JPS6024955A - インク容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明はインクジェット印刷装置に係わｐｌ特にインク
容器の構造に関する。

〈従来技術〉 インクタンクがキャリッジに乗せられて移動しつつ印刷
するインクジェット印刷装置において、インクタンク内
のインクと空気が自由界面で接していると、インク液面
上で泡立ち、インク中に気泡となって滞留する。インク
を使用していくに従い、インク噴射機能を有するインク
流路内に気泡が流れ込み、噴射安定性が著しく損われる
。そζで従来よジ、実開昭５４−８６０４７号公報や実
公昭５４−８７４６号公報には第１３図及び第１４図に
見られるように、水平仕切板や垂直仕切板が用いられ、
インク液面での泡立ちを防いできた。しかしながら、第
１３図の水平仕切板５１では、一度下方の液室に入った
気泡、あるいは温度変化等で発生した気泡は上方へ出て
ｂかないため、微小気泡が発生して、インク噴射不能に
なると込う致命的欠点があった。また、各液室５２をつ
なぐ連結穴５３の高さにインク液面が来ると、連結穴付
近でよけいに泡立ち、微小気泡の発生源となった。Ｉま
た＠ｘ４図に示される垂直仕切板にふ・いても、泡立た
ないように仕切板５４０間隔を狭めると一度入った泡は
仕切板５４にはさまれて上方へ移動しないし、間隔が広
いと自由液面で微小気泡が発生すると込う欠点があった
。

く本発明の目的〉 本発明は以上の欠点を克服し、微小気泡がインク噴射機
構内に流入しないインク容器を提供し、インクジェット
ヘッドの噴射安定性を確立することを目的とする。

く本発明の構成〉 以下、本発明の一実施例を示す。

第１図において、ベース１及び振動板２を貼り合わせ、
接合平面近傍にインク流路を形成し、インク流路にイン
クを供給する供給ロアがインク容器９内に連結している
。振動板２には、金属板３圧電累子４がそれぞれの流路
に対応して接着されている。金属板３及び圧電素子４に
ｐｐｃ５より給電する如く接合されている。電気配線部
にインクが旧情して絶縁不良になるのを防止するようカ
バー６があシ、ヘッド固定のための固定部Ａ　４０があ
る。インク容器９にも固定部Ｂ４１があって、固定部Ａ
４０及び固定部Ｂ４１でキャリッジ（図示せず）に固定
している。インク容器９内には、５度以上傾いている、
傾斜仕切板８があり、インク容器９内部を上下に分割し
ている。傾斜仕切板８の最上部に、正方の液室１５に通
じる連結穴１４がある一傾斜仕切板８は、第３図又は第
４図に示すようにインク容器にはめ込みにしても、微小
気泡が通らない程度のシール性を容易に保つことができ
る。

もちろん接着しても良い。

又、インク使用最下限の最終液面１３を検出する検出端
子ｌＯが水平に複数個あり、各検出端子１０間の電気抵
抗値の変化によりインクの有無の検出ができるようにな
っている。さらに、大気に通じる通気孔１６及びインク
注入口１７、明白色の上限明示板３１がある。上限明示
板３１は通気孔１６の高さとを１は同じで少し低いとこ
にある。上限明示板３１はテフロン製で、インクに没し
ない限シインクを弾いて明白色を保ち、インクによって
染色されない。

もちろん、テフロン塗装やテフロンコーティングでも良
いし、同等の性能を有する材質はすべて使用できる。

インク注入口１７とインク液室への入口１２の間に弾性
体１１がはめ込んである。

インク容器９及び供給ロアには第８図又は第９図のよう
なインク導路４７がある。インク導路４７はインク容器
９内の＃１は全壁面にある。ベース１壁面にもある。

インク供給ロアの奥には第５図のようにフィルタ４３が
ある。ベースｌと振動板２の間に出来たインク流路４４
の深さのｌθ倍以下望ましくは３倍以下の深さを持つフ
ィルタ後室４６がある。フィルタ４３は第１２図のよう
に溶着部Ｉが外周にあり、大きな孔が開いていて第１１
図のようにベース１に熱カシメされている。フィルタ４
３はニッケルのエレクトロフォーミングや、ステンレス
スチールのエツチングで作られておフ、厚みが１０〜２
（１μｍと非常に＃ｈので流路抵抗が小さく開孔率が小
さくても小面稍ですむ。又、厚みが薄く、しかもＦｔ　
１１直線的に開いているため、フィルタ４３内に気泡を
滞留させることがない。

以上のインク容器にインクを注入口１７よシ先端が針状
のもので弾性体１１を刺し、針状先端よシ押し出された
インクは、インク人口１２から壁面を伝わって泡立たな
いで注入される。インクが注入されるに従い液面は上昇
し、上限明示板３１を越えると、上限明示板３１がイン
ク色になるので一杯になったことが良く分かシ、インク
注入を止める。針状先端を弾性体１１から引き抜くと、
弾性体１１に開いていた穴はしまシそこから注入口１７
側へインクが通ることはない。

印刷前にインク容器は逆様になったシ横た卦しになって
いることがあ）、気泡（空気部）はインク容器９内のど
こにでもある可能性がある。しかし正常状態に静止する
と即座に気泡は上方に移動する必要がある。

傾斜仕切板８を水平に対して５度以上傾斜すると、下方
の液室１５にある気泡は連結穴１４の方へ移動し、１１
とんどの気泡はインク液面へ昇って行き供給ロアより噴
射ヘッドへ流れることはない。すなわち、印刷状態にタ
ンクと一体になったヘッド体を静止した時、各液室にあ
る気泡は上方にまと１．υ、キャリッジが移動振動する
時に微小気泡が供給ロア近くで発生することはない。又
、タンク全体が攪拌されてインク液面１３近くの気泡が
下方の液室１５のインクより先に供給ロアへ池れること
もな込。連結穴１４から上方に大きな気泡が昇っていく
ためには連結穴１４を直径１．５〜２寵以上にするか又
は１〜ｚｌｌＪＩ中以上のスリットにする必要がある。

インク容器９内面及び傾斜仕切板８等の表面はインクに
対してぬれやすい表面にすることによ多気泡の発生及び
滞留を防ぐことがもっと容易になる。

インク中に滞留する気泡の大きさは小さじ微小気泡（直
径数ミクロン）から大きな気泡（直径数ミリメートル）
までいろいろあるが、大きな気泡は、浮力が大きｂため
壁面に長く滞留することは少なく、上方へ浮かびあがっ
てしまう。数１０μ〜数百μの微少気泡は浮力が小さい
ために壁面に長く滞留する仁とになる。インク液の表面
張力をＨ１気泡の直径をＤとすると気泡内の圧力は４１
／Ｄだけ高くなる。圧力が高くなった分インクへの気体
の溶解度は増すため、ある径以下の気泡はインク中に溶
は込み、消えてしまう。例えばφωμの気泡は見かけ上
飽和しているインク中にも−１は５公租度で溶解するこ
とが確認できる。φｌｉｔμ程度だと５秒とかからない
。

したがって、実施例によるインク容器では最上の連結穴
１４から下方にあるインクが順次供給ロアよル使用され
るから、連結穴１４を通過する微小気泡が、インク中に
溶は込みつつ、供給ロアにたどシつくまでに消滅する。

すなわち、インク容器全体のインクを泡立たないように
しなくても、インク最下限１３より下方の液室１５には
泡立ちや攪拌がな−ので気泡が供給ロアにたどりつく長
い時間のうちにインク中に溶は込んでしまう。インク容
器は単純になシ、使用範囲内のインク容積内にあった仕
切板がなくなったことから、使用可能インク量を大１］
に増加することができる。

又、インク補給の際、インク注入口１７よシインクが流
れ込んで来るわけであるが、仕切板が使用最下限１３よ
り上方にあった従来の場合だと、最上部に入ったインク
と一段目の液室との空気が入れかわｐさらに２段目３段
目と空気とインクが小さな連結穴１４か・ら入れかわる
必要があったため、インク補給に非常に時間がかかった
が、本発明によるインク容器９だと、使用範囲に仕切板
がないため、非常にすばやくインク補給を行えるように
なった。

傾斜仕切板８は第１Ｏ図のように連結穴１４が複数個聞
込ていても良く、要はインクで満たされている液室の下
方にあるインクから順次供給ロアから使用できれば良い
。

第１Ｏ図の傾斜仕切板８は連結穴１４が多くあるため、
逆様から正常にした時すばやく気泡が上方に行くうえ、
傾斜角度一定だと一板の傾斜仕切板８の高さが低くでき
るので、インク最終液面を低くできるから、使用可能イ
ンク量を増やすことができる。

一方第１図のように各傾斜仕切板８に１個づつ連結穴が
ある場合だとインクの混カが全くないので、下方の供給
ロアに近いインクより順次使用するため、気泡混入に対
して格段に強くなる。

フィルタ後室４６に空気が残らないよう第７図のように
、フィルタ後室４６の全周から各ノズルへ各インク流路
４４−１〜４４−９が連結されている。又、各インク流
路はなめらかにつながり、流れに滞留を生じない形状に
なっている。フィルタ後室４６は、薄く作ってあシ、気
泡をノズルより押し出して噴射可能にするパージング操
作の際、インク流速が各流路中の流速に比べて極端に遅
くならないようになっていて、気泡の滞留を許さなくし
ている。

さらに第６図のように振動板２に突起４５を備えて、流
速を均一にすると一層良い。

フィルタ４３は微小気泡が万−流れて来ても阻止するた
めのもので、穴径が１５ミクロン以下でないと使用でき
ない。すなわち、直径が１５ミクロンを越える気泡が、
噴射機構のインク流路中に入ると、インク流路中に発生
させる圧力を吸収してしまい安定噴射が出きなくなる。

微小気泡で径１５μｍ以下のものはフィルターを通るが
、非常に個数が少ない場合は噴射にそれｔｌど影響を与
えないし、連続噴射でない限シ（普通の印刷では連続噴
射抹あシ得ない。）、ノズルへ行くまでにインク中に溶
は込み消滅する。

インク容器９を逆様にしたり傾むけて保存すると、フィ
ルタ４３をインクが満たさないが、ＭＢ図又は第９図の
ようなインク導路４７があるため、毛細管現象でインク
液面よｐ相当高い位置にあるフィルタにもインクは導か
れ、流路内のインクが蒸発していっても、インク容器内
のインクが導路４７を通って補給され、インク流路内で
気泡が成長することはない。インク導路４７はフィルタ
４３マで知今につながっている必要はなく、インク容器
９内′のコーナ部等も毛細管現象を生じるのでこれもイ
ンク導路４７のつなぎになり、どんな姿勢にインク容器
９を傾けてもインク液面からフィルタ４３′ｉでインク
の補給路としてぬれている。

本発明による他の実施例を第２図によシ説明する。第２
図において、インク容器９は主室四と副室２３に手直仕
切板２１によｐ仕切られておシ、双方の空気圧が大気に
等しくなるよう副室通気孔冴が上方にある。一方、主室
２２七副室おの下方にはインク鴻路加があシ、インクが
移動できる。垂直仕切板２１とペース１の間隔は０．７
〜２１１１ｍと狭いため、毛細管現象により副室の液面
は主室の液面よ多高い。ヘッドの供給ロアはインク通路
２１】より大きく（高く）てよ込。垂１に仕切板２１に
は上限明示板３１を備え印刷時に主室ｎのインクが垂直
仕切板２１を越えないようになっている。

以上の構成により、気泡の供給ロアへの流入に関しては
第一の実施例で説明したように、インク通路側へは流れ
て来ない。又、副室の液面での気泡の発生は、間隔が挟
込ため１１とんどなく、インク供給ロアへ流れるインク
の量の割合は、主室と副室の表面積比のため、副室のイ
ンクの移動速度は小さく、微小気泡は供給ロアへ行くま
でに消滅してしまうので問題とならない。

この実施例によれば、インク供給ロアが設計上大きく高
くなっても、インク使用可能量をへらすことなく傾斜仕
切板８を備えることができる上、インク容器９全体に加
速度が加わった時、主室２２のインクの質量がインク通
路側へ押しつけられ供給ロアの圧が上昇しようとするの
を副室ｎで吸収することができ、安定噴射に大きく貢献
している゛。

〈本発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、微小気泡による噴射不
能と込う致命的欠点をなくすことができる上、持ち運び
した後すぐに定常状態に戻シ、印字可能となる。又、イ
ンク注入速度がすばやく行える。又、噴射ヘッドへのイ
ンクの圧力変動がなくなシ、さらに安定した噴射が行え
るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１〜第１２図は本発明による一実施例のもので、第１
図、第２図、第１Ｏ図はインク容器及びインクジェット
ヘッドの断面図、第３図、第４図り傾斜仕切板とインク
容器との接合部の断面図、第５図、第６図はフィルタ後
室の断面図、第７図はフィルタ後室の平面図、第８図、
第９図はインク導路の断面図、第１１図はフィルタ部の
拡大断面図、第１２図はフィルタの平面図である。 第１３図及び第１４図は従来のインク容器を示す図であ
る。 ｌ−ベース ２−振動板 ７−供給口 ８−傾斜仕切板 ９−インク容器 １４一連結式 １６−通気孔 １７−注入口 ２１−垂直仕切板 ３１−上限明示板 ４３−フィルタ ４４−流路 ４６−フィルタ後室 ４７−インク導路 以　上 出願人　エプソン株式会社 代理人　弁理士最　上　務 第７図 第８図　第９図 ｍｌｌｌ図 第１３ｖＡ 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 印刷ヘッドに連結され、キャリッジに搭載されて移動す
   るインク容器において、インク容器内が傾斜した仕切板
   によ如上下に複数の液室に分割され、前記仕切板の最上
   部に上方の液室に通じる連結穴が設けられていることを
   特徴とするインク容器。