JPH1044459A - Liquid container - Google Patents
Liquid containerInfo
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- JPH1044459A JPH1044459A JP12101497A JP12101497A JPH1044459A JP H1044459 A JPH1044459 A JP H1044459A JP 12101497 A JP12101497 A JP 12101497A JP 12101497 A JP12101497 A JP 12101497A JP H1044459 A JPH1044459 A JP H1044459A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射ヘッドに
供給する液体を貯留した液体収納容器に関し、特に前記
液体噴射ヘッドに対する安定した負圧を提供可能な構成
の液体収納容器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid container for storing a liquid to be supplied to a liquid ejecting head, and more particularly to a liquid container having a structure capable of providing a stable negative pressure to the liquid ejecting head.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、インクジェット記録装置用の液体
噴射ヘッド(以下、記録ヘッドともいう。)に液体(以
下、インクともいう。)を供給する液体収納容器(以
下、インクタンクともいう。)としては、大きく分類し
て次の2つが挙げられる。2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid container (hereinafter, also referred to as an ink tank) for supplying a liquid (hereinafter, also referred to as ink) to a liquid ejecting head (hereinafter, also referred to as a recording head) for an ink jet recording apparatus. Are roughly classified into the following two.
【0003】1つは、インクタンクがインクジェット記
録装置本体内に内蔵され、インクタンクからインク供給
管等を本体内にはい回して記録ヘッドに結合させインク
を供給する方式がある。[0003] One is a method in which an ink tank is built in the main body of an ink jet recording apparatus, and an ink supply pipe or the like is fed from the ink tank into the main body and connected to a recording head to supply ink.
【0004】この方式は、インクの供給系が大きなもの
となり、装置本体の小型化、低コスト化は難しい。ま
た、供給系でのインクがとぎれやすく、吐出信頼性を上
げるための吐出回復系(機構)が、大がかりなものとな
り、やはり、装置の小型化、低コスト化の達成が難しい
ばかりか、回復に要するインク消費量も多量となるた
め、廃インクの処理の問題、ひいてはランニングコスト
の増大につながる。In this method, the ink supply system becomes large, and it is difficult to reduce the size and cost of the apparatus main body. In addition, the ink in the supply system is easily cut off, and the ejection recovery system (mechanism) for improving the ejection reliability becomes large-scale, and it is difficult not only to reduce the size and cost of the device but also to recover the ink. The required ink consumption is also large, which leads to a problem of waste ink treatment and, consequently, an increase in running cost.
【0005】しかしながら、記録ヘッドのインク吐出部
で、安定したメニスカスを維持させるための方法は、記
録ヘッドの位置に対して、インクタンクを下方に取り付
けることで達成することができ、簡単かつ、安定した負
圧を記録ヘッドのインク吐出口部に発生させられる。[0005] However, a method for maintaining a stable meniscus in the ink discharge section of the recording head can be achieved by mounting the ink tank below the position of the recording head, which is simple and stable. The generated negative pressure is generated at the ink discharge port of the recording head.
【0006】2つ目は、インクタンク内全体に負圧発生
部材として吸収体を収納し、その吸収体によってインク
を保持し、かつ、記録ヘッドのインク吐出口部で安定し
たメニスカスを維持させるインクタンクがある。この全
吸収体インクタンク方式は、吸収体が最大保持可能なイ
ンク量よりもやや少ないインクを保持させて、大気連通
部側の吸収体内部にメニスカスを発生させることによ
り、インク供給部で所定の内部負圧を発生させているの
で、インクタンクの毛細管力を大気連通部側の吸収体内
部のメニスカスと記録ヘッドの吐出部とのインク水頭差
を考慮して調整しておくことにより、記録ヘッドの吐出
部での安定したメニスカスを維持することが可能であ
り、安定したインクの吐出が可能である。しかしなが
ら、従来公知の全吸収体インクタンク方式は、インクタ
ンク容積に対する保持可能なインク量(インク保持比
率)が少なく、インクタンクが記録ヘッドとともに記録
紙に対向して記録走査することを考えると、記録装置本
体の小型化や、ランニングコストの低減化の上で改善す
る課題となっていた。特に、印字姿勢可変型のインクジ
ェット記録装置では小型化が重要な要素であり、安定し
た内部負圧を発生でき、かつ、インク保持比率の高い方
式が必要となっている。The second is an ink in which an absorber is housed as a negative pressure generating member in the entire ink tank, the ink is held by the absorber, and a stable meniscus is maintained at the ink discharge port of the recording head. There is a tank. This all-absorber ink tank system holds ink slightly smaller than the maximum amount of ink that the absorber can hold, and generates a meniscus inside the absorber on the side of the atmosphere communication section, so that a predetermined amount of ink is supplied to the ink supply section. Since the internal negative pressure is generated, the print head is adjusted by adjusting the capillary force of the ink tank in consideration of the ink head difference between the meniscus inside the absorber on the side of the atmosphere communication part and the discharge part of the print head. It is possible to maintain a stable meniscus in the ejection section of the above, and it is possible to eject a stable ink. However, in the conventionally known all-absorber ink tank method, the amount of ink that can be held (ink holding ratio) with respect to the ink tank volume is small, and when the ink tank scans with the print head in opposition to the printing paper, This has been a problem to be solved by reducing the size of the recording apparatus main body and the running cost. In particular, miniaturization is an important factor in an ink jet recording apparatus of a variable printing attitude, and a system that can generate a stable internal negative pressure and has a high ink holding ratio is required.
【0007】一方、特開昭56−67269号公報、あ
るいは特開昭59−98857号公報には、インクタン
ク内にバネで付勢したインク袋を用いたバネ袋インクタ
ンク方式が開示されている。バネ袋方式はバネ力を用い
てインク供給部での内部負圧を安定して発生させている
点で優れているが、所定の内部負圧を得るためのバネ形
状の制約や、インクタンクに袋を固定する工程がやや複
雑になり製造コストが高いこと、さらには薄型のインク
タンクではインク保持比率が小さくなるなどの問題点も
多い。On the other hand, JP-A-56-67269 and JP-A-59-98857 disclose a spring bag ink tank system using an ink bag biased by a spring in an ink tank. . The spring bag method is excellent in that the internal negative pressure in the ink supply unit is generated stably using the spring force.However, there are restrictions on the spring shape to obtain a predetermined internal negative pressure, There are many problems that the process of fixing the bag is slightly complicated and the manufacturing cost is high, and the ink holding ratio is small in a thin ink tank.
【0008】また、特開平02−214666号公報に
は、インクタンク内を複数のインク室に区切り、互いに
負圧発生可能な細孔で互いに連通させた区分インク室イ
ンクタンク方式が開示されている。本件開示の区分イン
ク室方式はインク室を互いに連通させている細孔の毛細
管力によってインク供給部での内部負圧を発生させてい
る方式である。区分インク室方式はバネ袋方式に比べて
インクタンクの構成が簡略化できるので製造コストの面
で有利であることと、インクタンクの形状に機構的な制
約が少ない点で有利である。しかしながら、上述件開示
の区分インク室方式ではインクタンクの保持姿勢を変え
るとインク残量によっては細孔部のインクがない状態と
なることがあり、細孔による内部負圧が不安定となりイ
ンク漏れが発生する場合もあり、インクタンク取り扱い
上の制約が大きい。Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-214666 discloses a divided ink chamber ink tank system in which an ink tank is divided into a plurality of ink chambers, and the ink chambers are communicated with each other through pores capable of generating a negative pressure. . The divided ink chamber system disclosed in the present disclosure is a system in which an internal negative pressure in an ink supply unit is generated by capillary force of pores that connect ink chambers to each other. The divided ink chamber method is advantageous in terms of manufacturing cost because the configuration of the ink tank can be simplified as compared with the spring bag method, and is advantageous in that there are few mechanical restrictions on the shape of the ink tank. However, in the divided ink chamber system disclosed in the above-mentioned disclosure, if the holding posture of the ink tank is changed, depending on the remaining amount of ink, there may be a state in which ink is not present in the pores, and the internal negative pressure due to the pores becomes unstable and ink leakage occurs. May occur, which greatly restricts the handling of the ink tank.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
に各種のインクタンク形態における技術課題を改善しよ
うとなされたものであって、区分インク室インクタンク
方式を改良して、取り扱い性の優れた、インク保持比率
の高い、かつ環境変化に対して、インク漏れのない、か
つ、負圧特性を安定化させて、インクの吐出特性に影響
を与えずに、記録ヘッドに安定したインク供給を行なう
インクタンクの形態を実現することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the technical problems in various ink tank forms as described above. Excellent ink retention ratio, no ink leakage against environmental changes, stable negative pressure characteristics, stable ink supply to the recording head without affecting the ink ejection characteristics It is intended to realize a form of an ink tank that performs the following.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するために提案されたもので、大気と連通する大気
連通部と、液体噴射ヘッドに液体を供給するための液体
供給部とを備え、内部に負圧発生部材を収納した負圧発
生部材収納室と、前記負圧発生部材収納室と連通路を介
して連通するとともに、前記連通路を除いて実質的に密
閉である液体収納室と、を有する液体噴射ヘッド用の液
体収納容器であって、前記液体の消費過程で前記負圧発
生部材中の液面高さを前記連通路よりも上方に維持した
状態で前記連通路における気液交換を可能にするための
前記液体収納室への大気導入可能な大気導入路を前記負
圧発生部材が前記負圧発生部材収納室内壁から離れるこ
とで形成される隙間として構成されていることを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to achieve the above-mentioned object, and comprises an air communication portion communicating with the atmosphere, and a liquid supply portion for supplying a liquid to a liquid jet head. A negative pressure generating member storage chamber in which a negative pressure generating member is stored, and a liquid that communicates with the negative pressure generating member storage chamber via a communication passage and is substantially sealed except for the communication passage. A liquid storage container for a liquid ejecting head having a storage chamber, wherein the liquid passage height is maintained above the communication path in the negative pressure generating member during the consumption of the liquid. The air introduction path through which air can be introduced into the liquid storage chamber for enabling gas-liquid exchange in the above is configured as a gap formed by separating the negative pressure generating member from the inner wall of the negative pressure generating member storage chamber. It is characterized by being.
【0011】また、前記液体供給部と前記大気連通部と
は、物流時には1部材によるシールがなされている。The liquid supply section and the atmosphere communication section are sealed by one member during distribution.
【0012】また、前記液体収納容器は内部が視認可能
な材料で構成されている。The liquid container is made of a material whose interior is visible.
【0013】また、前記液体収納容器内には画像形成に
寄与する液体が収納されている。Further, a liquid contributing to image formation is stored in the liquid storage container.
【0014】また、前記負圧発生部材は、熱圧縮処理を
施していないスポンジであり、該熱圧縮処理を施してい
ないスポンジを圧縮して前記負圧発生部材収納室内に収
納している。The negative pressure generating member is a sponge that has not been subjected to a thermal compression process, and the sponge that has not been subjected to the thermal compression process is compressed and stored in the negative pressure generating member storage chamber.
【0015】また、前記負圧発生部材は、熱圧縮処理を
施したスポンジであることを特徴とする。Further, the negative pressure generating member is a sponge subjected to a heat compression process.
【0016】また、前記大気連通部と前記大気導入路の
上端とを結ぶ経路には前記負圧発生部材が介在してい
る。Further, the negative pressure generating member is interposed in a path connecting the air communication section and the upper end of the air introduction path.
【0017】これにより、大気導入経路を利用してイン
ク供給時に大気を前記連通路に強制的に導入すること
で、前記連通路におけるメニスカスを安定かつ、すみや
かに破断させてインク収容部のインクとの気液交換を良
好に行わせる。[0017] With this, the air is forcibly introduced into the communication path at the time of ink supply using the air introduction path, whereby the meniscus in the communication path is rapidly and stably broken, and the ink in the ink storage section is removed. Gas-liquid exchange is performed satisfactorily.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】図1は、本発明のインクジェット
記録装置の記録ヘッド、インクタンク、キャリッジの結
合の状態を示す断面図である。本実施例における記録ヘ
ッド20は電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生
じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱交換体
を用いて記録を行なうバブルジェット方式のものであ
る。図1において記録ヘッド20の主たる構成はすべて
ヘッドベースプレート111に設けた位置決め用の突起
111−1、111−2を位置決め基準としてヘッドベ
ースプレート111上に接着ないしは圧着して積層配置
されて成る。ここで、図1の面内上下方向はキャリッジ
HCのヘッド位置決め部104と突起111−2とで位
置決めされる。更に、図1の横断図の垂直方向は、突起
111−2の一部がヘッド位置決め部104を覆うよう
に突出し、該突起111−2の切り欠き部(不図示)と
ヘッド位置決め部104とで位置決めされる。ヒータボ
ード113はSi基板上に複数の列状に配された電気熱
変換体(吐出ヒータ)と、これに電力を供給するアルミ
ニウム等の電気配線とが成膜技術により形成されてな
り、本体装置からの電気信号を受け取るパッドを端部に
配した配線を有するヘッドフレキシブル基板(以下、
「ヘッドPCB」という。)105に対して、それぞれ
の配線を対応させてワイヤボンディングにより接続され
ている。吐出ヒータに対応して複数のインク流路を各々
区分するための隔壁や流路を介して交換インクタンク1
からインクを導入してインク流路に供給する共通液室と
複数の吐出口を形成するオリフィスとをポリサルフォン
等で一体成型した溝天板112をヒータボード113に
不図示のバネで押圧するとともに封止剤を用いて圧着固
定及び封止してインク吐出部を形成している。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a recording head, an ink tank, and a carriage of an ink jet recording apparatus according to the present invention are connected. The recording head 20 in this embodiment is of a bubble jet type that performs recording using an electric heat exchanger that generates thermal energy for causing film boiling to occur in ink in response to an electric signal. In FIG. 1, the main components of the recording head 20 are all arranged by being bonded or pressed onto the head base plate 111 with the positioning projections 111-1 and 111-2 provided on the head base plate 111 as a positioning reference. Here, the in-plane vertical direction in FIG. 1 is positioned by the head positioning portion 104 of the carriage HC and the projection 111-2. Further, in the vertical direction of the cross-sectional view of FIG. 1, a part of the protrusion 111-2 protrudes so as to cover the head positioning portion 104, and a notch (not shown) of the protrusion 111-2 and the head positioning portion 104 are formed. Positioned. The heater board 113 includes a plurality of electrothermal transducers (discharge heaters) arranged in a plurality of rows on an Si substrate, and electrical wires such as aluminum for supplying power to the heaters formed by a film forming technique. Flexible board (hereinafter, referred to as a head flexible board) having a wiring that has a pad for receiving an electric signal from
It is called "head PCB". ) 105 are connected by wire bonding so that the respective wirings correspond to each other. Replaceable ink tank 1 through a partition or a channel for dividing each of the plurality of ink channels corresponding to the discharge heater.
A grooved top plate 112 in which a common liquid chamber for introducing ink from the nozzle and supplied to the ink flow path and an orifice forming a plurality of discharge ports is integrally molded with polysulfone or the like is pressed against the heater board 113 with a spring (not shown) and sealed. The ink ejection portion is formed by press-fixing and sealing using a stopper.
【0019】溝天板112に結合封止された流路115
は、交換インクタンク1と結合可能とするために、本実
施例においてはヘッドPCB113及びヘッドベースプ
レート111に設けた穴を通ってヘッドベースプレート
111の反対側へ貫通させるとともに、貫通部でヘッド
ベースプレート111に接着固定されている。また、流
路115のインクタンク1と結合する側の端部には吐出
部へのゴミや不如意の気泡などの流入を防止するための
フィルタ25が設けてある。The flow path 115 which is connected and sealed to the groove top plate 112
In the present embodiment, is penetrated to the opposite side of the head base plate 111 through a hole provided in the head PCB 113 and the head base plate 111 so that the head base plate 111 can be connected to the replacement ink tank 1. Adhesively fixed. In addition, a filter 25 is provided at an end of the flow path 115 on the side to be connected to the ink tank 1 to prevent dust or unwanted bubbles from flowing into the ejection section.
【0020】交換用インクタンクは係合ガイド及び加圧
手段103とにより記録ヘッド20と結合され、インク
供給部のインク吸収体が流路115の先端に設けたフィ
ルタ25と接することにより機械的に結合がなされる。
結合後、記録装置本体の記録ヘッド吸引回復ポンプ50
15などを用いて、記録ヘッド20に交換インクタンク
1から強制的にインクを供給充填することでインク結合
を行なう。The replacement ink tank is coupled to the recording head 20 by an engagement guide and a pressurizing means 103, and is mechanically brought into contact with the filter 25 provided at the end of the flow path 115 by the ink absorber of the ink supply unit. A bond is made.
After coupling, the recording head suction recovery pump 50 of the recording apparatus main body
15 and the like, the ink is combined by forcibly supplying and filling the recording head 20 with ink from the replacement ink tank 1.
【0021】本実施例では、加圧手段による係合時に記
録ヘッド20及び交換用インクタンク1が結合されると
ともに、同一方向で記録ヘッド20とキャリッジHCと
が機械的及び電気的接続がなされることになるので、ヘ
ッドPCB105上のパッドとヘッド駆動電極102と
の位置決めも確実に行なわれる。In this embodiment, the recording head 20 and the replacement ink tank 1 are connected when the pressing means is engaged, and the recording head 20 and the carriage HC are mechanically and electrically connected in the same direction. Therefore, the positioning of the pad on the head PCB 105 and the head drive electrode 102 is also ensured.
【0022】リングシールはインク供給部のガタを許容
できるように交換インクタンク外壁との接合部を広めに
取れるように、本実施例ではやや太い弾性体リングで構
成している。In this embodiment, the ring seal is formed of a somewhat thick elastic ring so that the joint portion with the outer wall of the replacement ink tank can be made wider so as to allow backlash of the ink supply unit.
【0023】以上説明したように、本実施例では交換イ
ンクタンク1と記録ヘッド20とを十分に結合させた上
で交換インクタンクを付勢することで、キャリッジと記
録ヘッドと位置決めを簡単な構成で確実に行なうととも
に、記録ヘッドと交換インクタンクとを本体外で簡単に
結合した上でキャリッジに装着するようにしたので交換
操作を容易にすることができた。また、本実施例では、
キャリッジ(記録装置本体)と記録ヘッドとの電気的接
続も同時に行うように構成したので、記録ヘッド・交換
インクタンクの交換時の操作性も良好であるが、電気的
接続を別途コネクタ接続方式などにして、記録ヘッドの
位置決めと交換インクタンクとの結合をより確実なもの
とするための構成自由度を高くするのも良い。As described above, in the present embodiment, the replacement ink tank 1 and the recording head 20 are sufficiently coupled to each other and then the replacement ink tank is urged, so that the positioning between the carriage, the recording head, and the recording head is simplified. In addition, the recording head and the replacement ink tank are simply connected outside the main body and then mounted on the carriage, so that the replacement operation can be facilitated. In this embodiment,
Since the electrical connection between the carriage (printer main unit) and the printhead is also made at the same time, the operability when replacing the printhead and the replacement ink tank is good, but the electrical connection is made by a separate connector connection method. Then, it is also possible to increase the degree of freedom in the configuration for further assuring the positioning of the recording head and the coupling with the replacement ink tank.
【0024】ここで、本実施例におけるインクジェット
記録装置における記録ヘッドの配置及び動作を説明する
ために、横置き印字姿勢の図4を用いて記録装置の動作
を説明する。図4で、記録媒体Pをプランテンローラ5
000を用いて紙面下方から上方へ案内し、紙押さえ板
5002でキャリッジ移動方向にわたってプランテン5
000に対して押圧する。キャリッジHCは、キャリッ
ジ移動ピンをそのらせん溝5004にはめ込んで、それ
自身が回転することで駆動源として動作するリードスク
リュー5005とリードスクリューに平行に配置された
スライダ5003とに支持係合されてプランテンローラ
5000上に案内された記録媒体Pの記録面に沿って左
右に往復動する。リードスクリュー5005は駆動伝達
ギア5011、5009を介して駆動モータの正逆回転
に連動して回転駆動制御される。5007、5008は
フォトカプラでキャリッジのレバー5006のこの域で
の存在を確認してモータ5013の回転方向切換等を行
なうためのホームポジション検知手段である。Here, in order to explain the arrangement and operation of the recording head in the ink jet recording apparatus of this embodiment, the operation of the recording apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the recording medium P is
000 using a paper holding plate 5002 in the carriage moving direction.
000. The carriage HC is fitted with a carriage moving pin in its spiral groove 5004 and supported and engaged by a lead screw 5005 that operates as a drive source by rotating itself and a slider 5003 arranged in parallel with the lead screw, and the plan is performed. It reciprocates right and left along the recording surface of the recording medium P guided on the ten roller 5000. The rotation of the lead screw 5005 is controlled via the drive transmission gears 5011 and 5009 in conjunction with the forward / reverse rotation of the drive motor. Reference numerals 5007 and 5008 denote home position detecting means for confirming the presence of the carriage lever 5006 in this region by photocouplers and switching the rotation direction of the motor 5013.
【0025】画像記録信号は、記録ヘッドを搭載するキ
ャリッジの移動にタイミングを計って記録ヘッドに送ら
れ、所定の位置でインク滴を吐出させて記録を行なう。
5016は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部
材5022を支持する部材で、5015はこのキャップ
内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口5023を介
して記録ヘッドの吸引回復を行なう。5017はクリー
ニングブレードで、5019はこのブレードを前後方向
に移動可能にする部材であり、本体支持板5018にこ
れらは支持されている。吸引手段、ブレード等は、この
形態でなくとも良く、周知のものが適用可能なことはい
うまでもない。また、5012は、吸引回復動作のタイ
ミングを決めるためのレバーで、キャリッジと係合する
カム5020の移動に伴って移動し、駆動モータからの
駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御さ
れる。これらの回復手段は、キャリッジがホームポジシ
ョン側領域にきたときにリードスクリュー5005の作
用によって、それらの対応位置で所望の処理が所定のタ
イミングで行なえるように構成されている。The image recording signal is sent to the recording head in a timely manner with respect to the movement of the carriage on which the recording head is mounted, and performs recording by discharging ink droplets at predetermined positions.
Reference numeral 5016 denotes a member for supporting a cap member 5022 for capping the front surface of the recording head. Reference numeral 5015 denotes suction means for suctioning the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head through an opening 5023 in the cap. Reference numeral 5017 denotes a cleaning blade. Reference numeral 5019 denotes a member that allows the blade to move in the front-rear direction. These members are supported by a main body support plate 5018. It is needless to say that the suction means, the blade, and the like need not be in this form, and well-known ones can be applied. Reference numeral 5012 denotes a lever for determining the timing of the suction recovery operation. The lever 5012 moves with the movement of the cam 5020 engaging with the carriage, and the driving force from the driving motor is controlled by known transmission means such as clutch switching. Is done. These recovery means are configured such that when the carriage comes to the home position side area, desired processing can be performed at predetermined positions at the corresponding positions by the action of the lead screw 5005.
【0026】さてそれでは、本発明のインクタンクの実
施例を詳細に説明する。Now, an embodiment of the ink tank of the present invention will be described in detail.
【0027】まず、初めに本発明の基礎となるインクタ
ンクの構成及び動作原理を説明する。First, the structure and operation principle of the ink tank on which the present invention is based will be described.
【0028】(構成)図2に示すように、インクタンク
の本体は、インクジェット記録ヘッドと連結するための
開口部2を持ち、負圧発生部材3を収容した負圧発生部
材収容部4と該負圧発生部材収容部にリブ5を介して隣
接し、インクタンク底部11の隙間部8を介して連通し
たインク9を収容するインク収容部6とからなる。(Construction) As shown in FIG. 2, the main body of the ink tank has an opening 2 for connecting to an ink jet recording head, and a negative pressure generating member accommodating portion 4 accommodating a negative pressure generating member 3 and the same. An ink container 6 for storing ink 9 which is adjacent to the negative pressure generating member container via the rib 5 and communicates via the gap 8 in the ink tank bottom 11;
【0029】(動作原理(1))図2は、本発明のイン
クタンク1にインクジェット記録ヘッド20へインク9
を供給するジョイント部材7が挿入され、負圧発生部材
3に圧接してインクジェット記録装置が稼動可能な状態
になったときの模式断面図である。尚、ジョイント部材
7の端部にはインクタンク内のゴミを排除するためにフ
ィルター25が設置されている場合もある。(Operating Principle (1)) FIG. 2 shows an ink tank 1 according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view when a joint member 7 for supplying the pressure is inserted and comes into pressure contact with the negative pressure generating member 3 so that the ink jet recording apparatus can be operated. Incidentally, a filter 25 may be provided at the end of the joint member 7 in order to remove dust in the ink tank.
【0030】インクジェット記録装置が稼動するとイン
クジェット記録ヘッド20のオリフィスからインクが吐
出され、インクタンク1にインク吸引力が発生する。イ
ンク9はこの吸引力によりインク収容部6からリブ端部
Bとインクカートリッジ底部11との間であって、イン
ク収納部6と負圧発生部材収容部4とを連通する隙間部
8を通り、負圧発生部材収容部4へ、負圧発生部材3を
通ってジョイント部材7内に引き込まれインクジェット
記録ヘッド20へ供給される。これにより隙間部8以外
は密閉しているインク収容部6の内部の圧力が低下し、
インク収容部6と負圧発生部材収容部4との間に圧力差
を生じる。記録が継続すると、その圧力差は上昇を続け
るが、負圧発生部材収容部4は大気連通孔13により大
気に開放されているため、空気は負圧発生部材3を通っ
てリブ端部Bとインクカートリッジ底部11との隙間部
8からインク収容部6に入る。この時点で、インク収容
部6と負圧発生部材収容部4との間の圧力差が解消され
る。インクジェット記録中はこの動作が繰り返され、あ
る一定の負圧がインクカートリッジ内に得られる。ま
た、インク収容部6内のインク9は、インク収容部6内
の壁面に付着するインク9以外は、ほぼ全て使用できる
ためインク使用効率が向上する。When the ink jet recording apparatus operates, ink is ejected from the orifice of the ink jet recording head 20, and an ink suction force is generated in the ink tank 1. The ink 9 passes from the ink container 6 to the rib end B and the bottom 11 of the ink cartridge due to the suction force, and passes through the gap 8 communicating the ink container 6 and the negative pressure generating member container 4. It is drawn into the joint member 7 through the negative pressure generating member 3 and supplied to the ink jet recording head 20 into the negative pressure generating member housing section 4. As a result, the pressure inside the ink container 6 that is closed except for the gap 8 decreases,
A pressure difference is generated between the ink containing section 6 and the negative pressure generating member containing section 4. When the recording is continued, the pressure difference continues to rise, but the air passes through the negative pressure generating member 3 and the rib end B because the negative pressure generating member accommodating portion 4 is open to the atmosphere through the air communication hole 13. The ink enters the ink container 6 through the gap 8 with the bottom 11 of the ink cartridge. At this point, the pressure difference between the ink storage section 6 and the negative pressure generating member storage section 4 is eliminated. This operation is repeated during ink jet recording, and a certain negative pressure is obtained in the ink cartridge. In addition, the ink 9 in the ink container 6 can be used almost entirely except for the ink 9 attached to the wall surface in the ink container 6, so that the ink use efficiency is improved.
【0031】(動作原理(2))上述した本インクタン
クの動作原理(1)を元に、本インクタンクの動作原理
を説明するための簡単なモデルを図10に示し、より詳
細な動作原理(2)を述べる。(Operating Principle (2)) A simple model for explaining the operating principle of the present ink tank based on the operating principle (1) of the present ink tank described above is shown in FIG. (2) will be described.
【0032】図10において、インク収容部106は、
インク収容部6に相当し、インクが入っている。10
2、103−1、103−2は負圧発生部材3を機能面
から模式的に表わした毛細管であり、そのメニスカスの
力により、インクタンク内に負圧を発生させる。107
はジョイント部材7に相当し、図示されないインクジェ
ット記録ヘッドと結合されており、この領域はインクタ
ンクからインクを供給するインク供給部に相当する部分
であり、オリフィスからインクが吐出されることで、イ
ンクの流れQが生じる。In FIG. 10, the ink container 106 includes
It corresponds to the ink storage section 6 and contains ink. 10
Reference numerals 2, 103-1 and 103-2 denote capillary tubes schematically representing the negative pressure generating member 3 from a functional aspect, and generate a negative pressure in the ink tank by the force of the meniscus. 107
Corresponds to a joint member 7 and is connected to an ink jet recording head (not shown). This area corresponds to an ink supply unit that supplies ink from an ink tank. Flow Q occurs.
【0033】この図は、インク収容部、負圧発生部材に
インクが十分充填された状態から、負圧発生部材中の供
給可能なインク及び、インク収容部から、少しインクを
消費した状態に相当し、記録ヘッドのオリフィスでの水
頭圧とインク収容部106内での減圧状態と、102、
103−1、103−2の毛細管力が釣り合った状態で
ある。インク供給部から、インク供給がなされると、1
03−1、103−2の毛細管の高さはほとんど変化せ
ず、インク収容部106からインクが隙間部8に相当す
る108を通り消費される。その際のインク収容部10
6での負圧の増大により、102の毛細管のメニスカス
が変位して、気泡形状となり、更に、そのメニスカスが
破れることで、大気が気泡として、インク収容部106
内に取り込まれる。これにより103−1、103−2
の毛細管の高さを変化させずに、すなわち負圧発生部材
中のインク分布はほとんどが変化せずに、ほぼ内圧の平
衡を維持したまま、インク供給分だけ、インク収容部1
06からインクが消費されるのである。This figure corresponds to a state in which ink is sufficiently filled in the ink storage section and the negative pressure generating member, a state in which ink can be supplied in the negative pressure generating member, and a state in which the ink is slightly consumed from the ink storage section. Then, the head pressure at the orifice of the recording head and the decompression state in the ink container 106,
103-1 and 103-2 are in a state where the capillary forces are balanced. When ink is supplied from the ink supply unit, 1
The heights of the capillary tubes 03-1 and 103-2 hardly change, and the ink is consumed from the ink storage unit 106 through the space 108 corresponding to the gap 8. Ink storage unit 10 at that time
Due to the increase in the negative pressure in Step 6, the meniscus of the capillary of 102 is displaced into a bubble shape, and the meniscus is broken, so that the atmosphere becomes bubbles and the ink storage unit 106
Is taken in. Thereby, 103-1 and 103-2
Without changing the height of the capillary tube, that is, with almost no change in the ink distribution in the negative pressure generating member, and maintaining the balance of the internal pressure substantially, by the amount of ink supplied,
From 06, ink is consumed.
【0034】すなわち、インク供給部からインク量Qだ
け、インク供給がなされると、その体積分の変化が10
2の毛細管で、メニスカスの変位として生じ、その際の
メニスカスの表面エネルギーの変化分が圧力損失分とし
て、インク供給部の負圧を増大させるのだが、メニスカ
スが破断されて、気泡としてインク収容部内に取り込ま
れ、ついに気泡とインクが交換されることで、メニスカ
スも元に戻って、インク供給部の内圧も、102の毛細
管力によって所定の内圧に維持されるのである。That is, when the ink is supplied from the ink supply unit by the amount of ink Q, the change of the volume is 10 times.
In the second capillary, a displacement of the meniscus occurs as a displacement of the meniscus, and the change in the surface energy of the meniscus at that time increases the negative pressure of the ink supply unit as a pressure loss. When the bubbles and ink are finally exchanged, the meniscus also returns to its original state, and the internal pressure of the ink supply unit is maintained at a predetermined internal pressure by the capillary force of 102.
【0035】図11は、本実施例のインクタンクのイン
ク供給部における内圧がインク供給量(消費量)に応じ
て変化する様子を示すものである。初期状態(図14)
では、上述のように負圧発生部材収容部からのインク供
給が始まる。すなわち、インク室壁下端部、すなわち隙
間部8にメニスカスが形成されるまで負圧発生部材収容
部に存在しているインクが供給されるので、従来の全吸
収体方式のインクタンクと同様に負圧発生部材収容部内
の圧縮インク吸収体のインク上面(気液界面)の毛細管
力とインク自身の水頭圧とのバランスによってインク供
給部の内圧が発生している。インク供給(消費)に伴っ
て負圧発生部材収容部のインクが減少して上述のごとく
インク室下端部に気液界面が形成される状態(図15)
となるとインク収容部からのインク供給が始まり、イン
ク室下端部近傍の圧縮インク吸収体の毛細管力によって
インク供給部の内圧が維持されるようになり、インク収
容部からインクが供給されている間はほぼ一定の内圧を
保持する。インクが更に消費されてインク収容部のイン
クがほぼ消費されてインク室壁下端部よりインク収容部
のインク液面が低くなると(図16)、インク収容部に
大気が一気に供給され、インク収容部が大気と完全に連
通し、インク収容部に残余していた若干のインクが負圧
発生部材収容部の圧縮インク吸収体に吸収されて負圧発
生部材収容部内のインクが増量するためインク上面(気
液界面)がやや上昇する分だけインク供給部の内圧がや
や正方向に変化する。更に、インクが消費されると負圧
発生部材収容部のインクが再び消費されはじめるが、イ
ンク供給部より気液界面下がると記録ヘッドに大気が供
給され始めるのでインク供給の限界となり(図17)、
インクタンクの交換が必要となる。FIG. 11 shows how the internal pressure in the ink supply section of the ink tank according to the present embodiment changes according to the ink supply amount (consumption amount). Initial state (Fig. 14)
Then, as described above, the supply of ink from the negative pressure generating member housing section starts. In other words, the ink present in the negative pressure generating member accommodating portion is supplied until the meniscus is formed in the lower end portion of the ink chamber wall, that is, the gap portion 8, so that the ink is supplied in the same manner as the conventional all-absorber type ink tank. The internal pressure of the ink supply unit is generated by the balance between the capillary force on the ink upper surface (gas-liquid interface) of the compressed ink absorber in the pressure generating member housing and the head pressure of the ink itself. A state in which the ink in the negative pressure generating member accommodating portion decreases along with the ink supply (consumption) and a gas-liquid interface is formed at the lower end of the ink chamber as described above (FIG. 15).
Then, the ink supply from the ink storage section starts, the internal pressure of the ink supply section is maintained by the capillary force of the compressed ink absorber near the lower end of the ink chamber, and the ink is supplied from the ink storage section. Maintains a substantially constant internal pressure. When the ink is further consumed and the ink in the ink storage section is almost consumed and the ink liquid level in the ink storage section becomes lower than the lower end of the ink chamber wall (FIG. 16), the air is supplied to the ink storage section at a stretch, and the ink storage section is supplied. Is completely communicated with the atmosphere, and a small amount of ink remaining in the ink storage unit is absorbed by the compressed ink absorber in the negative pressure generation member storage unit, and the amount of ink in the negative pressure generation member storage unit increases. The internal pressure of the ink supply unit slightly changes in the positive direction by the amount that the gas-liquid interface slightly increases. Further, when the ink is consumed, the ink in the negative pressure generating member accommodating section starts to be consumed again. However, when the air goes down from the ink supply section to the gas-liquid interface, the air starts to be supplied to the recording head, and the ink supply is limited (FIG. 17). ,
The ink tank needs to be replaced.
【0036】本発明者の検討では、記録ヘッドへの結合
時に前述の記録装置本体の吸引手段で吸引回復を行い、
結合時に発生するインク流路中の気泡を除去するととも
に若干のインクをインクタンクから流出させることで、
初期から安定したインク内圧を維持することが可能であ
り、負圧発生部材収容部のインクを初期及び交換直前に
消費する場合においても、図11に示したインク安定供
給期間で記録特性になんら問題はなく、良好な記録が行
えた。According to the study of the present inventor, when the head is connected to the print head, suction recovery is performed by the suction means of the printing apparatus main body described above.
By removing bubbles in the ink flow path generated at the time of combining and allowing some ink to flow out of the ink tank,
It is possible to maintain a stable ink internal pressure from the beginning, and even if the ink in the negative pressure generating member accommodating section is consumed at the initial stage and immediately before replacement, there is no problem in the recording characteristics during the stable ink supply period shown in FIG. No good recording was performed.
【0037】以上述べたメカニズムにより、インクが供
給されるためには、次の重要なポイントがあることが分
かった。According to the mechanism described above, it has been found that the following important points are involved in supplying ink.
【0038】それは、隙間部8のごく近傍に安定して、
インクと大気とのメニスカスが形成されている必要があ
ることである。そうでないと、メニスカスを変位させ
て、インク収容部まで移動させるために、インク供給部
の内圧をかなり大きい負圧にするまで、インクを供給し
なければならない。そうなると、高周波数での駆動が難
しくなり、高速印字を行うためには不利なものとなる。It is stable in the vicinity of the gap 8 stably,
That is, a meniscus between the ink and the atmosphere needs to be formed. Otherwise, in order to displace the meniscus and move it to the ink storage unit, ink must be supplied until the internal pressure of the ink supply unit becomes a considerably large negative pressure. Then, driving at a high frequency becomes difficult, which is disadvantageous for performing high-speed printing.
【0039】図11は先程説明した、このインクタンク
のインク供給部における内圧がインク供給量(消費量)
に応じて変化する様子を示すものであり、インク供給を
行わない状態での、いわゆる静負圧と、インク供給を行
っている状態の、いわゆる動負圧を示している。FIG. 11 shows the relationship between the internal pressure in the ink supply section of the ink tank and the ink supply amount (consumption amount).
And a so-called static negative pressure in a state where ink is not supplied, and a so-called dynamic negative pressure in a state where ink is supplied.
【0040】この図における、動負圧と静負圧の差がイ
ンクを供給する際の圧力損失であり、先に説明した、メ
ニスカス変位の際に生ずる負圧が大きな比率をしめるも
のである。In this figure, the difference between the dynamic negative pressure and the static negative pressure is the pressure loss when the ink is supplied, and the negative pressure generated at the time of meniscus displacement described above makes up a large ratio.
【0041】よって、この部分におけるメニスカスの破
断をすみやかに行わせることが本発明のポイントであ
り、そのための手段は、大気を隙間部8の近傍に強制的
に導入する大気導入路を設けることであり、以下にその
実施例を示す。Therefore, the point of the present invention is to promptly break the meniscus in this portion, and the means for that is to provide an air introduction passage for forcibly introducing the air into the vicinity of the gap 8. Some examples are given below.
【0042】<実施例1>図3に本発明の第1の実施例
を示したもので、この図をもとに詳細に説明する。イン
クタンクの負圧発生部材3はウレタンフォーム等の吸収
体であるが、この吸収体3が負圧発生部材収容部4に納
入した際に、負圧発生部材収容部4のリブ5と吸収体3
との間に大気導入路14となる隙間を形成しており、リ
ブ端部Bとインクタンク底部11との隙間部8の近傍に
まで、その隙間部として大気導入路14が伸びている形
状となっている。そして、大気連通口を介して大気と連
通している。このためインク供給部2からインク9を供
給しはじめると、吸収体3からある程度のインクを消費
して、インク供給部2の内圧が所定の負圧に達すると、
図3に示すようなインク面を吸収体3中に安定して形成
し、隙間部8の近傍でインクと大気の間でメニスカスを
形成する。そして、この状態に至ると、その後のインク
9の供給により、すぐに隙間部8でのメニスカスの破断
を行わせることができる結果、圧力損失△Pをあまり大
きな値にさせることなく安定してインクを供給すること
ができるため、吐出安定性の良い、しかも高速印字が可
能となった。<Embodiment 1> FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention, which will be described in detail with reference to FIG. The negative pressure generating member 3 of the ink tank is an absorbent such as urethane foam. When the absorber 3 is delivered to the negative pressure generating member housing 4, the rib 5 of the negative pressure generating member housing 4 and the absorber 5 3
Between the rib end portion B and the bottom portion 11 of the ink tank, the air introduction passage 14 extends to the vicinity of the gap 8 between the rib end portion B and the ink tank bottom 11. Has become. And it communicates with the atmosphere through the atmosphere communication port. For this reason, when the ink 9 starts to be supplied from the ink supply unit 2, a certain amount of ink is consumed from the absorber 3, and when the internal pressure of the ink supply unit 2 reaches a predetermined negative pressure,
An ink surface as shown in FIG. 3 is formed in the absorber 3 stably, and a meniscus is formed between the ink and the atmosphere near the gap 8. When this state is reached, the meniscus can be immediately broken at the gap 8 by the subsequent supply of the ink 9, and as a result, the ink loss can be stably performed without making the pressure loss ΔP too large. Therefore, high-speed printing is possible with good ejection stability.
【0043】非記録時においては、負圧発生部材自身の
毛細管力(あるいはインク−負圧発生部材界面でのメニ
スカス力)などが発現され、インクジェット記録ヘッド
からインクが漏れることを抑制する。At the time of non-recording, the capillary force of the negative pressure generating member itself (or the meniscus force at the ink-negative pressure generating member interface) and the like are developed, and the ink is prevented from leaking from the ink jet recording head.
【0044】尚、本発明のインクタンク1をカラーイン
クジェット記録装置に対応するために各色(例えばブラ
ック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色)のインクを
それぞれ個別のインクタンクに収容して使用することが
できる。また、個別のインクカートリッジを一体化させ
てインクタンクとしても良く、あるいは、使用頻度の高
いブラックインク用の交換型インクカートリッジと、他
のカラーインク一体化交換カートリッジを分離した交換
型インクカートリッジとしても良い。これらの組み合わ
せはインクジェット装置に合わせて任意である。In order to use the ink tank 1 of the present invention in a color ink jet recording apparatus, inks of each color (for example, four colors of black, yellow, magenta, and cyan) are stored in individual ink tanks and used. Can be. Also, an ink tank may be formed by integrating individual ink cartridges, or a replaceable ink cartridge for frequently used black ink and a replaceable ink cartridge in which other color ink integrated replaceable cartridges are separated. good. These combinations are arbitrary according to the ink jet device.
【0045】以下に本発明をより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0046】本発明のインクタンクにおいて、インクジ
ェット記録ヘッドにおける負圧を制御するためには、負
圧発生部材3の選定、形状、寸法はもとより、リブ端部
Bの形状、寸法、リブ端部Bとインクタンク底部11と
の間の隙間部8の形状、寸法、負圧発生部材収容部4と
インク収容部6の容積割合、ジョイント部材7のインク
タンクへの挿入量、形状、寸法、フィルター25の形
状、寸法、目の荒さ及びインクの表面張力などを最適化
することが好ましい。In the ink tank of the present invention, in order to control the negative pressure in the ink jet recording head, not only the selection, shape and size of the negative pressure generating member 3 but also the shape and size of the rib end B and the rib end B And size of the gap 8 between the ink container and the bottom 11 of the ink tank, the volume ratio of the negative pressure generating member housing 4 and the ink housing 6, the amount of insertion of the joint member 7 into the ink tank, the shape and the size, and the filter 25. It is preferable to optimize the shape, size, roughness of the surface, surface tension of the ink, and the like.
【0047】本発明で使用する負圧発生部材3は、それ
自身、液体(インク)の自重及びわずかな振動に対して
もインクを保持する能力を有するものであれば従来公知
の部材が使用できる。例えば、繊維を網状に網込んだ綿
状体や連通孔を有する多孔質体などがあげられる。イン
ク保持力及び負圧発生などが調整容易なポリウレタンフ
ォームなどのスポンジが好ましい。特に、フォームの場
合には、フォーム製造時に所望の多孔密度となるように
調整できるので好ましい。尚、フォームを熱圧縮処理を
して更に多孔密度を調整した場合には、加熱による分解
物が発生し、インク物性を変化させ、記録品位に悪影響
を及ぼす場合があるので、洗浄などの処理が必要とな
る。また、各種インクジェット記録装置に対応したイン
クカートリッジを製造するためそれに応じた多孔密度の
フォームが要求されるが、熱圧縮を施していない特定の
セル数(1インチ当りの空孔の数)を持つフォーム材を
所望の寸法にカットし、負圧発生部材収容部4に圧縮挿
入し、多孔密度、毛細管力を調整することが好ましい。As the negative pressure generating member 3 used in the present invention, a conventionally known member can be used as long as it has a capability of holding the ink even by its own weight of liquid (ink) and slight vibration. . For example, a cotton-like body in which fibers are meshed into a net, a porous body having communication holes, and the like can be given. A sponge such as a polyurethane foam whose ink holding power and negative pressure generation are easily adjusted is preferable. In particular, a foam is preferable because it can be adjusted to a desired porosity during foam production. If the foam density is further adjusted by performing a heat compression treatment on the foam, decomposition products are generated by heating, which may change the physical properties of the ink and adversely affect the recording quality. Required. Also, in order to manufacture an ink cartridge corresponding to various ink jet recording apparatuses, a foam having a corresponding porous density is required, but it has a specific number of cells (the number of holes per inch) that is not subjected to thermal compression. It is preferable that the foam material is cut into a desired size, and the foam material is compressed and inserted into the negative pressure generating member accommodating portion 4 to adjust the porosity and the capillary force.
【0048】(インクジェット記録装置内での環境変
化)密閉系のインク収容部6を持つインクカートリッジ
(インクタンク)においては、インクジェット記録装置
内に装填された状態での外部環境変化(温度上昇、ある
いは気圧低下)に対しては、インク収容部の空気膨張に
より(インクの膨張もある)、インク収容部6に残存し
ているインク9をインク収容部6外へ押し出し、その結
果インクタンクの外へのインク漏れ発生の可能性があ
る。しかしながら、本発明のインクカートリッジにおい
ては、最悪想定される環境状態に応じた密閉系インク収
容部6の空気膨張体積(僅かではあるがインク膨張分も
含む)を予想し、それに伴うインク収容部6からのイン
ク移動量分を負圧発生部材収容部4にあらかじめ持たせ
ることが好ましい。尚、大気連通孔13の設置位置は、
負圧発生部材収容部4側のインク供給口2としてのジョ
イント開口部より上部ならば特に指定はしないが、環境
変化時の負圧発生部材3中のインクの流れをジョイント
開口部から離すために、ジョイント開口部から遠い位置
にあるのが好ましい。また、大気連通孔13の数及び形
状、大きさなどはインクの蒸発を考慮して任意に設定す
ることができる。(Environmental Change in Inkjet Recording Apparatus) In an ink cartridge (ink tank) having a closed ink container 6, an external environmental change (temperature rise or With respect to the pressure drop, the ink 9 remaining in the ink storage unit 6 is pushed out of the ink storage unit 6 by the air expansion of the ink storage unit (there is also ink expansion), and as a result, the ink 9 is moved out of the ink tank. May cause ink leakage. However, in the ink cartridge according to the present invention, the air expansion volume (including a small amount of ink expansion) of the closed system ink storage unit 6 according to the worst-cased environmental condition is predicted, and the ink storage unit 6 associated therewith is estimated. It is preferable that the negative pressure generating member accommodating section 4 previously has the amount of ink movement from the ink. In addition, the installation position of the atmosphere communication hole 13 is as follows.
Although there is no particular designation as long as it is above the joint opening as the ink supply port 2 on the side of the negative pressure generating member accommodating portion 4, in order to separate the flow of ink in the negative pressure generating member 3 from the joint opening when the environment changes. , Preferably far from the joint opening. The number, shape, size, and the like of the air communication holes 13 can be arbitrarily set in consideration of the evaporation of the ink.
【0049】(インクカートリッジ単独の物流)インク
カートリッジ単独の物流時においては、ジョイント開口
部及び又は、大気連通孔13をシール材などで密閉して
インクの蒸発やインクカートリッジ内の空気膨張に備え
ることが好ましい。シール材としては、包装分野におい
てバリヤー材と称される単体層のバリヤー及び数層のプ
ラスチックフィルムの複合化及びこれらと紙、布などの
補強材またアルミニウム箔などを複合化した複合化バリ
ヤー材を使用することが好ましい。インクカートリッジ
本体材質と同様な材質をバリヤー材の接着層とし、熱な
どで溶着することによって密閉性を上げることがより好
ましい。(Distribution of the ink cartridge alone) When distributing the ink cartridge alone, the joint opening and / or the air communication hole 13 should be sealed with a sealing material or the like to prepare for evaporation of ink and air expansion in the ink cartridge. Is preferred. As a sealing material, a composite of a single layer barrier and several layers of a plastic film, which are called a barrier material in the field of packaging, and a composite material of these and a reinforcing material such as paper and cloth, or an aluminum foil. It is preferred to use. It is more preferable that the material similar to the material of the ink cartridge body is used as the adhesive layer of the barrier material and the hermeticity is increased by welding with heat or the like.
【0050】また、インクカートリッジからのインクの
蒸発あるいは、外部大気からの空気の流入を抑制するた
めには、インクカートリッジを挿入後は包材内の空気を
脱気してから密閉する包装形態をとれば効果的である。
包材としては、気体透過度及び液体透過度を考慮し、上
記シール材同様バリヤー材から選択することが好まし
い。Further, in order to suppress the evaporation of ink from the ink cartridge or the inflow of air from the outside atmosphere, a packaging form in which after the ink cartridge is inserted, the air inside the packaging material is evacuated and then sealed. It is effective.
As the packaging material, it is preferable to select a barrier material as in the above-mentioned sealing material, in consideration of gas permeability and liquid permeability.
【0051】上述のような包装形態を選択することによ
って、インクカートリッジ単独の物流は、インク漏れな
どもなく、非常に信頼性の高いものとなる。By selecting the packaging form as described above, the distribution of the ink cartridge alone becomes very reliable without ink leakage or the like.
【0052】(製造方法)インクカートリッジ本体材料
は、従来成形品に用いられるいかなる材料であってもよ
いが、インクジェット用インクへの影響がないような材
料あるいは、影響がないように処理された部材から選択
する必要がある。また、インクカートリッジの生産性を
考慮することも必要となる。例えば、インクカートリッ
ジ本体をインクカートリッジ底部11部分とその上部部
分とに分割して樹脂材料にてそれぞれを一体成形し、負
圧発生部材3を挿入後、インクカートリッジ底部11部
分とその上部部分を溶着してインクカートリッジ本体を
製造することができる。樹脂材料に透明あるいは、半透
明なものを選択すればインク収容部のインクはインクカ
ートリッジ外部から視認することができるので、インク
カートリッジの取り替え時期を目視にて判断することが
できる。また、上記シール材などの溶着を容易にするた
めに図のような凸部を設けることが好ましい。更に、イ
ンクカートリッジ本体外面にシボなどの加工を施すこと
もデザイン上好ましい。(Manufacturing method) The material of the ink cartridge body may be any material conventionally used for a molded product, but a material which does not affect the ink for ink jet or a member which is treated so as not to affect the ink. You need to choose from. It is also necessary to consider the productivity of the ink cartridge. For example, the ink cartridge body is divided into an ink cartridge bottom portion 11 and an upper portion thereof, which are integrally molded with a resin material. After the negative pressure generating member 3 is inserted, the ink cartridge bottom portion 11 and the upper portion are welded. Thus, the ink cartridge body can be manufactured. If a transparent or translucent resin material is selected, the ink in the ink container can be visually recognized from the outside of the ink cartridge, so that the time for replacing the ink cartridge can be visually determined. Further, in order to facilitate welding of the sealing material or the like, it is preferable to provide a convex portion as shown in the figure. Furthermore, it is also preferable in terms of design that the outer surface of the ink cartridge body is subjected to processing such as embossing.
【0053】インクの充填には、加圧及び減圧法いずれ
もが使用できる。尚、インクの充填にタンク本体のいず
れかにインク充填口を設けることは他のインクカートリ
ッジ開口部を汚すことがないので好ましい。インク充填
後のインク充填口は、プラスチックあるいは、金属材料
にて栓することが好ましい。For filling the ink, any of a pressurizing method and a depressurizing method can be used. It is preferable to provide an ink filling port in any one of the tank main bodies for filling the ink, because it does not contaminate the other ink cartridge openings. The ink filling port after ink filling is preferably plugged with plastic or a metal material.
【0054】インクカートリッジの構成及び形状は、本
発明の範囲から逸脱することなく各種の変形を行うこと
ができる。The configuration and shape of the ink cartridge can be variously modified without departing from the scope of the present invention.
【0055】(その他)本インクタンク(カートリッ
ジ)は、交換型として使っても良いし、記録ヘッドと一
体化させたものであっても良い。(Others) The ink tank (cartridge) may be used as a replaceable type, or may be integrated with a recording head.
【0056】また、交換型として使用される場合、本体
による交換タンクの自動検知あるいは、ユーザー自身に
よる吸引等の回復動作をすることが好ましい。When used as a replaceable type, it is preferable to perform automatic recovery detection such as automatic detection of the replaceable tank by the main body or suction by the user.
【0057】また、言うまでもないが、図18のよう
に、4つの記録ヘッドが一体となって構成された記録ヘ
ッド20に、Bk(ブラック)1a、C(シアン)1
b、M(マゼンタ)1c、Y(イエロー)1dの4色の
交換インクタンクを結合させて記録を行うインクジェッ
トプリンターとして使っても良い。Needless to say, as shown in FIG. 18, Bk (black) 1a and C (cyan) 1
The ink cartridge may be used as an ink-jet printer that performs recording by combining four color exchange ink tanks of b, M (magenta) 1c, and Y (yellow) 1d.
【0058】<比較例>ここで、本実施例における比較
例をインクタンクのインク供給部における内圧がインク
供給量に応じて変化する様子を交えながら示す。<Comparative Example> Here, a comparative example in the present embodiment will be described while showing how the internal pressure in the ink supply section of the ink tank changes according to the ink supply amount.
【0059】このインクタンク内には、特に大気導入路
が設けられておらず、負圧発生部材収容部内には、ほぼ
均一なポアサイズ分布の吸収体が内蔵されている。The ink tank is not particularly provided with an air introduction path, and the negative pressure generating member accommodating portion contains an absorber having a substantially uniform pore size distribution.
【0060】初期の状態では、図14のようにインク収
容部内にはインクがほぼ充填された状態であり、負圧発
生部材収容部内にも、ある程度のインクが充填されてい
る。この状態から、インク供給が始まると、まず、負圧
発生部材収容部からのインクが供給されるので、負圧発
生部材収容部内の吸収体のインク上面(気液界面)の毛
細管力とインク自身との水頭圧とのバランスによってイ
ンク供給部の内圧が発生しているが、インク供給が進む
につれ、インク上面が降下していくため、その高さに対
して、ほぼ直線的に負圧が増大していく。図13のaの
状態となる。このまま、インク供給に伴って、インク室
の下端部である隙間部に気液界面(メニスカス)が形成
される状態にならないと、インク供給部の負圧はどんど
ん高まってしまう。In the initial state, as shown in FIG. 14, the ink container is almost completely filled with ink, and the negative pressure generating member container is also filled with some ink. When the ink supply is started from this state, first, the ink is supplied from the negative pressure generating member accommodating portion, so that the capillary force on the ink upper surface (gas-liquid interface) of the absorber in the negative pressure generating member accommodating portion and the ink itself. The internal pressure of the ink supply unit is generated due to the balance with the water head pressure, but as the ink supply progresses, the upper surface of the ink descends, so the negative pressure increases almost linearly with the height. I will do it. The state shown in FIG. Unless the state where a gas-liquid interface (meniscus) is formed in the gap, which is the lower end of the ink chamber, along with the ink supply, the negative pressure of the ink supply part increases steadily.
【0061】そして、隙間部でのメニスカスが形成され
た状態になるまでに、吸収体内でのインク面は、かなり
下降してしまい、場合によってはヘッドとのジョイント
部よりも液面が下降してしまう。By the time the meniscus is formed in the gap, the ink surface in the absorbent body drops considerably, and in some cases, the liquid level drops below the joint with the head. I will.
【0062】こうなると、記録ヘッド内に大気をとり込
むこととなり、吐出が不安定となり、不吐出に至ってし
まう。In this case, the atmosphere is taken into the recording head, and the ejection becomes unstable, resulting in non-ejection.
【0063】また、このようにならないまでも、インク
供給部の内圧は図13のbの状態のように、隙間部の吸
収体のポアサイズによって決まる一定の負圧を越えて、
更に大きくなる場合もある。これは、吸収体はその周囲
を負圧発生部材収容部の内壁によって、多少圧縮されて
いるが、隙間部においては壁が存在しないので、圧縮さ
れていないため、その周囲に比べて圧縮率が若干小さい
ため、ちょうど図12で示したモデルのような状態とな
っていると考えられる。Even if this is not the case, the internal pressure of the ink supply section exceeds a certain negative pressure determined by the pore size of the absorber in the gap as shown in FIG.
It may be even larger. This is because the absorber is slightly compressed around its inner wall by the inner wall of the negative pressure generating member housing part, but since there is no wall in the gap, it is not compressed. Since it is slightly smaller, it is considered that the state is just like the model shown in FIG.
【0064】この図は、ある程度、負圧発生部材収容部
からインクを消費した状態である。この状態から、更に
インクを供給すると、吸収体のポアサイズがR2 、R
3 、R4 の中で一番大きいR4 の部分のメニスカスがR
3 、R4 の部分に比べて大きく変位移動し、引き続き隙
間部の近くにまで来ると、急にメニスカス力が弱まるた
め、インク収容部側にまでメニスカスが移動して、その
メニスカスが破断することで、大気がインク収容部にと
り込まれる。この時には、R2 の部分からだけではな
く、R3 、R4 の部分からも少しインクが消費される。
この際のメニスカスの移動の際の圧力損失△Pは比較的
大きなものとなる。This figure shows a state where the ink has been consumed from the negative pressure generating member accommodating portion to some extent. When ink is further supplied from this state, the pore size of the absorber becomes R 2 , R 2
3, the meniscus of the largest part of R 4 in R 4 is R
3, as compared with the portion of R 4 greatly displaced moves and subsequently come to near the gap portion, since the sudden meniscus force is weakened, to move the meniscus to the ink container side, that the meniscus is broken Then, the atmosphere is taken into the ink container. At this time, not only from the portion of R 2, it is consumed little ink from part of R 3, R 4.
At this time, the pressure loss ΔP during the movement of the meniscus becomes relatively large.
【0065】しかしながら、一度破断したメニスカス
も、復帰の際の勢いにより、再び元の位置に近い所でメ
ニスカスを形成するため、しばらくはこのまま圧力損失
の高い状態となる。However, the meniscus once broken also forms a meniscus again at a position close to the original position due to the momentum at the time of return, so that the pressure loss remains high for a while.
【0066】そして、メニスカスが隙間部のポアサイズ
R1 の部分に安定するまで、同様なことを繰り返し、一
旦、隙間部でメニスカスが安定すると、隙間部のポアサ
イズR1 で決まる負圧になるまで気泡がインク収容部に
入り安定する。[0066] Then, the meniscus is stabilized at the portion of the pore size R 1 of the gap portion, repeating the same, once the meniscus gap portion is stabilized, bubbles until the negative pressure determined by the pore size R 1 of the clearance Enters the ink storage section and stabilizes.
【0067】ここまでの状態が図13−bの状態であ
り、インク収容部及び吸収体の双方からインクを消費し
ている状態である。このように、大気導入路が設定され
ないと、前記のようにインク供給部における内圧が安定
されないで、インク供給時の圧力損失△Pも大きくなる
ため、吐出特性が悪化し、高速印字が難しくなる場合が
ある。The state up to this point is the state shown in FIG. 13B, in which ink is being consumed from both the ink storage section and the absorber. As described above, if the air introduction path is not set, the internal pressure in the ink supply unit is not stabilized as described above, and the pressure loss ΔP at the time of ink supply becomes large, so that the ejection characteristics deteriorate and high-speed printing becomes difficult. There are cases.
【0068】<参考例1>図5に、参考例を示した。<Reference Example 1> FIG. 5 shows a reference example.
【0069】本参考例においては、ついたてリブ5の負
圧発生部材収容部4内側に、2本のリブ61を設けた。
リブ61はインクタンクの天井部分から隙間部8の近傍
にまでわたって設けられている。リブの間と吸収体3で
挟まれた部分が大気導入路14となる。In this embodiment, two ribs 61 are provided inside the negative pressure generating member accommodating portion 4 of the vertical rib 5.
The rib 61 extends from the ceiling of the ink tank to the vicinity of the gap 8. A portion sandwiched between the ribs and the absorber 3 becomes the air introduction path 14.
【0070】このリブ61の下端Aは、ついたてリブ5
の下端Bよりも上に位置するようにすることで、単に直
方体形状の吸収体3を負圧発生部材収容部4内に挿入す
るだけで、隙間部8を吸収体3でカバーすることができ
るため、簡単にかつ安定した大気導入路14を隙間部8
の極く近傍まで導く構成とすることが可能となる。尚、
リブ61の天井部分の接点と大気連通孔13との間は、
吸収体3が介在している。The lower end A of the rib 61 is
The gap 8 can be covered with the absorber 3 simply by inserting the rectangular parallelepiped absorber 3 into the negative pressure generating member accommodating portion 4 by positioning the lower portion B above the lower end B of the upper portion. Therefore, the air introduction path 14 which is simple and stable is formed in the gap 8
It is possible to adopt a configuration for guiding to a very close vicinity of. still,
Between the contact point of the ceiling portion of the rib 61 and the air communication hole 13,
The absorber 3 is interposed.
【0071】このインクタンクを用いて、印字を行った
ところ、印字によるインク供給によって、素早く、図5
に示すようなインク面及びメニスカスを形成して、しか
も、歯切れの良い、メニスカス破断による気泡とインク
の交換が行われるため、圧力損失の少ないインク供給が
行えるようになり、高速印字を安定して行うことが可能
となった。When printing was performed using this ink tank, the ink was supplied by printing, and quickly
The ink surface and the meniscus as shown in Fig. 1 are formed, and the crispness and the replacement of the bubble and the ink by the meniscus rupture are performed, so that the ink supply with a small pressure loss can be performed, and the high-speed printing can be stably performed. It is now possible to do it.
【0072】<参考例2>図6に、大気導入路14の他
の構成を示し、参考例1におけるリブ61と同様のリブ
71を更に増して、大気導入路14の数を増して、か
つ、そのリブ71を負圧発生部材収容部の天井にも設け
た。尚、天井部分に設けられたリブ71の端部と大気連
通孔13との間には吸収体3が介在している。<Embodiment 2> FIG. 6 shows another configuration of the air introduction path 14. The number of the air introduction paths 14 is increased by further increasing the ribs 71 similar to the ribs 61 in Reference Example 1, and The rib 71 is also provided on the ceiling of the negative pressure generating member accommodating portion. The absorber 3 is interposed between the end of the rib 71 provided on the ceiling and the air communication hole 13.
【0073】これによって、複数の大気導入路14を大
気連通口13から、隙間部8の近傍まで安定して確保す
ることが可能となり、実施例1、参考例1同様、圧力損
失の少ないインク供給が行えるようになり、高速印字を
安定して行うことが可能となった。As a result, it is possible to stably secure the plurality of air introduction passages 14 from the air communication port 13 to the vicinity of the gap 8, and to supply ink with a small pressure loss as in the first embodiment and the first embodiment. And high-speed printing can be performed stably.
【0074】また、大気連通孔13を隙間部8から離れ
た位置に設けても、大気の導入がスムーズに行うことが
可能となる。Even if the air communication hole 13 is provided at a position away from the gap 8, the air can be introduced smoothly.
【0075】<参考例3>図7に、他の参考例を示し
た。<Reference Example 3> FIG. 7 shows another reference example.
【0076】本実施例においては、参考例1、2と同
様、ついたてリブ5にリブ81を設けることで、大気導
入路14を形成しているものであるが、リブ81をつい
たてリブ5に対して非対称に構成することにより、イン
ク収容部6から隙間部8を通って負圧発生部材収容部4
に移動するインク9の流れる通路と、そのインク9の流
れと相補的に発生する、大気導入路14から隙間部8を
通って、インク収容部6に入り込む大気の流れの通路
を、中心線Aに対して、それぞれ独立別個にすること
で、入れ換えのための圧力損失を小さくする効果があ
る。In this embodiment, the air introduction path 14 is formed by providing the ribs 81 on the ribs 5 in the same manner as in the first and second embodiments. Asymmetrical configuration, the negative pressure generating member accommodating portion 4 passes from the ink accommodating portion 6 through the gap 8.
The flow path of the air flowing into the ink container 6 through the gap 8 from the air introduction path 14, which is generated complementarily to the flow of the ink 9, flows through the center line A. On the other hand, by making them independent, there is an effect of reducing the pressure loss for replacement.
【0077】こうすることで、インクと気泡の入れ替え
のための圧力損失△Pは、約半分となった。By doing so, the pressure loss ΔP for replacing the ink and the air bubble is reduced to about half.
【0078】これにより、記録ヘッドからより安定し
た、インクの吐出を行うことが可能となった。This makes it possible to discharge ink more stably from the recording head.
【0079】<参考例4>図8に、リブ91の他の変形
例を示す。<Reference Example 4> FIG. 8 shows another modification of the rib 91.
【0080】参考例1〜3では、リブ91の上端を、負
圧発生部材収容部の内壁の上側にまで伸ばしていたが、
本実施例では、そこまで伸ばさず短いものとしている。In the first to third embodiments, the upper end of the rib 91 extends to the upper side of the inner wall of the negative pressure generating member housing portion.
In the present embodiment, it is assumed that the length does not extend to that and is short.
【0081】こうすることで、リブ91によって、吸収
体の上部が圧縮されるのを防ぎ、圧縮された部分で、メ
ニスカス力が発生する危険性を防ぎ、負圧のコントロー
ルをより安定したものにすることができる。By doing so, the upper portion of the absorber is prevented from being compressed by the rib 91, the danger of meniscus force being generated in the compressed portion is prevented, and the control of the negative pressure is made more stable. can do.
【0082】更に詳しくは、インクが消費される初期の
インクタンク中における、負圧発生部材3である吸収体
中のインク液面から、安定したインク液面に移行するま
では、吸収体中のインクを消費するようにする。すなわ
ち、大気導入路14を通した早すぎる気液交換を促す
と、インク収容部6からインクが消費される結果、吸収
体3からのインクの消費が少なくなってしまうため、気
圧変動等の環境変化時に、インク収容部6からのインク
が、負圧発生部材収容部4へ移ることが可能なインク量
が制限されるため、吸収体3のインク漏れに対するバッ
ファー効果が半減するという弊害が発生する。そこで、
本実施例では、インクが吸収体3中で、ある程度消費さ
れてから、大気導入がされるように、大気導入路14を
設置して、吸収体3中のインク液面をコントロールし、
インク漏れに対するバッファー効果を高めた。More specifically, in the initial ink tank in which the ink is consumed, the ink level in the absorber, which is the negative pressure generating member 3, is shifted from the ink level in the absorber to the stable ink level. Try to consume ink. In other words, if the premature gas-liquid exchange through the air introduction passage 14 is promoted, the ink is consumed from the ink storage unit 6 and the consumption of the ink from the absorber 3 is reduced. At the time of the change, the amount of ink that can be transferred from the ink storage unit 6 to the negative pressure generating member storage unit 4 is limited, so that the buffer effect against the ink leakage of the absorber 3 is reduced by half. . Therefore,
In the present embodiment, the air introduction path 14 is provided so that the ink is introduced into the air after the ink has been consumed to some extent in the absorber 3, and the ink liquid level in the absorber 3 is controlled.
Increased buffer effect against ink leakage.
【0083】加えて、大気導入路14付近に吸収体3中
のインク液面レベルが安定的に維持することが可能とな
り、インク収容部6内のインク9が消費される間、ほぼ
一定の負圧(水頭差)を発生させることになる。これに
より、ヘッドに対する負圧を安定化でき、吐出口からの
インクの吐出を安定させられる。In addition, the ink level in the absorber 3 can be stably maintained in the vicinity of the air introduction path 14, and a substantially constant negative pressure is maintained while the ink 9 in the ink container 6 is consumed. Pressure (head difference). Thus, the negative pressure on the head can be stabilized, and the ejection of ink from the ejection port can be stabilized.
【0084】<参考例5>図9に、他の参考例を示す。<Reference Example 5> FIG. 9 shows another reference example.
【0085】本実施例では、大気導入路14を、ついた
てリブに溝100を設けることで形成する。In this embodiment, the air introduction path 14 is formed by providing a groove 100 in a rib.
【0086】負圧発生部材収容部4内に収容する吸収体
3の圧縮率のひずみが少なくなるため、負圧のコントロ
ールがしやすいため、安定してインクを供給できる。The distortion of the compressibility of the absorber 3 accommodated in the negative-pressure-generating-member accommodating portion 4 is reduced, and the negative pressure is easily controlled, so that the ink can be supplied stably.
【0087】<参考例6>図19に他の参考例を説明す
る。<Reference Example 6> Another reference example will be described with reference to FIG.
【0088】構成としては、参考例5とほぼ同じである
が、異なるところは大気導入路14はリブ下端Bまで、
つき抜けた構成となっていることである。The structure is almost the same as that of the fifth embodiment, except that the air introduction path 14 extends to the lower end B of the rib.
That is, it has an outstanding configuration.
【0089】参考例4、5と同様に、インクが消費され
る初期のインクタンク中における吸収体3中のインク液
面から、大気導入路14の上端部Cの高さの安定したイ
ンク液面に移行するまでは、吸収体中のインクを消費す
るようにして、その後は大気導入路14を通して気液交
換を行いながら、インク収容部6のインク9を消費して
いくが、大気導入路がリブ下端Bまでつき抜けているた
め、図20のようなモデルとして、考えることができる
挙動となる。In the same manner as in Reference Examples 4 and 5, the ink liquid level in the absorber 3 in the initial ink tank in which the ink is consumed is changed so that the height of the upper end portion C of the air introduction path 14 is stable. Until the process shifts to, the ink in the absorber is consumed, and thereafter the ink 9 in the ink storage section 6 is consumed while performing gas-liquid exchange through the air introduction path 14. Since the lower end B of the rib is penetrated, the behavior can be considered as a model as shown in FIG.
【0090】以下にモデルを用いて、詳細に説明する。Hereinafter, a detailed description will be given using a model.
【0091】負圧発生部材である吸収体3を機能面から
模式的に表わすと図20のような毛細管と考えられ、大
気導入路14は上端部Cの部分から、リブ下端Bまで継
っており、大気導入路14は、上端部Cの部分から上側
では再び、毛細管と継っていると考えられる。When the absorber 3, which is a negative pressure generating member, is schematically represented from a functional aspect, it is considered to be a capillary tube as shown in FIG. 20, and the air introduction path 14 extends from the upper end portion C to the rib lower end B. Therefore, it is considered that the air introduction passage 14 is connected to the capillary again from the upper end portion C to the upper side.
【0092】先にも述べたように、吸収体3中のインク
液面は、インクが消費される初期のインクタンク中で
は、ある程度の高さになっているが、インクが消費され
るに従って徐々に、その液面が下がっていき、それに従
い、インク供給部6における内圧(負圧)は徐々に大き
くなっていく。As described above, the ink level in the absorber 3 is at a certain height in the initial ink tank where the ink is consumed, but gradually increases as the ink is consumed. Then, the liquid level decreases, and accordingly, the internal pressure (negative pressure) in the ink supply unit 6 gradually increases.
【0093】そして、大気導入路14の上端である、上
端部Cの部分の高さまで、インクが消費されると、イン
ク液面は毛細管中のDの位置でメニスカスを形成してい
る。更にインクが受給・消費されると、再びインク液面
すなわち、メニスカスが下降するが、Eの位置まで来る
と、大気導入路14中のインク液面のメニスカス力は急
激に弱まるため、一気に大気導入路14中のインクが消
費されるようになるため、その後、この位置で、インク
収容部のインクが消費されるようになる。すなわち、気
液交換が行なわれるようになる。よって、インク消費中
はインク液面が上端部Cの高さのわずか下方の位置Cで
安定するため、インク供給部6での内圧は安定領域に入
るのである。そして、インク供給が停止すると、毛細管
中のメニスカスはEの位置から再びDの位置に戻り安定
する。When the ink is consumed up to the height of the upper end portion C, which is the upper end of the air introduction passage 14, the ink surface forms a meniscus at the position D in the capillary. When the ink is further received and consumed, the ink liquid level, that is, the meniscus is lowered again. Since the ink in the path 14 will be consumed, the ink in the ink storage section will be consumed at this position thereafter. That is, gas-liquid exchange is performed. Accordingly, during ink consumption, the ink liquid level is stabilized at the position C slightly below the height of the upper end portion C, so that the internal pressure in the ink supply unit 6 enters the stable region. When the ink supply is stopped, the meniscus in the capillary returns from the position E to the position D again, and is stabilized.
【0094】このように、インク収容部6のインクを全
て、消費するまで、吸収体3中のインク液面はDとEの
間を往復する。As described above, the ink level in the absorber 3 reciprocates between D and E until all the ink in the ink storage section 6 is consumed.
【0095】そして、その後は吸収体3中のインクを消
費するようになるため、再び、インク供給部2の内圧
(負圧)は増大していき、インク切れとなる。Then, since the ink in the absorber 3 is consumed thereafter, the internal pressure (negative pressure) of the ink supply unit 2 increases again, and the ink runs out.
【0096】ところで、インク供給部6における内圧は
吸収体3の毛細管力(すなわち、吸収体がインクを吸い
上げることができる高さに相当する)から吸収体3中の
インク液面の高さ分の差として得られるため、上端部C
の高さを、インク供給部2に対して、高く設定する必要
があることから考えると、吸収体3のポアサイズをある
程度、小さくする必要がある。The internal pressure in the ink supply section 6 is determined by the capillary force of the absorber 3 (that is, the height corresponding to the height at which the absorber can absorb ink). Because the difference is obtained as
Considering that it is necessary to set the height of the ink supply unit 2 higher than that of the ink supply unit 2, it is necessary to reduce the pore size of the absorber 3 to some extent.
【0097】上端部Cの高さをインク供給部2に対して
高く設定する理由は明白であり、インク供給部2よりイ
ンク液面が低くなると、大気をとり込んでしまって吐出
不良を引き起こすためそれを防止するためである。The reason why the height of the upper end portion C is set higher than that of the ink supply unit 2 is obvious. If the ink liquid level is lower than that of the ink supply unit 2, the air is taken in and the ejection failure occurs. This is to prevent it.
【0098】また、逆に、あまり高くすると良くない。
すなわち環境変化による、インクタンク内の内圧変化
で、インク収容部6から吸収体3側へインクがあふれた
際のバッファの余地が少なくなるためである。そこでC
の高さから上の吸収体3部の容積は、インク収容部6の
容積の半分程度に設定している。On the other hand, if it is too high, it is not good.
That is, this is because there is less room for a buffer when ink overflows from the ink storage unit 6 to the absorber 3 due to a change in internal pressure in the ink tank due to a change in environment. So C
The volume of the absorber 3 above the height is set to about half of the volume of the ink container 6.
【0099】上記説明したメカニズムを更に簡易に述べ
る。The mechanism described above will be described more simply.
【0100】すなわち、吸収体3が一様な密度であると
すると、インク供給部2における内圧(負圧)は、吸収
体3の毛細管力、すなわちインク供給部2の高さから吸
い上げることができる高さH1から、インク供給部2の
高さからすでにインクが吸い上げられている高さH2の
差すなわちH1−H2によって決まるのである。That is, assuming that the absorber 3 has a uniform density, the internal pressure (negative pressure) in the ink supply unit 2 can be absorbed from the capillary force of the absorber 3, that is, the height of the ink supply unit 2. from the height H 1, it is the determined by the difference or H 1 -H 2 height H 2 already ink from the height of the ink supply portion 2 is sucked up.
【0101】すなわち、例えば吸収体3のインクを引き
上げる力がH1=60mmで、インク供給部2から大気
導入路14のCの部分の高さがH2=15mmであれ
ば、インク供給部の内圧はH1−H2=60mm−15m
mとなり45mmAqとなるのである。That is, for example, if the force for pulling up the ink in the absorber 3 is H 1 = 60 mm and the height of the portion C from the ink supply unit 2 to the air introduction path 14 is H 2 = 15 mm, the ink supply unit internal pressure H 1 -H 2 = 60mm-15m
m and 45 mmAq.
【0102】よって初期は、吸収体3からインク9が消
費されるに従いその液面の高さが下がるに従い、ほぼリ
ニアに内圧(負圧)は下がっていくのである。Therefore, initially, as the ink 9 is consumed from the absorber 3, the internal pressure (negative pressure) decreases almost linearly as the height of the liquid surface decreases.
【0103】以上説明した構成のインクタンクを用いれ
ば、安定した負圧によるインク供給を行うことができ
る。By using the ink tank having the above-described structure, it is possible to supply ink at a stable negative pressure.
【0104】また、インクタンク自体の構成も、型等で
容易に作成することができるため大量に安く作成するこ
とが可能となった。Further, since the configuration of the ink tank itself can be easily formed by using a mold or the like, it is possible to manufacture a large amount of the tank at low cost.
【0105】次に更にインクが消費され吸収体3中の液
面が大気導入路14の所まで、すなわち上端部Cの所ま
で来ると、すなわち、インク液面が図20のEの状態に
なると大気導入路14中のインクはメニスカス保持でき
なくなるため、吸収体3側に吸収され大気の通路が形成
され一気に大気導入による気液交換が行なわれ、一方、
吸収体3側に吸収されたインクにより吸収体3の液面が
再び上昇することで液面がDの状態となり、気液交換が
停止する。この状態では、大気導入路14中にはすでに
インクはなく、モデル図として書いた大気導入路14の
上の吸収体3は、単純に弁として機能しているのであ
る。ここで、大気導入路14の上端部Cと大気連通孔1
3との間には負圧発生部材が介在した構成となってい
る。Next, when the ink is further consumed and the liquid level in the absorber 3 reaches the position of the air introduction path 14, that is, the position of the upper end portion C, that is, when the ink liquid level becomes the state of E in FIG. Since the ink in the air introduction passage 14 cannot maintain the meniscus, the ink is absorbed by the absorber 3 to form an air passage, and gas-liquid exchange is performed at a stretch by introducing the air.
The ink level absorbed by the absorber 3 causes the liquid level of the absorber 3 to rise again, so that the liquid level becomes D, and the gas-liquid exchange stops. In this state, there is no ink in the air introduction passage 14 already, and the absorber 3 on the air introduction passage 14 drawn as a model diagram simply functions as a valve. Here, the upper end portion C of the atmosphere introduction path 14 and the atmosphere communication hole 1
3, a negative pressure generating member is interposed.
【0106】よって、この状態で再びインクが消費され
れば、吸収体3の液面が少し下がり、そのため弁が開く
ことになるため、一気に気液交換が行なわれインク収容
部6側のインクが消費されるようになり、インク消費が
終了すれば、吸収体3の液面が、吸収体の毛細管力によ
って上昇するが、Dの位置まで来ると気液交換が停止す
るため、その位置で液面が安定することになるのであ
る。Therefore, if the ink is consumed again in this state, the liquid level of the absorber 3 drops a little and the valve is opened, so that the gas-liquid exchange is performed at a stretch and the ink on the ink storage section 6 side is discharged. When the ink consumption ends, the liquid level of the absorber 3 rises due to the capillary force of the absorber, but when it reaches the position D, the gas-liquid exchange is stopped. The surface will be stable.
【0107】このように、インク液面は大気導入路14
の高さ、すなわち、上端部Cの高さによって安定して制
御でき、かつ、吸収体3の毛細管力、すなわち、インク
の引き上げ高さはあらかじめ調整すれば、簡易にインク
供給部2の内圧を制御することが可能となるのである。As described above, the ink level is adjusted to the air introduction path 14.
, That is, the height of the upper end portion C, and the capillary force of the absorber 3, that is, the ink pulling height is adjusted in advance, so that the internal pressure of the ink supply unit 2 can be easily adjusted. It becomes possible to control.
【0108】また、環境の変化によるインクタンク内の
圧の変化によって、インク収容部から、吸収体側へあふ
れるインクを保持するために、吸収体の毛細管力、すな
わち、インク引き上げ高さを大きくしておくことで、イ
ンク9がインクタンクからあふれたり、インク供給部2
が正圧になるのを防ぐのである。Further, in order to hold the ink overflowing from the ink storage section to the absorber side due to a change in the pressure in the ink tank due to a change in environment, the capillary force of the absorber, that is, the ink pulling height is increased. By doing so, the ink 9 overflows from the ink tank and the ink supply unit 2
Prevents the pressure from becoming positive.
【0109】[0109]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、
インク供給時にインク収容部中のインクと大気とが、安
定かつ、すみやかに気液交換されることが可能となり、
その結果、インク供給部における内圧を安定して制御す
ることが可能となり、記録ヘッドにおける吐出安定性の
良い、しかも、高速印字が可能となった。As described above, according to the present invention,
When the ink is supplied, the ink in the ink container and the atmosphere can be stably and quickly gas-liquid exchanged,
As a result, it has become possible to stably control the internal pressure in the ink supply unit, and to achieve high-speed printing with good ejection stability in the recording head.
【0110】また、外部環境の変化に対する、インクタ
ンク内の圧力変化に対しても、インク漏れが発生するこ
とのない、インクタンクを提供することが可能となっ
た。Further, it is possible to provide an ink tank that does not cause ink leakage even when the pressure inside the ink tank changes due to a change in the external environment.
【図1】ヘッドとインクタンクとの結合の一例を示す概
略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a connection between a head and an ink tank.
【図2】本発明にかかるヘッドとタンクの他の例を示す
概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of a head and a tank according to the present invention.
【図3】本発明にかかるタンクの一例を示す概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view showing an example of a tank according to the present invention.
【図4】記録装置の概略を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a recording apparatus.
【図5】本発明にかかるインクタンクの一参考例を示す
概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a reference example of an ink tank according to the present invention.
【図6】本発明にかかるインクタンクの他の参考例を示
す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing another reference example of the ink tank according to the present invention.
【図7】本発明にかかるインクタンクのさらに他の参考
例を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing still another reference example of the ink tank according to the present invention.
【図8】本発明にかかるインクタンクの別の参考例を示
す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing another reference example of the ink tank according to the present invention.
【図9】本発明にかかるインクタンクのさらに別の参考
例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing still another reference example of the ink tank according to the present invention.
【図10】本発明におけるインク供給の状態をモデル化
して示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a model of an ink supply state according to the present invention.
【図11】本発明におけるインク供給部での内圧変化の
様子を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a state of an internal pressure change in an ink supply unit according to the present invention.
【図12】比較例におけるインク供給の状態をモデル化
して示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a model of a state of ink supply in a comparative example.
【図13】比較例におけるインク供給部での内圧変化の
様子を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram illustrating a state of an internal pressure change in an ink supply unit in a comparative example.
【図14】インクタンク内にインクが充填された初期状
態を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an initial state in which ink is filled in an ink tank.
【図15】気液界面が形成始めた状態を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a state in which a gas-liquid interface has begun to be formed.
【図16】インク供給の終期付近を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating the vicinity of the end of ink supply.
【図17】インクが供給された状態を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a state where ink is supplied.
【図18】4つのヘッドを一体とし個別タンクを取付け
可能とした形態を示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a form in which four heads are integrated and an individual tank can be attached.
【図19】本発明にかかるインクタンクのさらに別の参
考例を示す概略図である。FIG. 19 is a schematic view showing still another reference example of the ink tank according to the present invention.
【図20】図19におけるインク供給の状態をモデル化
して示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a model of the state of ink supply in FIG. 19;
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 弘光 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 名越 重泰 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 杉本 仁 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 植月 雅哉 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 後藤 史博 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiromitsu Hirabayashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Shigetasu Nagoshi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kyano (72) Inventor Hitoshi Sugimoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Masaya Uezuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Miyuki Matsubara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Fumihiro Goto 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (7)
ヘッドに液体を供給するための液体供給部とを備え、内
部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、 前記負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとと
もに、前記連通路を除いて実質的に密閉である液体収納
室と、を有する液体噴射ヘッド用の液体収納容器であっ
て、 前記液体の消費過程で前記負圧発生部材中の液面高さを
前記連通路よりも上方に維持した状態で前記連通路にお
ける気液交換を可能にするための前記液体収納室への大
気導入可能な大気導入路を前記負圧発生部材が前記負圧
発生部材収納室内壁から離れることで形成される隙間と
して構成されていることを特徴とする液体収納容器。A negative pressure generating member storage chamber including an atmospheric communication portion communicating with the atmosphere, a liquid supply portion for supplying a liquid to a liquid ejecting head, and a negative pressure generating member stored therein; A liquid storage container for a liquid ejecting head, the liquid storage container being in communication with the pressure generating member storage chamber via a communication path, and having a substantially closed liquid storage chamber except for the communication path. Atmospheric introduction into the liquid storage chamber for enabling gas-liquid exchange in the communication path while maintaining the liquid level in the negative pressure generating member above the communication path in the process. A liquid storage container characterized in that a path is formed as a gap formed by separating the negative pressure generating member from the inner wall of the negative pressure generating member storage chamber.
物流時には1部材によるシールがなされていることを特
徴とする請求項1に記載の液体収納容器。2. The liquid supply section and the atmosphere communication section,
2. The liquid container according to claim 1, wherein a single member is sealed during distribution.
料で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
液体収納容器。3. The liquid container according to claim 1, wherein the liquid container is made of a material whose inside is visible.
する液体が収納されていることを特徴とする請求項1に
記載の液体収納容器。4. The liquid container according to claim 1, wherein a liquid contributing to image formation is stored in the liquid container.
ていないスポンジであり、該熱圧縮処理を施していない
スポンジを圧縮して前記負圧発生部材収納室内に収納し
ていることを特徴とする請求項1に記載の液体収納容
器。5. The negative pressure generating member is a sponge that has not been subjected to a thermal compression process, and the sponge that has not been subjected to the thermal compression process is compressed and stored in the negative pressure generating member storage chamber. The liquid container according to claim 1, wherein
たスポンジであることを特徴とする請求項1に記載の液
体収納容器。6. The liquid container according to claim 1, wherein the negative pressure generating member is a sponge subjected to a thermal compression process.
とを結ぶ経路には前記負圧発生部材が介在していること
を特徴とする請求項1に記載の液体収納容器。7. The liquid container according to claim 1, wherein the negative pressure generating member is interposed in a path connecting the air communication section and an upper end of the air introduction path.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100481518B1 (en) * | 2002-09-30 | 2005-04-07 | 삼성전자주식회사 | Ink cartridge |
US7300142B1 (en) | 1998-05-13 | 2007-11-27 | Seiko Epson Corporation | Ink cartridge for ink-jet printing apparatus |
CN114248536A (en) * | 2021-11-30 | 2022-03-29 | 合肥河钢新材料科技有限公司 | Printing unit with printing ink loss reduction function |
-
1997
- 1997-05-12 JP JP12101497A patent/JP3165792B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7300142B1 (en) | 1998-05-13 | 2007-11-27 | Seiko Epson Corporation | Ink cartridge for ink-jet printing apparatus |
US7871156B2 (en) | 1998-05-13 | 2011-01-18 | Seiko Epson Corporation | Ink cartridge for ink-jet printing apparatus |
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CN114248536B (en) * | 2021-11-30 | 2023-12-19 | 合肥河钢新材料科技有限公司 | Printing unit with ink damage reducing function |
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