JPH04185350A - 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、微小開口よりインクを吐出して被記録物上に
文字、図形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 従来、空気流と静電力を利用して、微小開口よりインク
を吐出して記録するインクジェット記録装置としては、
例えば、特開昭５７−１２０４５２号、特開昭５９−１
４６８６０号の公報に記載の構成が知られている。

即ち、第３図は従来のインクジェット記録ヘッドの断面
図であり、記録ヘッド１００におけるボディ部材１０１
の外壁の先端に絶縁性の空気ノズル板１０２が数例けら
れ、内壁の先端に絶縁性のインクノズル板１０３が取付
けられる。また、ボディ部材１０１の外壁と内壁の間に
空気室１０・１が形成され、空気ノズル板１０２とイン
クノズル板１０３の間に空気室】０４に連通ずる空気流
路１．０５が形成され、インクノズル板１０３の内側に
インク室１．０６が形成されている。

インクノズル板１０３にはインク吐出口１０７が形成さ
れ、空気ノズル板１．０２にはインク吐出口１０７に対
向して空気吐出口１０８が形成されている。空気ノズル
板１０２の外面において空気吐出口１０８の周囲には、
電極１０９が設けられている。

また、インク室１０６内のインク吐出口１０７の周囲に
も電極１１４が設けられる。空気室１０４は空気供給管
１１０により空気供給源１１２に連通され、インク室１
０６はインク供給管１１１によりインク供給源１１３に
連通されている。そして、電極１０９と１１４は、信号
源１１５に接続して構成される。

従って、前述の従来の構成により、空気供給源Ｊ１２か
ら空気が空気室１０４に送られると、この空気が空気流
路１０５に空気層として一定流速で流れ、空気吐出口１
０８及びインク吐出口１０７の近傍で急激な曲がりを生
じながら空気吐出口１０８よシ流出する。一方、インク
室１０６はインク供給源１１３からインクが供給されて
おり、空気供給源１１２から送られる空気の圧力により
インク供給源１１３とインク室１０６のインクには一定
の圧力が加えられている。

これにより、インクジェット非記録時は、空気流による
インク吐出口１０７近傍の空気圧力と、インク吐出口１
０７内部のインク圧力が略等しくなり、インク吐出口１
０７に生じるインクのメニスカスが静止保持されている
。そして、信号源１１５により信号電圧を印加して、電
極］０９と１１４に電位差を生じると、この電位差によ
る静電気によってインク吐出口１０７のインクのメニス
カスが、空気吐出口１０８の方向に引伸ｉ”ｔ’ｌｉる
。ここで、インク吐出口１０７がら空気吐出口１０８に
至る空気流路１０５に（グ、空気流により急激な圧力勾
配の変化を生じているため、インク吐出口１０７のイン
クのメニスカスが一定長さ以上引伸ばされ６と、急激に
加速される。そして、このインクのメニスカスが空気吐
出口１０８から吐出して、記録紙に記録が行われる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述した従来のインクジェット記録装置
にあっては、最初にインク室１０６にインクを供給する
実際の作業では、完全にそのインク室１０６にインクを
充填することは困難であり、現実にはインク室１０６の
上部に多少逃げ残った空気が存在する。このインク室１
０６内の空気は、ピエゾ素子を用いた他の方式のインク
ジェット記録装置では、ピエゾ素子で発生した圧力波が
空気に吸収されるため、吐出不能の事態を招いて大問題
となる。

一方、第３図に示した空気流と静電気を用いたインクジ
ェット記録装置では、インクを吸引吐出して記録するた
め、前述のインク室１０６の空気は殆ど問題にならない
。逆にこの空気により、インク供給管１１１を介して伝
播される圧力変動が吸収されるため、吐出状態が不安定
になるのが緩和される。

しかし、間開インクジェット記録装置では、長時間にわ
たって装置を使用しない場合に、インク供給管１１１の
接続部から徐々に内部に空気が侵入することがある。ま
た、インクに溶は込んでいる空気が外部に出てきたり、
記録ヘッド１００に衝撃が加わってインク吐出口１０７
に形成されているインクのメニスカスが破れること等に
より、インク室１０６内に更に空気が蓄積されることが
ある。このインク室１０６の空気の増加は、成る量まで
は比較的容易に達成される。

ここで、インク室１０６に結合されたインク供給管１１
１ニ、インク吐出口１０７と略同−レベルの中間に接続
されているため、インクの量が低下すると、前述のよう
にインク室１０６に多く蓄積されている空気は容易にイ
ンク供給管１１１に入り、インク供給管１１１にインク
室１０６の空気圧力が作用するようになる。

一方、インク吐出口１０７はインクのメニスカスが形成
され、インク室１０６内と空気室内の圧力バランスが略
保たれている。そこで、空気供給源によりインク供給源
を加圧してインクを供給する際に、インク供給管１］１
の出口でインク室１０６の空気圧力が空気供給源の空気
圧力と対向して作用することになる。従って、この両者
の圧力関係によりインク供給管１１１によるインクの供
給が極度に悪化して、第４図に示すようにインク室１０
６にインクが充分供給されなくなる事態が発生する。そ
して、このインク供給不良により、記録が途中でかすれ
たり、途絶える等の記録不良を招くという課題がある。

本発明の目的は、このような従来の課題に鑑み、インク
室の空気量の増加に対してもインクを円滑に供給して、
常に安定した記録状態を確保することができるインクジ
ェット記録装置を得るにある。

課題を解決するだめの手段 この目的を達成するため、本発明は、空気吐出口と空気
流路を介し対向して記録ヘラドウインク室中に開口設置
されるインク吐出口と、空気供給源に連通して加圧され
るインク供給源と、インク供給源とインク室を連通ずる
インク供給管と、インク供給管の端部に連結してインク
室内に収容設置されかつ周囲に複数個の開口を有するイ
ンク分配器とを備えるインクジェット記録装置を提供す
るものである。

作用 前述した本発明の構成によると、インク供給管の端部に
連結してインク室内に収容されるインク分配器は、複数
個の開口からインクを供給すると共に、その内部にイン
クを貯える機能を有する。

そして、インク室内の空気の増加でインク液面が低下し
ても、インク分配器のインク貯留機能により、インク供
給管がインク分配器のインクに没し空気の侵入が防止し
た状態に保持されて、インク供給源からインク室に円滑
にインクを供給することができる。

実施例 以下、第１図及び第２図を用いて本発明の一実施例を詳
細に説明する。

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の断面図
であシ、記録ヘッド１００は第３図と同様にボディ部材
１０１に、空気吐出口１０８を有する空気ノズル板１０
２と、インク吐出口１０７を有するインクノズル板１０
３が取付けられる。空気ノズル板１０２の内側には空気
流路１０５を介して空気室１０４が、インクノズル板１
０３の内側にはインク室１０６がそれぞれ形成されてい
る。そして、空気吐出口１０８とインク吐出口１０７の
部分には電極１０９，１．１４がそれぞれ設置され、こ
れらの電極１０９，１１．４が信号源１１５に接続して
、インクのメニスカスを吸引吐出するようになっている
。また、空気供給源１１２からの空気供給管１１０が空
気室１０４と、インク供給源１１３に連通され、インク
供給源１】３がインク供給管１１１を介してインク室１
０６に連通されている。

また、インク供給管１１１の端部にはインク分配器１１
６が連結され、このインク分配器１１６がインク室１０
６内の略中間位置に収容設置されている。

インク分配器１１６はインク供給管１１１より大径の中
空円板状に形成されており、比較的粘性の高いインクが
容易に通過し難い小径の開口１１７ａ、　１１７ｂ、・
・が、円周方向に複数個設けられている。このインク分
配器１１６の構成により、インクを供給すると共に内部
にインクを貯留する機能を有する。

この場合にインク分配器１１６の径が大きい程インク室
１０６の低いインク液面にまでインク貯留の効果を生じ
ることができ、容積が小さい程インクの粘性、濡れ性に
より貯留したインクの液面を高く保つことができる。こ
のような目的から、インク分配器１１６の形状は、断面
積の大きい薄形に形成されている。

図示実施例のインクジェット記録装置は、以上のような
構成であるから、非記録時には、記録ヘッド１００のイ
ンク吐出口１０７近傍の空気圧力とインク圧力が略等し
くなって、そのインク吐出口１０７に生じるインクＩの
メニスタスＩｏが静止した状態に保持されている。そし
て、記録時に信号源１１５により電極１０９．１１４に
信号電圧を印加すると、この信号電圧の電位差に基づく
静電力でインク吐出口１０７からメニスカスＩｏが吸引
され、空気吐出口１０８から流出する空気流中を飛んで
吐出し、前方の被記録物に付着して記録する。

一方、このようなインクジェット記録作用時において、
インク室１０６にインク■が充分供給されてそのインク
液面ＩＬが第１図のように高い場合は、インク室１０６
内のインク液面ＩＬよりインク分配器１１６が少し上方
に出た程度になる。そこで、インク室１０６のインクＩ
がインク分配器１１６の内部に略−杯に入り、この状態
でインク供給源１１３からインク供給管１１１を介して
供給されるインクＩは、インク分配器１１６に流入し、
かつその複数個の開口１１７ａ、　１１７ｂ、・・を介
してインク室１０６に供給される。従って、この場合は
インク分配器用６が有っても、無いのと同様にインク■
が供給される。

一方、記録ヘッド１００の衝撃によりインク吐出口１０
７から、またはインク供給管１１１の接続部からインク
室１０６に空気Ａが流入すると、インク室１０６内の空
気Ａが増大する。すると、一定容積のインク室１０６の
空気Ａの占める範囲が増し、これに伴いインク■のイン
ク液面工りが第１図の初期状態に比べて第２図のように
低下することがある。

このとき、インク分配器１１６は上方の一部が露出する
が、下方の部分は依然としてインクＴ中に没した状態に
なる。従って、円周方向に配置されている複数個の開０
１１７ａ、、　１１７ｂ、・・の上部の開口１．１７ａ
′ｉ５・らインク分配器１１６に空気Ａが入るが、下部
の開口１１７ｂを介してインク分配器１１６にインク■
′が残留する。そして、このインク分配器１１６内部で
はその薄い形状、インク１′の粘性、濡れ性により、イ
ンク■ｌが容易に抜けないで高い液面■ビに貯留される
ことになる。そこで、インク室１０６のインク液面ＩＬ
がインク供給管１１１の位置より下方に低下しても、そ
のインク供給管１１１はインク分配器１１６内の貯留イ
ンク■′に没して、閉じた状態に保持され、空気Ａの侵
入が防止される。

このようなインク分配器１１６のインク貯留作用は、イ
ンク分配器１１６の大径の周囲に配置されている開口１
１７ａ、　１１７ｂ、・・の大部分が露出するまで発揮
される。従って、インク室１０６のインク液面ＩＬが、
インク分配器１１．６の下部のレベルにまで低下するぐ
らいに空気Ａが増加しても、インク供給管１１１への空
気への侵入が防止される。

こうして、インク供給管１１１は空気Ａの侵入が防止さ
れることで、正常なインク供給状態に保持される。そこ
で、インク供給源１１３の空気圧力は全てカＳインクＩ
の吐出に作用し、インク室１０６の室気増加に応じイン
ク液面ＩＬが低下しても、インク■の消費に応じて順次
円滑にインク■が供給される。そして、このインク■の
供給により安定した記録状態が継続して行われることに
なる。

崗、本発明は前述した実施例のみに限定されるものでは
なく、インク分配器１１６の形状、開口の径、配置は任
意に設定できる。

発明の効果 以上に説明したように、本発明によるインクジェット記
録装置は、記録ヘッドのインク室の空気の増加に対して
も円滑にインク供給することが可能であるから、安定し
た記録特性を長期間得ることができ、その効果は大きい
。インク供給管の端部にインク分配器を連結してインク
室に設置し、そのインク分配器の形状、インクの粘性、
濡れ性によりインクを貯留してインク供給管への空気の
侵入を防止する構成であるから、インク液面の広範囲の
変化に対しても効果があり、前記形状等により効果を任
意に設定でき、更に構造、組付けが簡単である。才だ、
インク分配器により、インク室に供給されるインクを濾
過したり、インク液面の変動を抑えることもできる。イ
ンク室の空気を厳密に管理することが不要になるので、
組立作業性等が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の実施例
の断面図、第２図はインク室の空気増加状態を示す同イ
ンクジェット記録装置の断面図、第３図は従来のインク
ジェット記録装置の断面図、第４図はインク室の空気増
加状態を示す同インクジェット記録装置の断面図である
。 １００−記録ヘノド、１０５　　空気流路、１０６−イ
ンク室１０６．１．０７・・・インク吐出口、１０８　
　空気吐出口、１１１・・・インク供給管、１１２・空
気供給源、１１３・インク供給源、１１６・インク分配
器、１１．７ａ。 １１７ｂ・・・開口。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　　明　ほか２名第１図 １００記録ヘツド 第２図 第３図 ／、１０１ １′Ｉ２ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気吐出口と空気流路を介し対向して記録ヘッドのイン
   ク室中に開口設置されるインク吐出口と、空気供給源に
   連通して加圧されるインク供給源と、インク供給源とイ
   ンク室を連通するインク供給管と、インク供給管の端部
   に連結してインク室内に収容設置されかつ周囲に複数個
   の開口を有するインク分配器とを備えることを特徴とす
   るインクジェット記録装置。