JPH05229136A

JPH05229136A - インクジェット記録装置とその製造方法

Info

Publication number: JPH05229136A
Application number: JP3223092A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Okazawa; 宣昭岡沢; Seiji Mochizuki; 聖二望月; Satoshi Shinada; 聡品田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【目的】圧力吸収用ダンパを覆うケースを透明あるい
は窓をあける事により、インクジェット記録ヘッドのイ
ンク流路の親インク性を保持する為の液体を最小限必要
な量を充填可能とする。【構成】インクジェット記録ヘッド１とインク供給チ
ューブ１１とその間に連結された圧力吸収用ダンパ２を
インク供給系に持つインクジェット記録装置において、
送品時に用いる親インク性保持液をインクジェット記録
ヘッド１と圧力吸収用ダンパ２にのみ充填し、その充填
量を少なくともダンパホールインク出口１９よりも液面
を高くする。そのとき圧力吸収用ダンパ内２の液体が見
えるように、圧力吸収用ダンパ２を覆うケース３を略透
明にするか、覗き窓をつける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に用いるインクジェット記録ヘッドの輸送形態、製造
方法、および、インクの圧力変動を吸収する圧力吸収用
ダンパにかかわる。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、インクジェット記録
装置のインク流路系においてインクは、インクカートリ
ッジ１４よりインクを濾過するためのフィルター１２を
通り、インク供給チューブ１１をヘッドユニット１７に
連結する。このヘッドユニット１７の中には、圧力吸収
用ダンパ２が連結されたインクジェット記録ヘッド１が
収納されている。ここで前記、圧力吸収用ダンパ２と
は、特開平２−１５０３６０号広報、特開平２−２１５
５３８号公報に示されているものである。インクジェッ
ト記録ヘッド１へインク供給チューブ１１を介してイン
クを供給する時に、キャリッジが移動すると、インクカ
ートリッジ１４からインクジェット記録ヘッド１までの
流路の長さとインクの比重の積に比例した圧力が発生す
る。インク供給チューブ１１の長さは、プリンタ本体の
横幅以上は有り、この圧力がノズルに直接伝わるとイン
ク液滴粒が変化し記録が不安定にならざるを得ない。こ
の対策として圧力吸収用ダンパ２がインク流路系の途中
に設けられているものである。また、インクジェット
記録装置の送品形態として、インクジェット記録ヘッド
１の構成部材が高分子樹脂で構成されている場合があ
る。その場合、特開平２−３３１０号広報に見られるよ
うに、気泡が流路内に停滞せず安定した印字が得られる
ように、ヘッドインク流路１６内には多価アルコールな
どに染料を添加した親インク性保持液を充填して送品す
る方法がある。一般に、高分子樹脂は水系のインクには
濡れ難くい。オンデマンド型インクジェットプリンタに
おいて、インクジェット記録ヘッド１のインクを吐出す
るための圧力伝達室（圧力室）及びインク流路が高分子
樹脂で構成されている場合、インクを充填する際に気泡
を取り込んでしまうとインクを吸引しても流路内の濡れ
が悪いため排出されない。その気泡が残っていると圧力
室に圧力を加えてインクを吐出させようとしても気泡に
圧力をとられて吐出できなくなる。そのために何等かの
親水性処理を施すのである。プリンタおよび、インクジ
ェット記録ヘッドの送品時に記録ヘッド１のインク流路
の親インク性を持続させるため親インク性保持液を充填
し送品するのである。これにより、プリンタ使用者が購
入初期にインクを充填する動作において、図６中のイン
ク流路１６中にインクの充填されない部分が存在する事
なくインクが充填されるのである。

【０００３】親インク性保持液には、溶媒として、送品
時の蒸発を抑えるものでなければならない。送品途中で
蒸発すると流路内の親インク性が失われる可能性がある
からである。そのために溶媒として飽和蒸気圧の低い、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、プロパンジオール、ブチルアルコー
ル、グリセリン等の多価アルコール類が有効である。ま
た、親インク性を示す溶質として使用する染料には、一
般に使用されている染料のほとんどが適用できるが、水
溶性染料である直接染料、酸性染料、塩基性染料が好適
である。具体的にはＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック３８、Ｃ．Ｉ．ダイレクト
ブラック１５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブ
ルー１９９、Ｃ．Ｉ．アッシドイエロー２３、Ｃ．Ｉ．
アッシドレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド９等
がある。親インク性保持液の染料濃度は０．１ｗｔ％以
上、好ましくは１ｗｔ％以上であることが望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の問題点は、親
インク性保持液はプリンタ送品時にその液体が蒸発しな
い様なものでなければならないことは前述したが、その
溶媒に高分子樹脂を劣化させず、前記条件を満たす多価
アルコールを選択すると、その比重、及び粘性は極めて
高いものとなる。そのためインクジェット記録ヘッド１
からインク供給チューブ１１の先端まで前記保持液を充
填すると、プリンタ使用者が購入初期にインクに置換す
る際に行う初期充填動作に多大な時間とインクを消費し
てしまう。それに加えてプリンタ使用者がプリンタの通
常使用時に誤って初期充填動作を行うと、大量のインク
を消費してしまう可能性がある。これを解決するには、
なるべく親インク性保持液を少量充填すれば良いのだ
が、ノズルから圧力吸収用ダンパ２迄の間に気泡が侵入
すると送品時にその気泡が肥大し、ついにはヘッドの流
路内の液を押し出しかねない。そのために確実に液量を
管理する方法が必要である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、（１）インクジェット記録ヘッドとインク供給チューブ
とその間に連結された圧力吸収用ダンパをインク供給系
に持つインクジェット記録装置において、送品時に用い
る親インク性保持液をインクジェット記録ヘッドと圧力
吸収用ダンパにのみ充填し、その充填量を少なくともダ
ンパホールインク出口よりも液面を高くした事。

【０００６】（２）前記（１）を実現するために、イン
クの圧力変動を吸収する圧力吸収用ダンパ２を覆うケー
ス３を略透明にした事。

【０００７】（３）前記（１）を実現する他の方法とし
て、インクの圧力変動を吸収する圧力吸収用ダンパ２を
覆うケース３にのぞき窓を付けた事。

【０００８】（４）前記圧力吸収用ダンパ２のインク入
口５よりダンパホール６につながる流路９はダンパホー
ル６内のインク出口１９よりインク入口５を高くした
事。を特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、ダンパ内のインク流路９を目
視または、自動計測して親インク保持液の液量管理をす
る事により、親インク保持液をインクジェット記録ヘッ
ド１及び圧力吸収用ダンパ２のみに充填する事ができる
ようになる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明に係わる実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１１】図１および、図２は本発明に係わるインク
ジェット記録ヘッド１および、周辺部材の概略図であ
る。本実施例において、圧力吸収用ダンパ２はＯリング
等のシール部材によってインクジェット記録ヘッド１に
連結されている。圧力吸収用ダンパ２のダンパホール６
に略平行にダンパインク流路９を設けてある。ダンパホ
ール６、ダンパインク流路９のある面にはダンパと同材
質の透明なフィルムが貼ってある。圧力吸収用ダンパ２
のインク入口５の位置は、ダンパインク流路９内の液が
無くなるまで吸引しても、ダンパホールインク出口１９
より液面が低くならないような高さに設計する。本実施
例に於てダンパホールインク出口１９の手前にはダンパ
フィルター７がある。このダンパフィルター７の毛細管
力があるためインク出口１９の高さより液面が低くても
記録ヘッド１のノズルからダンパホールインク出口１９
迄の間に気泡を侵入させることはない。液面のインク出
口１９に対する高さはダンパフィルター７のメッシュ径
によって決まる。ダンパフィルター７が無い場合には、
液面はインク出口１９より高くなくてはならない。

【００１２】これより、親インク性保持液の充填方法を
説明する。インクジェットプリンタは初めにキャリッ
ジ、プラテン等の装置組立後に記録ヘッドを取り付けた
後、出荷検査としての印字検査を行う。印字検査が良好
であれば、流路内のインクを親インク性保持液に置換す
る。その置換方法を図３により詳しく説明する。まず、
インク供給チューブ１１の先端より吸引された親インク
性保持液を、印字検査後インクを抜かれたインクジェッ
ト記録ヘッド１からインク供給チューブ１１まで完全に
充填される様にキャップ１３を介してポンプ１２で吸引
し続ける（図３(a)）。その後、インク供給チューブ１
１へ行なっていた親インク性保持液の供給を止め、イン
クジェット記録ヘッド１のノズル面よりインク供給チュ
ーブ１１の親インク性保持液を上記と同様に吸引する
（図３(b)）。インク入口５から、ダンパホール６に連
通するダンパインク流路９に気泡が入った瞬間から、そ
の流路９が空になるまでの間に親インク保持液の吸引を
止めることにより、ダンパホール６内に適量の親インク
保持液を充填させておくことができる。（図３(c)）。
この時、吸引を止めるタイミングとしては、インク入口
５に気泡が入った瞬間が望ましいが、ダンパインク流路
９の親インク性保持液が空になるまでに吸引を止めれば
よい。尚、ダンパインク流路９の親インク性保持液が全
部なくなってもダンパホール６内の液面がダンパホール
インク出口１９より低くなることのない様にダンパホー
ル６のダンパホールインク出口１９まで容積及び、ダン
パインク流路９の容積を設計しておく。圧力吸収用ダン
パ２のケース３は略透明な部材を使用して観察できるよ
うにする。

【００１３】以下に親インク性保持液がインク供給チュ
ーブ１１から記録ヘッド１まで完全に充填された場合
と、インクジェット記録ヘッド１のみ充填された場合お
よび、圧力吸収用ダンパ２からインクジェット記録ヘッ
ド１まで充填された場合の親インク性保持液を吸引する
場合の吸引時間の差と、前記吸引時間でインクを吸引す
る場合のインクの消費量をそれぞれ比較してみたもの
が、表１に示してある。

【００１４】

【表１】

【００１５】ここで、本実施例において親インク性保持
液は、プロパンジオール９９．０％Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４１．０％の多価アルコール溶液を使用した。

【００１６】表中の親インク性保持液排出時間は環境温
度１０℃のデータであり、インクを吸引した場合の消費
インク量は環境温度４０℃のデータである。本実施令の
プリンタの動作温度の下限は１０℃であり、親インク性
保持液をインクに置換するためには、１０℃でも完全に
インクと置換できる時間に初期充填時間を設定しておか
なければならない。４０℃でもその時間は変わらないの
で、インクを吸引した場合の消費インク量は環境温度４
０℃のデータをとった。この表から２４０秒間インクを
吸引し続けたならば、１００ｃｃ消費する事になるの
で、インクカートリッジ内のインクは空になってしま
う。４０秒であればインクカートリッジ内のインクを１
／４消費するだけで済むのである。尚、温度に応じて吸
引時間を変えても良いのであるが、１０℃でのインクの
粘度は４０℃の約１／２であり、インクカートリッジ内
のインクを約半分消費する事になるばかりか、温度セン
サー、それに付随する制御装置等を付けなくてはならな
い。そのため、本発明は簡単な構造で安価にできるため
有効である。

【００１７】圧力吸収用ダンパ２の部材の色は白にする
ことにより、インク入口５で親インク性保持液が途切れ
たことを確認するのに都合が良い。尚、白以外の淡い
色、透明、半透明の圧力吸収用ダンパ２であってもいう
までもない。要は親インク保持液とはっきり区別できる
色を圧力吸収用ダンパ２に用いれば良いのである。これ
は親インク性保持液の充填を自動計測装置によって行な
う場合のセンサーに必要な能力にも影響する。さらに、
ダンパフィルター７は親インク性保持液が充填されてい
るとメッシュの間に親インク性保持液が保持され黒く見
えるので圧力吸収用ダンパ２のダンパホール６に親イン
ク性保持液が充填されている事の確認が可能である。ま
た、圧力吸収用ダンパ２にヘッド部材と異材質の部材を
用いる場合、その連結はシール部材を介して固定するこ
とになる。この部分の固定が不十分であるとその部分で
圧力変動が起き、印字安定性が悪くなるという欠点があ
る。これを克服するためにヘッドケース４に圧力吸収用
ダンパ２を十分に固定する。その方法として本実施例に
おいては、圧力吸収用ダンパ２をヘッドケース４に接着
剤で固定するのだが、予め固定してしまうとダンパケー
ス３を装着できなくなる可能性がある。そこで、ダンパ
ケース３をヘッドケース４に装着してから接着剤を硬化
させなければならない。ダンパケース３は透明だからそ
の接着剤に紫外線硬化型接着剤を用いることもできる。

【００１８】実施例２図４は第２実施例の詳細な説明図である。前記実施例と
異なる点は圧力吸収用ダンパ２を覆うダンパケース３に
スリットを設け、インク入口５、ダンパホール６を見え
るようにした点である。これによりスリット穴を介して
前記実施例と同様に親インク性保持液の視認が可能とな
る。

【００１９】実施例３図５は第１実施例の別の圧力吸収用ダンパ２の概略図で
ある。ダンパホール６の底部付近にインク出口１９を設
け、ダンパインク流路９、インク入口５を最上部に設置
する事が、第１実施例と異なる点である。圧力吸収用ダ
ンパ２のインク出口１９とインク入口５の位置を上記の
様にすることにより、実施例１の図３（ｃ）において圧
力吸収用ダンパを本実施例に置き換えると、親インク保
持液の吸引を止めるタイミングは、気泡がダンパインク
入口５に入った時点から、親インク性保持液の液面がダ
ンパホール６の底部に来るまでの間で良いことになる。
これにより記録ヘッド１からダンパホール６までに液体
を充填させておく信頼性が向上する。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、インクの
圧力変動を吸収する圧力吸収用ダンパ２を覆うケース３
を略透明にした事または、他の方法として、インクの圧
力変動を吸収する圧力吸収用ダンパ２を覆うケース３に
のぞき窓１５を付けた。そして、これによりインクジェ
ット記録ヘッド１において、送品時に用いる親インク性
保持液をインク供給系全域ではなく、キャリッジ上のヘ
ッドユニット１７にのみ充填する事を可能とした。それ
により、インクジェット記録ヘッド１のヘッドインク流
路１６の親インク性を保持しつつ、インクの初期充填が
短時間で行えるという効果がある。また、プリンタの通
常使用時に誤って初期充填動作を行なっても、インクの
消費量は記録ヘッド１からインク供給チューブ１１に充
填したときに比較して極力少なくて済むという大きな効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録ヘッドの概略図。

【図２】インクジェット記録ヘッド及び、周辺部材の概
略図。

【図３】親インク性保持液を充填する行程毎図。

【図４】第２実施例の概略図。

【図５】第３実施例の概略図。

【図６】インクジェット記録ヘッドのインク流路系の概
略図。

【図７】インクジェット記録ヘッドの正面図。

【符号の説明】

１．インクジェット記録ヘッド２．圧力吸収用ダンパ３．ダンパケース４．ヘッドケース５．インク入口６．ダンパホール７．ダンパフィルター８．親インク保持液９．ダンパインク流路１０．ポンプ１１．インク供給チューブ１２．フィルター１３．吸引キャップ１４．インクカートリッジ１５．のぞき窓１６．ヘッドインク流路１７．ヘッドユニット１８．インク流入プラグ１９．ダンパホールインク出口２０．キャリッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェット記録ヘッドとインク供給
チューブとその間に連結された圧力吸収用ダンパをイン
ク供給系に持つインクジェット記録装置において、送品
時に用いる親インク性保持液をインクジェット記録ヘッ
ドと圧力吸収用ダンパにのみ充填し、その充填量を少な
くともダンパホールインク出口よりも液面を高くした事
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記圧力吸収用ダンパを覆うケースを略
透明にした事を特徴とする請求項１記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項３】前記圧力吸収用ダンパを覆うケースにの
ぞき窓を付けた事を特徴とする請求項１記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項４】前記圧力吸収用ダンパのインク入口より
ダンパホールにつながる流路はダンパホール内のインク
出口よりインク入口を高くした事を特徴とする請求項１
記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】インクジェット記録ヘッドとインク供給
チューブとその間に連結された圧力吸収用ダンパをイン
ク供給系に持つインクジェット記録装置において、送品
時に用いる親インク性保持液をインクジェット記録ヘッ
ドと圧力吸収用ダンパにのみ充填し、その充填量を少な
くともダンパホールインク出口よりも液面を高くした事
を特徴とするインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項６】前記圧力吸収用ダンパを覆うケースを略
透明にした事を特徴とする請求項５記載のインクジェッ
ト記録装置の製造方法。
【請求項７】前記圧力吸収用ダンパを覆うケースにの
ぞき窓を付けた事を特徴とする請求項５記載のインクジ
ェット記録装置の製造方法。