JP3161298B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気流と静電力を利用
して微小開口よりインクを吐出させ、被記録物に文字、
画像、図形等を記録する空電制御型のインクジェット記
録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気流と静電力を利用して微小開
口よりインクを吐出するようにしたインクジェット記録
装置として、例えば特開昭５７−１２０４５２号、特開
昭６２−３９２５１号公報に記載されているような構成
が知られている。図２は、従来の空電制御型のインクジ
ェット記録装置を示すものであり、空気ポンプ１および
エアボックスからなる空気供給源から圧搾空気が送られ
ると、エアチューブ３を介して記録ヘッド４に導かれ、
空気吐出口５より一定流速の空気流となって流出する。

【０００３】インク吐出口６は、空気吐出口５に所定の
空隙をもって対向するように設けられており、このイン
ク吐出口６内に保持されたインクは、空気吐出口５及び
インク吐出口６の周辺に形成された電極７により生じる
静電力により吸引され、空気流による加速を加えなが
ら、空気吐出口５より吐出されて記録が行われる。また
インク供給チューブ１８を介して、記録ヘッド４にイン
クを供給するインクタンク１７は、底面近傍の開口１４
により互いに連通した加圧室８とインク溜９とを備えて
おり、加圧室８の上部はエアチューブ１０を介してエア
ボックス２に、インク溜９の上部は、中間に制御弁１１
を有するエアチューブ１２，１３を介してエアボックス
２にそれぞれ接続されている。

【０００４】以上の構成において、インクが記録ヘッド
４に供給されていない初期状態より記録指令が与えられ
ると、制御弁１１は閉成して空気ポンプ１が作動する。
空気ポンプ１よりエアチューブ１０を介して一定の空気
圧が加圧室８に加えられると、加圧室８内のインクは開
口１４を通じてインク溜９に送り込まれ、インク溜９内
の空気を加圧する。このため加圧されたインク溜９内の
インクは、大きなゴミを除去するインクフィルタ１５を
備えたインク供給チューブ１８を通過して、記録ヘッド
４へと送られる。

【０００５】なお加圧室８への圧力が大きく、加圧室８
のインク液面を開口１４より下げるに至る場合は、加圧
室８内の空気が開口１４よりインク溜９に流入し、イン
ク溜９内と加圧室８との圧力を平衡に保とうとする。記
録ヘッド４のインク室１６へインクの供給にともなっ
て、インク吐出口６にインクのメニスカスが形成される
と、インク室１６は閉じられてしまうため、インクの供
給が終わった後でも、インク室１６内はすべてインクで
満たされることはなく、図示するようにある程度の空気
が閉じこめられた状態となる。

【０００６】このときインク吐出口６に保持されたイン
クメニスカスに加わる圧力と、空気吐出口５を流れる空
気の圧力は、電極７にパルス電圧が印加されていない時
にはインクの吐出がなく、インク吐出口６内にインクが
安定に保持されるように設定されている。そして電極７
間にパルス電圧が印加されたときには、上述のようにイ
ンクのメニスカスが引き延ばされ、液滴となって飛翔す
る。

【０００７】記録を終えて空気ポンプ１を停止すると、
記録ヘッド４及び加圧室８への圧搾空気の供給が停止さ
れるが、これに連動して制御弁１１を解放することによ
り、エアチューブ１３を介してインク溜９とエアボック
ス２とを連結し、インク溜９内の空気圧が同時に低下す
るようにしてる。これによりインクが加圧室８に急激に
逆流したり、インク吐出口６より吐出することが防止さ
れる。

【０００８】なお、インク室１６内のインクには、空気
ポンプ１からの加圧が解除されることにより負圧が生じ
るが、インク吐出口６にメニスカスが形成されているた
めに記録ヘッド内のインクがインクタンク１７に戻りき
ることはない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで記録にともな
ってインクが消費されると、インクタンク１７より安定
した供給がなされるが、インクの補充と共に、インクや
インクタンク内の気泡がインク供給チューブ１８を通
り、インク室１６に入り込んでしまう。しかしながら上
記従来の構成では、滞留した気泡の逃げ場所がないの
で、図３に示すように徐々にインク室１６のインク充填
率は低下し、吐出に十分なインクが供給されなくなっ
て、吐出不良が発生してしまう問題があった。

【００１０】そこで本発明は、空気供給源のエアボック
スとインク室との間を、新たにチューブで連通し、イン
ク室内にたまる気泡を逃がすことができるよう構成する
ことにより、記録ヘッド内のインク圧及びインクを安定
して供給し、吐出不良を起こさせないことを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のインクジェット記録装置は、インク室のう
ちインク吐出口より上方の位置から、前記インク室の上
方に延びて空気供給源と連通するチューブを設け、前記
インクタンクより供給されたインク室内のインクが前記
チューブ内に吸引され、かつ吸引されたインクの液面が
常に前記インク室より上方に位置する状態で記録が行わ
れるように、インク室と空気供給源との間のチューブ内
の空気圧を調整したものである。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、インク室よりチューブ内に
吸引されたインクの液面が、インク室より上方に位置す
るため、インク中もしくはインクタンクより発生した気
泡は記録ヘッド内に滞留することがなく、チューブへと
逃げるため、記録ヘッド内のインク充填率の低下に起因
する吐出不良はなくなるものである。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら具体的に説明する。図１において、従来の構成と異
なるのは、インク室１６のうち、インク吐出口６の上方
ににおいて、記録ヘッド４より上方向に伸びるようにエ
ア抜きチューブ１９を配し、制御弁２０、エアチューブ
２２を経由してエアボックス２につなげた点である。ま
たエアボックス２と制御弁２０との間には、圧力調整弁
２１を設けており、インクタンク側のインク圧とのバラ
ンスで、インク液面が記録ヘッドより所定量だけ上方に
保たれるように、所定圧力で減圧している。

【００１４】次にインク供給動作について説明する。空
気ポンプ１加圧前には、制御弁１１と制御弁２０は開放
されており、この系は大気開放されている。よってイン
クタンク１７内の加圧室８とインク溜９室のインクレベ
ルは同レベルであり、記録ヘッド４にもインクは送られ
ていない。空気ポンプ動作指令により制御弁１１が閉じ
られ、インクタンク１７内のインクが加圧されると、イ
ンクが記録ヘッド４に送られる。インク室１６に供給さ
れたインクは、圧力調整弁２０により所定圧に減圧した
エア抜きチューブ１９部の圧力と、インクタンク１７に
て加圧されたインクの圧力バランスにより、さらにエア
抜きチューブ１９に吸引される。そして吸引されたイン
クの液面が記録ヘッド４より上方の所定高さに保たれる
ように調整され、その状態で印字可能状態となる。

【００１５】この構成によれば、記録に伴って消費され
たインクが補充されるとき、インクに含まれる気泡や、
インクタンク内の気泡が一緒にインク室１６に流入して
も、過剰な気泡はエア抜きチューブ１９を通り放出され
る。気泡がエア抜きチューブ１９に放出されても、圧力
調整弁２１により常に所定の圧力に保たれるため、チュ
ーブ内のインクに影響を及ぼすことはない。

【００１６】印字指令待ちの状態が所定時間継続する
と、省電力のため空気ポンプ１を止めたスリープ状態に
入る。スリープ状態では、印字可能状態から制御弁２０
を閉じ、続いて空気ポンプ１の停止と同時に制御弁１１
が開放することにより、加圧室８の圧力とインク溜９内
の内圧を同時に減圧し大気開放する。これにより制御弁
２０と記録ヘッド４間の圧力は若干小さくなり、エア抜
きチューブ１９内の液面の高さも多少下がるが、エア抜
きチューブ１９内のインクがインク室１６内に戻りきる
ことはない。よって、スリープ解除後、インクを再び記
録ヘッド４まで上げる時間の短縮を図ることができる。

【００１７】また、スリープ状態から装置の電源を切る
場合は、制御弁２０を開放すると、重力によりエア抜き
チューブ１９及び記録ヘッド４内のインクはインクタン
ク１７に戻される。印字指令待ちの状態から電源を切る
場合は、空気ポンプ１の停止と同時に制御弁１１を開放
すると、エア抜きチューブ１９及びインク室１６内のイ
ンクはインクタンク１７に戻される。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、記録時の
インクの補充にともなってインク室に送られる過剰な気
泡は、空気供給源に連通するチューブに送られて消滅す
る。よってインク室には過剰な空気が溜まらず、インク
室内のインク量を一定に保つことができるためため、常
に安定したインクの供給が可能となり、インクの吐出異
常を防止するできる。

【００１９】また本発明によれば、インクは常に記録ヘ
ッドの上方まで強制的に充填されるために、従来のよう
に低温時のインクの増粘による充填率の低下は生ぜず、
常に安定したインク充填率を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるインクジェット記録
装置を示す概略構成図

【図２】従来のインクジェット記録装置を示す概略構成
図

【図３】同装置の問題点を示す要部拡大図

【符号の説明】

１ 空気ポンプ ２ エアボックス ３ エアチューブ ４ 記録ヘッド ８ 加圧室 ９ インク溜 １０ エアチューブ １１ 制御弁 １２ エアチューブ １３ エアチューブ １４ 開口 １５ インクフィルタ １６ インク室 １７ インクタンク １８ インク供給チューブ １９ エア抜きチューブ ２０ 制御弁 ２１ 圧力調整弁 ２２ エアチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/06 B41J 2/175

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気吐出口に所定の空隙をもって対向する
   ように、一方がインク室に連通するインク吐出口を配置
   し、空気供給源からの空気を前記空隙を通して前記空気
   吐出口より継続的に流出させるとともに、前記インク室
   に連通するインクタンクのインクを前記空気供給源から
   の空気により加圧した状態で、前記空気吐出口とインク
   吐出口の周辺に設けた電極間に電圧を断続的に印加する
   ことにより、前記インク吐出口からインクを前記空気流
   とともに前記空気吐出口より断続的に吐出させて記録す
   るインクジェット記録装置において、 前記インク室のうちインク吐出口より上方の位置から、
   前記インク室の上方に延びて空気供給源と連通するチュ
   ーブを設け、前記インクタンクより供給されたインク室
   内のインクが前記チューブ内に吸引され、かつ吸引され
   たインクの液面が常に前記インク室より上方に位置する
   状態で記録が行われるように、インク室と空気供給源と
   の間のチューブ内の空気圧を調整したことを特徴とする
   インクジェット記録装置。