ink tank, the negative pressure value in the ink tank is kept substantially constant, and the ink in the ink tank is stably supplied to the recording head. However, when the surrounding environment changes and, for example, air existing in the upper space in the ink tank expands,
The ink in the ink tank moves to the overflow reservoir through the capillary tube, and the ink in the ink tank temporarily retreats to the overflow reservoir. For this reason, a positive pressure is generated in the printhead only at the level difference between the free surface formed by the ink in the overflow pool and the printhead portion. In such a state, if the head surface is slightly dirty,
A trouble of causing ink leakage from the nozzle occurred, and the reliability was lacking. Further, since the overflow reservoir is connected to the sealed ink tank via a considerably long capillary, the device configuration becomes complicated, for example, the capillary is bent appropriately. Furthermore, even if the negative pressure value in the ink tank increases with the consumption of ink in the ink tank, the introduction of air bubbles from the capillary tube becomes uncertain if dust or dry ink is clogged in the capillary tube. . As a result, the negative pressure value in the ink tank tends to be unstable, and there has been a technical problem that it is difficult to supply ink to the head stably.

【0008】また、別のインク供給機構として、例え
ば、特開平4−296566号公報には、インクタンク
内に設けた袋状体にインクのみを充填し、インクタンク
下部に孔を設けたことによって、インクタンク内をある
範囲の負圧に保持する構成が記載されている。しかし、
この構成では、周囲の環境が大幅に変化し、袋状体の圧
力調整機能を超えてしまうようなアクシデントが発生す
ると、インクタンク内は相対的に大気圧あるいは大気圧
を超えてしまい、インクタンク下部の孔を通して、多量
のインクが漏れるという事態が発生し、ひどいときには
プリンタとのコンタクト部などにインクが付着すること
によってプリンタの故障を招くということもあった。ま
た、インクタンクをプリンタ上から外し、放置したよう
な場合には、インクタンクは様々な姿勢で放置される。
このようなとき、インクタンク下部の孔にインクが接触
していないときなどには、バブル発生器に付着したイン
クが固化してしまい、孔によるバブル発生動作が行なわ
れないなどのトラブルが発生した。
As another ink supply mechanism, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-296566 discloses a method in which a bag-like body provided in an ink tank is filled only with ink and a hole is provided in a lower part of the ink tank. Describes that the inside of the ink tank is maintained at a certain range of negative pressure. But,
With this configuration, if the surrounding environment changes significantly and an accident occurs that exceeds the pressure adjustment function of the bag-shaped body, the pressure inside the ink tank relatively exceeds the atmospheric pressure or the atmospheric pressure, and the ink tank A situation in which a large amount of ink leaks through the lower hole occurs, and in severe cases, the ink may adhere to a contact portion with the printer or the like, resulting in a failure of the printer. When the ink tank is removed from the printer and left, the ink tank is left in various postures.
In such a case, when the ink is not in contact with the hole at the bottom of the ink tank, the ink attached to the bubble generator is solidified, and troubles such as the bubble generation operation not being performed by the hole occur. .

【0009】[0009]

【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、構成の簡略化および小型化
という要請を満足させながら、インクの収容効率を高
め、記録ヘッドへのインク供給性を高めるとともに、プ
リンタ搭載時にはもちろんのこと、どのような姿勢に放
置されても、周囲環境変化による影響を確実に抑えるこ
とができるインクジェット記録装置のインク供給機構を
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 increases the ink storage efficiency while satisfying the demands for simplification and downsizing of the structure. It is an object of the present invention to provide an ink supply mechanism of an ink jet recording apparatus which can improve the supply property and can surely suppress the influence of a change in the surrounding environment regardless of the posture of the printer when the printer is mounted. Things.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、インクを記録
ヘッドに供給して記録を行なうインクジェット記録装置
におけるインク供給機構において、インクが収容され周
囲内壁の一部が弾性を有する膜で構成されたインク室
と、該インク室上方の壁の一部に設けられ微小孔を有す
るメニスカス形成部材と、該メニスカス形成部材に液体
を供給する液体誘導部を有し、該液体誘導部により供給
された液体によって前記メニスカス形成部材の有する微
小孔に形成されるメニスカス及び前記膜の弾性によりイ
ンク室内の圧力を調整することを特徴とするものであ
る。前記液体誘導部は、前記メニスカス形成部材の前記
インク室側の面に接し、かつ、インク内に延在し、前記
インク室内のインクをメニスカス形成部材に供給するイ
ンク供給体として構成されたものとすることができる。
According to the present invention, there is provided an ink supply mechanism in an ink jet recording apparatus for supplying ink to a recording head for recording, wherein the ink is contained and a part of a peripheral inner wall is formed of an elastic film. Ink chamber, a meniscus forming member provided with a small hole in a part of a wall above the ink chamber, and a liquid guiding portion for supplying liquid to the meniscus forming member, and the liquid is supplied by the liquid guiding portion. The pressure in the ink chamber is adjusted by the meniscus formed in the micropores of the meniscus forming member by the liquid and the elasticity of the film. The liquid guide section is configured as an ink supply body that contacts the surface of the meniscus forming member on the ink chamber side, and extends into the ink, and supplies the ink in the ink chamber to the meniscus forming member. can do.

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば、インク室上方の壁の一部に設
けられたメニスカス形成部材には、液体誘導部により液
体が常に供給されており、メニスカス形成部材の有する
微小孔には、液体の膜が形成される。インクが消費さ
れ、あるいは、周囲環境の変化によってインク室内の圧
力が相対的に減少するときには、インク室の周囲内壁の
一部に設けられている弾性を有する膜は、インクタンク
内部に向かって凸の状態で張り出す。さらにインク室内
の圧力が低下すると、メニスカス形成部材に形成されて
いるメニスカスが大気により押され、インク室内に空気
が入り込み、気泡となり、インク室内の体積を増加させ
て、インク室内の圧力を上昇させる。気泡の発生後は、
メニスカス形成部の微小孔には再び液体の膜が形成され
て、メニスカスによる圧力バランスが保たれる。
According to the present invention, the liquid is always supplied to the meniscus forming member provided on a part of the wall above the ink chamber by the liquid guiding portion, and the liquid is supplied to the minute holes of the meniscus forming member. Is formed. When the ink is consumed or the pressure in the ink chamber relatively decreases due to a change in the surrounding environment, the elastic film provided on a part of the inner wall around the ink chamber is protruded toward the inside of the ink tank. Overhang in the state of. When the pressure in the ink chamber further decreases, the meniscus formed on the meniscus forming member is pushed by the air, and air enters the ink chamber, forming bubbles, increasing the volume in the ink chamber and increasing the pressure in the ink chamber. . After the generation of air bubbles,
A liquid film is formed again in the micropores of the meniscus forming portion, and the pressure balance by the meniscus is maintained.

【0012】周囲環境が変化し、インク室内の圧力が相
対的に増大するときには、インク室の周囲内壁の一部に
設けた弾性を有する膜が、インク室の内部に向かって凸
の状態から徐々に凹むことによって、インクタンク内部
の負圧値は、ある一定の範囲に保たれる。
When the surrounding environment changes and the pressure in the ink chamber relatively increases, the elastic film provided on a part of the inner wall around the ink chamber gradually changes from a state of being convex toward the inside of the ink chamber. , The negative pressure value inside the ink tank is kept in a certain range.

【0013】また、液体誘導部により供給される液体と
してインクを用い、インク室内のインクを液体誘導部に
より吸い上げ、メニスカス形成部に供給することによ
り、メニスカスを形成するための特別の液体を用いなく
とも、メニスカス形成部を常に濡れた状態に保つことが
できる。
[0013] Further, ink is used as the liquid supplied by the liquid guiding section, ink in the ink chamber is sucked up by the liquid guiding section, and supplied to the meniscus forming section, so that a special liquid for forming a meniscus is not used. In both cases, the meniscus forming portion can be always kept wet.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本発明のインク供給機構の第1の実
施例を示す断面図である。図中、1はインクタンク、2
はインク供給体、3はインクメニスカス形成体、4は弾
性体膜、5はフィルタ、6は記録ヘッド、7はマニホー
ルド、8は大気連通口である。この実施例では、インク
タンク1と記録ヘッド6が一体に形成された例を示して
いる。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the ink supply mechanism of the present invention. In the figure, 1 is an ink tank, 2
Denotes an ink supply body, 3 denotes an ink meniscus forming body, 4 denotes an elastic film, 5 denotes a filter, 6 denotes a recording head, 7 denotes a manifold, and 8 denotes an air communication port. This embodiment shows an example in which the ink tank 1 and the recording head 6 are formed integrally.

【0015】インクタンク1の筐体は、剛性を持ち、長
期のインク保持を可能にするため、耐インク性の良い材
料が選択される。インクタンク1内の側壁には、弾性体
膜4が設けられている。インクタンク1の側壁には、大
気連通口8が設けられており、弾性体膜4の変形によ
り、弾性体膜4とインクタンク1の側壁との間に大気が
侵入できるように構成されている。インクタンク1の弾
性体膜4の内部にインクが収容されている。
The housing of the ink tank 1 is made of a material having good ink resistance so as to have rigidity and to hold ink for a long period of time. An elastic film 4 is provided on a side wall in the ink tank 1. An atmosphere communication port 8 is provided in a side wall of the ink tank 1, and is configured so that the atmosphere can enter between the elastic body film 4 and the side wall of the ink tank 1 by deformation of the elastic body film 4. . The ink is contained in the elastic film 4 of the ink tank 1.

【0016】インクタンク1の上部には、微小な孔を多
数有するインクメニスカス形成体3が設置されている。
インクメニスカス形成体3の微小孔には、インクによる
メニスカスが形成される。このメニスカスにおけるイン
クの表面張力によって、インクタンク1内の負圧を調整
する。インクメニスカス形成体3としては、例えば、金
網や樹脂性の網等の網目状体や、フェルト、スポンジ等
の多孔質体、1次元構造や2次元構造を持つ繊維状材
料、不織布材料等を用いることができる。網目状体の具
体例としては、金属メッシュフィルタや、金属繊維、例
えば、SUSの細線をフェルト状にし、さらに、圧縮焼
結させたものを基材としたフィルタ、エレクトロフォー
ミング金属フィルタ等を使用することができる。また、
樹脂繊維の編み物であるフィルタや、レーザビーム加
工、電子ビーム加工等による高精細な穴径を有するフィ
ルタ、高精細な穴径を有するパイプ等を用いることがで
きる。例えば、濾過精度70μmのメッシュフィルタを
使用することができる。インクメニスカス形成体3の形
状は、円盤状や矩形状、その他ある程度の面積を確保で
きる形状とすることができ、かなりの設計上の自由度が
ある。
At the top of the ink tank 1, an ink meniscus forming body 3 having a large number of minute holes is provided.
A meniscus of ink is formed in the minute holes of the ink meniscus forming body 3. The negative pressure in the ink tank 1 is adjusted by the surface tension of the ink at the meniscus. As the ink meniscus forming body 3, for example, a mesh body such as a wire net or a resin net, a porous body such as a felt or a sponge, a fibrous material having a one-dimensional or two-dimensional structure, a nonwoven fabric material, or the like is used. be able to. As a specific example of the mesh-like body, a metal mesh filter, a metal fiber, for example, a SUS fine wire is made into a felt shape, and further, a filter having a base material obtained by compression sintering, an electroforming metal filter, or the like is used. be able to. Also,
A filter made of a knitted resin fiber, a filter having a high-definition hole diameter by laser beam processing, electron beam processing, or the like, a pipe having a high-definition hole diameter, or the like can be used. For example, a mesh filter having a filtration accuracy of 70 μm can be used. The shape of the ink meniscus forming body 3 can be a disk shape, a rectangular shape, or a shape capable of securing a certain area, and there is considerable design freedom.

【0017】インクメニスカス形成体3の下面には、イ
ンク供給体2が設けられている。インク供給体2は、イ
ンクタンク1内のインク中に延在し、望ましくはインク
タンク1の底面に接するまで設けられ、常にインクと接
するように構成されている。インク供給体2は、毛細管
力により、インクをインクメニスカス形成体3に供給す
る。これにより、インクメニスカス形成体3の微小孔に
は、常にインクメニスカスが形成された状態となる。イ
ンク供給体2としては、例えば、ポリエステル繊維を1
次元状に紡績したポリエステルフェルトを使用すること
ができる。このほか、インクとの毛細管力が適度で、イ
ンク耐性のある材料であれば、ポリウレタン、メラミン
フォームなどの多孔性部材や、2次元、3次元状の繊維
構造体、不織布材料など、種々の材料を用いることがで
きる。また、形状についても、円筒状や、四角柱、三角
柱状など、断面積をある程度確保できるものなら、種々
の形状とすることができる。また、インク供給体2の断
面寸法は、インクメニスカス形成体3の開口寸法よりも
小さくする。これにより、インク供給体2の周囲に隙間
を設けることができ、インクメニスカス形成体3におけ
る気泡の発生部分を確保している。
An ink supply 2 is provided on the lower surface of the ink meniscus forming body 3. The ink supply 2 extends into the ink in the ink tank 1, and is desirably provided until it contacts the bottom surface of the ink tank 1, and is configured to always contact the ink. The ink supply unit 2 supplies ink to the ink meniscus forming unit 3 by capillary force. Thus, the ink meniscus is always formed in the micropores of the ink meniscus forming body 3. As the ink supply 2, for example, polyester fiber 1
Dimensionally spun polyester felt can be used. In addition, various materials such as polyurethane, melamine foam, and other porous materials, two-dimensional and three-dimensional fiber structures, and non-woven fabric materials can be used as long as the material has an appropriate capillary force with ink and is resistant to ink. Can be used. Also, the shape may be various shapes such as a cylindrical shape, a quadrangular prism, and a triangular prism as long as the cross-sectional area can be secured to some extent. Also, the cross-sectional dimension of the ink supply 2 is smaller than the opening dimension of the ink meniscus forming body 3. Thereby, a gap can be provided around the ink supply body 2, and a portion of the ink meniscus formation body 3 where bubbles are generated is secured.

【0018】インクタンク1の底面には、記録ヘッド6
と連通するマニホールド7が設けられている。また、イ
ンクタンク1とマニホールド7の接続部には、フィルタ
5が設けられており、インク中のゴミ、気泡などの異物
を捕集する。フィルタ5としては、例えば、濾過精度2
0μmのものが使用されている。この濾過精度は、記録
ヘッド6中のインク流路径よりも、大きい異物をトラッ
プするという考えから決定されている。記録ヘッド6に
は、図示しない多数のノズルが高密度で形成されてい
る。例えば、128個のノズルを300spiの密度で
形成することができる。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図示しない発
熱体が設けられている。図1においてインク滴の噴射
は、下向きに行なわれる。記録ヘッド6の周囲には、記
録ヘッド6自身が取り付けられたヒートシンク、記録ヘ
ッド6に電気信号を供給するプリント配線基板等も存在
している。
A recording head 6 is provided on the bottom of the ink tank 1.
A manifold 7 is provided for communicating with the manifold. Further, a filter 5 is provided at a connection portion between the ink tank 1 and the manifold 7, and collects foreign matters such as dust and bubbles in the ink. As the filter 5, for example, a filtration accuracy 2
Those having a thickness of 0 μm are used. The filtering accuracy is determined based on the idea that foreign matters larger than the ink flow path diameter in the recording head 6 are trapped. A large number of nozzles (not shown) are formed in the recording head 6 at a high density. For example, 128 nozzles can be formed at a density of 300 spi. Each of the nozzles is provided with a heating element (not shown) for generating air bubbles by energization and ejecting ink droplets. In FIG. 1, the ejection of ink droplets is performed downward. Around the recording head 6, there are also a heat sink to which the recording head 6 itself is attached, a printed wiring board for supplying an electric signal to the recording head 6, and the like.

【0019】図2は、本発明のインク供給機構の第1の
実施例における動作の説明図である。図中の符号は図1
と同様である。工場出荷時において、インクタンク1に
インクが充満され、記録ヘッド6からプライミングを行
なった後、記録ヘッド6のノズル部および大気連通口
8、インクメニスカス形成体3には気密シールが貼られ
て、パッケージングされる。この状態において、記録ヘ
ッド6におけるインク負圧値は、例えば、20mmH2
Oとすることができる。このとき、インクタンク1の内
壁の弾性体膜4は、インクタンク1に設けられた大気連
通口8からの大気圧に押され、インクタンク1の内部に
向かって凸の状態となっている。また、インクメニスカ
ス形成体3にはインク供給体2によってインクが供給さ
れており、インクメニスカス形成体3の微小孔に形成さ
れたインクのメニスカスにより、インクタンク1内は大
気と遮断されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the ink supply mechanism according to the first embodiment of the present invention. The reference numerals in FIG.
Is the same as At the time of factory shipment, after the ink is filled in the ink tank 1 and priming is performed from the recording head 6, an airtight seal is attached to the nozzle portion of the recording head 6, the air communication port 8, and the ink meniscus forming body 3, Packaged. In this state, the ink negative pressure value in the recording head 6 is, for example, 20 mmH 2.
O. At this time, the elastic film 4 on the inner wall of the ink tank 1 is pushed by the atmospheric pressure from the air communication port 8 provided in the ink tank 1 and is in a state of being convex toward the inside of the ink tank 1. Further, ink is supplied to the ink meniscus forming body 3 by the ink supply body 2, and the inside of the ink tank 1 is shut off from the atmosphere by the meniscus of the ink formed in the minute holes of the ink meniscus forming body 3.

【0020】プリンタに装着され、記録ヘッド6で印字
が始まると、インクタンク1内の負圧は徐々に上昇す
る。それにともなって、図2(A)に示すように、弾性
体膜4は、その張力に逆らって、インクタンク内部に向
かって、ますます凸の状態で張り出してくる。インクタ
ンク1内の負圧値がある値以上になると、インクメニス
カス形成体3に形成されたインクのミクロなメニスカス
が、インクタンク内部に向かってシャボン玉状の気泡が
発生し、ついには破裂し、インクタンク内部に空気が導
入される。この動作が繰り返し行われ、インクタンク1
内部の負圧値の増加を抑え、インクタンク1内の負圧を
一定に保つ。気泡の破裂の後は、再びインクによってメ
ニスカスが形成され、インクタンク1内が大気に解放さ
れることはない。
When the printer is mounted and printing starts with the recording head 6, the negative pressure in the ink tank 1 gradually increases. Accordingly, as shown in FIG. 2 (A), the elastic film 4 protrudes toward the inside of the ink tank in an increasingly convex state against the tension. When the negative pressure value in the ink tank 1 exceeds a certain value, the micro meniscus of the ink formed on the ink meniscus forming body 3 generates bubbles in the form of soap bubbles toward the inside of the ink tank, and eventually bursts. Then, air is introduced into the ink tank. This operation is repeated, and the ink tank 1
An increase in the internal negative pressure value is suppressed, and the negative pressure in the ink tank 1 is kept constant. After the rupture of the bubbles, a meniscus is formed again by the ink, and the inside of the ink tank 1 is not released to the atmosphere.

【0021】印字中に記録ヘッド6での負圧値が−12
5mmH2 Oを超過すると、インクのリフィルを阻害
し、記録ヘッド6から吐出されるインク滴の量が減少し
て、かすれと呼ばれる印字画質の低下を起こすことが判
明している。図1に示した第1の実施例では、インクタ
ンク1内の高低差分のインク水頭圧しか、記録ヘッド6
にかかる圧力の変化はない。また、インク供給機構中の
抵抗成分が印字中に発生する圧力損失は、ベタ印字時に
おいて30mmH2 O程度であることから、インク残量
が殆どない最悪状態における記録ヘッド圧力Phead
は、次のように計算できる。 Phead=−20mmH2 O(初期負圧)−50mm
2 O(インクタンク高低差)−30mmH2 O(圧力
損失) =−100mmH2 O>−125mmH2 O このように、最悪状態における記録ヘッド圧力Phea
dは、−125mmH2Oより大きいので、かすれは生
じず、インク残量、印字カバレッジがどのような状態に
おいても良好な印字が可能である。
During printing, the negative pressure value of the recording head 6 becomes -12.
It has been found that, when it exceeds 5 mmH 2 O, refilling of ink is hindered, the amount of ink droplets ejected from the recording head 6 decreases, and the print quality called blurring is reduced. In the first embodiment shown in FIG. 1, only the ink head pressure of the ink tank 1 having a high / low difference is determined.
There is no change in the pressure on. Further, since the pressure loss caused by the resistance component in the ink supply mechanism during printing is about 30 mmH 2 O during solid printing, the recording head pressure Phead in the worst state where there is almost no remaining ink is provided.
Can be calculated as follows: Head = −20 mm H 2 O (initial negative pressure) −50 mm
H 2 O (ink tank height difference) -30mmH 2 O (pressure loss) = -100mmH 2 O> -125mmH 2 O Thus, the recording head pressure Phea in worst case
d is greater than -125mmH 2 O, does not occur blur, ink remaining amount, it is possible to also satisfactory printing in any state printing coverage.

【0022】印字が進行し、インクタンク1内部のイン
クの量が減少し、空気に置換されるにともなって、イン
クタンク1は周囲環境の変化を受けやすくなる。すなわ
ち、周囲の温度変化によって、インクタンク1内に導入
された空気は膨張又は収縮する。また、大気圧の変化に
より、インクタンク1内の空気の圧力は相対的に増加ま
たは減少する。
As printing proceeds, the amount of ink inside the ink tank 1 decreases and is replaced by air, and the ink tank 1 becomes more susceptible to changes in the surrounding environment. That is, the air introduced into the ink tank 1 expands or contracts due to a change in ambient temperature. Further, the pressure of the air in the ink tank 1 relatively increases or decreases due to the change in the atmospheric pressure.

【0023】インクタンク1内に空気が導入された状態
で周囲環境が変化し、例えば、周囲の温度が低下し、あ
るいは、大気圧が上昇して、インクタンク1内の圧力が
相対的に減少するときには、インクが消費された場合と
同様に、インクメニスカス形成体3に形成されたインク
のミクロなメニスカスが、インクタンク内部に向かって
シャボン玉状に膨張し、破壊を繰り返す。これにより、
インクタンク1の内部に空気が導入され、インクタンク
1内の圧力の減少を緩和し、インクタンク1の内部の負
圧値は一定に保たれる。
The surrounding environment changes while air is introduced into the ink tank 1, and for example, the ambient temperature decreases or the atmospheric pressure increases, and the pressure in the ink tank 1 relatively decreases. When the ink is consumed, the micro meniscus of the ink formed on the ink meniscus forming body 3 expands like a soap bubble toward the inside of the ink tank and repeats the destruction as in the case where the ink is consumed. This allows
Air is introduced into the ink tank 1 to reduce a decrease in the pressure inside the ink tank 1 and the negative pressure value inside the ink tank 1 is kept constant.

【0024】また、周囲環境が変化し、例えば、周囲の
温度が上昇し、あるいは、大気圧が低下して、インクタ
ンク1内の圧力が相対的に増大するときには、図2
(B)に示すように、インクタンク1の内部に向かって
凸の状態で張り出している弾性体膜4は、その張力によ
って、徐々にその凸の状態が少なくなり、インクタンク
1の内容積が大きくなるので、インクタンク1内の圧力
の増加が抑えられ、インクタンク1の内部の負圧値はあ
る一定の範囲に保たれる。
When the ambient environment changes and, for example, the ambient temperature rises or the atmospheric pressure decreases and the pressure in the ink tank 1 relatively increases, FIG.
As shown in (B), the elastic film 4 which protrudes in a convex state toward the inside of the ink tank 1 gradually decreases its convex state due to its tension, and the internal volume of the ink tank 1 becomes smaller. Since the pressure increases, the increase in the pressure inside the ink tank 1 is suppressed, and the negative pressure value inside the ink tank 1 is kept within a certain range.

【0025】周囲環境が大幅に変化し、弾性体膜4の凸
状態の減少によるインクタンク1の内容積の増大だけで
は、圧力の増加を抑えることができないようなアクシデ
ントが発生した場合には、インクタンク1内は大気圧以
上の圧力となってしまう場合がある。このような場合に
は、インクメニスカス形成体3はインクタンク上部に設
けられているために、そこからインクが漏れるというこ
とはなく、インクリークはキャッピング状態の記録ヘッ
ド6から起こる。よって、インクリークはキャップ内に
設けられている廃インク吸収体に吸収されるために、プ
リンタ本体を漏れたインクで汚し、故障の原因になると
いったことは生じない。
If the surrounding environment changes greatly and an accident occurs in which the increase in pressure cannot be suppressed only by increasing the internal volume of the ink tank 1 due to the decrease in the convex state of the elastic film 4, The pressure inside the ink tank 1 may be higher than the atmospheric pressure. In such a case, since the ink meniscus forming body 3 is provided on the upper portion of the ink tank, the ink does not leak from the ink meniscus forming body 3, and the ink leak occurs from the recording head 6 in the capping state. Therefore, since the ink leak is absorbed by the waste ink absorber provided in the cap, the printer body is not contaminated with the leaked ink, which does not cause a failure.

【0026】図3は、インクメニスカス形成体3の動作
原理の説明図である。図中、3はインクメニスカス形成
体、11はインク、12は孔である。上述のように、イ
ンクメニスカス形成体3には、微小な孔12が設けられ
ている。図3では、孔12は1つのみ示しているが、複
数存在しても良い。図1のインク供給体2によってイン
クメニスカス形成体3に供給されるインク11により、
孔12にはインクの膜が形成される。インクメニスカス
形成体3の両面に同じ圧力がかかっている場合には、図
3(A)に示すように、孔12に形成されたインクの膜
は、いくぶん孔内に凹んだ形のメニスカスとなる。
FIG. 3 is an explanatory view of the operation principle of the ink meniscus forming body 3. In the figure, 3 is an ink meniscus forming body, 11 is ink, and 12 is a hole. As described above, the ink meniscus forming body 3 is provided with the minute holes 12. Although only one hole 12 is shown in FIG. 3, a plurality of holes 12 may exist. The ink 11 supplied to the ink meniscus forming body 3 by the ink supplying body 2 of FIG.
An ink film is formed in the hole 12. When the same pressure is applied to both surfaces of the ink meniscus forming body 3, as shown in FIG. 3 (A), the ink film formed in the hole 12 becomes a meniscus somewhat concaved in the hole. .

【0027】インクメニスカス形成体3がインク室に装
着され、インク室内の負圧と大気圧とのバランスが保た
れた状態を図3(B)に示している。図3(B)では、
上側が大気圧、下側がインク室内を示している。インク
室に収容されているインクが消費され、インク室内が大
気圧と比べて負圧となると、孔12に形成されているイ
ンク11の膜は、大気側からインク室側へ押され、イン
ク11のメニスカスはインク室側に凸の形状となる。こ
のとき、インク11の表面張力により、メニスカスをも
とに戻す方向、すなわち、大気側への力が発生し、平衡
状態となる。
FIG. 3B shows a state in which the ink meniscus forming body 3 is mounted in the ink chamber and the balance between the negative pressure in the ink chamber and the atmospheric pressure is maintained. In FIG. 3B,
The upper side shows the atmospheric pressure, and the lower side shows the ink chamber. When the ink contained in the ink chamber is consumed and the pressure in the ink chamber becomes negative compared with the atmospheric pressure, the film of the ink 11 formed in the hole 12 is pushed from the atmosphere side to the ink chamber side, and the ink 11 Has a convex shape toward the ink chamber. At this time, due to the surface tension of the ink 11, a force for returning the meniscus to the original, that is, a force toward the atmosphere is generated, and the ink 11 is brought into an equilibrium state.

【0028】いま、大気圧をPair 、インク室内の圧力
をPtank、γをインク11とインクメニスカス形成体3
との界面での界面張力、ρをインクの密度、θ1 を大気
側の濡れ角、θ2 をインク室側の濡れ角、Dを孔12の
径、gを重力加速度とすると、界面張力による圧力P1
は、 P1 =4γ・cosθ1 /D+4γ・cosθ2 /D ここで、θ1 =θ2 =θと近似すると、 P1 =8γ・cosθ/D また、界面の圧力差P2 は、 P2 =Pair −Ptank 平衡状態では、P1 =P2 であるから、 Ptank=Pair −8γ・cosθ/D である。
Now, the atmospheric pressure is Pair, the pressure in the ink chamber is Ptank, and γ is the ink 11 and the ink meniscus forming body 3.
Where ρ is the density of the ink, θ1 is the wetting angle on the air side, θ2 is the wetting angle on the ink chamber side, D is the diameter of the hole 12, and g is the gravitational acceleration.
P1 = 4γ · cos θ1 / D + 4γ · cos θ2 / D Here, when approximating θ1 = θ2 = θ, P1 = 8γ · cosθ / D Further, the pressure difference P2 at the interface is P2 = Pair−Ptank In an equilibrium state, Since P1 = P2, Ptank = Pair-8γ · cos θ / D.

【0029】この式からわかるように、インク室内の負
圧に応じて、cosθが大きくなった状態でバランスす
る。すなわち、インク室内の負圧が大きくなると、しだ
いにインク室側へのインクの凸形状が大きくなり、図3
(C)、(D)、(E)のようになる。さらにインク室
内の負圧が大きくなると、図3(F)に示すように、孔
12の部分にインクの膜が再び形成され、凸形状部分が
泡状になる。この泡により、泡内の空気の分だけインク
室内の体積が増加したことになり、インク室内の負圧が
減少する。このようにして、常にインク室内の負圧は、
ほぼ一定に保たれる。
As can be seen from this equation, the balance is made in a state where cos θ is increased according to the negative pressure in the ink chamber. That is, as the negative pressure in the ink chamber increases, the convex shape of the ink toward the ink chamber gradually increases.
(C), (D), and (E). When the negative pressure in the ink chamber further increases, as shown in FIG. 3 (F), an ink film is formed again at the hole 12 and the convex portion becomes foamy. Due to the bubbles, the volume in the ink chamber is increased by the air in the bubbles, and the negative pressure in the ink chamber is reduced. In this way, the negative pressure in the ink chamber is always
It is kept almost constant.

【0030】インク室内のインクの消費に従って、この
ような気泡の発生が繰り返されることになる。順次発生
する気泡は、図3(G)に示すように、先に発生した気
泡や、付近に存在する孔から発生する気泡と合体して大
きくなるとともに、不安定化し、ついには破裂する。
As the ink in the ink chamber is consumed, the generation of such bubbles is repeated. As shown in FIG. 3 (G), the sequentially generated bubbles become larger by being combined with the previously generated bubbles and the bubbles generated from nearby holes, become unstable, and eventually burst.

【0031】インクタンク内のインクがある程度消費さ
れた状態で、プリンタから取り外されて放置される場合
がある。このような場合、インクタンクはどのような姿
勢に置かれるかわからない。上述の図1に示した第1の
実施例においても、インク供給体2をインクタンク1の
底部まで延在させておくことにより、ある程度の傾斜
や、インクが半分以上残っている場合には、どのような
方向を向けて放置された場合であっても、インク供給体
2がインクと接するので、インク供給体2によってイン
クがインクタンク上部に形成されたインクメニスカス形
成部材3に供給され、インクメニスカスが乾燥し、イン
クが変容してしまうなどのことはない。そのため、放置
状態でも、良好なインクメニスカスが形成されており、
インクタンク内の負圧は常に良好な値に制御されてい
る。しかし、インクの残量が少ない場合には、図1に示
した構成では、インク供給体2にインクが触れない状態
も発生し、その場合には、インクメニスカスが破壊さ
れ、インクタンク1内の圧力が大気に解放されることに
なる。
When the ink in the ink tank has been consumed to a certain extent, the ink tank may be detached from the printer and left alone. In such a case, it is not known what position the ink tank is placed in. Also in the first embodiment shown in FIG. 1 described above, by extending the ink supply body 2 to the bottom of the ink tank 1, when a certain degree of inclination or half or more of the ink remains, No matter what direction the ink supply body 2 is left, the ink supply body 2 comes into contact with the ink, so that the ink supply body 2 supplies the ink to the ink meniscus forming member 3 formed on the upper portion of the ink tank. There is no possibility that the meniscus dries and the ink is transformed. Therefore, a good ink meniscus is formed even when left unattended,
The negative pressure in the ink tank is always controlled to a good value. However, when the remaining amount of the ink is small, in the configuration shown in FIG. 1, a state where the ink does not touch the ink supply body 2 may occur. In this case, the ink meniscus is destroyed and the ink inside the ink tank 1 is damaged. Pressure will be released to the atmosphere.

【0032】このような問題を防止するため、いくつか
の変形が考えられる。図4乃至図6は、本発明のインク
供給機構の第1の実施例における変形例を示す断面図で
ある。図中、図1と同様の部分には、同じ符号を付して
説明を省略する。9,10はインク供給体分岐部であ
る。図4に示したインク供給機構は、インク供給体2
を、インクタンク1の内面を包み込むように設置したも
のである。このような構成によれば、インクタンク1が
プリンタ上から外され、いかなる姿勢に保持されても、
インク供給体2は常にインクと接触している。そのた
め、常にインクメニスカス形成体3にインクが供給さ
れ、インクメニスカス形成体3に形成されたインクメニ
スカスは良好な状態に保たれている。よって、インクメ
ニスカスが破壊され、インクタンク1内の圧力が大気に
解放されることはない。また、外気温の上昇、または外
気圧の減少もしくは外気温の下降、または外気圧の増大
などの環境変動にも対応することができ、ほぼ一定の負
圧を保つことができる。インク供給体2を設置する際に
は、弾性体膜4の動作に影響しないようにする必要があ
る。
To prevent such a problem, several modifications are conceivable. FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views showing a modification of the first embodiment of the ink supply mechanism of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numerals 9 and 10 denote ink supply branch portions. The ink supply mechanism shown in FIG.
Are installed so as to enclose the inner surface of the ink tank 1. According to such a configuration, even if the ink tank 1 is removed from the printer and held in any posture,
The ink supply 2 is always in contact with the ink. Therefore, ink is always supplied to the ink meniscus forming body 3, and the ink meniscus formed on the ink meniscus forming body 3 is kept in a good state. Therefore, the ink meniscus is not broken and the pressure in the ink tank 1 is not released to the atmosphere. In addition, it is possible to cope with environmental fluctuations such as an increase in the outside air temperature, a decrease in the outside air pressure, a decrease in the outside air temperature, and an increase in the outside air pressure, and a substantially constant negative pressure can be maintained. When installing the ink supply body 2, it is necessary not to affect the operation of the elastic film 4.

【0033】図5に示したインク供給機構では、インク
供給体2に、インクタンク1の各コーナーに伸びるイン
ク供給体分岐部9を設置している。これによって、イン
クタンク1がプリンタ上から外され、いかなる姿勢に保
持されても、インク供給体2またはインク供給体分岐部
9の一部は常にインクと接触する。よって、図4の変形
例と同様、インクメニスカス形成体3にインクが常に供
給され、インクメニスカス形成体3に形成されたインク
メニスカスは良好な状態に保たれるので、インクメニス
カスが破壊されてインクタンク1内の圧力が大気に解放
されることはない。また、外気温の上昇または外気圧の
減少、もしくは、外気温の下降または外気圧の増大など
の環境変動にも対応することができ、ほぼ一定の負圧を
保つことができる。
In the ink supply mechanism shown in FIG. 5, the ink supply 2 is provided with an ink supply branch 9 extending to each corner of the ink tank 1. Thus, even if the ink tank 1 is detached from the printer and held in any posture, the ink supply 2 or a part of the ink supply branch 9 always contacts the ink. 4, the ink is always supplied to the ink meniscus forming body 3 and the ink meniscus formed on the ink meniscus forming body 3 is kept in a good state. The pressure in the tank 1 is not released to the atmosphere. Further, it is possible to cope with environmental fluctuations such as an increase in outside air temperature or a decrease in outside air pressure, or a decrease in outside air temperature or an increase in outside air pressure, and it is possible to maintain a substantially constant negative pressure.

【0034】図6に示したインク供給機構は、インク供
給体2の周囲に、インクタンク1内のインク中に浮遊す
るインク供給体分岐部10を設けたものである。これに
よって、インクタンク1がプリンタ上から外され、いか
なる姿勢に保持されても、インク供給体分岐部10がイ
ンクの移動とともに移動し、常にインクと接触する。よ
って、図4の変形例と同様、インクメニスカス形成体3
にインクが常に供給され、インクメニスカス形成体3に
形成されたインクメニスカスは良好な状態に保たれるの
で、インクメニスカスが破壊されてインクタンク1内の
圧力が大気に解放されることはない。また、外気温の上
昇、または外気圧の減少もしくは外気温の下降、または
外気圧の増大などの環境変動にも対応することができ、
ほぼ一定の負圧を保つことができる。
The ink supply mechanism shown in FIG. 6 is provided with an ink supply branching portion 10 that floats in the ink in the ink tank 1 around the ink supply 2. Thus, even if the ink tank 1 is detached from the printer and held in any posture, the ink supply branching portion 10 moves with the movement of the ink and always comes into contact with the ink. Therefore, similarly to the modification of FIG. 4, the ink meniscus forming body 3
Is always supplied and the ink meniscus formed on the ink meniscus forming body 3 is kept in a good state, so that the ink meniscus is not broken and the pressure in the ink tank 1 is not released to the atmosphere. In addition, it is possible to respond to environmental fluctuations such as an increase in outside air temperature, or a decrease in outside air pressure or a decrease in outside air temperature, or an increase in outside air pressure,
An almost constant negative pressure can be maintained.

【0035】上述のインク供給機構の第1の実施例は、
上述のインク供給体の変形例の他、種々の変形が可能で
ある。図7は、円筒形状のインクタンクを有するインク
供給機構の例の斜視図である。インク供給機構は、直方
体状のインクタンクを有する構成の他、図7に示すよう
に、円筒形状のインクタンク1を有する構成とすること
も可能である。このように、インクタンクの形状は、様
々な形態で実現可能であり、装着されるプリンタに応じ
て設計することができる。
A first embodiment of the above-described ink supply mechanism is as follows.
Various modifications other than the above-described modification of the ink supply body are possible. FIG. 7 is a perspective view of an example of an ink supply mechanism having a cylindrical ink tank. The ink supply mechanism may be configured to have a cylindrical ink tank 1 as shown in FIG. 7 in addition to the configuration having a rectangular parallelepiped ink tank. As described above, the shape of the ink tank can be realized in various forms, and can be designed according to the printer to be mounted.

【0036】また、上述の実施例では、インクメニスカ
ス形成体及びインク供給体を1つずつ設けているが、例
えば、インクメニスカス形成体とインク供給体を複数組
配置したり、あるいは、メニスカス形成部を大きくし、
複数のインク供給体を接続した構成とすることもでき
る。
In the above-described embodiment, one ink meniscus forming member and one ink supplying member are provided. For example, a plurality of sets of the ink meniscus forming member and the ink supplying member may be arranged, or the meniscus forming portion may be provided. And increase
It is also possible to adopt a configuration in which a plurality of ink supplies are connected.

【0037】上述の実施例では、インクメニスカス形成
体3においてメニスカスを形成するための液体として、
インクタンク1内のインクを用いる場合の例を示してい
るが、他の液体を用いることも可能である。例えば、プ
リンタにインク供給機構が装着された時点で、プリンタ
の液体供給機構により、インクメニスカス形成体3に液
体が供給されるように構成することができる。液体とし
ては、別に用意したものを用いることもできるし、廃イ
ンクタンク内のインクを流用することも可能である。し
かし、上述の実施例のように、インクタンク1内のイン
クを用いる構成の方が、簡単に上述の動作を実現するこ
とができる。
In the above embodiment, the liquid for forming a meniscus in the ink meniscus forming body 3 is
Although an example in which the ink in the ink tank 1 is used is shown, other liquids can be used. For example, when the ink supply mechanism is mounted on the printer, the liquid can be supplied to the ink meniscus forming body 3 by the liquid supply mechanism of the printer. As the liquid, a separately prepared liquid can be used, or the ink in the waste ink tank can be used. However, the configuration using the ink in the ink tank 1 as in the above-described embodiment can easily realize the above-described operation.

【0038】上述のインク供給機構は、プリンタに着脱
自在に構成されるが、もちろん、プリンタに固定された
構成であってもよい。また、上述の実施例では、記録ヘ
ッドと一体型のインク供給機構を示したが、これに限ら
ず、別体としてもよい。このとき、インクタンクのみを
交換可能に構成したり、記録ヘッドも交換可能に構成す
ることもできる。インクの吐出方向は、下向きのほか、
横向きとすることもできる。
The above-described ink supply mechanism is detachably attached to the printer, but may be fixed to the printer. Further, in the above-described embodiment, the ink supply mechanism integrated with the recording head has been described. At this time, only the ink tank may be replaceable, or the recording head may be replaceable. The ink ejection direction is downward,
It can be sideways.

【0039】図8は、本発明のインク供給機構の第2の
実施例を示す断面図である。図中、図1と同様の部分に
は、同じ符号を付して説明を省略する。21はインク吸
収体室、22はインク吸収体、23は大気連通口、24
は主インク室である。この実施例では、インクタンク1
の上部にインク吸収体室21を設けている。インクタン
ク1の下部には、上述の第1の実施例と同様に、側壁が
弾性体膜4によって形成されている主インク室24があ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a second embodiment of the ink supply mechanism of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 21 is an ink absorber chamber, 22 is an ink absorber, 23 is an air communication port, 24
Is a main ink chamber. In this embodiment, the ink tank 1
Is provided with an ink absorber chamber 21 above. In the lower part of the ink tank 1, there is a main ink chamber 24 whose side wall is formed by the elastic film 4, as in the first embodiment.

【0040】インク吸収体室21内には、インク吸収体
22が設けられている。インク吸収体22の材料として
は、2次元構造を持つ繊維状材料、3次元構造を持つ多
孔質体材料、繊維状材料を3次元状に紡績したフェルト
および不織布材料等を使用することができる。具体的に
は、例えば、ポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材
を使用することができる。もちろん、他の材料でも良
い。
An ink absorber 22 is provided in the ink absorber chamber 21. As the material of the ink absorber 22, a fibrous material having a two-dimensional structure, a porous material having a three-dimensional structure, a felt obtained by spinning the fibrous material three-dimensionally, a nonwoven fabric material, and the like can be used. Specifically, for example, a batting material in which polyester fibers are bundled in one direction can be used. Of course, other materials may be used.

【0041】また、インク吸収体室21には、大気連通
口23が設けられている。インク吸収体22は、この大
気連通口23により大気と連通し、大気圧解放されてい
る。インク吸収体22内のインクは大気圧により押さ
れ、また、インク吸収体22の下方から負圧により主イ
ンク室24側へ引き出されるため、効率よくインク吸収
体22のインクを使用することができる。このとき、イ
ンク吸収体22の毛細管力と、主インク室24の弾性体
膜4の張力により、主インク室24内の負圧は一定に保
たれる。大気連通口23からインクが飛び出さないよう
に、インクは通さず、空気を透過させるシートを大気連
通口23に設けることも可能である。または、大気連通
口23を、インクが流出しない微細孔を多数配すことに
より構成することもできる。インク吸収体22の周囲
は、インク吸収体室6の内壁に密着するように挿入され
ている。この目的は、大気連通口23から導入される空
気が、インク吸収体室21の内壁に沿って侵入すること
を避けるためである。
The ink absorber chamber 21 is provided with an air communication port 23. The ink absorber 22 communicates with the atmosphere through the atmosphere communication port 23 and is released from the atmosphere. The ink in the ink absorber 22 is pressed by the atmospheric pressure and is drawn out from below the ink absorber 22 by the negative pressure toward the main ink chamber 24, so that the ink in the ink absorber 22 can be used efficiently. . At this time, the negative pressure in the main ink chamber 24 is kept constant by the capillary force of the ink absorber 22 and the tension of the elastic film 4 in the main ink chamber 24. It is also possible to provide a sheet that does not allow ink to pass through and allows air to pass through the air communication port 23 so that the ink does not fly out from the air communication port 23. Alternatively, the air communication port 23 may be configured by arranging a large number of fine holes from which ink does not flow. The periphery of the ink absorber 22 is inserted in close contact with the inner wall of the ink absorber chamber 6. The purpose of this is to prevent air introduced from the atmosphere communication port 23 from entering along the inner wall of the ink absorber chamber 21.

【0042】インクメニスカス形成体3は、インク吸収
体室21内に設けられているインク吸収体22に接する
ように配置されている。インク吸収体22は、インク吸
収体室21の底面よりもやや高い位置に配置されるよう
に構成することができる。これにより、インク吸収体2
2の側面を通って、空気がインク吸収体室21の底面に
到達したとしても、この空気によりインクメニスカス形
成体3の面が覆われるのを防いでいる。これにより、イ
ンク吸収体22に保持されているインクを、インクメニ
スカス形成体3を介して、効率よく主インク室24へ供
給している。
The ink meniscus forming body 3 is arranged so as to be in contact with the ink absorbing body 22 provided in the ink absorbing body chamber 21. The ink absorber 22 can be configured to be disposed at a position slightly higher than the bottom surface of the ink absorber chamber 21. Thereby, the ink absorber 2
Even if the air reaches the bottom surface of the ink absorber chamber 21 through the side surface of the second ink container 2, the air prevents the surface of the ink meniscus forming body 3 from being covered. Thus, the ink held in the ink absorber 22 is efficiently supplied to the main ink chamber 24 via the ink meniscus forming body 3.

【0043】フィルタ5は、インクメニスカス形成体3
の微小孔による濾過精度よりも高い濾過精度を有するよ
うに構成される。これにより、主インク室24内のイン
ク中のゴミなどを濾過することが可能となる。フィルタ
は瞬間的な圧力変化に対しては抵抗として圧力伝播を防
止するが、長時間経過すればインク圧力は同じ値とな
る。
The filter 5 includes the ink meniscus forming body 3
It is configured to have a higher filtration accuracy than the filtration accuracy of the micropores. This makes it possible to filter dust and the like in the ink in the main ink chamber 24. Although the filter prevents pressure propagation as a resistance to instantaneous pressure changes, the ink pressure becomes the same value over a long period of time.

【0044】本発明のインク供給機構の第2の実施例の
動作を説明する。未使用時には、主インク室24、及
び、インク吸収体室21のインク吸収体22が吸収可能
な量のインクが充填されている。この状態では、インク
吸収体22の毛細管力及び弾性体膜4の張力により、記
録ヘッド6は負圧に保たれている。
The operation of the second embodiment of the ink supply mechanism of the present invention will be described. When not used, the main ink chamber 24 and the ink absorber 22 of the ink absorber chamber 21 are filled with an amount of ink that can be absorbed. In this state, the recording head 6 is maintained at a negative pressure due to the capillary force of the ink absorber 22 and the tension of the elastic film 4.

【0045】記録が開始され、記録ヘッド6においてイ
ンクが消費されると、その際に発生する負圧により、イ
ンク吸収体22に含まれているインクがインクメニスカ
ス形成体3を介して主インク室24へ移動する。このと
きは、インクメニスカス形成体3の両側はインクである
ので、気泡の発生は起こらない。
When recording is started and ink is consumed in the recording head 6, the ink contained in the ink absorber 22 is released via the ink meniscus forming member 3 by the negative pressure generated at that time. Move to 24. At this time, since both sides of the ink meniscus forming body 3 are ink, no bubble is generated.

【0046】さらにインクの消費が進み、インク吸収体
22に含まれているインクがなくなると、インクメニス
カス形成体3のインク吸収体室21側の面は大気に解放
された状態となる。さらにインクが消費されると、第1
の実施例で説明したように、インクメニスカス形成体3
に形成されるインクのメニスカスにより、主インク室2
4内の負圧はほぼ一定に保たれる。この動作は、インク
供給体2がインクから離れるまで続く。インク供給体2
が主インク室24の底面まで伸びている場合には、イン
クがほぼなくなるまで、負圧の制御動作が続けられるこ
とになる。
When the ink consumption further proceeds and the ink contained in the ink absorber 22 runs out, the surface of the ink meniscus forming body 3 on the ink absorber chamber 21 side is released to the atmosphere. When the ink is further consumed, the first
As described in the embodiment, the ink meniscus forming body 3
Due to the meniscus of the ink formed in the main ink chamber 2
The negative pressure in 4 is kept almost constant. This operation continues until the ink supply 2 separates from the ink. Ink supply 2
Is extended to the bottom of the main ink chamber 24, the negative pressure control operation is continued until the ink is almost exhausted.

【0047】周囲の環境が変化した場合の動作を説明す
る。まず、主インク室24内に満杯にインクが充填さ
れ、インク吸収体室21内にインクが存在する場合に
は、周囲の環境変化による影響はさほど受けない。イン
ク吸収体室21内のインク吸収体22及び記録ヘッド2
8には、同じ大気圧がかかるので、周囲の環境が変化し
ても、差圧は発生しない。
The operation when the surrounding environment changes will be described. First, when the main ink chamber 24 is fully filled with ink and the ink is present in the ink absorber chamber 21, the influence of the surrounding environment change is not so large. Ink absorber 22 and recording head 2 in ink absorber chamber 21
8, the same atmospheric pressure is applied, so that even if the surrounding environment changes, no differential pressure is generated.

【0048】次に、インク吸収体室21内にインクがな
く、主インク室24内に空気の層が存在する場合を考え
る。このとき、気温が上昇し、あるいは、大気圧が減少
すると、相対的に主インク室24内の空気が膨張する。
この場合、上述の第1の実施例と同様に、主インク室2
4の内部に向かって凸の状態で張り出している弾性体膜
4は、その張力によって、徐々にその凸の状態が少なく
なる。そのため、主インク室24の内容積が大きくなる
ので、主インク室24内の圧力の増加が抑えられ、イン
クタンク1の内部の負圧値はある一定の範囲に保たれ
る。ある程度まで弾性体膜4の凸の状態が少なくなる
と、次第にその張力による主インク室24内の圧力の増
加の抑制がきかなくなる。それとともに、インク吸収体
22とのメニスカスの界面張力により、インク供給体2
を介してインクが吸い上げられ、インクはインク吸収体
22に吸収されるようになる。このインク吸収体22に
吸収されたインクの量だけ、主インク室24内の体積が
減少するので、空気の膨張による圧力の増加を防ぐこと
ができる。記録ヘッドノズル径とインクメニスカス形成
体3の濾過径の違いにより、常にインクはインクメニス
カス形成体3のメニスカスを破ってインク吸収体22に
吸収されることとなる。その後、主インク室24内の空
気が収縮したり、インクが消費された場合には、弾性体
膜4の凸の状態の増加とインク吸収体22の毛細管力に
より、圧力が制御されるとともに、インク吸収体22に
吸収されているインクが主インク室24に移動し、消費
される。
Next, consider a case where there is no ink in the ink absorber chamber 21 and an air layer exists in the main ink chamber 24. At this time, when the temperature rises or the atmospheric pressure decreases, the air in the main ink chamber 24 relatively expands.
In this case, similar to the first embodiment, the main ink chamber 2
The elastic film 4 which protrudes in a convex state toward the inside of 4 gradually decreases its convex state due to its tension. As a result, the internal volume of the main ink chamber 24 increases, so that an increase in the pressure in the main ink chamber 24 is suppressed, and the negative pressure value inside the ink tank 1 is kept within a certain range. When the convex state of the elastic film 4 is reduced to some extent, the increase in the pressure in the main ink chamber 24 due to the tension gradually becomes impossible. At the same time, due to the interfacial tension of the meniscus with the ink absorber 22, the ink supply 2
Is sucked up through the ink, and the ink is absorbed by the ink absorber 22. Since the volume in the main ink chamber 24 is reduced by the amount of ink absorbed by the ink absorber 22, an increase in pressure due to expansion of air can be prevented. Due to the difference between the recording head nozzle diameter and the filtration diameter of the ink meniscus forming body 3, the ink always breaks the meniscus of the ink meniscus forming body 3 and is absorbed by the ink absorber 22. Thereafter, when the air in the main ink chamber 24 contracts or the ink is consumed, the pressure is controlled by the increase of the convex state of the elastic film 4 and the capillary force of the ink absorber 22, and The ink absorbed by the ink absorber 22 moves to the main ink chamber 24 and is consumed.

【0049】なお、気温が低下し、あるいは、大気圧が
上昇し、相対的に主インク室24内の空気が収縮した場
合には、上述のインク消費時と同様の動作により、主イ
ンク室24内の圧力が調整されることになる。
When the air temperature decreases or the atmospheric pressure increases and the air in the main ink chamber 24 relatively contracts, the main ink chamber 24 operates in the same manner as when the ink is consumed. The internal pressure will be adjusted.

【0050】このように、図8に示したようなインク供
給機構では、図1に示したインク供給機構において対応
できないような環境の変化にも対応して動作するので、
記録ヘッド6からインクリークを発生することなく、常
にほぼ一定の圧力により記録ヘッドにインクを供給する
ことができる。また、プリンタから取り外された場合で
も、インク吸収体22の毛細管力により、大気連通口2
3から漏れることはなく、第1の実施例と同様に、常に
良好な負圧を保つことができる。
As described above, the ink supply mechanism shown in FIG. 8 operates in response to environmental changes that cannot be handled by the ink supply mechanism shown in FIG.
The ink can always be supplied to the recording head at a substantially constant pressure without causing ink leakage from the recording head 6. Further, even when detached from the printer, the air communication port 2 is not affected by the capillary force of the ink absorber 22.
3, no negative pressure can be maintained at all times as in the first embodiment.

【0051】上述の第2の実施例においても、第1の実
施例と同様、種々の変形が可能である。例えば、インク
供給体2は、図4乃至図6に示したような形状とするこ
とができるし、インクタンク1の形状も、直方体形状の
他、円筒形状等、種々の形状とすることができる。ま
た、インクメニスカス形成体及びインク供給体を複数設
けいることができ、その場合には、インク吸収体室の壁
とインク吸収体の間に空気が入り込み、インク吸収体と
インクメニスカス形成体の間に空気の層が形成されて、
インク吸収体に含まれているインクが残ってしまうのを
防ぎ、インクを効率よく使用することができるようにな
る。さらに、記録ヘッドとインクタンクを別体として構
成したり、記録ヘッドにおけるインクの吐出方向も、下
向きのほか、横向きとすることも可能である。
In the above-described second embodiment, various modifications are possible as in the first embodiment. For example, the ink supply body 2 can have a shape as shown in FIGS. 4 to 6, and the shape of the ink tank 1 can be various shapes such as a cylindrical shape in addition to a rectangular parallelepiped shape. . In addition, a plurality of ink meniscus forming bodies and ink supply bodies can be provided. In this case, air enters between the wall of the ink absorbing chamber and the ink absorbing body, and the space between the ink absorbing body and the ink meniscus forming body. A layer of air is formed on
The ink contained in the ink absorber is prevented from remaining, and the ink can be used efficiently. Further, the recording head and the ink tank can be configured as separate bodies, and the direction of ink ejection from the recording head can be horizontal, in addition to downward.

【0052】[0052]

【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、弾性体膜とメニスカス形成部材により、イン
クタンク内部の負圧をほぼ一定に保つことができ、記録
ヘッドに作用するインク圧力の変動を適正な値の範囲内
にとどめ、さらに、周囲環境の変化による影響を抑制
し、高信頼で高効率なインクジェット記録装置のインク
供給機構を提供する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 negative pressure inside the ink tank can be kept substantially constant by the elastic film and the meniscus forming member, and the ink acting on the recording head can be maintained. There is an effect that it is possible to provide a highly reliable and highly efficient ink supply mechanism of an ink jet recording apparatus by keeping the pressure fluctuation within an appropriate value range, suppressing the influence of a change in the surrounding environment, and providing a highly reliable and efficient ink supply mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のインク供給機構の第1の実施例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an ink supply mechanism of the present invention.

【図2】 本発明のインク供給機構の第1の実施例にお
ける動作の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation in a first embodiment of the ink supply mechanism of the present invention.

【図3】 インクメニスカス形成体3の動作原理の説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation principle of the ink meniscus forming body 3.

【図4】 本発明のインク供給機構の第1の実施例にお
ける変形例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a modification of the first embodiment of the ink supply mechanism of the present invention.

【図5】 本発明のインク供給機構の第1の実施例にお
ける別の変形例を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another modification of the first embodiment of the ink supply mechanism of the present invention.

【図6】 本発明のインク供給機構の第1の実施例にお
けるさらに別の変形例を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing still another modified example of the first embodiment of the ink supply mechanism of the present invention.

【図7】 円筒形状のインクタンクを有するインク供給
機構の例の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of an example of an ink supply mechanism having a cylindrical ink tank.

【図8】 本発明のインク供給機構の第2の実施例を示
す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a second embodiment of the ink supply mechanism of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクタンク、2 インク供給体、3 インクメニ
スカス形成体、4 弾性体膜、5 フィルタ、6 記録
ヘッド、7 マニホールド、8 大気連通口、9,10
インク供給体分岐部、11 インク、12 孔、21
インク吸収体室、22 インク吸収体、23 大気連
通口、24 主インク室。
Reference Signs List 1 ink tank, 2 ink supply body, 3 ink meniscus forming body, 4 elastic film, 5 filter, 6 recording head, 7 manifold, 8 atmosphere communication port, 9, 10
Ink supply branch, 11 ink, 12 holes, 21
Ink absorber chamber, 22 ink absorber, 23 atmosphere communication port, 24 main ink chamber.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インクを記録ヘッドに供給して記録を行
なうインクジェット記録装置におけるインク供給機構に
おいて、インクが収容され周囲内壁の一部が弾性を有す
る膜で構成されたインク室と、該インク室上方の壁の一
部に設けられ微小孔を有するメニスカス形成部材と、該
メニスカス形成部材に液体を供給する液体誘導部を有
し、該液体誘導部により供給された液体によって前記メ
ニスカス形成部材の有する微小孔に形成されるメニスカ
ス及び前記膜の弾性によりインク室内の圧力を調整する
ことを特徴とするインク供給機構。
1. An ink supply mechanism in an ink jet recording apparatus for supplying ink to a recording head to perform recording, wherein an ink chamber containing ink and a part of a peripheral inner wall is formed of a film having elasticity; A meniscus forming member provided on a part of the upper wall and having a fine hole, and a liquid guiding portion for supplying a liquid to the meniscus forming member, wherein the liquid supplied by the liquid guiding portion has the meniscus forming member An ink supply mechanism for adjusting a pressure in an ink chamber by a meniscus formed in a minute hole and elasticity of the film.
【請求項2】 前記液体誘導部が、前記メニスカス形成
部材の前記インク室側の面に接し、かつ、インク内に延
在し、前記インク室内のインクをメニスカス形成部材に
供給するインク供給体として構成されていることを特徴
とする請求項1に記載のインク供給機構。
2. The ink supply unit, wherein the liquid guide portion contacts the surface of the meniscus forming member on the ink chamber side, extends into the ink, and supplies the ink in the ink chamber to the meniscus forming member. The ink supply mechanism according to claim 1, wherein the ink supply mechanism is configured.
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