JPH0357869B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のインク吐出口を備えた記録ヘツ
ドに対するインクの初期供給や回復供給などを行
わせることができる供給手段を備えたインクジエ
ツト記録装置に関する。

現在知られる各種記録方式の中でも、記録時に
騒音の発生がほとんどないノンインパクト記録方
式であつて、且つ、高速記録が可能であり、しか
も、普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録
の行なえる所謂インクジエツト記録方式は、各種
プリンター、複写装置やワードプロセツサー等の
印字装置を実現する上で、極めて有用な方式であ
る。このインクジエツト記録方式に就いては、こ
れ迄にも様々な方式が提案され、改良が加えられ
て商品化されたものもあれば、現在もなお実用化
への努力が続けられているものもある。

インクジエツト記録方式では、記録液（本発明
に於ける説明では、インクと呼称する。）の小滴
（droplet）を種々の作用原理で飛躍させ、それを
紙等の被記録材に付着させて記録を行うものであ
る。この様なインクジエツト記録方式に用いるイ
ンク滴発生装置、つまり、インクジエツト装置
は、一般に、インク滴を形成する為のインクジエ
ツトヘツドとこれに供給するインクの供給系から
成つている。

ところで、上記インクジエツトヘツドの第１の
形態として、１〜10個程度のインク吐出口を有す
る、一般に、シングルタイプ或は、セミマルチタ
イプと呼ばれるものがあるが、これ等のタイプの
ヘツドに対するインク供給系は、（インク吐出口
が少ない、しかもインク消費量が少ないので、）
カートリツジ式の交換可能なインクタンクや単数
のインク供給パイプを利用して比較的、簡易に構
成することができる。

しかし、用紙の一行分を略同時に印字する目的
で用いられる、一般に、フルラインマルチタイプ
と呼ばれる別の形態のヘツドに対するインク供給
系は、（インク吐出口が極めて多数、設けられる
し、ヘツド全体のインク消費量も、叙上の場合と
は比較にならぬ程、多くなるので、）その構造が
複雑にして大型化するとか、別途、インクの補給
が必要になる等、前者のインク供給系に較べて、
かなり技術的難度の高いものである。

従つて、この様なフルラインマルチタイプと呼
ばれるインクジエツト装置に係るインク供給系に
於て、実用性の高いものは未だ見出だし得ない現
状である。

また、このような記録ヘツドにおけるインクの
初期充填や回復を行わせるための実用的インク供
給も未だ十分な方式が見出し得ていない。

本発明は前述の課題を解決するために提案され
たもので、マルチタイプヘツドを搭載したインク
ジエツト記録装置において、実用性高く長期に渡
つて安定したインク供給が達成できるとともに記
録ヘツドに対するインクの初期充填や回復供給が
良好に行えるインク供給手段を備えたインクジエ
ツト記録装置を提供することを目的とする。

本発明者等は前述の目的を達成するために鋭意
検討を重ねた結果、記録ヘツドへのインク供給経
路を独立して２つ設け、その一方に一方向への強
制インク供給手段を備え、該手段を挟んで弁機構
を備える構成とすることでインクの初期充填や回
復を良好に行わせることができるとの知見を得る
に至つた。

本発明は前述の知見に基づきなされたもので、
複数個の吐出口が配列されるとともに前記吐出口
に通連した共通液室を有したインクジエツト記録
ヘツドと、前記吐出口の配置方向に関して、前記
共通液室の一端側と連結する第１インク流路と、
前記吐出口の配置方向に関して、前記共通液室の
他端側と連結する第２インク流路と、前記第１、
２インク流路夫々の前記共通液室との連結端とは
反対の端部が共に独立して連通しているインクタ
ンクと、前記第１インク流路の途中に付設され、
前記インクタンク内に貯留されたインクを吸入
し、前記吸入したインクを加圧して強制インク流
れを生じさせるための圧力発生部材と、前記圧力
発生部材と前記インクジエツト記録ヘツドとの間
に配設され前記圧力発生部材から前記インクジエ
ツト記録ヘツドへのインク流れは許可し、前記イ
ンクジエツト記録ヘツドから前記圧力発生部材へ
のインクの流れを禁止する第１の弁機構と、前記
インクタンクと前記圧力発生部材との間に配設さ
れ前記インクタンクから前記圧力発生部材へのイ
ンク流れは許可し、前記圧力発生部材から前記イ
ンクタンクへのインクの流れを禁止する第２の弁
機構と、を備えたインク強制供給手段と、を備
え、前記圧力発生部材を駆動させることで前記第
１インク流路、前記記録ヘツド、前記第２インク
流路、前記インクタンクの順のみに強制インク流
れを生じさせて前記記録ヘツドへのインク初期充
填あるいは前記記録ヘツドの循環回復を行わせる
ことを特徴とする。

このように記録ヘツドに対して２つの独立した
インク供給経路を備え、その一方に一方向の流れ
のみを生起させる弁機構とインク強制供給装置と
を備えることでインクの逆流を生ずることなく確
実な一方向循環供給状態を実行できる。

以下、図面に基づき、本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の概要を説明する略図である。
第１図に於て１０１−１，１０１−２，…，１０
１−ｎはインクジエツトヘツドであり、各々に
は、インクを吐出飛翔させるための複数の吐出口
１０３と、吐出口１０３に連通したインク中継室
１０２が設けられている。１１３−１，１１３−
２，…，１１３−ｎ及び１１４−１，１１４−
２，…，１１４−ｎはインクタンク１０４内のイ
ンク１０５を前記各ヘツド１０１−１，１０１−
２，…，１０１−ｎに供給するための供給管であ
り、供給管１１３−１，１１３−２，…，１１３
−ｎには逆流防止弁１１５−１，１１５−２，
…，１１５−ｎ及び１１６−１，１１６−２，
…，１１６−ｎが付設されている。インクタンク
１０４にはインク補充口１１２および通気孔１０
６が設けられており、この通気孔１０６はフイル
ター１０７を介して大気と連通している。そし
て、タンク１０４内にはインク補充口１１２が在
る側と供給管１１３−１，１１３−２，…，１１
３−ｎ及び１１４−１，１１４−２，…，１１４
−ｎが在る側とを仕切るフイルター１０８が設け
られている。１１８はシリンダーブロツクであ
り、その内部には前記ヘツド１０１−１，１０１
−２，…，１０１−ｎに対応したシリンダー１１
９−１，１１９−２，…，１１９−ｎが設けられ
ている。これ等、各シリンダーは通路１１７−
１，１１７−２，…，１１７−ｎを介して、逆流
防止弁１１５と１１６の中間で供給路１１３−
１，１１３−２，…，１１３−ｎに接続してい
る。又、各シリンダー内にはピストン１２０−
１，１２０−２，…，１２０−ｎが挿通してあ
る。１０９はタンク１０４に対して着脱自在のイ
ンク補充用タンクであり、これには液面コントロ
ール弁１１１が付設されている。

インクタンク１０４からインクジエツトヘツド
１０１−１，１０１−２，…，１０１−ｎへのイ
ンクの供給は次の様に行う。先ず、インクタンク
１０４からインクジエツトヘツド１０１−１，１
０１−２，…，１０１−ｎに対してインクの初期
充填を行う。所定のヘツドに初期充填を行うとき
は、予め、インクを満した補充用タンク１０９を
インクタンク１０４のインク補充口１１２に接続
する。このとき、液面コントロール弁１１１が開
放され、補充用タンク１０９内のインクが空気と
置換されながらインクタンク１０４内に自然落下
する。インクタンク１０４内のインクレベルが液
面コントロール弁１１１の位置まで達すると液面
コントロール弁１１１の開口部がインクで塞がれ
るので補充用タンク１０９内のインクが空気と置
換されなくなり、補充用タンク１０９からインク
タンク１０４へのインクの移行は停止する。因
に、補充用タンク１０９からインクタンク１０４
にインクが自然落下する際、インクタンク１０４
内のフイルター１０８がインクで漏れるので、イ
ンクタンク１０４のＢ領域からＡ領域への空気の
移行が行われなくなる。インクタンク１０４と補
充用タンク１０９の接続をＯリング１１０を介し
て行つた場合、あるいはインクタンク１０４と補
充用タンク１０９の接続部がインクで封鎖された
場合、インクタンク１０４のＡ領域に空気を補充
しないとインクタンク１０４のＡ領域からＢ領域
にインクが移行せず、Ａ領域とＢ領域のインクレ
ベルが同一にならない。このため、インクタンク
１０４の通気孔１０６はフイルター１０８を境に
してインク補充口１１２と同じ側にある必要があ
る。また、インクタンク１０４のインクレベルは
インクジエツトヘツドの吐出口１０３からインク
が自然漏出することがない様、ヘツド内のインク
圧が負圧になる様に設定する必要がある。

この様にしてインクタンク１０４にインクを満
した状態で、所定のピストン１２０−１を矢印方
向に押し、シリンダー１１９−１内の空気を通路
１１７−１を通して排除した後、ピストン１２０
−１を引く（矢印と逆方向）とインクタンク１０
４内のインクが逆流防止弁１１６−１、通路１１
７−１を通じてシリンダー１１９−１内に吸入さ
れる。次いでピストン１２０−１を矢印方向に押
込むとシリンダー１１９−１内のインクは通路１
１７−１、逆流防止弁１１５−１、供給管１１３
−１を通じてインクジエツトヘツド１０１−１内
に圧入される。この様なピストン１２０−１の操
作はインクがインクジエツトヘツド１０１−１内
に充満し更に供給管１１４−１を介してインクタ
ンク１０４に達し、供給管１１３−１，１１４−
１内及びインクジエツトヘツド１０１−１内の空
気（気泡）が完全になくなるまで行う。そして、
所定のインクジエツトヘツド１０１−１内にイン
クが充填された後、インクジエツトヘツド１０１
−１が作動してインク滴を吐出している時のイン
クの供給は、供給管１１３−１及び１１４−１を
通じて毛管力によつて為される。従つて、逆流防
止弁１１５−１及び１１６−１は微少な順圧で開
放される必要があり、またインクタンク１０４内
のインクレベルはインクジエツトヘツド１０１−
１の位置に較べて極端に低いことは好ましくな
く、実用上、インクジエツトヘツド１０１−１と
インクタンク１０４のインクレベルの差は略々０
〜100mmの範囲にあることが望ましい。

尚、インクジエツトヘツド１０１−１に気泡や
ゴミ等が混入して安定な吐出が得られない場合
は、インクジエツトヘツド１０１−１にインクを
初期充填するときと同様の操作方法でインクをイ
ンクタンク１０４とインクジエツトヘツド１０１
−１の間に循環させることによつて容易に回復さ
せることができる。

以上の説明は便宜上ヘツド１０１−１に就いて
行つたが、その他のヘツド１０１−２，…，１０
１−ｎに於ても勿論、上記と同様の操作方法によ
り、インクの初期充填、作動中のインク供給及び
インク吐出の回復を行うことができる。

次に、第２図を用いて本発明の一実施例を説明
する。

第２図は第１図々示例の応用例としてのインク
供給装置の分解図である。

第２図に於て、２０１はインクタンクで、イン
ク容器２０２、パツキング２０３及び上蓋２０４
で構成されている。インク容器２０２内には、フ
イルター２０５、複数のチエツクバルブ２０６が
設置され、その各々にはインク供給パイプ２０
７，２０８が付設されており、インク容器２０２
の前側面にはパイプガイド２０９が、又、後側面
にはシリンダーブロツク２１０が付設されてい
る。

上蓋２０４には、インク補充口２１１、通気孔
ブロツク２１２、インク補充用タンク押え２１３
および２１４が付設されており、通気孔ブロツク
２１２にはフイルターブロツク２１５が装着され
ている。

インク容器２０２、パツキング２０３、上蓋２
０４は、それぞれネジ止め等して互に圧着して合
体される。尚、インク容器２０２及び上蓋２０４
は、接合によつて一体化することも可能であり、
その際はパツキング２０３は必ずしも必要ではな
い。

２１６はマルチノズルインクジエツトヘツドで
インク供給チユーブ２１７および２１８でそれぞ
れインク供給パイプ２０７および２０８を介して
インクタンク２０１内と連通している。

２１９はインク補充用タンクであり、その１部
に、インクタンクの上蓋２０４のインク補充口２
１１を介してインクタンク２０１に定インクレベ
ルでインクを補充するためのインク注入器具２２
０を具えている。そしてこのインク補充用タンク
２１９は、インクタンク２０１に対して着脱自在
であり必要に応じて交換可能になつている。

インクタンク２０１からマルチノズルインクジ
エツトヘツド２１６へのインクの供給は次の様に
行う。先ず、インクタンク２０１からマルチノズ
ルインクジエツトヘツド２１６に対してインクの
初期充填を行う。インクの初期充填を行うとき
は、インク補充用タンク２１９の注入器具２２０
をインクタンク２０１のインク補充口２１１に接
続させてタンク２１９を上蓋２１４上に設置した
後、タンク２１９をタンク押え２１３および２１
４で固定する。このとき、インク補充用タンク２
１９に付設されているインク注入器具２２０が作
動してインクタンク２０１の定インクレベルまで
インクが注入される。なお、フイルター２０５の
両側でのインクレベルが等しくなる様に、インク
補充口２１１および通気孔ブロツク２１２は、フ
イルター２０５に対して同じ側に配設されてい
る。

第３図は、第２図図々示例のチエツクバルブ２
０６およびシリンダーブロツク２１０の詳細構造
を説明する第２図、Ｘ，X′線に於ける断面図で
ある。第３図に於て、３０１はインクタンクであ
り、インク容器３０２、パツキング３０３、イン
クタンク上蓋３０４で構成されている。インクタ
ンク３０１内にはチエツクバルブ３０５が設置さ
れており、このチエツクバルブ３０５は、チエツ
クエルボー３０６内にそれぞれ弁支持部３０７，
３０８、弁３０９，３１０、弁受け部３１１，３
１２から成る逆流防止弁３１３、３１４を２個直
角に配設した構造である。

３１５はシリンダーブロツクであり、シリンダ
ー３１６内にはバネ３１７、バネ受け３１８及び
ピストン３１９を挿入した後、その開口端部をシ
リンダー蓋３２０で閉塞している。ピストン３１
９にはＯリング３２１および着脱自在のロツド３
２２が付設されている。シリンダー３１６は継手
３２３によつてチエツクバルブ３０５内の逆流防
止弁３１３と３１４の間のインク流路３２４と通
連している。因に、３２８および３２９はインク
もれ防止用のパツキングである。

３３０は、チエツクバルブ３０５とインク供給
チユーブ（不図示）を接続するためのインク供給
パイプであり支持部材３３１および３３２によつ
てそれぞれチエツクバルブ３０５およびインク容
器３０２に固定してある。この他、インク供給チ
ユーブの着脱によるインク供給パイプ３３０の移
動を防止するためにスリーブ３３３および３３４
が付設されている。３３５はパイプガイドで、支
持部材３３２の脱離を防止し、且つインク供給パ
イプ３３０の固定を確実にするもので、パイプ貫
通用穴３３６にシール材等を注入することによつ
て、インク供給パイプ３３０の周囲からのインク
もれを完全に防止することができる。３３７は他
のインク供給チユーブを接続するためのインク供
給パイプである。

インクタンク３０１にインクを満した状態でロ
ツド３２２によりピストン３１９を図面左方に向
けて押すと、シリンダー３１６内の空気が通路３
２５，３２４，３２６を通り弁３１０を開放した
後、通路３２７からインク供給パイプ３３０を通
じ排除される。ピストン３１９の押圧を解除する
とピストン３１９はバネ３１７によつて押し戻さ
れ、シリンダー３１６の吸入圧によつて弁３１０
が閉鎖されると共に、弁３０９が開放され、イン
ク容器３０２内のインクがインク流路３２３，３
２４，３２５を通じてシリンダー３１６内に吸入
される。この様にしてインクをシリンダー３１６
内に吸入した後、再び、ピストン３１９を図面左
方に向けて押すと弁３０９が閉鎖され、弁３１０
が開放されるのでシリンダー３１６内に吸入され
たインクはインク通路３２５，３２４，３２６，
３２７を通じインク供給パイプ３３０からインク
供給チユーブを介して第３図では図示していない
インクジエツトヘツドに供給される。この様にし
て、インク容器３０２からインクジエツトヘツド
へのインクの初期充填は、インクがインクジエツ
トおよびインク供給チユーブ、インク供給パイプ
内に満たされ、インク供給経路中に気泡がなくな
るまで行う。

この際、弁３０９および３１０の作動を確実に
し逆圧によるリークを防止するために弁受け３１
１および３１２の弁３０９および３１０と接する
部分は弁３０９および３１０と同一面を形成する
様にし、また弁３０９および３１０より面積を小
さくしてある。

また、ピストン３１９の動作によつてシリンダ
ー３１６内に残留した空気が通路３２５内に流入
しない様に通路３２５はシリンダー３１６の中心
より下部に設けてある。

不図示のインクジエツトヘツドが作動してイン
ク滴を吐出している時のインクの供給は、インク
供給パイプ３３０および３３７を通じてインクタ
ンク３０１内のインクが毛管力によつて行われ
る。従つて、弁３０９および３１０は微少な順圧
で開放される様になつており、またインクタンク
３０１内のインクレベルはヘツドに於けるインク
圧が負圧になる様に設定する。第２図の実施例で
は、以上に説明したチエツクバルブ２０６と全く
同様の構造で且つ同様に作動するチエツクバルブ
が不図示のインクジエツトヘツドと同数、インク
容器２０２内に並設してある。

そして、この実施例装置に於ては、各インクジ
エツトヘツドへのインク供給路（バルブ２０６の
経路、パイプ２０７，２０８及びチユーブ２１
７，２１８の緩和）の長さは、全てほヾ同等にな
つているから、各インクジエツトヘツドに毛管力
により供給されるインクの供給圧差はほとんどな
いと考えて良い。

又、第２図には図示されていないが、シリンダ
ーブロツク２１０内には、第３図に示したものと
同様のシリンダー３１６及びピストン３１９が各
チエツクバルブ２０６に対応して夫々、同数、内
設してある。

この様に、各シリンダーのケースを一体化した
ことによつて、夫々の機械的強度が増すと共に、
各シリンダーとそれに対するチエツクバルブとの
接続部を固定することが容易になり、シリンダー
のインクタンクからの脱落を防止することができ
る。

以上の説明から明らかなように、記録ヘツドに
対して２つの独立したインク供給経路を備え、そ
の一方にインク強制供給装置と装置を挟んで一方
向の流れのみを生起させる弁機構を備えるという
簡単な構成で、記録ヘツドへのインクの初期充填
や記録ヘツドの吐出状態の回復を行わせるための
回復供給を確実に実行でき、安定したインク吐出
を長期に渡つて維持できるインクジエツト記録装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明インク供給装置の実施例を示す
概略図、第２図は第１図実施例の応用例を説明す
る分解図、第３図は第２図応用例の断面図であ
る。 図に於て、１０１−１，１０１−２…１０１−
ｎ，２１６はインクジエツトヘツド、１０２はイ
ンク中継液室、１０３は吐出口、１０４，２０
１，３０１はインクタンク、１０５はインク、１
０６は通気孔、１０７，１０８，２０５はフイル
ター、１０９，２１９はインク補充タンク、１１
０，１２１−１，１２１−２…１２１−ｎ，３２
１はＯリング、１１１は液面コントロール弁、１
１２，２１１はインク補充口、１１３−１、１１
３−２…１１３−ｎ，１１４−１，１１４−２…
１１４−ｎはインク供給管、１１５−１，１１５
−２…１１５−ｎ，１１６−１，１１６−２…１
１６−ｎ，３１３，３１４は逆流防止弁、１１７
−１，１１７−２…１１７−ｎ，３２３，３２
４，３２５，３２６，３２７はインク通路、１１
８，２１０，３１５はシリンダーブロツク、１１
９−１，１１９−２…１１９−ｎ，３１６はシリ
ンダー、１２０−１，１２０−２…１２０−ｎ，
３１９はピストン、２０２，３０２はインクタン
ク本体、２０３，３０３，３２８，３２９はパツ
キング、２０４，３０４はインクタンク蓋、２０
６，３０５はチエツクバルブ、２０７，２０８，
３３０，３３７はインク供給パイプ、２０９，３
３５はパイプガイド、２１２は通気孔ブロツク、
２１３，２１４はインク補充タンク押え、２１５
はフイルターブロツク、２１７，２１８はインク
供給チユーブ、２２０はインク注入器具、３０６
はチエツクエルボー、３０７，３０８は弁支持
部、３０９，３１０は弁、３１１，３１２は弁受
け部、３１７はバネ、３１８はバネ受け、３２０
はシリンダー蓋、３２２はロツド、３２３は継
手、３３１，３３２は支持部材、３３３，３３４
はスリーブ、３３６はパイプ貫通用穴である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の吐出口が配列されるとともに前記吐
   出口に連通した共通液室を有したインクジエツト
   記録ヘツドと、 前記吐出口の配置方向に関して、前記共通液室
   の一端側と連結する第１インク流路と、 前記吐出口の配置方向に関して、前記共通液室
   の他端側と連結する第２インク流路と、 前記第１、２インク流路夫々の前記共通液室と
   の連結端とは反対の端部が共に独立して連通して
   いるインクタンクと、 前記第１インク流路の途中に付設され、前記イ
   ンクタンク内に貯留されたインクを吸引し、前記
   吸入したインクを加圧して強制インク流れを生じ
   させるための圧力発生部材と、前記圧力発生部材
   と前記インクジエツト記録ヘツドとの間に配設さ
   れ前記圧力発生部材から前記インクジエツト記録
   ヘツドへのインク流れは許可し、前記インクジエ
   ツト記録ヘツドから前記圧力発生部材へのインク
   の流れを禁止する第１の弁機構と、前記インクタ
   ンクと前記圧力発生部材との間に配設され前記イ
   ンクタンクから前記圧力発生部材へのインク流れ
   は許可し、前記圧力発生部材から前記インクタン
   クへのインクの流れを禁止する第２の弁機構と、
   を備えたインク強制供給手段と、 を備え、 前記圧力発生部材を駆動させることで前記第１
   インク流路、前記記録ヘツド、前記第２インク流
   路、前記インクタンクの順のみに強制インク流れ
   を生じさせて前記記録ヘツドへのインク初期充填
   あるいは前記記録ヘツドの循環回路を行わせるこ
   とを特徴とするインクジエツト記録装置。