JPH0234349A - 液体噴射記録ヘッド - 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、液体噴射記録ヘッドに関し、詳しくは液体を
吐出して記録を行うインク吐出部とインク吐出部に供給
する記録液（以下でインクという）を収納したインク収
容部とが一体に構成された液体噴射記録ヘッドに関する
。

［従来の技術］ 従来のこの種の記録ヘッドを第９図に示す。これらの図
において、ｌｏｔはインク収容部（以下ではインクタン
クという）１０２とインク吐出機能を有するインク吐出
部１０３とが一体に構成された記録ヘッド、１０４は、
そのインク吐出部１０３のインク吐出面に設けられたイ
ンク吐出口である。インクタンク１０２はその外筐とな
る筐体１０６と１１０７とで構成されており、内部には
インクが急激な振動等によフて移動したり外部に濡出し
ないようにインク担持体として多孔質体１０８が充填さ
れていて、この多孔質体１０８のインク担持部１０９に
インクを含浸させておくことにより、そのインクがイン
ク吐出部１０３に供給されるように構成されている。１
１０はインクタンク１０２を大気に連通させるための通
気孔てあり、この通気孔１１０によりタンク内部の圧力
が一定に保たれる。

また、１１１は多孔質体１０８の通気孔１１０側を撥イ
ンク処理した撥液部であり、この撥液部１１１によりイ
ンクが通気孔１１０を介して外部に漏洩するのを防止し
ている。

そこで、このように構成された記録へラド１０１では不
図示のキャリッジに搭載され移動させられる間に記録ヘ
ッド１０１からインク滴１１２を飛翔させ記録シート１
１３上に記録がなされる。また、インクタンク１０２内
ではインクが消費されるに従い、インク担持部１０９に
通気孔１１０を介して空気が供給され、常に一定した内
圧に保たれることからインク吐出特性を最適の状態に保
つことができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来の一体型液体噴射記
録ヘッド１旧では、インクタンク１０２内に装填された
多孔質体１０８にインクを含浸させておくことによって
、インクを保持させており、しかもインクタンク１０２
は通気孔１１０を有しているために、記録ヘッドｌｏｔ
に振動や衝撃等が加わった場合、インク担持部１０９に
保持されたインクが撥液部ｉｉｔで防止し切れず空間１
１４に流れ出たり、あるいは記録ヘッド１を取扱ってい
る途中、不用意に筐体１０６に圧力がかかることでこの
ようなインクが通気孔１１０から漏れる虞があり、記録
装置の内外を汚したり、操作者の手や衣服を汚し、また
、時には不図示の電気接続部にかかるインクが付着して
装置を破壊する等の虞があった。

本発明の目的は、上述した従来の課題に着目し、その解
決を図るべく、インクの充填効率がよく、取扱いや振動
、衝撃によってインクが通気孔から洩れたりする虞のな
い信頼性が高く使い勝手の良い液体噴射記録ヘッドを提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、液体を吐出す
るための吐出口と、吐出口に対応して設けられ液体の吐
出に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素
子とを有する記録ヘッド部と、記録ヘッド部に供給する
液体を収容する液体収容部とを有する記録ヘッドにおい
て、タンク内を大気に連通させる通気孔を有する通気室
とを備え、通気室内に撥液性の多孔質体を装填したこと
を特徴とする。

さらに本発明の別の形態は通気孔の周囲部を通気室内に
突出させ、周囲部の先端が多孔質体に当接されているこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば撥液性の多孔質体が装填された通気室を
介して大気が液体収容部に連通されるようにしたので、
記録ヘッドに振動や衝撃が加わったり、急激に移動させ
る所作をしたときにも、液体収容部に収容された記録液
が外部に漏出することが防止される。

さらに本発明の別の形態によれば、大気に連通ずる通気
孔の周囲部を通気室に向けて突出させ、その突出させた
通気孔の周囲部を撥液性の多孔質体に当接させるように
したことによって、記録液が仮に通気室に浸入してきて
、壁に伝って通気孔の周囲に達したとしても、その周囲
部が突出されており、しかもその先端が撥液性の多孔質
体に圧接しているので、記録液が通気孔から外部に漏れ
る虞が全くなく、使い勝手の良い信頼性の高い液体噴射
記録ヘッドを提供することが可能となった。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１Ａ図〜第１Ｄ図は本発明の一実施例を示す。第１Ａ
図において、１は内部に吐出エネルギー発生素子を有し
、インク吐出機能を具えたインク吐出ユニット２とイン
クタンク３とを筐体４を介して一体としたカートリッジ
形態の記録ヘッドであり、そのインクタンク３とインク
吐出ユニット２が装着されるユニット装着室５とは仕切
壁６で隔絶されている。また、７はインクタンク３との
間に０字型の連通溝８を有する通気室であり、後述する
ようにしてこの通気室７を介して、インクタンク３と大
気との間に空気を連通させることができる。

なお、９はインク吐出口、また、第１Ｂ図において１０
は筺体４上に後述するようにして接合封着される蓋、１
１はインク吐出ユニット２に設けられた信号供給用の電
極部であり、電極部１１は不図示の配線と接続可能なよ
うにユニット装着室５の底部がくりぬかれ、その凹部４
Ａに露出されている。さらにまた、第１Ａ図において、
１２．１３および１４はいずれも弾性を有する多孔質体
（以下では多孔質部材という）であり、発泡ウレタン、
発泡パルプ、発泡ＰＶＡ　（ポリビニルアルコール）等
で形成され、互いに異なったインク保持性およびインク
充填効率または撥インク性を具えている。

すなわち、通気室７に装填される多孔質部材１２は撥イ
ンク処理によって撥インク性を有し、空気は流通させる
がインクは受付けない。また、多孔質部材１４は多孔質
部材１３に比してインク充填率は低いがインク保持性が
大きい。そこで、これらの多孔質部材１２．１３および
１４は第１Ａ図に示すようにしてインクタンク３内と通
気室７に装填された上、第１Ｃ図に示すｌｉｏを押付け
るようにして第１Ｄ図に２点鎖線で示す溶接線Ｗに沿っ
て超音波溶着等により液密性の高い接着が行われる。

なお、インクタンク３内の周囲壁、底部および蓋！Ｏの
内側にはそれぞれ対応する位置に、先端を鋭利に尖らせ
たリブ４ＢおよびＩＯＢが形成させており、多孔質部材
１３および１４がインクタンク３内に封入された状態に
おいてはリブ４ＢおよびＩＯＢの先端がこれらの多孔質
部材１３．１４に喰い込むことによフて、タンク３内の
空気や気泡３１が壁と多孔質部材との間を伝ってインク
吐出ユニット２側に浸入するのを阻止している。（第２
図参照）。

さらにまた第１Ａ図において、ＩＡは記録ヘッド１を不
図示のキャリッジに搭載するときにキャリッジと係合さ
せる固定ビン、ＩＢはそのときの位置決め用のリブ、Ｉ
Ｃは後述するようにして記録ヘッド１にインクを充填す
るとぎに使用されるインク充填孔であり、ユニット装着
室５の上縁部にはインク吐出ユニット２を室５に装入し
た状態で固定するための固定爪１５が設けられている。

ついで、第３Ａ図および第４図により通気室７の構成を
詳しく説明する。蓋１０の通気室７の上部には先に第１
０図で示したように通気孔１６が設けられていて、その
通気孔１６の周囲は第３図および第４図に示すように円
錐状の突起１７に形成されて、通気室７内に突出してい
る。また、これらの図において、１８は蓋１０からイン
クタンク３側の下方に向けて突設された小壁であり、こ
の小壁１８の下方の位置に半円型の切欠き１８八が設け
られており、この切欠き１８Ａと連通溝８とで円形の連
通孔１９が形成されるように構成されている。

そこで、このような通気室７に第４図に示すように撥イ
ンク性を有する多孔質部材１２を充填し、上方からｉｌ
Ｏで密封すると、円錐状突起１７の先端開口部１７八が
撥インク性多孔質部材１２に喰い込むように押圧される
。、従って、いま仮に第３図に示すインクタンク３側か
ら連通孔１９を介して通気区画７にインクが浸入してき
たとしても多孔質部材１２が撥インク性を有するために
、多孔質部材１２に浸透することがない。

また、通気室７内の壁を伝って浸入してきたとしても突
起部１７が内部に突設されており、その先端に通気孔の
開口部１７Ａが開口されていて、しかもその開口部１７
Ａには多孔質部材１２が喰込むようにして密着している
ので通気孔１６から外部にインクの漏れるようなことが
ない。

第３Ｂ図はインクタンク３と通気室７との間の仕切壁１
７に連通孔１９を直接穿設した例を示し、そのインク洩
れ防止の効果については同様なのでその説明を省略する
。なお、本例のように構成すればｉｌＯ側に第３Ａ図に
示したような小壁１８を設ける必要がない。

本願人は、第３Ａ図、第３Ｂ図および第４図に示した通
気室７での通気孔１６および突起１７について、−例と
して第３Ｃ図に示すような寸法を設定した。

なお、突起１７の先端に設ける開口部１７への内径Φ１
は０．３ｍａ＋としたが、約０．３〜１．５ｍｍの範囲
に選択することができる。ただし、これ以下に細いと通
気が順調に行われなくなる虞があり、また、これ以上で
はインクが漏れ易くなる虞がある。同様に、突起１７の
突出高さり、については約２．０〜５゜Ｏｍｍの範囲で
選択することができるが、同様の理由から第３Ｃ図に示
したような寸法とすることが好適である。また突起１７
の絞り角αは必らずしも３０°である必要はなく、はぼ
このような角度であればよい。

次に、第５八図、第５Ｂ図および第６図に従って、イン
クタンク３からインク吐出ユニット２へのインクが供給
される経路について説明する。これらの図において、２
１は筐体４の底部に設けられたインク通路、２２Ａはイ
ンク通路２１に連通し、インクタンク３側に開口するイ
ンク供給口（以下でタンク側供給口という）、２２はそ
のインク供給口の周囲を取囲み、先端が円錐台状に形成
された突起部である。

また、インク通路２１の他方の端部にはインク充填孔Ｉ
Ｃが設りられていて、後述するようにして、インク充填
孔ＩＣを介してインクが記録ヘッド１に充填されたあと
は、第６図に示す球体２３によって、充填孔１Ｇが閉成
される。２４＾はユニット装着室５の側に開口するイン
ク供給口（以下でヘッド側供給口という）であり、２４
はヘッド側供給口２４Ａの周囲を取囲むにようにして、
先端が円錐台状に形成された突起部である。

この突起部２４にインク吐出ユニット２が装着され、位
置決めされるが、インク吐出ユニット２の底部には突起
部２４に嵌合するインク受入れ口２５が設けてあり、イ
ンク受入れ口２５の周囲には凹部２６が形成されていて
、この凹部２６にシール部材２７を介装することにより
、インクタンク３側から供給されるインクがユニット装
着室５内に瀾れないようにしている。なお、インク吐出
ユニット２は、装着室５内に固定爪１５によって固定さ
れるが、その際Ｂ方向の圧接力が与えられることにより
シール部材２７を変形させ、封止効果を十分に高めるこ
とができる。

一方、インタンク３にはタンク側供給口２２への周囲を
被包するようにして多孔質部材１４が封入されており、
さらにこの多孔質部材１４の周囲には第１Ａ図に示した
ように、多孔質部材１３が収容されている。しかしてこ
こで、多孔質部材１４の方は、多孔質部材１３よりその
非独立の空孔径が小さく、従ってインクを吸収して保持
する力が強い。一方、多孔質部材１３の方は多孔質部材
１４に比してインク収容力が大きいがその保持力は弱い
ので、インク吐出ユニット２の側でインクが消費される
に従い、多孔質部材１３に保持されているインクは多孔
質部材１４に移行し、多孔質部材１４から供給口２２Ａ
。

インク通路２１およびヘッド側供給口２４Ａを経てイン
ク吐出ユニット２に供給される。

また、インクタンク３内に収容された多孔質部材１３や
１４は周囲のリブ４ＢやＩＯＢが喰い込む形で保持され
ており、かつ、タンク側供給口２２Ａは突起２２の先端
に開口されていて、これに多孔質部材１４が密着してい
るので、気泡がタンク内壁面を伝ってインク吐出ユニッ
ト２側に浸入するのを防止することができる。

ついで、第７図により、記録ヘッド１にインクを注入充
填する動作について説明する。インクの注入は、記録へ
ラド１が一体に組立て構成された後に行われるもので、
インクタンク３および通気室７には多孔質部材１３．１
４および１２がそれぞれ装填され、さらにユニット装着
室５にはインク吐出ユニット２が装着された上、ｉｌｏ
が超音波溶着等により取付けられた後で実施される。

それには、先づインク充填孔ＩＣにインク注入バイブ３
０が挿入取付けられ、この注入バイブ３０を介してイン
クが注入されるが、このときインク吐出ユニット２内の
空気は、インク吐出口９（第１Ａ図参照）から外部に排
出される。また、インクタンク３にはインク通路２１を
介してインクが送り込まれることにより、インクは多孔
質部材１４および１３に順次浸透してゆき、内部の空気
は隣接する通気室７を経て蓋１０に設けられた通気孔１
６から排出される。

かくして、多孔質部材１３および１４によってインクが
、十分に保持されたならば、インク注入バイブ３０を取
外し、そのあと、球体２３をインク充填孔ｌＣに工大し
て、イラクが外部に漏れないよう処置すればよい。

そこで、このように構成した液体噴射記録ヘッド１では
インクタンク３の大半の空間を占める多孔質部材１３に
よって十分高い充填率でインク量を収容することができ
、このインクが同じ水頭でも保持力の高い多孔質部材１
４に移行されながらインクの吐出に応じてインク吐出ユ
ニット２に供給されるもので、通気孔ｌＯおよび通気室
７を介して、空気がインクタンク３内に補充されること
より、ことができる。また、キャリッジの移行に伴う振
動等によってタンク内にインクが動揺し波立つのを防止
することができる。さらにまた、通気室７に収納された
撥インク性の多孔質部材１２を介して空気がインクタン
ク３内に取込まれるように構成されており、しかも通気
室７では通気孔１６が内側に向けて突設した突起１７の
先端で開口し、この先端開口部１７＾に撥インク性の多
孔質部材１２が喰い込むように密着されているので、万
一、インクタンク３の側から第３図に示した仕切壁１７
の連通孔１９を介してインクが通気室７の側に浸入して
きたとしても、そのインクは多孔質部材１２には浸透せ
ず、また、壁面に沿って流れたとしても突起１７によっ
て阻まれ、外部に漏出するようなことがない。

第８図は本発明の他の実施例を示す。本例は通気室７に
向けて１１０の裏面側から突出させる突起１７の形状を
円錐台形状に代えて円筒形状としたもので、その他の構
成については先に述べてきた実施例と変わるところがな
い。このように構成しても突起部１７を多孔質部材１２
に喰い込ませるようにして、その先端開口部１７八を圧
接させることができるのでインク洩れに対し同様な効果
を得ることができる。

さらにまた、以上の実施例では通気室を覆蓋している蓋
に通気孔を設け、その周りに突起を設けたが、このよう
な通気孔および突起を形成する位置は蓋に限られるもの
ではなく、例えば通気室の他に支障のない外部の側壁に
設けるようにしてもよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、記録液収容
部に連通し、撥液性のある多孔質体が装填された通気室
を筐体内に設け、該筐体には大気を通気室に連通ずる通
気孔を設けると共に、さらにはその通気孔の周囲部を通
気室に向けて突出させ、突出させた通気孔の周囲部先端
を上記の多孔質体に当接させるようにしたので、記録液
収容部内の記録液が通気孔を介して外部に漏洩する虞が
なくなり、装置や操作者の衣服や手を汚すことのない使
い勝手の良い信頼度の高い液体噴射記録ヘッドを提供す
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明液体噴射記録ヘッドの構成の一例を示
す斜視図、 第１Ｂ図は第１Ａ図の外観を背面側から見て示す斜視図
、 第１Ｃ図は本発明にかかる蓋の内面を示す斜視図、 第１Ｄ図は第１Ａ図の外観を上面側から見て示す斜視図
、 第２図は本発明にかかるリブ近傍の断面図、第３Ａ図お
よび第３Ｂ図は本発明にかかる通気室の構成の２例をそ
れぞれ破砕して示す斜視図、第３Ｃ図は本発明の一実施
例として通気室内の通気孔の寸法を示す図、 第４図は本発明にかかる通気室の断面図、第５Ａ図は本
発明にかかるインク通路関係の構成を示す斜視図、 第５Ｂ図は第５Ａ図の断面を示す斜視図、第６図は本発
明にかかるインク通路によるインク供給動作の説明図、 第７図は本発明にかかるインク注入動作の説明図、 第８図は本発明の他の実施例による通気室の断面図、 第９図は従来の液体噴射記録ヘッドの構成の一例を示す
断面図である。 １・・・記録ヘッド、 ＩＡ・・・固定ピン、 １　Ｂ−・・位置決め用リブ、 ＩＣ・・・インク充填孔、 ２・・・インク吐出ユニット、 ３・・・インクタンク ４・・・筐体、 ４Ｂ、ＩＯＢ・・・リブ、 ５・・・ユニット装着室、 ７・・・通気室、 ８・・・通気溝、 ９・・・インク吐出口、 ｌＯ・・・蓋、 １１・・・電極部、 １２．１３．１４・・・多孔質部材、 １５・・・固定爪、 １６・・・通気孔、 １７．２２．２４・・・突起、 １７Ａ・・・先端開口部、 １９・・・通気孔、 ２１・・・インク通路、 ２２Ａ、２４Ａ・・・インク供給口、 ２３・・・球体、 ２５・・・インク受入れ口、 ２７・・・シール部材、 ３０・・・インク注入パイプ。 ３気シンニ 不−！　９Ａに嗜゛σ石すプチメ帝の前面図第２図 第３Ｂ 図 も余明１″−でｆる通気室の飢曲図 第４図 １Ｃ 卓５Ａ聞θず乍面を示す粁才も図 第５Ｂ図 １６１「人フし 第４邑明０羊巴ｆ）灰太乞イ列にＪｈＪぽい襲０會な［
有］図第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体を吐出するための吐出口と、該吐出口に対応し
   て設けられ液体の吐出に利用されるエネルギーを発生す
   るエネルギー発生素子とを有する記録ヘッド部と、 前記記録ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容部
   と、 を有する記録ヘッドにおいて、 前記タンク内を大気に連通させる通気孔を有する通気室
   とを備え、 前記通気室内に撥液性の多孔質体を装填したことを特徴
   とする記録ヘッド。 ２）前記通気孔の周囲部を前記通気室内に突出させ、該
   周囲部の先端が前記多孔質体に当接されていることを特
   徴とする請求項１記載の記録ヘッド。 ３）前記エネルギー発生素子は液体の吐出に利用される
   熱エネルギーを発生する電気・熱変換体であることを特
   徴とする請求項１記載の記録ヘッド。