JPH0138673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインク液により文字、図形等の画像を
記録するインクジエツトヘツドに関する。

インクジエツト記録装置はノンインパクト方式
のプリンタであり、低騒音で記録媒体として普通
紙が使用でき、しかもカラー化が容易に実現でき
る等の優れた特長点を有している。インクジエツ
ト記録装置は現在以下に示すような４種類に大別
することができる。

(1) 電荷制御型 (2) 電界制御型 (3) オンデマンド型 (4) インクミスト型 本発明は上記４種類の内で、オンデマンド型イ
ンクジエツト記録装置に対して特に有効である。

オンデマンド型インクジエツトヘツドは第１図
に示すようにインクが満たされたインク室１が１
室のシングルキヤビテイ型（特公昭53−12138号
公報）と、第２図に示すごとくインク室１が１
ａ，１ｂに示す２室に分割されたダブルキヤビテ
イ型（特公昭53−45698号公報）とが著名である。
この両者に共通することは、電気信号に応答して
圧電振動子２が湾曲振動してその振動によつてイ
ンク室１内の圧力が上昇してオリフイス３からイ
ンク柱４を突出せしめ、そのインク柱４がそれ自
体の運動エネルギと表面張力とによつてインク滴
５となり対向配置された記録媒体（図示せず）に
向つて飛翔することであり、インクジエツトヘツ
ドからは必要な時にのみ１個若しくは数個のイン
ク滴が噴射することである。６はインク供給チユ
ーブである。

このようなオンデマンド型インクジエツトヘツ
ドの１つの欠点は、インク室１内が完全にインク
で充満されている必要があることである。インク
室１内が完全にインクで充満されず微小でも気泡
が存在すると、圧電振動子２の振動による圧力波
が気泡で吸収され、圧電振動子２が振動したにも
拘らずインク滴が噴射されない事故が発生する。

このため、オンデマンド型インクジエツトヘツ
ドへのインクの充填法が種々開発され、例えば、
特開昭51−21439号公報に記載されているような、
真空を利用して方法やインク室１に外気に連通し
た通路を設ける方法が提案されている。しかしな
がら、これらの充填法は、インクジエツト記録装
置を使用するユーザが行なえるほどは簡略化され
ていないのが実状であり、あらかじめメーカある
いは工場においてインクが充填されたインクジエ
ツト記録装置あるいはインクジエツトヘツドがユ
ーザに送り届けられるシステムを取る必要があ
る。

しかしながら、オンデマンド型インクジエツト
ヘツドでは、外的な衝撃によつてオリフイス３よ
り空気を吸入する難点を有しており、たとえ一度
インク室１にインクを完全充填したとしても、輸
送時において衝撃を受けると、オリフイス３より
流入した空気がインク室１内の気泡となつて再び
インク適が吐出できない状態となつてしまう。

また、一度インク室１にインクを完全充填した
インクジエツトヘツドであつても、インク供給管
６がインク溜りに連通していない状態、すなわち
インクジエツトヘツド単体では、インクがオリフ
イス３から蒸発するため長期にわたつてインク室
１内をインクのみで満たせておくことが困難であ
る。

本発明は以上のような難点を解決し、輸送時に
生じる衝撃の影響を受けず、かつ、即使用できる
状態でインクジエツトヘツドが保存できる方法を
提供するものであり、以下、図面を参照して詳細
な説明を行う。

第３図は第１図のインクジエツトヘツドに本発
明を適用した一実施例である。インクジエツトヘ
ツドのオリフイス３を有する面にキヤツプ部材９
が密着されており、オリフイス３を密閉するよう
空間部１０が構成されている。空間部１０には接
続開口１１が穿孔されており、接続開口１１に設
置された接続管１４には一端が開放されたインク
保持用チユーブ１２が接続されている。

インクジエツトヘツドのインク室１にインクが
完全充填されたならば、前記キヤツプ部材９をイ
ンクジエツトヘツドに設置し、インク溜りに圧力
をかける等の手段によつてオリフイス３よりイン
クを流出させ空間部１０、接続管１４内およびイ
ンク保持用チユーブ１２内をインクで満たす。イ
ンクジエツトヘツドが記録装置に取り付けられた
状態においては、インク供給チユーブ７の通路を
弁等で遮断することによつて保存あるいは輸送が
可能であるが、インクジエツトヘツド単体で保存
あるいは輸送する時には、インク溜りに連通して
いるインク供給チユーブ７を切り離し、栓体８に
よつてインク供給チユーブ７を密閉する。

第３図の構成によれば、輸送時等に衝撃が生じ
たとしても、インクジエツトヘツド、インク供給
チユーブ７、接続管１４、インク保持用チユーブ
１２等の内部に充満されたインクが流動するだけ
であり、インク室１にまで空気が流入することが
ない。また長期間保存する場合においても、イン
クの蒸発はインク保持用チユーブ１２に生じるメ
ニスカス１３より行なわれるため、蒸発によつて
減少したインク量に比例してメニスカス１３がキ
ヤツプ部材９に近い部分に移動するだけであるの
で、少なくともメニスカス１３が空間部１０に達
するまでは使用可能な状態に維持される。

なお、インク保持用チユーブ１２の先端はイン
ク供給用チユーブが閉塞される場合には開放され
ていなければならず、もし閉塞されていた場合に
はインク供給チユーブ７の壁面や、チユーブの接
続部よりインクが蒸発し、かわりに空気が透過し
て来るため、インク供給チユーブ７内に気泡が生
じるようになる。したがつてインク保持用チユー
ブ１２を閉塞する場合はインク供給チユーブ７を
開放としなければならない。

第４図は、第２図のインクジエツトヘツドに本
発明を適用した他の実施例を示す。第４図の実施
例では第２図のインクジエツトヘツドのインク室
１ｂに、インク供給路以外に外気に通じる接続開
口１５が穿孔されており、接続管１４を介して一
端が開放したインク保持用チユーブ１６が接続さ
れる構成となつている。

インクジエツトヘツドのインク室１にインクが
完全充填した後、蓋体あるいは粘着テープ２１等
によりオリフイス３を閉塞し、インク保持用チユ
ーブ１６を接続管１４に接続して、インクをイン
クチユーブ７によりインク室１ｂを介して、イン
ク保持用チユーブ１６内に送り込む。インクジエ
ツトヘツド単体で保存あるいは輸送する場合に
は、インク供給チユーブ７をインク溜りから切り
離し栓体８により端を閉塞することによつて操作
を完了する。

第４図の構成についても第３図と全く同様の理
由によつて安全性の高い保存あるいは輸送が可能
である。

なお、インクジエツトヘツドを使用するに際し
てはインク保持用チユーブ１６が取り外され、接
続開口１５をネジ等で閉塞する。

第５図は、特開昭51−37541号公膜、特公昭54
−25416号公報に示されているオンデマンド型イ
ンクジエツトヘツドに本発明を適用した他の実施
例を示す。第５図のインクジエツトヘツドの特徴
はオリフイス３の前面に空気流出口２０を設け、
オリフイス３を有する板と空気流出口２０を有す
る板によつて生じる間隙に空気流を送り、空気流
出口２０より空気流を流出させ、オリフイス３よ
り噴射するインク滴を加速させることにある。こ
のようなインクジエツトヘツドでは、空気室１
７、空気流入路１９を利用して保存あるいは輸送
に対する処置ができる。

すなわち、インク室１内にインクを完全に充填
した後、空気流出口２０を蓋体あるいは粘着テー
プ２１で閉塞し、オリフイス３よりインクを流出
させ空気室１７、空気流入路１９、一端が開放さ
れた空気供給チユーブ１８内にインクを充満さ
せ、インク供給チユーブ７をインク溜りより切り
離し栓体８で端を閉塞するか、あるいはインク供
給チユーブ７の導通を弁等で遮断する。

第５図の構成においても、第３図におけると全
く同様の理由によつて、インク室１に気泡を混入
させることなく保存あるいは輸送ができる。

以上、第３図乃至第５図によつて説明したよう
に、オリフイス３の前面に設けた液室またはイン
ク室にインク保持用チユーブを連通させ、液室、
インク室およびインク保持用チユーブ内にインク
を満たし、インク供給チユーブにおけるインクの
導通を遮断することによつて、インク室内に気泡
を混入させることなくインクジエツトヘツドを保
存あるいは輸送することができる。

ここで使用したインク保持用チユーブは、空気
の透過の少ない例えば塩化ビニルと塩化ビニリデ
ンの共重合体のような材質のものを選択すれば、
さらに長期間の保存が可能となる。またインク保
持用チユーブの長さは長い程内部に保持されるイ
ンク量を多くできるため長期間保存に対して有効
であるが、インク保持用チユーブの占める空間が
繁雑となる可能性がある。これを避けるためには
インク保持用チユーブをスパイラル状に変形させ
コンパクトな構造にすることが有効である。

また、インクジエツトヘツドに充填される液体
は特にインクに限定されない。例えばインクの溶
媒を充填しておくことも有効である。

インクジエツトヘツドの輸送あるいは保存に関
しては、輸送あるいは保存における環境条件が重
要である。一般にインクジエツト記録装置に使用
されているインクジエツト用インクには水溶性の
ものが多いが、水溶性インクは低温になると凝固
するという欠点を有している。インクジエツトヘ
ツドのインク室あるいはインク供給チユーブ内の
インクが凝固すると急激な体積変化によつてイン
クジエツト記録ヘツドの構成部品を破損する恐れ
がある。したがつて、寒冷地または冬期の輸送あ
るいは保存においては、インクではなく不凍液を
充填しておくことが非常に有益である。

不凍液としては、メタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール等の１価の脂肪族アルコー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、グリセリン等の多価アルコールあるいはその
水溶液等が有効である。

またこれらの不凍液を選択するに際して注意す
べきことは、温度変化によつて内部に気泡が発生
しないことや長期保存においてかび等が発生しな
いことである。このためこれらの液体をヘツドに
充填する前に減圧または煮沸して脱気しておくこ
とや酸素吸収剤を添加しておくことあるいは、防
かび剤、防菌剤を添加しておくことが有効であ
る。

酸素吸収剤としては、亜硫酸ソーダ、ハイドロ
キノン、ピロガロール等が有効である。

なお、以上の実施例では、いずれもインク保持
用チユーブの一端を開放端とし、インク供給チユ
ーブを弁または栓体で閉塞する場合について説明
したが、インク供給チユーブを開放し、インク保
持用チユーブを弁または栓体で閉塞するようにし
てもよい。ただし、液体を充填する際インク保持
用チユーブの端を開放しながら充填し、充填後閉
塞するようにしなければならない。

以上のように、本発明はインクジエツトヘツド
のインク室またはインク吐出用の微小開口前方に
設けた液室にインク保持用チユーブを接続し、イ
ンク供給チユーブより液体を充填して、インク保
持用チユーブまたはインク供給チユーブの一方を
弁、栓等により閉塞するようにしたもので、イン
クジエツトヘツドを常に即座に使用可能な状態で
輸送、保存することができる。また充填する液体
の種類により寒冷地や冬期でのヘツド損傷を防止
したり、砂漠地帯のような高温で極度に乾燥した
地域での液体蒸発などによるトラブルを最小限に
おさえることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本発明の適用される
従来のインクジエツトヘツドの断面図、第３図は
本発明によるインクジエツトヘツドの実施例を示
す断面図、第４図および第５図は各々本発明によ
うインクジエツトヘツドの他の実施例を示す断面
図である。 １……インク室、２……圧電振動子、３……オ
リフイス、４……インク柱、５……インク滴、
６，７……インク供給チユーブ、８……栓体、９
……キヤツプ部材、１０……空間部、１１，１５
……接続開口、１２，１６……インク保持用チユ
ーブ、１３……メニスカス、１４……接続管、１
７……空気室、１８……空気供給チユーブ、１９
……空気流入路、２０……空気流出口、２１……
粘着テープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク供給チユーブの一端が接続されたイン
   ク流入口およびインク吐出用の微小開口が設けら
   れたインク室と、前記微小開口前面に形成された
   液室に一端が連通するインク保持用チユーブとを
   備え、前記インク供給チユーブ、インク室、液室
   およびインク保持用チユーブ内に液体を満たし、
   前記インク供給用チユーブの他端またはインク保
   持用チユーブの他端のどちらか一方のみを大気に
   連通したことを特徴とするインクジエツトヘツ
   ド。 ２ 前記液室に微小開口に対向した開口を形成
   し、インクジエツトヘツド使用時に前記液室内の
   液体を除去し空気流を供給して前記開口より空気
   流を流出させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のインクジエツトヘツド。 ３ 前記液体がインクであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のインクジエツトヘツ
   ド。 ４ 前記液体が不凍液であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のインクジエツトヘツ
   ド。 ５ 前記液体に防かび剤あるいは防菌剤が添加さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のインクジエツトヘツド。 ６ 前記液体に酸素吸収剤が添加されたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジエ
   ツトヘツド。