JPH0752405A - Ink supply device - Google Patents
Ink supply deviceInfo
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- JPH0752405A JPH0752405A JP22649493A JP22649493A JPH0752405A JP H0752405 A JPH0752405 A JP H0752405A JP 22649493 A JP22649493 A JP 22649493A JP 22649493 A JP22649493 A JP 22649493A JP H0752405 A JPH0752405 A JP H0752405A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置において、記録ヘッドにインクを供給するインク供給
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink supply device for supplying ink to a recording head in an ink jet recording device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、インクジェット記録装置において
用いられているインク供給機構としては、例えば、特開
昭63−87242号公報に記載されているように、記
録ヘッドに連通接続されるインクタンク内部全域にイン
ク吸収体を装填し、このインク吸収体にインクをあらか
じめ含浸保持させておき、インク吸収体内のインクを記
録ヘッドに供給するようにしたものが知られている。イ
ンク吸収体としては、多孔質材料であるスポンジもしく
は繊維状材料であるフェルト等が持ちいられる。このよ
うなインク供給機構では、インクタンク内の容積の約4
0%〜60%のインク量しか使用することができず、使
用効率が低い。そのため、インクタンクの使用寿命を延
ばそうとすると、必然的にインクタンクが大型化してし
まい、小型化の要請に沿わないという問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as an ink supply mechanism used in an ink jet recording apparatus, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-87242, the entire area inside an ink tank connected to a recording head. It is known that an ink absorber is loaded in the ink absorber, the ink is impregnated and held in advance in the ink absorber, and the ink in the ink absorber is supplied to the recording head. As the ink absorber, a sponge which is a porous material or a felt which is a fibrous material is used. In such an ink supply mechanism, about 4 times the volume in the ink tank is used.
Only 0% to 60% of the ink amount can be used, and the use efficiency is low. Therefore, when trying to extend the service life of the ink tank, the size of the ink tank inevitably becomes large, and there is a problem that the request for downsizing cannot be met.
【0003】また、上述の従来のインク供給機構では、
インク吸収体の毛細管力によってインクを保持するの
で、印字ヘッドに対する適正負圧を発生させている。そ
のため、インクが消費されるにつれてインク吸収体で保
持されるインク量が減少すると、インク水頭圧の減少か
ら、インク吸収体に含浸したインクに作用する負圧が徐
々に上昇し、記録ヘッドへのインクの供給が妨げられる
という問題が発生する。この現象が進行し、インクにか
かる負圧がある一定値以上になると、記録ヘッドの印字
ノズル部より気泡が逆流し、記録ヘッドにインクが供給
されない状態でインクの吐出動作が行なわれるため、吐
出不良によって記録画像に欠陥を生じ、画質の低下を引
き起こすという問題がある。この現象によっても、イン
クの使用効率は低下する。Further, in the above-mentioned conventional ink supply mechanism,
Since the ink is held by the capillary force of the ink absorber, an appropriate negative pressure is generated for the print head. Therefore, as the amount of ink held in the ink absorber decreases as the ink is consumed, the negative pressure acting on the ink impregnated in the ink absorber gradually increases due to the decrease in the ink head pressure, and There is a problem that the ink supply is interrupted. When this phenomenon progresses and the negative pressure applied to the ink exceeds a certain value, air bubbles flow back from the print nozzle of the print head, and the ink is ejected without ink being supplied to the print head. There is a problem that a defect causes a defect in a recorded image, resulting in deterioration of image quality. This phenomenon also reduces the ink use efficiency.
【0004】このような問題を解決するため、例えば、
特表昭59−500609号公報、特開平1−1485
59号公報、特開平3−180357号公報等に記載さ
れたインク供給装置では、密閉したインクタンク内にイ
ンクのみを充填し、このインクタンクに一端が大気に解
放された毛細管を連通接続したり、小穴を設けたものが
提案されている。このインク供給装置によれば、インク
タンク内のインクが消費されるにしたがって、インクタ
ンク内の負圧が増加すると、毛細管や小穴を通じて空気
がインクタンク内に導入され、インクタンク内の負圧値
はほぼ一定に保たれ、インクタンク内のインクを記録ヘ
ッドに安定供給できる。In order to solve such a problem, for example,
Japanese Patent Publication No. 59-500609, Japanese Patent Laid-Open No. 1-1485.
In the ink supply device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-180357 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-180357, only a closed ink tank is filled with ink, and a capillary tube whose one end is open to the atmosphere is connected or connected. , Those with small holes have been proposed. According to this ink supply device, when the negative pressure in the ink tank increases as the ink in the ink tank is consumed, air is introduced into the ink tank through the capillaries and small holes, and the negative pressure value in the ink tank is increased. Is kept almost constant, and the ink in the ink tank can be stably supplied to the recording head.
【0005】周囲環境が変化し、例えばインクタンク内
の上方空間の空気が膨張した場合には、インクタンク内
のインクは毛細管を逆流することになる。そのため、上
述の特表平59−500609号公報に記載されている
インク供給装置や、特開平1−148559号公報に記
載されているインク供給装置の一つ例においては、毛細
管のみを介して大気とインクタンクを連通しているの
で、逆流したインクが噴出する恐れがあり、問題であ
る。毛細管を長くすることも考えられるが、構造が複雑
となる。When the surrounding environment changes and, for example, the air in the upper space inside the ink tank expands, the ink inside the ink tank flows back through the capillaries. Therefore, in one example of the ink supply device described in JP-A-59-500609 and the ink supply device described in JP-A-1-148559, the atmosphere is provided only through a capillary tube. Since the ink tank is communicated with the ink tank, there is a possibility that the backflowing ink may be ejected, which is a problem. It is conceivable to lengthen the capillary tube, but the structure becomes complicated.
【0006】特開平1−148559号公報に記載され
ている別のインク供給装置の例や、特開平3−1803
57号公報等に記載されているインク供給装置では、小
室を有しており、インクタンク内の上方空間の空気が膨
張した場合には、インクタンク内のインクが一時的に小
室側へ退避することにより、インクタンク内の圧力を低
下させるので、記録ヘッドからのインク漏れや、大気に
連通する毛細管や小穴からインクの漏れが生じる事態は
有効に阻止される。An example of another ink supply device described in JP-A-1-148559 and JP-A-3-1803.
The ink supply device described in Japanese Patent Publication No. 57, etc. has a small chamber, and when the air in the upper space in the ink tank expands, the ink in the ink tank temporarily evacuates to the small chamber side. As a result, the pressure in the ink tank is reduced, and the situation in which the ink leaks from the recording head and the ink leaks from the capillaries or small holes communicating with the atmosphere is effectively prevented.
【0007】しかし、これらの小室を有する構造のイン
ク供給装置では、小室が主インク室の下部に配置されて
いる。従って、インクタンク内部の圧力変動を緩和する
ために、主インク室から小室へ移動したインクが、再
度、主インク室に戻る際には、毛管力に打ち勝つととも
に、重力方向に逆らって移動させる必要がある。そのた
め、小室内のインクは、完全には主インク室へ移行しき
れず、小室に残留してしまう。すなわち、この残留した
インクの量だけ、体積効率を低下させることになる。However, in the ink supply device having such a small chamber, the small chamber is arranged below the main ink chamber. Therefore, in order to mitigate the pressure fluctuation inside the ink tank, when the ink that has moved from the main ink chamber to the small chamber returns to the main ink chamber again, it is necessary to overcome the capillary force and move it against the direction of gravity. There is. Therefore, the ink in the small chamber cannot be completely transferred to the main ink chamber and remains in the small chamber. That is, the volumetric efficiency is reduced by the amount of the remaining ink.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、インク供給性能の安定化、
および、周囲環境変化による影響の抑制を実現するとと
もに、インクの収容効率を高めたインク供給装置を提供
することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and stabilizes the ink supply performance.
Another object of the present invention is to provide an ink supply device that realizes suppression of the influence of changes in the surrounding environment and that improves the ink storage efficiency.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、インクジェッ
トヘッドに連通接続されインクをインクジェットヘッド
へ供給するインク供給装置において、前記インクジェッ
トヘッドに連通しインクが収容される主インク収容室
と、該主インク収容室の側方に隣接して配置され前記主
インク収容室と連通孔を介して下部空間で連通しかつ上
部側に大気連通口が開設された副インク収容室と、該副
インク収容室の内部に配置され少なくとも側方が前記副
インク収容室の内壁に密着するべく配置されたインク吸
収部材と、前記副インク収容室の連通孔を覆うように設
けられたメニスカス形成部を有することを特徴とするも
のである。前記メニスカス形成部は、網目状体、あるい
は、多孔質体により構成することができる。According to the present invention, there is provided an ink supply device which is connected to an ink jet head and supplies ink to the ink jet head, and a main ink storage chamber which is connected to the ink jet head and stores the ink. A sub ink storage chamber which is disposed adjacent to the side of the ink storage chamber and communicates with the main ink storage chamber through a communication hole in a lower space and an air communication port is opened on the upper side, and the sub ink storage chamber. An ink absorbing member that is disposed inside and is disposed so as to be in close contact with the inner wall of the sub ink containing chamber at least laterally, and a meniscus forming portion that is provided so as to cover the communication hole of the sub ink containing chamber. It is a feature. The meniscus forming portion can be formed of a mesh body or a porous body.
【0010】また、前記メニスカス形成部の下面に接し
前記主インク収容室と連通する下部空間内に延在するイ
ンク誘導部を設けたことを特徴としている。前記インク
誘導部は、一端が前記メニスカス形成部に接触し、他端
が前記主インク収容室と連通する下部空間の底部に接触
するように構成することができる。また、前記インク誘
導部は、前記連通孔より断面を小さく形成され、前記メ
ニスカス形成部に前記インク誘導部と非接触の領域が形
成される。Further, an ink guiding portion is provided which is in contact with a lower surface of the meniscus forming portion and extends into a lower space communicating with the main ink containing chamber. The ink guiding portion may be configured such that one end thereof contacts the meniscus forming portion and the other end thereof contacts a bottom portion of a lower space communicating with the main ink storage chamber. In addition, the ink guide portion has a smaller cross section than the communication hole, and a region that is not in contact with the ink guide portion is formed in the meniscus forming portion.
【0011】さらに、前記主インク収容室と前記インク
ジェットヘッドの間に前記メニスカス形成部よりも濾過
精度の高いフィルタを配置することができる。Further, a filter having a higher filtering accuracy than the meniscus forming portion can be arranged between the main ink containing chamber and the ink jet head.
【0012】[0012]
【作用】本発明によれば、主インク収容室と副インク収
容室を有し、副インク収容室の内部にインク吸収部材を
挿入しているので、インクが外部に漏れることなく、内
部の負圧を制御でき、インクジェットヘッドにかかる負
圧を所望範囲内に保持させることができる。According to the present invention, the main ink storage chamber and the sub ink storage chamber are provided, and the ink absorbing member is inserted into the sub ink storage chamber. The pressure can be controlled, and the negative pressure applied to the inkjet head can be maintained within a desired range.
【0013】副インク収容室内のインク吸収部材は、初
期段階において毛細管現象により吸収部材の保持能力限
界までインクを吸収させておくことができ、インク室と
して機能する。大気連通口が上部に有り、副インク収容
室内に密着して挿入されたインク吸収部材の下部空間に
て主インク収容室と連通するため、記録ヘッドにおける
インクの消費に伴い発生した負圧により、副インク収容
室内のインクが主インク収容室へと移動する。副インク
収容室内のインクがほとんどなくなった時点で、メニス
カス形成部から気泡が発生し、下部空間を介して主イン
ク収容室へ気泡が供給されることにより、主インク収容
室内の負圧の上昇を抑える。これにより、常に記録ヘッ
ドに適度な負圧が発生し、良好な印字を補償することが
できる。The ink absorbing member in the sub ink containing chamber can absorb ink up to the holding capacity limit of the absorbing member by the capillary phenomenon in the initial stage, and functions as an ink chamber. Since the atmosphere communication port is located at the upper portion and communicates with the main ink storage chamber in the lower space of the ink absorbing member that is inserted in close contact with the sub ink storage chamber, the negative pressure generated by the ink consumption in the recording head causes Ink in the sub ink storage chamber moves to the main ink storage chamber. When the ink in the sub ink storage chamber is almost exhausted, air bubbles are generated from the meniscus forming portion, and the air bubbles are supplied to the main ink storage chamber through the lower space, thereby increasing the negative pressure in the main ink storage chamber. suppress. As a result, an appropriate negative pressure is always generated in the recording head, and good printing can be compensated.
【0014】さらに、周囲環境が変化し、主インク収容
室内の圧力が上昇した場合には、副インク収容室へイン
クが流れ込むことにより、主インク収容室内の圧力をほ
ぼ一定に保つことができる。このような場合でも、副イ
ンク収容室内に流れ込んだインクは、インクの消費によ
る圧力の低下により、主インク収容室内に移動するの
で、副インク収容室内に残留するインク量を低減でき、
体積効率を上昇させることができる。Further, when the ambient environment changes and the pressure in the main ink containing chamber rises, the pressure in the main ink containing chamber can be kept substantially constant by the ink flowing into the sub ink containing chamber. Even in such a case, the ink that has flowed into the sub ink containing chamber moves to the main ink containing chamber due to the pressure drop due to the consumption of the ink, so that the amount of ink remaining in the sub ink containing chamber can be reduced.
Volumetric efficiency can be increased.
【0015】前記メニスカス形成部は、網目状体、ある
いは、多孔質体により構成することにより、網目あるい
は多孔質体の孔の部分にインクのメニスカスを形成させ
ることができ、この表面張力により大気圧との所望の差
圧にて気泡を発生させ、主インク収容室をほぼ一定の負
圧に保つことができる。By forming the meniscus forming portion with a mesh-like body or a porous body, it is possible to form an ink meniscus in the meshes or the holes of the porous body, and the surface tension causes atmospheric pressure. It is possible to generate bubbles at a desired differential pressure between and to maintain the main ink storage chamber at a substantially constant negative pressure.
【0016】メニスカス形成部において発生した気泡等
により、メニスカス形成部の両面が空気の層に接して
も、インク誘導部により、インクを吸い上げてメニスカ
ス形成部に供給するので、常にメニスカス形成部がイン
クにより濡れた状態に保持され、メニスカス形成部にお
けるインクの表面張力により、主インク収容室内の負圧
をほぼ一定に保つことができる。また、インクが少なく
なってメニスカス形成部より液面が低下しても、同様
に、メニスカス形成部をインクで濡れた状態に保持する
ことができ、インクの残留量を低減できる。Even if both surfaces of the meniscus forming portion come into contact with the air layer due to bubbles or the like generated in the meniscus forming portion, ink is sucked up by the ink guiding portion and supplied to the meniscus forming portion. Due to the surface tension of the ink in the meniscus forming portion, the negative pressure in the main ink storage chamber can be kept substantially constant. Further, even when the amount of ink is reduced and the liquid surface is lower than the meniscus forming portion, the meniscus forming portion can be kept wet with the ink, and the residual amount of ink can be reduced.
【0017】前記インク誘導部は、一端が前記メニスカ
ス形成部に接触し、他端が前記主インク収容室と連通す
る下部空間の底部に接触するように構成することによ
り、インクが残りわずかになっても、インク誘導部によ
りインクがメニスカス形成部に供給され、メニスカス形
成部により主インク収容室内の圧力がほぼ一定に保たれ
るので、インクを使いきることができ、インクの利用効
率をさらに向上させることができる。The ink guiding portion is configured such that one end thereof contacts the meniscus forming portion and the other end thereof contacts the bottom portion of the lower space communicating with the main ink containing chamber, whereby the ink is slightly left. However, since the ink is supplied to the meniscus forming part by the ink guiding part and the pressure in the main ink storage chamber is kept substantially constant by the meniscus forming part, the ink can be used up and the ink utilization efficiency is further improved. Can be made.
【0018】さらに、前記インク誘導部は、前記連通孔
より断面を小さく形成され、前記メニスカス形成部に前
記インク誘導部と非接触の領域を形成することにより、
この領域において気泡を発生させることができ、生成さ
れた気泡を下部空間へスムーズに移動させることができ
るようになる。Further, the ink guide portion is formed to have a smaller cross section than the communication hole, and a region which is not in contact with the ink guide portion is formed in the meniscus forming portion,
Bubbles can be generated in this region, and the generated bubbles can be smoothly moved to the lower space.
【0019】また、前記主インク収容室と前記インクジ
ェットヘッドの間に前記メニスカス形成部よりも濾過精
度の高いフィルタを配置することにより、周囲環境の変
化した場合における前記吸収部材、メニスカス形成部、
インク誘導部等による圧力の調整を促進し、インクジェ
ットヘッドからのインクの流出を防止することができ
る。Further, by disposing a filter having a filtration accuracy higher than that of the meniscus forming portion between the main ink storage chamber and the ink jet head, the absorbing member and the meniscus forming portion when the ambient environment changes,
It is possible to promote the adjustment of the pressure by the ink guide portion and the like, and prevent the outflow of ink from the inkjet head.
【0020】[0020]
【実施例】図1は、本発明のインク供給装置の一実施例
を示す断面図、図2は、副インク室の下部の拡大図であ
る。図中、1はインクジェットヘッド、2はインクタン
ク、3はインク、4は主インク室、5は連通路、6は副
インク室、7は連通孔、8は大気連通孔、9は吸収部
材、10はメニスカス形成部、11はインク誘導部、1
2は供給路である。この実施例では、インクジェットヘ
ッド1とインクタンク2とが一体に構成されている。イ
ンクジェットヘッド1の周囲には、ヘッド自身が取り付
けられた図示しないヒートシンク、インクジェットヘッ
ド1に電気信号を供給する図示しないプリント配線基板
等が存在している。インクジェットヘッド1には、図示
しない多数のノズルが高密度で形成されている。例え
ば、128個のノズルを300spiの密度で形成する
ことができる。各ノズルには、通電によって気泡を発生
させ、インク滴を噴射するための図示しない発熱体が設
けられている。図1において、インク滴の噴射は下向き
に行なわれる。1 is a sectional view showing an embodiment of an ink supply apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a lower portion of a sub ink chamber. In the figure, 1 is an inkjet head, 2 is an ink tank, 3 is ink, 4 is a main ink chamber, 5 is a communication passage, 6 is a sub-ink chamber, 7 is a communication hole, 8 is an atmosphere communication hole, 9 is an absorbing member, Reference numeral 10 is a meniscus forming portion, 11 is an ink guiding portion, 1
2 is a supply path. In this embodiment, the inkjet head 1 and the ink tank 2 are integrally formed. A heat sink (not shown) to which the head itself is attached, a printed wiring board (not shown) that supplies an electric signal to the inkjet head 1, and the like are present around the inkjet head 1. A large number of nozzles (not shown) are formed at high density in the inkjet head 1. For example, 128 nozzles can be formed with a density of 300 spi. Each nozzle is provided with a heating element (not shown) for generating bubbles by energization and ejecting ink droplets. In FIG. 1, ink droplets are ejected downward.
【0021】インクタンク2の内部は、主インク室4
と、副インク室6に分けられている。インクタンク2の
筐体は、剛性を持ち、長期のインク保持を可能にするた
め、耐インク性の良い材料が選択される。主インク室4
には、インクのみが収容される。主インク室4から供給
路12を介してインクジェットヘッド1へインクが供給
される。Inside the ink tank 2, the main ink chamber 4
And the sub ink chamber 6. The housing of the ink tank 2 has rigidity and is capable of holding ink for a long period of time, so a material having good ink resistance is selected. Main ink chamber 4
Contains ink only. Ink is supplied from the main ink chamber 4 to the inkjet head 1 through the supply path 12.
【0022】副インク室6の下部には、連通孔7が設け
られており、連通路5を介して主インク室4と連通して
いる。連通孔7の断面形状としては、円形、楕円形、多
角形、星形、十字形、スリット形状等、種々の形状とす
ることができる。連通路5の上壁は、平らに構成しても
よいが、図示するように、主インク室4に向かって次第
に高くなるように斜めに構成することにより、連通孔7
に発生した気泡をスムースに主インク室4へ移動させる
ことができる。副インク室6の内部には、吸収部材9が
配置されている。吸収部材9の材料としては、2次元構
造を持つ繊維状材料、3次元構造を持つ多孔質体材料、
繊維状材料を3次元状に紡績したフェルトおよび不織布
材料等を使用することができる。具体的には、例えば、
ポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材を使用するこ
とができる。この中綿材としては、例えば、密度(=重
量/体積)が800g/m3 のポリエステルフェルトを
用いることができる。また、体積密度は、5%〜15%
の間のものを用いることができ、流体抵抗、毛細管力の
観点からこの程度の値のものを用いるのが望ましい。な
お、材料の構成はポリエステル繊維に限定されるもので
はなく、適度な毛細管力を有し、インク耐性のある材料
であれば、例えば、ポリウレタン、メラミンフォーム等
の多孔質性部材や、1次元、2次元状の繊維構造体など
も用いることができる。A communication hole 7 is provided in the lower portion of the sub ink chamber 6, and communicates with the main ink chamber 4 via a communication passage 5. The cross-sectional shape of the communication hole 7 can be various shapes such as a circle, an ellipse, a polygon, a star, a cross, and a slit shape. The upper wall of the communication passage 5 may be flat, but as shown in the drawing, the communication hole 7 is formed by being inclined so as to gradually increase toward the main ink chamber 4.
It is possible to smoothly move the generated bubbles to the main ink chamber 4. An absorbing member 9 is arranged inside the sub ink chamber 6. As the material of the absorbing member 9, a fibrous material having a two-dimensional structure, a porous material having a three-dimensional structure,
It is possible to use a felt and a non-woven fabric material obtained by spinning a fibrous material into a three-dimensional shape. Specifically, for example,
A batting material obtained by bundling polyester fibers in one direction can be used. As this batting material, for example, a polyester felt having a density (= weight / volume) of 800 g / m 3 can be used. The volume density is 5% to 15%.
It is possible to use a material having a value in this range, and it is desirable to use a material having such a value from the viewpoint of fluid resistance and capillary force. The composition of the material is not limited to polyester fiber, and as long as the material has an appropriate capillary force and is ink resistant, for example, a porous member such as polyurethane or melamine foam, one-dimensional, A two-dimensional fiber structure or the like can also be used.
【0023】副インク室6の上部には、吸収部材9と大
気連通可能な、大気連通孔8が設けられている。この実
施例では、大気連通孔8の径は、吸収部材9の孔もしく
は繊維間の隙間より大きく構成されている。吸収部材9
は、その上部で大気と連通し、大気圧解放されている。
吸収部材9内のインクは大気圧により押され、また、吸
収部材9の下方から負圧により主インク室側へ引き出さ
れるため、効率よく吸収部材9のインクを使用すること
ができる。このとき、吸収部材9の毛細管力により、主
インク室4内の負圧は一定に保たれる。大気連通孔8か
らインクが飛び出さないように、インクは通さず、空気
を透過させるシートを大気連通孔8に設けることも可能
である。または、大気連通孔8を、インクが流出しない
微細孔を多数配すことにより構成することもできる。吸
収部材9の周囲は、副インク室6の内壁に密着するよう
に挿入されている。この目的は、大気連通孔8から導入
される空気が、副インク室6の内壁に沿って侵入するこ
とを避けるためである。At the upper part of the sub ink chamber 6, an atmosphere communicating hole 8 is provided which is capable of communicating with the absorbing member 9 to the atmosphere. In this embodiment, the diameter of the atmosphere communicating hole 8 is set to be larger than the hole of the absorbing member 9 or the gap between the fibers. Absorbing member 9
Is open to the atmosphere and communicates with the atmosphere above it.
The ink in the absorbing member 9 is pushed by the atmospheric pressure and is drawn out from below the absorbing member 9 to the main ink chamber side by the negative pressure, so that the ink in the absorbing member 9 can be used efficiently. At this time, the negative pressure in the main ink chamber 4 is kept constant by the capillary force of the absorbing member 9. It is also possible to provide a sheet in the atmosphere communicating hole 8 that does not allow ink to pass therethrough and allows air to pass therethrough so that the ink does not fly out from the atmosphere communicating hole 8. Alternatively, the air communication hole 8 may be formed by arranging a large number of fine holes through which the ink does not flow out. The periphery of the absorbing member 9 is inserted so as to be in close contact with the inner wall of the sub ink chamber 6. The purpose of this is to prevent the air introduced from the atmosphere communication hole 8 from entering along the inner wall of the sub ink chamber 6.
【0024】メニスカス形成部10は、連通孔7を覆う
ように、また、吸収部材9の底部に接触すべく配置され
ている。例えば、吸収部材9の底面より数ミリだけ突出
するように設置することもでき、その場合には、メニス
カス形成部10に吸収部材9が圧接され、メニスカス形
成部10の表面は吸収部材9に没入した状態となり、さ
らに良好な流体的接合が得られる。メニスカス形成部1
0は、金網や樹脂性の網等の網目状体や、多孔質体等を
用いることができる。網目状体の具体例としては、金属
メッシュフィルタや、金属繊維、例えば、SUSの細線
をフェルト状にし、さらに、圧縮焼結させたものを基材
としたフィルタ、エレクトロフォーミング金属フィルタ
等を使用することができる。また、樹脂繊維の編み物で
あるフィルタや、レーザビーム加工、電子ビーム加工等
による高精細な穴径を有するフィルタを用いることがで
きる。メニスカス形成部10は、吸収部材9に熱融着し
た構成とすることが可能である。The meniscus forming portion 10 is arranged so as to cover the communicating hole 7 and to contact the bottom portion of the absorbing member 9. For example, the absorbent member 9 may be installed so as to project from the bottom surface of the absorbent member 9 by several millimeters. In that case, the absorbent member 9 is pressed against the meniscus forming portion 10, and the surface of the meniscus forming portion 10 is immersed in the absorbent member 9. In this state, a better fluid bond can be obtained. Meniscus forming part 1
For 0, a mesh-like body such as a wire net or a resin net, or a porous body can be used. As a specific example of the mesh body, a metal mesh filter, a metal fiber, for example, a thin wire of SUS made into a felt shape, and a filter using a material obtained by compression sintering as a base material, an electroforming metal filter, etc. are used. be able to. Further, it is possible to use a filter which is a knitted resin fiber, or a filter having a fine hole diameter obtained by laser beam processing, electron beam processing, or the like. The meniscus forming portion 10 can be configured to be heat-sealed to the absorbing member 9.
【0025】吸収部材9内にインクが吸収されていると
きは、インクはメニスカス形成部10を通過して主イン
ク室4に移動する。メニスカス形成部10は、吸収部材
9にインクがなくなった場合でも、主インク室4への不
要な空気の侵入を防ぐ。さらにインクが消費されると、
大気連通孔8から入って来た空気は、吸収部材9を通過
し、主インク室4内の負圧の増加により、吸収部材9に
密着したメニスカス形成部10の目に張っているインク
の液面を押し、表面張力に打ち勝ってこれを通過し、気
泡となる。発生した気泡は、連通孔7を通り、主インク
室4へ移動する。気泡が発生する際の圧力(バブルポイ
ント圧)は、メニスカス形成部10の濾過精度に依存す
るが、この濾過精度を最適にすることによって、主イン
ク室4内の負圧、すなわち、インクジェットヘッド1へ
のインクの供給圧を一定に保つことができる。メニスカ
ス形成部10の濾過精度としては、例えば、70μm程
度のものを使用することができる。メニスカス形成部1
0は、その濾過精度よりも大きいゴミ等を除去する働き
もある。When the ink is absorbed in the absorbing member 9, the ink passes through the meniscus forming portion 10 and moves to the main ink chamber 4. The meniscus forming unit 10 prevents unnecessary air from entering the main ink chamber 4 even when the absorbing member 9 runs out of ink. When more ink is consumed,
The air that has entered from the atmosphere communication hole 8 passes through the absorbing member 9, and the negative pressure in the main ink chamber 4 increases, so that the ink liquid that is spread over the eyes of the meniscus forming portion 10 that is in close contact with the absorbing member 9 It pushes the surface, overcomes the surface tension, passes through it, and becomes a bubble. The generated bubbles pass through the communication hole 7 and move to the main ink chamber 4. The pressure at which bubbles are generated (bubble point pressure) depends on the filtration accuracy of the meniscus forming portion 10, but by optimizing this filtration accuracy, the negative pressure in the main ink chamber 4, that is, the inkjet head 1 The ink supply pressure to the ink can be kept constant. As the filtering accuracy of the meniscus forming portion 10, for example, a filtering accuracy of about 70 μm can be used. Meniscus forming part 1
0 also has a function of removing dust and the like that is larger than the filtering accuracy.
【0026】図3は、メニスカス形成部10に用いるこ
とのできる網目状体の一例の説明図である。メニスカス
形成部10として金網を用いる場合、その金網の織り方
には種々の方法がある。図3には、畳綾織(Twill
ed Dutch Weave)の金網の織り方を示し
ている。畳綾織は、太い縦線を用い、横線は相接し、縦
線を2本ずつ乗り越えるように織られている。図3
(A)のように、正面からみると、横線が相接している
ので、透視することはできな。しかし、斜めにみると、
図3(C)に示すように、裏から表または表から裏へ斜
めに走る横線と、隣接するまっすぐ伸びる横線、およ
び、縦線により、三角形の目開きが存在する。この三角
形の目開きをインクが通過し、また、この部分で気泡が
発生する。このように、畳綾織の金網は、目を細かく織
ることができ、目がそろっており、均一な気泡を発生さ
せることができる。また、同じ濾過精度を有する他の金
網に比べ、機械的強度が大きく、丈夫であるという特徴
を有している。通常、このような金網は、通常は濾過に
用いられるが、本発明では、濾過の他に、上述のよう
に、気泡発生による圧力の調整という働きをも兼ね備え
ることになる。FIG. 3 is an explanatory view of an example of a mesh body that can be used in the meniscus forming portion 10. When a wire net is used as the meniscus forming portion 10, there are various methods for weaving the wire net. In Figure 3, Tatami Twill (Twill)
1 shows the weave of a wire mesh of ed Dutch Weave). The tatami twill weave uses thick vertical lines, the horizontal lines are adjacent to each other, and they are woven so as to get over two vertical lines. Figure 3
As shown in (A), when viewed from the front, the horizontal lines are in contact with each other, and therefore cannot be seen through. However, when viewed diagonally,
As shown in FIG. 3 (C), a triangle opening is formed by a horizontal line running diagonally from the back to the front or from the front to the back, a horizontal line extending adjacent to the horizontal line, and a vertical line. Ink passes through the triangular openings, and bubbles are generated in this portion. As described above, the tatami twill wire mesh can be finely woven, has even mesh, and can generate uniform bubbles. Further, it has a feature that it has a higher mechanical strength and is stronger than other wire nets having the same filtration accuracy. Usually, such a wire mesh is usually used for filtration, but in the present invention, in addition to filtration, it also has a function of adjusting the pressure due to generation of bubbles as described above.
【0027】図4は、畳綾織の金網の特性の説明図であ
る。図中、Aで示した畳綾織の金網では、濾過粒度が1
0μm程度であり、液体抵抗平均差分は、10.3×1
04g/cm4 s、圧力損失は4.2cmH2 O程度で
ある。また、Bで示した畳綾織の金網では、濾過粒度が
5μm程度であり、液体抵抗平均差分は、56.1×1
04 g/cm4 s、圧力損失は23.1cmH2 O程度
である。このように、液体抵抗及び圧力損失は、用いる
金網の目の荒さにより変化するので、ヘッドにかかるイ
ンク圧などを考慮して、最適な目の金網を用いれば良
い。FIG. 4 is an explanatory view of the characteristics of a Twill twill weave wire mesh. In the figure, the tatami twill wire mesh shown by A has a filtration particle size of 1
The liquid resistance average difference is 10.3 × 1.
The pressure loss is 0 4 g / cm 4 s and the pressure loss is about 4.2 cmH 2 O. Further, in the Tatami-woven wire mesh shown by B, the filter particle size is about 5 μm, and the average liquid resistance difference is 56.1 × 1.
The pressure loss is 0 4 g / cm 4 s and the pressure loss is about 23.1 cmH 2 O. As described above, since the liquid resistance and the pressure loss change depending on the roughness of the mesh of the wire mesh used, it is possible to use an optimal wire mesh in consideration of the ink pressure applied to the head.
【0028】図1、図2に戻り、インク誘導部11は、
メニスカス形成部10と接し、連通孔7を通して下部へ
伸びている。メニスカス形成部10の下面に気泡が溜
り、空気の層ができてしまったり、あるいは、主インク
室4内のインクが減少し、連通路5の径よりもインクの
液面が低下すると、メニスカス形成部10は両面とも空
気にさらされることになる。しかし、主インク室4内の
圧力は負圧に保つ必要があるため、このような場合でも
メニスカス形成部10にインクの液面を形成する必要が
ある。そのため、インク誘導部11は、連通路5の底部
よりインクを吸い上げ、メニスカス形成部10に供給す
ることにより、メニスカス形成部10を濡れた状態に保
ち、主インク室4内の負圧を保つことができる。インク
誘導部11の下面を連通孔7の底部、すなわち、連通路
5の底部に接触するまで伸ばしておくことにより、イン
クを使いきるまで、最良の状態を維持することができ
る。インク誘導部11は、毛細管力によりインクをメニ
スカス形成部10へ上げることができる材料が用いら
れ、例えば、ポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材
や、ポリウレタン、メラミンフォーム等の多孔質性部
材、2次元、3次元状の繊維構造体等を使用することが
できる。形状は任意であり、スリット状や、直方体、三
角柱などの角柱、円筒形状、楕円柱状であってもよい。
また、図2に示したように、メニスカス形成部10の開
口寸法よりもインク誘導部11の断面寸法を小さくする
ことにより、インク誘導部11の周囲に隙間Aを設けて
いる。これにより、メニスカス形成部10で発生した気
泡の主インク室4への移動を容易にすることができる。
隙間Aは、幅0.5mm以上が望ましい。インク誘導部
11は、メニスカス形成部10に直接取り付ける構成と
したり、あるいは、連通孔7の側壁からリブにより固定
される構成とすることもできる。Returning to FIGS. 1 and 2, the ink guiding portion 11 is
It is in contact with the meniscus forming portion 10 and extends downward through the communication hole 7. When air bubbles are accumulated on the lower surface of the meniscus forming portion 10 and an air layer is formed, or when the ink in the main ink chamber 4 is reduced and the liquid level of the ink is smaller than the diameter of the communication passage 5, the meniscus is formed. Both sides of the part 10 will be exposed to air. However, since the pressure inside the main ink chamber 4 needs to be maintained at a negative pressure, it is necessary to form the ink liquid surface in the meniscus forming portion 10 even in such a case. Therefore, the ink guiding portion 11 sucks the ink from the bottom of the communication passage 5 and supplies the ink to the meniscus forming portion 10, thereby keeping the meniscus forming portion 10 in a wet state and keeping the negative pressure in the main ink chamber 4. You can By extending the lower surface of the ink guide portion 11 to the bottom of the communication hole 7, that is, the bottom of the communication passage 5, the best state can be maintained until the ink is used up. The ink guide portion 11 is made of a material capable of raising the ink to the meniscus forming portion 10 by a capillary force. For example, a batting material obtained by bundling polyester fibers in one direction, a porous member such as polyurethane or melamine foam, A two-dimensional, three-dimensional fiber structure or the like can be used. The shape is arbitrary and may be a slit shape, a rectangular parallelepiped, a prism such as a triangular prism, a cylindrical shape, or an elliptic cylinder.
Further, as shown in FIG. 2, by making the cross-sectional dimension of the ink guiding portion 11 smaller than the opening dimension of the meniscus forming portion 10, a gap A is provided around the ink guiding portion 11. Thereby, it is possible to easily move the bubbles generated in the meniscus forming portion 10 to the main ink chamber 4.
It is desirable that the gap A has a width of 0.5 mm or more. The ink guiding portion 11 may be directly attached to the meniscus forming portion 10 or may be fixed to the side wall of the communication hole 7 by a rib.
【0029】このような構成のインク供給装置の体積効
率について説明する。この実施例においては、主インク
室4と副インク室6の容積比を1:1に設定し、インク
タンク2内部の初期状態は主インク室4内が100%イ
ンクで満たされている。一方、副インク室6内部は、吸
収部材9が含浸可能なインク量が充填されている。イン
ク吸収部材9の材料として、例えば、ポリエステル繊維
を一方向に束ねた中綿材を使用することができる。この
材料を使用した場合、インク保液効率(=インク充填量
/全インク室内容積)は約80%である。また、副イン
ク室6のインク使用効率(=供給可能インク量/インク
充填量)は約70%である。一方、主インク室4内のイ
ンク保液効率(=インク充填量/インク吸収部材体積)
は約100%であり、インク使用効率(供給可能インク
量/インク充填量)も約100%である。従って、イン
クタンク2の体積効率(=供給可能インク量/全インク
室内容積)は約78%となる。このように、本発明のイ
ンク供給装置は、インクの使用効率が非常に良い。The volumetric efficiency of the ink supply device having such a configuration will be described. In this embodiment, the volume ratio between the main ink chamber 4 and the sub ink chamber 6 is set to 1: 1 and the main ink chamber 4 is filled with 100% ink in the initial state inside the ink tank 2. On the other hand, the inside of the sub ink chamber 6 is filled with an amount of ink that can be impregnated with the absorbing member 9. As a material of the ink absorbing member 9, for example, a batting material obtained by bundling polyester fibers in one direction can be used. When this material is used, the ink retaining efficiency (= ink filling amount / total ink chamber volume) is about 80%. The ink use efficiency of the sub ink chamber 6 (= suppliable ink amount / ink filling amount) is about 70%. On the other hand, the ink retaining efficiency in the main ink chamber 4 (= ink filling amount / ink absorbing member volume)
Is about 100%, and the ink use efficiency (suppliable ink amount / ink filling amount) is also about 100%. Therefore, the volume efficiency of the ink tank 2 (= suppliable ink amount / total ink chamber volume) is about 78%. As described above, the ink supply device of the present invention has very good ink use efficiency.
【0030】主インク室と副インク室の大きさは、上述
のような1:1の容積比でなくともよく、大きさはイン
ク量などに基づき、決定すれば良い。このとき、後述す
るように、主インク室4の上部に形成される空気層が、
気温の上昇や気圧の低下などのために膨張した場合に、
主インク室4内の負圧を保つために必要な量のインクが
副インク室6内の吸収部材9に蓄えられるので、吸収部
材9の体積はこのとき蓄えられるインク量を勘案して設
定する必要がある。The sizes of the main ink chamber and the sub ink chamber do not have to be the volume ratio of 1: 1 as described above, and the size may be determined based on the ink amount and the like. At this time, as described later, the air layer formed above the main ink chamber 4 is
If it expands due to a rise in temperature or a drop in atmospheric pressure,
Since the amount of ink required to maintain the negative pressure in the main ink chamber 4 is stored in the absorbing member 9 in the sub ink chamber 6, the volume of the absorbing member 9 is set in consideration of the amount of ink stored at this time. There is a need.
【0031】また、主インク室と副インク室の位置関係
は、図1に示したように、インクタンクを2つに仕切っ
たような形状の他、副インク室の2方または3方を主イ
ンク室が囲むような形状や、副インク室が主インク室内
に島上に配置されている構成であってもよい。これらの
構成では、インクタンクの側面の全部または一部を透明
体で構成することにより、主インク室内の液面をどの方
向からでも確認することが可能となる。確認の方法は、
視認や、光センサなどによる方法を用いることができ
る。As for the positional relationship between the main ink chamber and the sub ink chamber, as shown in FIG. 1, in addition to the shape such that the ink tank is divided into two, two or three sub ink chambers are mainly used. The shape may be such that the ink chamber is surrounded, or the sub ink chamber may be arranged on the island in the main ink chamber. In these configurations, by forming all or part of the side surface of the ink tank with a transparent body, it is possible to check the liquid surface in the main ink chamber from any direction. The confirmation method is
It is possible to use a method such as visual recognition or an optical sensor.
【0032】本発明のインク供給装置の動作を説明す
る。上述の図1に示した状態がインク充填時を示してい
る。この状態において、インクタンク2には、吸収部材
9の内容積の約80%、主インク室4の内容積の100
%にインクが充填されている。インクジェットヘッド1
におけるインク圧力は、例えば、−20mmH2 Oとす
ることができる。このインク圧力は、吸収部材9の毛細
管力により実現され、インクが保持されている。使用開
始時の状態としては、インク使用効率上の観点から、で
きる限りインクタンク2内にインクを満たすことが望ま
しいが、吸収部材9の毛細管力によって負圧を発生させ
るために、吸収部材にはある程度のインク未充填部分が
必要である。使用前には、インクジェットヘッド1のノ
ズル部および大気連通孔8には機密シールを貼っておく
ことができる。この状態で、パッケージングされてい
る。The operation of the ink supply device of the present invention will be described. The above-mentioned state shown in FIG. 1 shows the state when ink is filled. In this state, the ink tank 2 has about 80% of the inner volume of the absorbing member 9 and 100% of the inner volume of the main ink chamber 4.
% Is filled with ink. Inkjet head 1
The ink pressure in can be, for example, −20 mmH 2 O. This ink pressure is realized by the capillary force of the absorbing member 9 and holds the ink. As a state at the start of use, it is desirable to fill the ink in the ink tank 2 as much as possible from the viewpoint of ink use efficiency. However, in order to generate a negative pressure by the capillary force of the absorbing member 9, the absorbing member is Some amount of unfilled ink is required. Before use, a confidential seal can be attached to the nozzle portion of the inkjet head 1 and the atmosphere communication hole 8. It is packaged in this state.
【0033】印字が始まると、インクジェットヘッド1
においてインクが消費され、消費されたインクの量だ
け、主インク室4から供給路12を介してインクがイン
クジェットヘッド1に補給される。それに伴って、吸収
部材9がインクを保持している間は、吸収部材9内のイ
ンクが連通路5を介して主インク室4へ移動し、大気連
通孔8から徐々に空気が吸収部材9内に広がってゆく。When printing starts, the ink jet head 1
Ink is consumed in, and ink is replenished to the inkjet head 1 from the main ink chamber 4 via the supply path 12 by the amount of consumed ink. Accordingly, while the absorbing member 9 holds the ink, the ink in the absorbing member 9 moves to the main ink chamber 4 through the communication passage 5, and the air gradually flows from the atmosphere communicating hole 8 into the absorbing member 9. It spreads inside.
【0034】図5は、インクの消費の過程の説明図であ
る。図5(A)は、インクが消費され、空気がメニスカ
ス形成部10上に到達した状態を示している。この状態
となるまで、メニスカス形成部10によって主インク室
4への空気の侵入が防止される。そのため、吸収部材9
内のインク残量を少なくすることが可能である。この時
点で、インクと空気の接するメニスカスがメニスカス形
成部10上に形成される。メニスカス形成部10の上面
に空気が接触した状態でも、メニスカス形成部10の濾
過精度が吸収部材9よりも細かいために、空気はメニス
カス形成部10上にトラップされたままインクの移動が
続く。FIG. 5 is an explanatory diagram of a process of ink consumption. FIG. 5A shows a state in which the ink has been consumed and the air has reached the meniscus forming portion 10. Until this state is reached, the meniscus forming unit 10 prevents air from entering the main ink chamber 4. Therefore, the absorbing member 9
It is possible to reduce the amount of remaining ink inside. At this point, a meniscus where the ink and the air are in contact with each other is formed on the meniscus forming portion 10. Even when air is in contact with the upper surface of the meniscus forming portion 10, since the filtration accuracy of the meniscus forming portion 10 is smaller than that of the absorbing member 9, the air continues to move while being trapped on the meniscus forming portion 10.
【0035】さらにインクが消費されるに従って、イン
ク水頭圧の減少から、徐々に負圧が増大し、ある一定の
負圧値(メニスカス形成部10の濾過精度によって決定
されるフィルタとインクのバブルポイント圧)がメニス
カス形成部10に加わると、メニスカス形成部10上に
形成されているインクのメニスカスを通して空気が細か
な気泡となって発生する。発生した細かな気泡は、隣接
して発生した細かな気泡や、後続の気泡などと合体し、
大きな気泡となりながら、連通路5を通って、主インク
室4の内部に移動する。このとき、連通路5の上壁が主
インク室4に向かって斜めに形成されているので、気泡
はスムースに連通路5内を移動して主インク室4に達す
る。気泡発生時の圧力(バブルポイント圧)は、メニス
カス形成部10の濾過精度に依存するが、この濾過精度
を最適にすることによって、これ以後のインクジェット
ヘッド1へのインクの供給圧を一定に保つことができ
る。主インク室4に移動した気泡は、主インク室4の上
部に溜まることになる。この状態を図5(B)に示して
いる。As the ink is further consumed, the negative pressure gradually increases from the decrease in the ink head pressure, and a certain negative pressure value (the bubble point of the filter and the ink determined by the filtration accuracy of the meniscus forming portion 10) is increased. When (pressure) is applied to the meniscus formation portion 10, air is generated as fine bubbles through the meniscus of the ink formed on the meniscus formation portion 10. The generated small bubbles are combined with the adjacent small bubbles and subsequent bubbles,
The air bubbles move into the main ink chamber 4 through the communication passage 5 while forming large air bubbles. At this time, since the upper wall of the communication passage 5 is formed obliquely toward the main ink chamber 4, the bubbles smoothly move in the communication passage 5 and reach the main ink chamber 4. The pressure at the time of bubble generation (bubble point pressure) depends on the filtering accuracy of the meniscus forming portion 10, but by optimizing this filtering accuracy, the ink supply pressure to the inkjet head 1 thereafter is kept constant. be able to. The bubbles that have moved to the main ink chamber 4 will be accumulated in the upper part of the main ink chamber 4. This state is shown in FIG.
【0036】このときのメニスカス形成部10における
気泡の発生過程について説明する。図6は、畳綾織の金
網における気泡の発生の過程の説明図である。メニスカ
ス形成部10として、図3に示した畳綾織の金網を用い
た場合を例に説明する。図3(C)に示したように、畳
綾織の金網では、三角形の目開きを有している。この部
分がインクで濡れた状態であると、インクの表面張力に
よりインクの膜が形成される。金網の両面の圧力がバラ
ンスしている間は、図4(A)に示すように、インク膜
は平坦となっている。図4において、金網の表面側の圧
力が低下すると、圧力差により、金網の裏面の空気がイ
ンク膜を押し、図4(B)に示すように凸状になって来
る。さらに金網の表面側の圧力が低下すると、図4
(C)に示すように、凸状部がせり出し、ついには、図
4(D)に示すように、気泡となってインク内に分離す
る。この時点で、気泡の体積分だけインク内の圧力が上
昇し、金網の表面側の圧力の低下を打ち消すので、イン
ク膜は平坦となる。インク内に分離した気泡は、近くの
目から同様に発生した気泡と合体し、大きな気泡となり
ながら、主インク室4へと移動する。The bubble generation process in the meniscus forming portion 10 at this time will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of a process of generating bubbles in a Tatami-woven cloth. As an example, a case where a tatami twill wire mesh shown in FIG. 3 is used as the meniscus forming portion 10 will be described. As shown in FIG. 3C, the tatami twill wire mesh has triangular openings. When this portion is wet with ink, an ink film is formed due to the surface tension of the ink. While the pressures on both sides of the wire net are balanced, the ink film is flat, as shown in FIG. In FIG. 4, when the pressure on the front surface side of the wire mesh decreases, the air on the back surface of the wire mesh pushes the ink film due to the pressure difference, and becomes convex as shown in FIG. 4B. If the pressure on the surface side of the wire mesh further decreases, the
As shown in FIG. 4C, the convex portion protrudes, and finally, as shown in FIG. At this point, the pressure in the ink rises by the volume of the bubbles and the drop in the pressure on the surface side of the wire netting is canceled out, so that the ink film becomes flat. The air bubbles separated in the ink merge with the air bubbles similarly generated from the nearby eyes, and become large air bubbles while moving to the main ink chamber 4.
【0037】図5に戻り、さらにインクが消費される
と、インクの液面が連通路5を満たさなくなる。この状
態を図5(C)に示す。この状態では、メニスカス形成
部10の両面が空気にさらされることになる。しかし、
インク誘導部11がインク内に浸っているので、インク
誘導部11の毛細管現象によってインクがメニスカス形
成部10へ上げられ、メニスカス形成部10が濡れた状
態に保たれる。そのため、メニスカス形成部10には、
インクの膜が形成され続け、気泡発生による主インク室
4の圧力の保持動作は有効に作動する。この状態から、
主インク室4内のインクが完全になくなるまで、インク
ジェットヘッド1へのインクの供給圧は一定に保たれ
る。よって、高効率のインク供給装置を実現できる。Returning to FIG. 5, when the ink is further consumed, the liquid level of the ink does not fill the communication passage 5. This state is shown in FIG. In this state, both surfaces of the meniscus forming portion 10 are exposed to air. But,
Since the ink guiding portion 11 is immersed in the ink, the ink is raised to the meniscus forming portion 10 by the capillary phenomenon of the ink guiding portion 11, and the meniscus forming portion 10 is kept wet. Therefore, in the meniscus forming portion 10,
The ink film is continuously formed, and the operation of maintaining the pressure in the main ink chamber 4 due to the generation of bubbles effectively operates. From this state,
The ink supply pressure to the inkjet head 1 is kept constant until the ink in the main ink chamber 4 is completely exhausted. Therefore, a highly efficient ink supply device can be realized.
【0038】このように、メニスカス形成部10は、常
にインクに浸漬しているため、気泡発生開始後、インク
がなくなるまで、メニスカス形成部10上に形成されて
いるインクのメニスカスが破壊されることはなく、主イ
ンク室4内の負圧はほぼ一定に保たれる。As described above, since the meniscus forming portion 10 is constantly immersed in the ink, the meniscus of the ink formed on the meniscus forming portion 10 is destroyed until the ink is exhausted after the generation of bubbles. However, the negative pressure in the main ink chamber 4 is kept substantially constant.
【0039】図7は、インク量に対するインクジェット
ヘッドにおけるインク圧力の関係の説明図である。イン
クジェットヘッドにおけるインク圧力の変動は、ノズル
からのインクの噴射特性に影響を与えることとなる。図
7では、図1に示した本発明の実施例のインク供給装置
を用いて計測したインク量に対するインクジェットヘッ
ドにおけるインク静圧とインク動圧の変動を太線および
太い点線で示している。インク静圧とは、印字を行なっ
ていないときの圧力のことである。この圧力は、吸収部
材またはメニスカス形成部の毛管力が発生する圧力と、
インクの液面からの水頭圧によって発生する。また、イ
ンク動圧は、インクの流量と流路系の流体抵抗によって
発生する圧力損失と、インク静圧の和だと考えることが
できる。図中のインク動圧の測定は、ベタ印字時のもの
である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the ink amount and the ink pressure in the ink jet head. Fluctuations in the ink pressure in the inkjet head will affect the ejection characteristics of the ink from the nozzles. In FIG. 7, changes in the ink static pressure and the ink dynamic pressure in the inkjet head with respect to the ink amount measured using the ink supply device of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 are shown by thick lines and thick dotted lines. The ink static pressure is the pressure when printing is not performed. This pressure is the pressure generated by the capillary force of the absorbing member or the meniscus forming portion,
It is generated by the head pressure from the ink surface. Further, the ink dynamic pressure can be considered to be the sum of the ink static pressure and the pressure loss generated by the ink flow rate and the fluid resistance of the flow path system. The measurement of ink dynamic pressure in the figure is for solid printing.
【0040】また、図7には、計測で用いた本発明の実
施例のインク供給装置と同寸法であり、従来のインク吸
収体を内容積全部に装填したインクタンクを使用して、
同様に計測した。このときのインク量に対するインク静
圧とインク動圧の変動を、比較のために細線および細い
点線で示した。Further, FIG. 7 shows the same size as the ink supply device of the embodiment of the present invention used for measurement, using an ink tank in which a conventional ink absorber is loaded in the entire internal volume,
It measured similarly. The fluctuations of the ink static pressure and the ink dynamic pressure with respect to the ink amount at this time are shown by thin lines and thin dotted lines for comparison.
【0041】図7を参照すると、流路系の流体抵抗によ
って発生する圧力損失、すなわち、実線と破線の差につ
いては、両者間に大きな差は認められないが、インク静
圧についてはかなり異なっている。まず、本発明の実施
例の方が、インクの初期充填量が多くなっているが、こ
れは、インクタンクにより多くのインクを充填できるた
めである。Referring to FIG. 7, the pressure loss generated by the fluid resistance of the flow path system, that is, the difference between the solid line and the broken line is not significantly different, but the ink static pressure is considerably different. There is. First, in the embodiment of the present invention, the initial filling amount of ink is larger because the ink tank can be filled with more ink.
【0042】また、従来のインクタンクでは、インク残
量の減少にほぼ比例して、インク静圧が上昇してしまっ
ている。これは、インクのヘッド面からの水頭圧が減少
してしまうためである。しかし、本発明の実施例の場合
には、始めのうちは同じような傾きでインク静圧の上昇
が見られるが、吸収部材からインクが消費され、メニス
カス形成部から気泡が発生するようになると、インク静
圧は一定となる。このときのインク圧は次の式のように
表されると考えられる。 Phead=Pair−4γcosθ/D+ρ・g・h2 ここで、Pheadはインクジェットヘッドにおける圧力、
Pair は大気圧、γはインクとメニスカス形成部との界
面張力、θはぬれ角、Dはメニスカス形成部の空隙径、
ρはインクの密度、gは重力加速度、h2はメニスカス
形成部のインク液面からインクジェットヘッドまでの高
さである。この式の1項目と2項目は、大気圧と、メニ
スカス形成部によって決まる。3項目のインクのヘッド
面からの水頭圧も、高さh2が一定となるために一定値
となるので、インク静圧は一定となる。その結果、イン
クの流量と流路系の流体抵抗によって発生する圧力損失
とインク静圧の和であるインク動圧も一定となって、使
用可能インク量の多い効率的なインク供給装置を実現し
ている。In the conventional ink tank, the static ink pressure rises almost in proportion to the decrease in the remaining ink amount. This is because the head pressure of ink from the head surface is reduced. However, in the case of the embodiment of the present invention, although the ink static pressure rises with a similar inclination at the beginning, when the ink is consumed from the absorbing member and air bubbles are generated from the meniscus forming portion. , The static ink pressure becomes constant. The ink pressure at this time is considered to be expressed by the following equation. Phead = Pair-4γ cos θ / D + ρ · g · h2 where Phead is the pressure in the inkjet head,
Pair is the atmospheric pressure, γ is the interfacial tension between the ink and the meniscus forming portion, θ is the wetting angle, D is the void diameter of the meniscus forming portion,
ρ is the density of the ink, g is the gravitational acceleration, and h2 is the height from the ink surface of the meniscus forming portion to the inkjet head. Items 1 and 2 of this equation are determined by the atmospheric pressure and the meniscus forming portion. The head pressure of the ink of the three items from the head surface also has a constant value because the height h2 is constant, so the ink static pressure is also constant. As a result, the ink dynamic pressure, which is the sum of the pressure loss and the ink static pressure generated by the flow rate of ink and the fluid resistance of the flow path system, becomes constant, and an efficient ink supply device with a large amount of usable ink is realized. ing.
【0043】この例では、インクジェットヘッドでの負
圧値が、125mmH2 Oを超過すると、インクのリフ
ィルが阻害されて、ノズルから吐出されるインク滴量の
減少を引き起こし、かすれと呼ばれる印字画質の低下を
起こすことが判明している。このことから、本発明の実
施例では、インク残量の変化に対して、インク圧は適正
な範囲に保たれており、インクを使いきるまで良好な印
字が可能である。In this example, when the negative pressure value in the ink jet head exceeds 125 mmH 2 O, the refilling of the ink is hindered and the amount of ink droplets ejected from the nozzle is reduced, which causes a print image quality called blur. It is known to cause a decline. From this, in the embodiment of the present invention, the ink pressure is kept in an appropriate range with respect to the change in the remaining ink amount, and good printing can be performed until the ink is used up.
【0044】ところで、外気圧が変動したり、また、外
気温が変動するなど、周囲の環境が変化する場合があ
る。まず、主インク室にインクが満杯に充填されてお
り、副インク室からインクを供給しているときには、大
気連通孔から吸収部材が受ける大気圧と、インクジェッ
トヘッドのノズルの先端が受ける大気圧が同じであるの
で、大気圧が変化しても圧力バランスは崩れず、影響は
少ない。By the way, there are cases in which the surrounding environment changes, such as changes in the outside air pressure and changes in the outside temperature. First, when the main ink chamber is full of ink and the ink is being supplied from the sub ink chamber, the atmospheric pressure received by the absorbing member from the atmosphere communication hole and the atmospheric pressure received by the tip of the nozzle of the inkjet head are Since it is the same, even if the atmospheric pressure changes, the pressure balance is not lost and the influence is small.
【0045】次に、主インク室内に空気の層が形成され
ている場合を考える。図8、図9は、周囲環境の変化に
よるインクタンク内部の状態の説明図である。図中、1
3は空気層である。外気圧が下降するとき、または外気
温が上昇する際には、主インク室4の上部の空気層13
の体積が膨張するために、主インク室4内の負圧値が相
対的に小さくなろうとする。そのため、図8に示すよう
に、主インク室4内のインクは、連通孔7を介し、メニ
スカス形成部10を通過し、副インク室6内の吸収部材
9で吸収される。これにより、主インク室4内の圧力と
大気圧との差圧を保ち、かつ、インクは漏れることはな
い。Next, consider the case where an air layer is formed in the main ink chamber. 8 and 9 are explanatory views of the state inside the ink tank due to changes in the surrounding environment. 1 in the figure
3 is an air layer. When the outside air pressure drops or the outside air temperature rises, the air layer 13 above the main ink chamber 4
Since the volume of the ink is expanded, the negative pressure value in the main ink chamber 4 tends to be relatively small. Therefore, as shown in FIG. 8, the ink in the main ink chamber 4 passes through the communication hole 7, the meniscus forming portion 10, and is absorbed by the absorbing member 9 in the sub ink chamber 6. As a result, the pressure difference between the pressure in the main ink chamber 4 and the atmospheric pressure is maintained, and the ink does not leak.
【0046】外気圧が上昇するとき、または外気温が下
降する際には、主インク室4の上部の空気層13が収縮
するために、主インク室4内の負圧値は相対的に大きく
なろうとする。この場合には、図9に示すように、イン
クの消費時と同様に、大気連通孔8から吸収部材9を通
過し、さらにメニスカス形成部10を通過し、連通孔7
を介して主インク室4内に空気が導入されることによっ
て、主インク室4の内部の差圧を一定に保つ。また、副
インク室6内にインクが存在するときは、インクの主イ
ンク室4内への移動が生じ、主インク室4内の負圧は保
たれる。どちらの場合も、インクが漏れることはない。When the outside air pressure rises or the outside air temperature falls, the air layer 13 above the main ink chamber 4 contracts, so that the negative pressure value in the main ink chamber 4 is relatively large. Trying to become. In this case, as shown in FIG. 9, in the same manner as when the ink is consumed, the atmosphere communicating hole 8 passes through the absorbing member 9, the meniscus forming portion 10, and the communicating hole 7
The air is introduced into the main ink chamber 4 via the so that the differential pressure inside the main ink chamber 4 is kept constant. Further, when the ink is present in the sub ink chamber 6, the ink is moved into the main ink chamber 4, and the negative pressure in the main ink chamber 4 is maintained. In either case, no ink leaks.
【0047】図10は、大気圧とインク静圧との関係の
説明図である。図1に示したインク供給装置を減圧チャ
ンバー内に設置し、周囲気圧を0.02気圧/hour
という変動速度で、徐々に減少させて行った。図10
は、このときのインクジェットヘッド1に生じるインク
負圧値の変化を示している。ただし、インクタンク2の
インク残量は、インクタンク2の内容積の40%で、主
インク室4内には、主インク室4の内容積の半分程度の
空気層13が形成されていた。この空気層は、図9を用
いて説明したように、空気がメニスカス形成部を通して
インク室内に移動することによって生じたものである。FIG. 10 is an explanatory diagram of the relationship between atmospheric pressure and ink static pressure. The ink supply device shown in FIG. 1 is installed in a decompression chamber and the ambient pressure is 0.02 atm / hour.
It was carried out by gradually decreasing it at the fluctuation speed. Figure 10
Indicates the change in the ink negative pressure value generated in the inkjet head 1 at this time. However, the remaining amount of ink in the ink tank 2 was 40% of the inner volume of the ink tank 2, and the air layer 13 was formed in the main ink chamber 4 to be about half the inner volume of the main ink chamber 4. This air layer is generated by the movement of air into the ink chamber through the meniscus forming portion, as described with reference to FIG.
【0048】減圧前の状態、すなわち、大気圧が1気圧
の状態におけるインクジェットヘッドのインク負圧値
は、60mmH2 Oの負圧となっている。周囲の大気圧
を徐々に減少させて行くと、相対的にインクタンク内部
の負圧値は小さくなって行く。このとき、上述したよう
に、主インク室4内の空気層13の圧力が相対的に増大
し、膨張するため、メニスカス形成部10の下に接して
設けられたインク誘導部11を通して、インクが主イン
ク室4から副インク室6内に移動を開始し、移動したイ
ンクは吸収部材9に吸収される。インクが再び吸収部材
9に供給されることによって、インクとの界面張力は、
吸収部材9の繊維間空隙径によって定まることになる。
このとき、図7に示した気泡発生開始前のインク静圧曲
線に従い、副インク室6内のインク量に対応したインク
負圧値がインクジェットヘッド1に作用すると考えられ
る。The ink negative pressure value of the ink jet head before depressurization, that is, when the atmospheric pressure is 1 atm, is a negative pressure of 60 mmH 2 O. When the ambient atmospheric pressure is gradually decreased, the negative pressure value inside the ink tank becomes relatively smaller. At this time, as described above, since the pressure of the air layer 13 in the main ink chamber 4 relatively increases and expands, the ink flows through the ink guiding portion 11 provided below the meniscus forming portion 10. The ink starts moving from the main ink chamber 4 into the sub ink chamber 6, and the moved ink is absorbed by the absorbing member 9. By supplying the ink to the absorbing member 9 again, the interfacial tension with the ink is
It will be determined by the inter-fiber void diameter of the absorbent member 9.
At this time, it is considered that an ink negative pressure value corresponding to the ink amount in the sub ink chamber 6 acts on the inkjet head 1 according to the ink static pressure curve before the start of bubble generation shown in FIG.
【0049】図10では、大気圧が0.8気圧となるま
では、主インク室4から副インク室6へのインクの移動
が起こることによって、インクジェットヘッド1は負圧
値が20mmH2 O以上に保たれている。大気圧がこれ
以下に低下すると、副インク室6に移動したインク量
は、吸収部材9が負圧を保持できる量を越え、負圧を保
持できなくなってインクジェットヘッド1の負圧値は急
激に低下し、インクリークを発生してしまう。このと
き、吸収部材9のインク保持可能な容量を増加させるこ
とにより、インクリークが発生する大気圧をさらに引き
下げることができる。このように、主インク室4と副イ
ンク室6内の吸収部材9との容積比を変化させることに
よって、外気圧変動、外気温変動に対する耐性が変化す
る。In FIG. 10, ink is moved from the main ink chamber 4 to the sub ink chamber 6 until the atmospheric pressure reaches 0.8 atm, so that the ink jet head 1 has a negative pressure value of 20 mmH 2 O or more. Is kept at. When the atmospheric pressure falls below this, the amount of ink that has moved to the sub ink chamber 6 exceeds the amount that the absorbing member 9 can hold the negative pressure, and the negative pressure cannot be held, so that the negative pressure value of the inkjet head 1 suddenly increases. And the ink leakage occurs. At this time, by increasing the ink holding capacity of the absorbing member 9, it is possible to further reduce the atmospheric pressure at which ink leakage occurs. In this way, by changing the volume ratio of the main ink chamber 4 and the absorbing member 9 in the sub ink chamber 6, the resistance to the fluctuation of the atmospheric pressure and the fluctuation of the ambient temperature changes.
【0050】上述した体積効率の説明では、主インク室
4と副インク室6の容積比を1:1とした。また、副イ
ンク室6内の吸収部材9のインク保液効率は100%で
はなく、例えば、80%程度である。そのため、インク
供給装置の体積効率を考えると、吸収部材9の容積は小
さい方がよい。しかし、上述した大気圧の変動を考慮し
た場合、吸収部材9の容積が大きい方が大気圧の変動を
吸収する能力が高くなる。そのため、主インク室4と吸
収部材9の容積は、インク使用効率と、外気圧や外気温
の変動に対する耐性の双方の観点から鑑みて決定する必
要がある。In the above description of the volume efficiency, the volume ratio between the main ink chamber 4 and the sub ink chamber 6 is 1: 1. Further, the ink retaining efficiency of the absorbing member 9 in the sub ink chamber 6 is not 100% but is, for example, about 80%. Therefore, considering the volumetric efficiency of the ink supply device, the volume of the absorbing member 9 should be small. However, in consideration of the fluctuation of the atmospheric pressure described above, the larger the volume of the absorbing member 9, the higher the ability to absorb the fluctuation of the atmospheric pressure. Therefore, it is necessary to determine the volumes of the main ink chamber 4 and the absorbing member 9 from the viewpoints of both the ink use efficiency and the resistance to fluctuations in the atmospheric pressure and the ambient temperature.
【0051】主インク室4と副インク室6の容積比を、
ある条件のもとで試算してみる。ここでは、大気圧が低
下する場合、および、周囲の温度が上昇する場合につい
て考える。この逆の場合には、主インク室4内の空気層
13が収縮し、通常のインクの消費時と同様にして負圧
が保たれるので問題はない。以下の説明では、大気圧の
変動を0.15気圧以内、温度の変動を25℃〜70℃
とする。また、主インク室4の容積をX,副インク室6
内の吸収部材9の容積をYとする。The volume ratio between the main ink chamber 4 and the sub ink chamber 6 is
Try to make a trial calculation under certain conditions. Here, consider a case where the atmospheric pressure decreases and a case where the ambient temperature rises. In the opposite case, there is no problem because the air layer 13 in the main ink chamber 4 contracts and the negative pressure is maintained in the same manner as when the normal ink is consumed. In the following description, the fluctuation of the atmospheric pressure is within 0.15 atm, and the fluctuation of the temperature is between 25 ° C and 70 ° C.
And In addition, the volume of the main ink chamber 4 is X, and the sub ink chamber 6 is
The volume of the absorbing member 9 therein is Y.
【0052】初期状態における静圧を、インクジェット
ヘッド1において50mmH2 Oと仮定する。また、1
気圧=10332mmH2 Oである。インクジェットヘ
ッド1の静圧が負となったときにインクリークが発生す
るとすれば、インクリークが発生するまでの大気圧の変
化分は、初期負圧の緩和に費やされるので、大気圧の変
化量は、 0.15−0.005=0.145(気圧) である。この後の変化は、定圧体積変化であると考える
ことができ、P・V=nRT=const.(ただし、
Pは気圧、Vは体積、Rは気体定数、Tは絶対温度)で
あると仮定し、インクリーク量はこの体積変化分に相当
すると考える。ここで、変化後の体積をV’、変化分を
△V’とすると、 V’=1.145V △V’=0.145V である。It is assumed that the static pressure in the initial state is 50 mmH 2 O in the ink jet head 1. Also, 1
Atmospheric pressure = 10332 mmH 2 O. If an ink leak occurs when the static pressure of the inkjet head 1 becomes negative, the change amount of the atmospheric pressure until the ink leak occurs is spent to alleviate the initial negative pressure. Is 0.15-0.005 = 0.145 (atmospheric pressure). The change after this can be considered to be a constant pressure volume change, and P · V = nRT = const. (However,
It is assumed that P is the atmospheric pressure, V is the volume, R is the gas constant, and T is the absolute temperature), and the ink leak amount is considered to correspond to this volume change. Here, if the volume after change is V ′ and the change is ΔV ′, then V ′ = 1.145V ΔV ′ = 0.145V.
【0053】また、温度変化分(25℃(T)から70
℃(T’))も、体積膨張に寄与するから、変化後の体
積をV”、変化分を△V”とすれば、 V”=(T’/T)V=(343/298)V=1.1
5V △V”=0.15V である。ここで、インクの蒸気圧の変化分も、体積膨張
に寄与するから、変化後の体積をV’’’、変化分を△
V’’’とすると、 △V’’’=(0.31−0.03)V=0.28V である。Also, the temperature change (from 25 ° C. (T) to 70
Since ℃ (T ') also contributes to the volume expansion, if the changed volume is V "and the changed amount is ΔV", then V "= (T' / T) V = (343/298) V = 1.1
5V ΔV ″ = 0.15V. Here, since the change amount of the vapor pressure of the ink also contributes to the volume expansion, the changed volume is V ″ ′ and the change amount is Δ.
If V ″ ′, ΔV ′ ″ = (0.31-0.03) V = 0.28V.
【0054】気圧変化、温度変化、蒸気圧変化の影響を
考えたときの体積変化分を△V””とすると、 △V””=△V’+△V”+△V’’’=0.145V
+0.15V+0.28V=0.575V である。これから、体積膨張分は、0.575・Xとな
る。Letting ΔV ″ ”be the volume change considering the influence of atmospheric pressure change, temperature change, and vapor pressure change, ΔV ″ ″ = ΔV ′ + ΔV ″ + ΔV ″ ′ = 0 .145V
+ 0.15V + 0.28V = 0.575V. From this, the volume expansion is 0.575 · X.
【0055】また、主インク室4と吸収部材9の全容積
を1とすると、 X+Y=1 である。吸収部材9の実質使用効率を56%とすると、
体積膨張分を吸収するためには、次の2つの関係が成立
する必要がある。 0.56Y≧0.575X Y≧1.03X(ほぼ、=X) この関係式をほぼ満足し、なるべく主インク室4の容積
Xを大きくすると、主インク室4と吸収部材9の容積比
は、ほぼ50%:50%となる。このときのインク保水
効率H,使用効率S,実質使用効率Jは、 H=50+50×0.8=90(%) S=50+50×0.7=85(%) J=S×H=0.9×0.85=77(%) である。When the total volume of the main ink chamber 4 and the absorbing member 9 is 1, X + Y = 1. Assuming that the actual use efficiency of the absorbing member 9 is 56%,
In order to absorb the volume expansion, the following two relationships need to be established. 0.56Y ≧ 0.575X Y ≧ 1.03X (substantially, = X) When this relational expression is substantially satisfied and the volume X of the main ink chamber 4 is increased as much as possible, the volume ratio between the main ink chamber 4 and the absorbing member 9 becomes , 50%: 50%. At this time, the ink water retention efficiency H, the usage efficiency S, and the actual usage efficiency J are H = 50 + 50 × 0.8 = 90 (%) S = 50 + 50 × 0.7 = 85 (%) J = S × H = 0. It is 9 * 0.85 = 77 (%).
【0056】上述の計算では、許容する気圧の変動を
0.15気圧、温度の変動を25℃から70℃としてい
るが、これらの許容値を変更する場合には、主インク室
4と吸収部材9の容積比は変化する。また、上述の計算
では、吸収部材9の保水能力や、インクジェットヘッド
1における静圧、インク蒸気圧など、種々の条件に対し
て仮定をおいているので、これらの諸条件に基づき、主
インク室4と吸収部材9の容積比を決定すればよい。In the above calculation, the allowable atmospheric pressure fluctuation is 0.15 atmospheric pressure and the temperature fluctuation is 25 ° C. to 70 ° C. However, when changing these allowable values, the main ink chamber 4 and the absorbing member are changed. The volume ratio of 9 varies. Further, in the above calculation, assumptions are made for various conditions such as the water retention capacity of the absorbing member 9, the static pressure in the inkjet head 1, the ink vapor pressure, etc. Therefore, based on these various conditions, the main ink chamber 4 and the volume ratio of the absorbing member 9 may be determined.
【0057】図11は、本発明のインク供給装置の別の
実施例を示す断面図である。図中、図1と同様の部分に
は同じ符号を付して説明を省略する。14はフィルタ、
15は緩衝部材である。この実施例は、図1で示した実
施例とほぼ同じであるが、主インク室4と供給路12の
間に、フィルタ14および緩衝部材15が挿入されてい
る。フィルタ14は、緩衝部材20の下部に配置されて
いる。これにより、インクジェットヘッド1へつながる
供給路12の最後での濾過が可能となり、ゴミ、異物の
除去を確実に行なうことができる。フィルタ14は、超
音波融着、もしくは、熱融着等により、供給路12の上
部に確実に接着される。フィルタ14の材料としては、
濾過粒度が5μmから50μmとなるようなメッシュ、
もしくは、SUSの細線をフェルト状にし、さらに、圧
縮焼結させたものを基材としたフィルタ等を使用するこ
とができる。濾過粒度は、インクジェットヘッド中のイ
ンク流路径よりも大きい異物をトラップする程度に決定
される。FIG. 11 is a sectional view showing another embodiment of the ink supply device of the invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 14 is a filter,
Reference numeral 15 is a buffer member. This embodiment is almost the same as the embodiment shown in FIG. 1, but a filter 14 and a buffer member 15 are inserted between the main ink chamber 4 and the supply passage 12. The filter 14 is arranged below the cushioning member 20. As a result, filtration can be performed at the end of the supply path 12 connected to the inkjet head 1, and dust and foreign matter can be reliably removed. The filter 14 is reliably adhered to the upper portion of the supply path 12 by ultrasonic fusion, heat fusion, or the like. As the material of the filter 14,
A mesh with a filter particle size of 5 μm to 50 μm,
Alternatively, it is possible to use a filter in which a fine SUS wire is made into a felt shape and further compressed and sintered is used as a base material. The filtration particle size is determined to trap foreign matter having a size larger than the diameter of the ink flow path in the inkjet head.
【0058】メニスカス形成部10とフィルタ14の濾
過精度の関係は、メニスカス形成部10の方が粗となる
ように決められる。例えば、メニスカス形成部10の濾
過精度を70μmとし、フィルタ14の濾過精度を20
μmとすることができる。これは、インク供給装置を横
向きなどの状態で放置した際に、インク残量が少ないと
メニスカス形成部10、フィルタ14にインクが接触し
なくなることが考えられる。この状態で外気温の上昇、
または外気圧の減少が起こり、相対的に主インク室内の
負圧が小さくなったときには、インクの吸収部材9への
移動が起こらなくなり、主インク室の内圧はかなり高く
なってしまう。ここで、メニスカス形成部10における
メニスカスの発生する毛細管力の方が、フィルタ14、
または、インクジェットヘッド1のノズルに形成される
メニスカスの発生する毛細管力よりも小さくしておくこ
とにより、膨張した空気はメニスカス形成部10のメニ
スカスを破壊し、空気は副インク室6へ移動するため、
記録ヘッドノズルからインクがもれるなどということは
ない。なお、フィルタ14は、振動および衝撃、加速度
によりインクジェットヘッド1に過度な圧力変動を与え
ない効果も一部有する。The relationship between the filtering precisions of the meniscus forming portion 10 and the filter 14 is determined so that the meniscus forming portion 10 is rougher. For example, the filtration accuracy of the meniscus forming portion 10 is 70 μm, and the filtration accuracy of the filter 14 is 20 μm.
It can be μm. It is conceivable that when the ink supply device is left sideways or the like, if the ink remaining amount is small, the ink does not contact the meniscus forming portion 10 and the filter 14. In this state, the outside temperature rises,
Alternatively, when the atmospheric pressure decreases and the negative pressure in the main ink chamber becomes relatively small, the ink does not move to the absorbing member 9, and the internal pressure in the main ink chamber becomes considerably high. Here, the capillary force generated by the meniscus in the meniscus forming unit 10 is more
Alternatively, by making the force smaller than the capillary force generated by the meniscus formed in the nozzle of the inkjet head 1, the expanded air destroys the meniscus of the meniscus forming portion 10, and the air moves to the sub ink chamber 6. ,
No ink leaks from the printhead nozzles. It should be noted that the filter 14 also has a part of the effect that the inkjet head 1 is not subjected to excessive pressure fluctuation due to vibration, shock, or acceleration.
【0059】緩衝部材15は、例えば、吸収部材9と同
様のポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材等により
構成される。緩衝部材15は、供給路12の口部の直前
に配置することが望ましく、振動および衝撃、加速度に
よる圧力変動、および、インクジェットヘッド1のノズ
ル側からの気泡混入を防止する。The buffer member 15 is made of, for example, a batting material in which polyester fibers similar to those of the absorbing member 9 are bundled in one direction. The cushioning member 15 is preferably arranged immediately before the mouth of the supply passage 12, and prevents vibrations and impacts, pressure fluctuations due to acceleration, and air bubble mixing from the nozzle side of the inkjet head 1.
【0060】図12は、本発明のインク供給装置を用い
たインクジェット記録ユニットの概略構成図である。図
中、21はインクジェット記録ユニット、22はインク
タンク、23は放熱板、24は流路形成部材、25は基
板、26はインクジェットヘッド、27は配線パッド、
28は副インク室、29は大気連通孔、30は吸収部
材、31はインク誘導部、32は主インク室、33はメ
ニスカス形成部である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording unit using the ink supply device of the present invention. In the figure, 21 is an inkjet recording unit, 22 is an ink tank, 23 is a heat dissipation plate, 24 is a flow path forming member, 25 is a substrate, 26 is an inkjet head, 27 is a wiring pad,
28 is an auxiliary ink chamber, 29 is an air communication hole, 30 is an absorbing member, 31 is an ink guiding portion, 32 is a main ink chamber, and 33 is a meniscus forming portion.
【0061】インクジェット記録ユニット21は、イン
クタンク22、放熱板23、流路形成部材24、基板2
5、インクジェットヘッド26、配線パッド27等から
構成される。インクタンク22は、副インク室28、大
気連通孔29、吸収部材30、インク誘導部31、主イ
ンク室32、メニスカス形成部33により構成されてい
る。放熱板23上にインクジェットヘッド26と基板2
5を配置させ、ワイヤボンド等により電気的な接続を行
なう。図示しない記録装置本体からの電気信号の享受
は、基板25上の配線パッド27を介して行われる。基
板25上には、駆動回路などが配置されており、インク
ジェットヘッド26に設けられている発熱体の制御を行
ない、インクをノズルから吐出させる。一方、インクタ
ンク22からのインクの供給は、上述した通りである。
インクタンク22から供給されるインクは、流路形成部
材24により形成されたインク供給路を介して、インク
ジェットヘッド26に送られ、ノズルから吐出されて印
字が行われる。The ink jet recording unit 21 includes an ink tank 22, a heat dissipation plate 23, a flow path forming member 24, and a substrate 2.
5, the inkjet head 26, the wiring pad 27 and the like. The ink tank 22 includes a sub ink chamber 28, an atmosphere communication hole 29, an absorbing member 30, an ink guiding portion 31, a main ink chamber 32, and a meniscus forming portion 33. The inkjet head 26 and the substrate 2 are placed on the heat sink 23.
5 are arranged and electrically connected by wire bonding or the like. Electric signals are received from the recording apparatus main body (not shown) via the wiring pads 27 on the substrate 25. A drive circuit and the like are arranged on the substrate 25, and the heating elements provided in the inkjet head 26 are controlled to eject ink from the nozzles. On the other hand, the ink supply from the ink tank 22 is as described above.
The ink supplied from the ink tank 22 is sent to the inkjet head 26 via the ink supply path formed by the flow path forming member 24, and is ejected from the nozzle to perform printing.
【0062】図12に示したインクジェット記録ユニッ
ト21は、インクタンクとインクジェットヘッドが一体
に構成されており、本発明のインク供給装置を用いるこ
とによって、インク利用率の良い、コンパクトな記録ユ
ニットを構成することが可能となっている。このような
構成では、インクジェット記録ユニット21は記録装置
本体に着脱自在に構成される。そのため、インク切れと
ともに、インクジェットヘッドも交換することになる
が、使用可能なインク量も従来より多くできるので、交
換の間隔を長くすることができ、コストの低減、およ
び、廃棄物の少量化を図ることができる。もちろん、イ
ンクタンク部を別体として交換可能に構成することもで
きる。The ink jet recording unit 21 shown in FIG. 12 has an ink tank and an ink jet head integrally formed, and by using the ink supply device of the present invention, a compact recording unit having a high ink utilization rate is constituted. It is possible to do. With such a configuration, the inkjet recording unit 21 is configured to be detachably attached to the recording apparatus main body. Therefore, when the ink runs out, the inkjet head must be replaced, but since the usable ink amount can be increased more than before, it is possible to extend the replacement interval, reduce the cost, and reduce the amount of waste. Can be planned. Of course, the ink tank portion may be separately configured and replaceable.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクタンク内にインクを貯留するための主
インク室、吸収部材の入った副インク室を有し、また、
メニスカス形成部、インク誘導部を有することによっ
て、印字によるインクの消費に伴って発生するインク室
内の圧力低下に応じて、主インク室内へ空気を導入し、
インクジェットヘッドに作用するインク圧力の変動を適
正な値の範囲内にとどめ、常に良好な画質を得ることが
できる。また、副インク室内のインクを使いきることが
できるとともに、主インク室内のインクがわずかになっ
たときにも、主インク室内の圧力変動を発生させずに印
字を行なうことができ、インクの使用効率の向上を図る
ことができる。さらに、周囲環境の変化によって発生す
る主インク室内の圧力変化があっても、インク漏れがな
く、また、適正な圧力を維持することができるので、良
好な印字が可能となるという効果がある。As is apparent from the above description, according to the present invention, there is a main ink chamber for storing ink in the ink tank, a sub ink chamber containing an absorbing member, and
By having a meniscus forming portion and an ink guiding portion, air is introduced into the main ink chamber in response to a pressure drop in the ink chamber that occurs with the consumption of ink by printing.
It is possible to keep the fluctuation of the ink pressure acting on the inkjet head within an appropriate value range and always obtain a good image quality. In addition, the ink in the sub ink chamber can be used up, and even when the amount of ink in the main ink chamber becomes very small, printing can be performed without causing pressure fluctuations in the main ink chamber. It is possible to improve efficiency. Further, even if there is a pressure change in the main ink chamber caused by a change in the surrounding environment, there is no ink leakage, and since an appropriate pressure can be maintained, good printing can be achieved.
【図1】 本発明のインク供給装置の一実施例を示す断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an ink supply device of the present invention.
【図2】 副インク室の下部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a lower portion of the sub ink chamber.
【図3】 メニスカス形成部10に用いることのできる
網目状体の一例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a mesh body that can be used in the meniscus forming portion 10.
【図4】 畳綾織の金網の特性の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of characteristics of a tatami twill wire mesh.
【図5】 インクの消費の過程の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a process of ink consumption.
【図6】 畳綾織の金網における気泡の発生の過程の説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a process of generating air bubbles in a tatami twill wire mesh.
【図7】 インク量に対するインクジェットヘッドにお
けるインク圧力の関係の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a relationship of ink pressure in an inkjet head with respect to an ink amount.
【図8】 周囲環境の変化によるインクタンク内部の状
態の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a state inside the ink tank due to a change in surrounding environment.
【図9】 周囲環境の別の変化によるインクタンク内部
の状態の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a state inside the ink tank due to another change in the surrounding environment.
【図10】 大気圧とインク静圧との関係の説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram of a relationship between atmospheric pressure and ink static pressure.
【図11】 本発明のインク供給装置の別の実施例を示
す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing another embodiment of the ink supply device of the invention.
【図12】 本発明のインク供給装置を用いたインクジ
ェット記録ユニットの概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an inkjet recording unit using the ink supply device of the present invention.
1 インクジェットヘッド、2 インクタンク、3 イ
ンク、4 主インク室、5 連通路、6 副インク室、
7 連通孔、8 大気連通孔、9 吸収部材、10 メ
ニスカス形成部、11 インク誘導部、12 供給路、
13 空気層、14 フィルタ、15 緩衝部材、21
インクジェット記録ユニット、22インクタンク、2
3 放熱板、24 流路形成部材、25 基板、26
インクジェットヘッド、27 配線パッド、28 副イ
ンク室、29 大気連通孔、30 吸収部材、31 イ
ンク誘導部、32 主インク室、33 メニスカス形成
部。1 inkjet head, 2 ink tanks, 3 inks, 4 main ink chambers, 5 communication passages, 6 sub ink chambers,
7 communication hole, 8 atmosphere communication hole, 9 absorbing member, 10 meniscus forming part, 11 ink guiding part, 12 supply path,
13 air layer, 14 filter, 15 cushioning member, 21
Inkjet recording unit, 22 ink tank, 2
3 heat sink, 24 flow path forming member, 25 substrate, 26
Inkjet head, 27 wiring pad, 28 sub-ink chamber, 29 atmosphere communication hole, 30 absorbing member, 31 ink guiding part, 32 main ink chamber, 33 meniscus forming part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 義彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Fujimura 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.
Claims (7)
ンクをインクジェットヘッドへ供給するインク供給装置
において、前記インクジェットヘッドに連通しインクが
収容される主インク収容室と、該主インク収容室の側方
に隣接して配置され前記主インク収容室と連通孔を介し
て下部空間で連通しかつ上部側に大気連通口が開設され
た副インク収容室と、該副インク収容室の内部に配置さ
れ少なくとも側方が前記副インク収容室の内壁に密着す
るべく配置されたインク吸収部材と、前記副インク収容
室の連通孔を覆うように設けられたメニスカス形成部を
有することを特徴とするインク供給装置。1. An ink supply device which is connected to an inkjet head and supplies ink to the inkjet head, and a main ink storage chamber which communicates with the inkjet head and stores the ink, and adjacent to a side of the main ink storage chamber. And a sub-ink storage chamber which is communicated with the main ink storage chamber in the lower space through a communication hole and has an atmosphere communication port opened on the upper side, and at least laterally disposed inside the sub-ink storage chamber. And an ink absorbing member arranged so as to be in close contact with the inner wall of the sub ink containing chamber, and a meniscus forming portion provided so as to cover the communication hole of the sub ink containing chamber.
り構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイ
ンク供給装置。2. The ink supply device according to claim 1, wherein the meniscus forming portion is formed of a mesh body.
り構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイ
ンク供給装置。3. The ink supply device according to claim 1, wherein the meniscus forming portion is made of a porous material.
主インク収容室と連通する下部空間内に延在するインク
誘導部を有することを特徴とする請求項1乃至3の1つ
に記載のインク供給装置。4. The ink according to claim 1, further comprising an ink guide portion which is in contact with a lower surface of the meniscus forming portion and extends into a lower space communicating with the main ink storage chamber. Supply device.
カス形成部に接触し、他端が前記主インク収容室と連通
する下部空間の底部に接触していることを特徴とする請
求項4に記載のインク供給装置。5. The ink guide portion has one end in contact with the meniscus forming portion and the other end in contact with a bottom portion of a lower space communicating with the main ink storage chamber. Ink supply device described.
面を小さく形成され、前記メニスカス形成部に前記イン
ク誘導部と非接触の領域を形成することを特徴とする請
求項4に記載のインク供給装置。6. The ink according to claim 4, wherein the ink guide portion has a cross section smaller than that of the communication hole, and forms a region in the meniscus forming portion that is not in contact with the ink guide portion. Supply device.
トヘッドの間に前記メニスカス形成部よりも濾過精度の
高いフィルタを配置したことを特徴とする請求項1乃至
6の1つに記載のインク供給装置。7. The ink supply device according to claim 1, wherein a filter having a higher filtration accuracy than the meniscus forming portion is arranged between the main ink storage chamber and the inkjet head. .
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