JPH01136752A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微小開口を有するヘッドより、インク液を噴
出させ、被記録物上に文字、図形、画像等を記録するイ
ンクジェット記録装置に関するものである。

従来の技術 最近、インクジェット記録技術は、コンビーータ端末、
カラープリンタ等の分野で盛んに利用されるようになっ
てきており、その方式も多種多様にわたる。その中でも
空気流を用いたインクジェット記録装置は、応答性、高
密度記録に優れ、特開昭５１−３７５４１号公報、＊開
昭５７−１２０４５２号公報、特開昭６１−１３７７５
１号公報、特公昭５４−２５４１６号公報及び特公昭５
７−２０９０５号公報等により知られている。その−例
を第３図に示す。これは空気流と静電力を用いたインク
ジェット記録装置で、一定流速の空気流が流出する空気
吐出口１０１に対向してインク吐出口１０４が設けられ
ており、インク吐出口１０４内に保持されたインクを空
気吐出口１０１の前面に設けられた電極１１４に生じる
静電力により吸引し、空気流による加速を加えながら空
気吐出口１０１より吐出させるものである。空気吐出口
１０１は空気ノズル板１０２に、インク吐出口１０４は
インクノズル板１０３に形成されている。インク吐出口
１０４はインク室１１０に隣接しており、インク室１１
０にはインク供給管１０６を介してインクタンク１１１
よりインクが供給される。一方空気供給源１１２より所
定圧力の空気流が空気供給管ｔＯＳ、空気室１０９、空
気供給層１０７、を介して空気吐出口１０１より吐出す
る。１１３は空気供給源１１２よりインクタンク１１１
に加えられる空気圧を調整するための圧力調整機構であ
る。

インク吐出口１０４にインクを供給するインクタンク１
１１には、前記空気吐出口１０１より流出する空気流を
供給する空気供給源１１２が連結され一定の空気圧力が
印加されており、インク吐出口１０４と空気吐出口１０
１の間隙を流れる空気の圧力と、インク吐出口１０４内
に保持されているインクの圧力をほぼ同一値に設定し、
電極１１４に信号電圧１０５が印加されない時にはイン
クの吐出がなく、インク吐出口１０４にインクが安定保
持されるように設定されている。

発明が解決しようとする問題点 第３図に示されたような、信号電圧１０５が印加されな
い時には、インク吐出口１０４にインクが保持され、信
号電圧１０５が印加された時にのみインク吐出がなされ
るインクジェット記録装置では、例えば、特開昭６０−
１４７３４号公報に記載されているように、インク吐出
口１０４の位置と、インクタンク１１１内のインク液面
の高低差りが、インクの吐出状態に影響を及ぼす。すな
わち、インク液面が高くなるとインクが吐出しやすくな
りインクの吐出量が増大し、逆にインク液面が低くなる
とインクの吐出量が減少する。

従って、第３図に示されているようなインクタンク１１
１を使用すると、インク量が消費される’Ｋｌってイン
ク液面が低下し、ヘッドからのインク吐出量が減少し、
記録濃度が低下してくるという欠点があった。

このような欠点を補うために、従来、インクタンク１１
１自体を上下させる方法が提案されているが、これは、
特別な上下機構を必要とし、簡便さという点で難点があ
った。

本発明は、以上のような欠点を解消し、特別な上下機構
を必要とせず、インクタンク１１１内のインク量に無関
係に、インク液面を一定に保ってインクジェット記録装
置を作動させるものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、インクタンク内のインク中に挿入された第１
の管と、その周囲を囲む第２の管を設け、第１の管を介
して、インクタンク内のインクに空気圧を印加しようと
したものである。

作用 本発明は、上記手段を講じることにより、インクタンク
の実質的にインクジェットヘッドに作用するインク液面
の高さは、インクタンク内のインクの多少にかかわらず
、前記第１の管の先端部となり、また前記第２の管によ
り、インクのゆれの影響が、前記第１の管の先端部に及
ぶのを防止でき、安定した実質液面を保持できるインク
ジェット記録装置が実現できる。

実施例 以下本発明の実施例について、図面とともに詳細に説明
する。第１図は、本発明の実施例を示すインクジェット
記録装置である。インクタンク５の内部は、空気室６よ
り延びる第１の管１とそれを囲むように配された第２の
管２よりなり、第２の管２の下部には、開口４が設けら
れ、インクタンク５のインク７に連通している。一方第
２の管２の上部も、インクタンク５の上部に形成される
空気だまり１１に連通されている。インクタンク５の底
部付近には、インクジェットヘッド１２に通ずるインク
供給管９が設けられている。インクジェットヘッド１２
は第３図に示したものが使用されるが、このタイプのヘ
ッドに限らず、前記各公報に示されたような空気流を用
いたものはいずれも使用することができる。一方、空気
供給源１３からは、空気供給管１０を介して、インクジ
ェット１２と空気室６に空気を供給し加圧するようにな
っている。８はインク補給口である。

今Ｓ空気供給源１３がＯＦＦの状態では、第１の管ｌの
インク液面は、第２の管２及びその周囲のインクタンク
５内のインク液面と同一位置にある。そこで空気供給源
１３より空気圧が印加されると、第１の管１の液面は、
空気圧力のため下方に押しやられ、第１の管１の先端３
より気泡として、インフタ／り５内の空気だまり１１へ
空気が流入する。そして、バランスのとれた時点で、第
１の管ｌの先端３にメニスカスを形成し、保持される。

その時、第１の管１の先端３付近のインクの圧力Ｐ１と
、空気室６の圧力ＦＡＩと、空気だまり１１の圧力Ｐ＾
２との間には、次のような関係が生じる。

ｐＨ＝ｐＡＩ ＰＩ”ＰＡＺ＋ρｇＨ ただし、Ｈは第１の管ｌの先端３で形成されるメニスカ
ス位ｔと、インクタンク５内のインク液面の位置との差
、またρはインクの密度、ｇは重力加速度である。

今インクジェットヘッド１２よりインクが吐出し、イン
クタンク５内のインク７が減ったことを考える。インク
７が減ると、空気だまり１１の容積が増すと同時にＨが
減少する。空気だまり１１内の圧力をＰ’ｈｚ、第１の
管ｌの先端渚のメニスカスの位置とインクタンク５内の
インク液面の位置との差をＨ′とすると、 ＰＡ２〉Ｐ′Ａ２　、　Ｈ＞Ｈ’ 従って ＦＡＩ＞Ｐ’Ａ２　＋　ρｇＨ′ となる。こうなると、第１の管１の先端３のメニスカス
が破れ、空気が空気だまり１１に流入されＰＸ３より高
い圧力Ｐ”Ａ２となりバランスが保たれる。この時、Ｈ
′もわずかに変化し、Ｈ“どなる。

従って、 ｐＩ　＝ＰＡ１ ｐｉ　＝　ｐＨＡｚ　＋ρｇＨ“ となる。結局、インク７が減少し、Ｈの高さが減少して
も、 ＰＩ　”’ＰＡＬ　”ＰＡ２＋ρｇＨ＝ｐｉｚ＋ρｇＨ
’：Ｃｏｎ　Ｓ　ｔとなり、実質的なインク液面は、第
１の管１の先端３とインクジェットヘッド１２のノズル
との差りということになり、インク量によって、変化す
ることはない。

インク７の量が減少し、第１の管１の先端３付近までく
ると、インクのゆれに対して、第１の管１の先端３に形
成されるメニスカスが不安定になる。すなわち、インク
がゆれ液面が変動することにより、前記メニスカス周囲
に一時的にでもインクが存在しない状態が発生すると、
第１の管ｌ内に部分的に気泡が入り、その結果第１の管
ｌの先端３で形成されていたメニスカスが前記管１の内
部に入り込み、ヘッド１２のノズル位置と前記メニスカ
スとの位置の差がｈより小さくなる。この度合は、第１
の管１内に入る気泡の量によって異なる。従って、実質
的なインク液面が変動することになる。

これを防止するために第２の管２設けられている。第２
図に示すように、インク７のゆれが生じ液面が変動した
場合でも第２の管２による表面張力の影響により、第２
の管２内のインク液面のゆれはほとんどない。従りて第
１の管１の先端３に形成されているメニスカスを破り内
部に気泡を部分的に混入する恐れを解消でき、安定した
インク液面を保持することができる。

上記のようなインクのゆれによる液面の変動は、通常イ
ンクタンク５を固定した場合には発生しないが、強い衝
撃がインクタンク５に加わりた場合、あるいはインクタ
ンク５自体をキャリッジに載せヘッド１２と同様に走査
させる場合には充分に考えられる。従って、第２の管２
の効果は大きい。

空気供給源［０をＯＦＦにした場合、ＦＡＩは大気圧に
戻るがＰＡ２はそのままの圧力で残るため、第１６管１
の先端３に形成されているメニスカスが、圧力バランス
がくずれるため第１の管１自部を上方に押しやられ、結
果としてインクが逆流１−５空気室６内に入ってくる。

この逆流するインクの量は、空気だまり１１の容積に加
えられた圧力ＰＡ２によって、圧縮された空気の体積分
となり、空気室６は逆流するインク量よりも大きい容積
な必要とする。

発明の効果 以上のように本発明は、インクタンク内に第１の管とそ
れを囲む第２の管を設け、第１の管を介してインクタン
ク内のインクに空気圧を印加することにより、インクジ
ェットヘッドの特性を左右する、インクジェットヘッド
のノズルとインク液面の差を、インクの量の多少にかか
わらず、一定に、しかも安定した状態で保持することが
でき、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるインクジェット記録装
置の全体構成を示す一部断面概略図、第２図は第１図の
インクジェット記録装置の動作を説明するための一部断
面概略図、第３図は従来のインクジェット記録装置の一
例を示す一部断面概略図である。 １．２・・・管、３・・・管の先端、４・・・開口、５
・・・インクタンク、６・・・空気室、７・・・インク
、８・・・インク補給口、９・・・インク供給管、１０
・・・空気供給管。 １１・・・空気だまり、１２・・・インクジェットヘッ
ド、１３・・・空気供給源。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１基環　
ｌｒ！１Ｊ ｔＡ　２・図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定の容積を有する容器内のインクの中に、その
   片方の口が存在するように配された第１の管と、前記第
   １の管の周囲を囲むように配された第２の管とを有する
   インクタンクと、前記第１の管を通して前記インクタン
   ク内に空気圧を印加するための空気供給源と、前記イン
   クタンクに連通しているインクジェットヘッドとからな
   るインクジェット記録装置。
2. （２）第１の管と空気供給源との間に空気室が設けられ
   ている特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録
   装置。
3. （３）第２の管はインクタンクのインク中において開口
   を有している特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
   ト記録装置。