JPH03215044A - インクジェットカートリッジ - 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） 本発明はインク滴をノズルから吐出・飛翔させて記録紙
上にインクを付着させて記録可能としたインクジェット
カートリッジに関し、より詳し《はインクタンクを一体
化した使い捨ての可能なインクジェットカートリッジに
関する。

（従来の技術） 従来、使い捨てタイプのインクジェットカートリッジと
して第１０図に示した如く特開昭５９−２０７２６３号
公報に記載されたものが公知であり、該従来例は可撓性
のある収縮可能なインク溜めとインク溜めにインクを充
填する手段と充填する手段を閉じることによりインクの
吐出をノズルのみにしたことを構成要素としている。か
かるインクジェットカートリッジにおいてインクを充填
する際、インク溜め、インク流路、基板とノズル板の間
隙、等のインクで充満される部分には、空気が残留しな
い様に充填する必要がある。もしインク流路に空気が気
泡として残留するとノズル部へ充分にインクが供給され
ずノズルからのインクの吐出が不能になったり、又ノズ
ル板と基板の間隙に気泡が残留すればインクの吐出手段
の障害となりノズルから正常なインクの吐出ができなく
なる。更にインク溜りに多量のインクが残留すれば温度
上昇等により、その空気が膨張しインクを押しだしノズ
ルから不必要なインクを吐出させてしまう。更にはイン
ク溜めはインクが消費されるにつれて収縮していくが、
反面、元の形に復元しようとし、インクの表面張力によ
ってノズル部に形成されているインクのメニスカスを内
部へ引き込もうとする。従って、ノズル部からの吐出が
不安定になり、吐出されるインク滴が小さくなったり、
インク滴の飛翔の速度や方向が適正でなくなったりして
、正常な印字が不可能になる弊害があった。

そして更に、インクの消費が続くと、インク溜めの復元
力がより強くなって、ノズル部でのインク吸引力が強く
なり、ノズル部にインクが表面張力によってメニスカス
を形成することも不可能となって、ノズル部からのヘッ
ド内への空気の侵入をまねき，インク溜めにインクが相
当量残存するにも拘らず、インクの吐出が不能となるこ
ともある。

また、インクジェットヘッドの一般的な問題として、イ
ンクをノズルから吐出した直後に、ノズル内部にインク
が速やかに供給されないため、空気がノズルからヘッド
内部に侵入し、気泡としてノズル部付近に留まることに
よってインクの吐出に支障を来す問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、インク貯留部に充填されたインクをヘッド内
に充満する際、インク流路、ヘッド内（ノズル板と基板
の間隙）に気泡が残留する事なく、たとえノズル部から
ヘッド内に空気が侵入して気泡が生ずることがあっても
ヘッド内に留まることなく、更にインクタンク内にイン
クと置換して入った空気が温度上昇等により膨張してイ
ンクを押し出す様な場合にノズルから吐出することもな
い使い捨て可能なインクタンク一体型のインクジェット
カートリッジの提供を目的とする。

（問題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のインクジェトカー
トリッジは、軸筒の中程より上方空間をインク貯溜部と
なし、それより下方空間にはインク貯溜部内の空気の膨
張によってインク貯溜部から押し出されるインクを保溜
するインク保溜体を内装し、該軸筒の外側にノズル及び
ノズルからインク滴を吐出させる手段を付設し、該イン
ク滴を吐出する手段部へインク貯溜部からインクを供給
するインク流路をその断面形状が毛細管力の強い部分と
弱い部分を形成したことを特徴として構成されるもので
ある． （実施例） 図面に基づき本発明の一実施例を説明する．まず、軸筒
（１）の外側に基盤（２）が付設されており、更に基板
（２）には複数のノズルが穿設されたノズル板（３）が
間隙板（４）を介して適宜な間隙（５）を設けて接合さ
れている。

基板（２）にはノズル（８）に対向する位置にそれぞれ
発熱抵抗体（図示せず）が配列され、各発熱抵抗体は配
線（６）によって接点（７）と接続されている。

軸筒（１）の中程には内側から基板（２）を経て基板（
２）とノズル板（３）の間隙（５）に連通するインク流
路（９）が開設されている。更に軸筒（１）のインク流
路（９）付近より正方空間をインク貯溜部（１０）とな
しそれより下方にはインク保留体（１１）を内装してい
る．このインク流路（９）は幅狭部（９−ａ）と幅広部
（９−ｂ）つまり毛細管力の強い部分と弱い部分とから
成り、インク貯留部（ｌＯ）内のインクが間隙（５）に
流入する際、まず初めにインク流路（９）の毛細管力の
強い部分即ち幅狭部（９−ａ）に引かれ間隙（５）に入
り幅広部（９−ｂ）からは間隙（５）内の空気がインク
貯留部（１０）に抜け間隙（５）は空気とインクが置換
し完全にインクで充満される。

インク保溜体（１ｌ）には、外周部に水平方向の多数の
羽（１２）が設けられ、各羽（１２）の間には毛細管現
象を生ずる程度の幅のインク保溜溝（１３）が形成され
、更にインク貯溜部（１０）とインク保留溝（１３）を
連通ずる上下方向の縦溝（ｌ４）が毛細管現象を生ずる
程度の幅に形成され、また縦溝（ｌ４）の反対側には各
羽（１２）に切り欠きかあり通気路（ｌ５）を形成して
いる．尚、インク保留溝（１３）は上から下に向かうに
従い次第にその幅を拡大しており、上方の方より毛細管
作用が強くなるように形成してある。また、インク保留
体（１１）の下端には空気口（１６）が開設され、該空
気口（１６）は通気路（ｌ５）及び縦溝（１４）を介し
てインク貯溜部（１０）と連通している。

インク貯溜部（１０）には勿論インクが充填されており
、軸筒（１）は透明な材質で形成され、インク量を外部
から視認できるようになっている，この実施例ではイン
クジェットカートリッジ全体を使い捨て用に構成したが
インク貯溜部（ｌＯ）を別部品化してインクタンク交換
式にしてもよい。

インク（１７）はインク流路（９）からノズル板（３）
と基板（２）の間隙（５）に供給され、情報信号により
所要の発熱抵抗体から熱的パルスを与えられたときに生
ずる状態変化によってその発熱抵抗体に対向する位置の
ノズル（８）から噴射されて記録紙に付着される．イン
ク貯溜部（１０）の内部空間は僅かに負圧にされていて
、インクが消費されると更に負圧になり、ある一定値を
越えると空気口（ｌ６）から通気路（１５）及び縦溝（
ｌ４）を通って空気がインク貯溜部（１ｏ）に流入して
元の圧力に戻るが、この場合の圧力の変動は非常に微少
なので、ノズル（８）に於けるインクのメニスカスに与
える影響は実用上殆ど問題にならない。またノズル（８
）に於けるインクの圧力は、ノズル（８）と縦溝（１４
）の上端位置（イ）との垂直方向の高さの差によって決
まり（つまり、この差がノズル部でのインクの木頭にな
る）、インク貯溜１１（　ｉｔ　ｏ）内のインク面の高
さとは無関係なので、インクの消費量に関係なくノズル
（８）部に於けるインクの圧力は常に一定となる。従っ
てノズル（８）からのインクの吐出が極めて安定してい
る。またインクをノズル（８）から吐出した直後にノズ
ル（８）からヘッド内部へ空気が流入して気泡が生じて
もその気泡はインク流路（９）の幅広部（９−ｂ）を通
ってインク貯溜部（ｌＯ）内に逃げるため、ノズル板（
３）と基板（２）の間の間隙（５）に留まることがなく
、ノズル（８）からのインクの吐出を妨げることがない
。更にインク貯溜部（１０）内の空気が温度上昇等によ
って膨張しインクを押しだしてもそのインクはインク保
留体（１１）のインク保溜溝（１３）へ縦溝（ｌ４）を
通って入り溜められるので、ノズル（８）から不本意に
インクが吐出されることはない。尚、インク保留溝（１
３）に入ったインクは、インク貯溜部（１０）内の空気
が元の状態に戻ろうとして収縮することによって再び元
のインク貯溜部（１０）内に引き戻される．（発明の効
果） 本発明は以上の通りであり、ヘッド内へのインクの充満
はインク流路が幅狭部と幅広部からなるので円滑にイン
クと空気の置換が出来、ヘッド内にはインクで充満され
、気泡が残留することはなく、ノズルからのインクの吐
出が極めて安定し、たとえノズルからヘッド内へ空気が
侵入して気泡が生ずることがあってもその気泡はすぐに
インク貯溜部へ逃げるのでインクの吐出に支障を来すこ
とがなく、更にインク貯溜部内の空気が温度上昇等の原
因で膨張してインクが押し出されてもインク保留体によ
って吸収されてノズルから不本意に吐出するような事故
が防止される等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は正面図、第２図は縦断面図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ線横断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線横断面図
、第５図はＣ−Ｃ線断面図、第６図、第７図、第８図、
第９図はＣ−ｃ線断面即ちインク流路の断面の他の実施
例である。 （１）・・・軸筒、　（２）・・・基板、（４）・・・
間隙板、　（５）・・・間隙、（７）・・・接点、　（
８）・・・ノズル、（９）・・・インク流路、　（９−
ａ）・・・幅狭部、（９−ｂ）・・・幅広部（ｌＯ）・
・・インク貯溜部、（１１）・・・インク保留体、　（
ｌ２）・・・羽、（ｌ３）・・・インク保溜溝、　（ｌ
４）・・・縦溝、（１５）・・・通気路、　（１６）・
・・空気口、（３）・・・ノズル板、 （６）・・・配線、 （ｌ７）・・・インク、　（ｌ８）・・・基板、（１９
）・・・発熱体、　（２０）・・・電極、（２ｌ）・・
・接点、　（２２）・・・インク供給口、（２３）・・
・ノズル板、　（２４）・・・ノズル、（２５）・・・
背板、　（２６）・・・溝、（２７）・・・インク供給
口、　（２８）・・・インク溜め、（２９）・・・外部
ハウジング、 （３０）・・・インク充填口。 第７図 第８図 第９図 ２′？ 平成 ３年 ３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸筒の中程より上方空間をインク貯溜部となし、それよ
   り下方空間にはインク貯溜部内の空気の膨張によってイ
   ンク貯溜部から押し出されるインクを保溜するインク保
   溜体を内装し、該軸筒の外側にノズル及びノズルからイ
   ンク滴を吐出させる手段を付設し、該インク滴を吐出す
   る手段部へインク貯溜部からインクを供給するインク流
   路を設けたインクジェットカートリッジにおいて、イン
   ク流路の断面形状に毛細管力の強い部分と弱い部分を形
   成したことを特徴とするインクジェットカートリッジ。