JPS63267557A - インクジエツト用インクタンクのインク充填方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微小開口よりインクを吐出させ、被記録物に
文字、画像、図形等を記録するインクジェット記録装置
におけるインクジェット用インクタンクのインク充填方
法に関する。

従来の技術 第２図は、特開昭５７−１２４５２号公報に記載された
インクジェット記録装置を示しており、空気流と静電力
を利用したものである。一定流速の空気流が流出する空
気吐出口２に対向してインク吐出口ｌが設けられておシ
、インク吐出口１内に保持されたインクを、空気吐出口
２の前面に設けられた電極３によシ生じる静電力により
吸引し、前記空気流による加速を加えながら、空気吐出
口２より吐出させるものである。

インク吐出口１にインク供給するインクタンク４には、
前記空気吐出口２よシ空気流を供給する空気供給源５が
連結され一定の空気圧力が印加されており、インク吐出
口１と空気吐出口２０間隙を流れる空気の圧力と、イン
ク吐出口１内に保持されているインクの圧力をほぼ同一
に設定し、電極３に信号電力が印加されない時にはイン
クの吐出がなく、インク吐出口１にインクが安定保持さ
れるように設定されている。

第２図に示されたような、信号電圧が印加されない時に
は、インク吐出口１にインク保持され、信号電圧が印加
された時にのみインクの吐出がなされるインクジェット
記録装置では、例えば特開昭６０−１４７３４号公報に
記載されているように、インク吐出口１の位置と、イン
クタンク４内のインク液面の高低差が、インクの吐出状
態に影響を及ぼす。すなわち、インク液面が高くなると
インクが吐出しやすくなりインクの吐出量が増大し、逆
にインク液面が低くなるとインクの吐出量が減少する。

したがって、第２図に示されているようなインクタンク
４を使用すると、インクタンク４内のインクが消費され
てインク量が減るに従ってインク液面が低下し、インク
ジェットヘッドからのインクの吐出量がしだいに減少し
、被記録物上での記録濃度がしだいに薄くなってしまう
という欠点がある。

第３図はこのような欠点の解消するために考えられた本
出願人の先行出願に係るインクタンクである。インクジ
ェットヘッドおよび空気供給源の構成は第２図と同一で
あるので図示を省略する。

空気供給源よりの空気は空気流入口８より空気室９に流
入し、インク貯蔵室１０内に突出し、インクタンク４底
部近傍にまで導かれた空気導入管６よシインク貯蔵室１
０内のインクに圧力を印加する。

インク貯蔵室１０内のインクは、インクタンク４の底部
近傍に設けられたインク流出ロアよりインクジェットヘ
ッドに供給される。

インクジェット記録装置の駆動時には、インク吐出口に
インクが安定して保持できるよう例えば、インクタンク
４とインクジェットヘッドに等しい空気圧力Ｐａが印加
される。この空気圧力Ｐａは、空気流入口８、空気室９
を介し空気導入管６に伝搬され、インク貯蔵室１０内の
インクにＰａの圧力が印加される。この時、空気導入管
６の先端部の高さ０の位置にインクの液面が形成され、
インク貯蔵室１０内のインクが消費されてもその消費量
だけの空気が空気導入管６よシインク貯蔵室１０内に流
出し、インク液面が高さ０の点に保たれることには何ら
変化がない。

ここで、インク貯蔵室１０の上部に貯蔵される空気につ
いて説明をすると、この空気に接しているインクの液面
の高さをＡとしＨ＝ＡＯとし、インクの密度をρ、重力
加速度をｇとすると、この部分の空気圧力Ｐａ’は Ｐａ’＝Ｐａ−ρｇＨ となる。すなわち、Ｐａ’の値は、インク液面の高さＡ
、すなわちインク貯蔵室１０内のインク量に応じて変化
し、高さＯに作用するＰａとの均衡が保たれる。このこ
とは、インクジェットヘッドに作用する実質的な水頭圧
の力が常に高さ０にあり、高さＡに存在するインク液面
と無関係であることを意味している。したがって第１図
の構成では、インクジェットヘッドに作用するインクタ
ンク４内のインク液面による水頭圧の力を、常に高さＯ
で規定できる一定値に設定することができ、インクの消
費量に無関係に吐出特性の一定したインクジェット記録
装置が実現できる。

次に、インクタンク４に空気圧力Ｐａが印加されている
時と印加されていない時のインクタンク４内のインクの
状態について説明する。第４図（ａ）は、空気圧力Ｐａ
が印加された状態を示し、インクジェット記録装置の駆
動中あるいは駆動準備が完了している状態を示す。又第
４図（ｂ）は空気圧力が印加されていない状態で、イン
クジェット記録装置の非駆動時を表わす。第４図（ａ）
において、空気室９には空気圧力Ｐａが、インク貯蔵室
１０の上部には空気圧力Ｐａ’が各々印加されておシ、
これらの空気圧力が解除されると、Ｐａが大気圧力まで
低下し、それに従ってＰａ’も低下し、その際に空気の
膨張が生じる。その結果、第２図（ｂ）に示したように
、インク貯蔵室１０内のインクが空気導入管６および空
気室９内に流入する。空気室９は、これらのインクを収
容するために設けられたものであり、空気流入口８よシ
インクが外部に流出するのを防ぐ役割を果す。したがっ
て空気室９に要求される容積の大きさは、これらの流入
するインクを全て収容するに足りるものでなければなら
ないが、実際の値はインク貯蔵室１０の容積および空気
圧力Ｐａの大きさによって決定される。厳密な計算では
なく、概略の計算を実施すると、インク貯蔵室１０の上
部の空気の体積をＶ′とすれば、空気供給源の圧力を解
昧することによって、この部分が膨張する体積、ΔＶす
なわちインクの空気室９への流入量は、Δｖ＝Ｐａ′／
Ｐｏ−ｖ′ と表わされる。但し、Ｐｏは大気圧とする。

そして、Ｖ′は、インク貯蔵室１０の体積Ｖを越えない
し、Ｐａ’もＰａよシ小で、しかも近傍の値であるので
、 ΔＶ＞Ｐａ／Ｐｏ−■ であれば、必要条件を満たすことになる。

一般にＰａは、０．０製ｄ〜０．１５金句の値が採用さ
れているので、空気室９の容積はインク貯蔵室１０の容
積の１０〜２０チあれば十分ということになる。

第４図（ｂ）の状態は、再び空気圧力を印加すると、第
４図（ａ）の状態に復、り卆し、動作状態ではインク液
面が常に一定に保たれる。

発明が解決しようとする問題点 第３図のインクタンクには、インクが消費されてしまっ
た時、あるいは最初にインクを充填する際にインクを補
給するためのインク補給口１１が設けられており、使用
時にはキャップ１２によシ閉塞されている。インクの補
給時には空気供給源５よシの空気圧力を解除し、キャッ
プ１２を外してインク補給口１１よシインク貯蔵室１０
にインクを流入させるが、この時空気室９が大気に開放
された大気圧になっているので、空気室９にもインクが
流入しインク貯蔵室１０と同じ高さに液面が生じる。こ
の時の様子を第５図に示す。インクの補給時に第５図の
ように空気室９内に液面が生じると再び空気供給源５よ
シ圧力を印加しても、インク貯蔵室１０の上部に存在す
る空気の量が微小であるので、そこでの空気の収縮量が
非常に少なく空気室９に流入したインクの液面が＃１と
んど低下せず空気導入管６まで空気が導かれなくなって
しまう。したがってこのようにしてインク補給がなされ
たインクタンクでは、少なくとも空気室９に流入したイ
ンク量と同じ量のインクが消費されるまでは、インクジ
ェットヘッドに作用する実質上のインク液面の高さが、
空気室９に生じている液面の高さとなり、実質的にイン
ク液面の影響が一定であるという機能を失うことになる
。本発明はこのような問題点を解決することを目的とし
ている。

問題点を解決するための手段 本発明は空気流入口に連通した空気室およびこれより延
びた空気導入管を備えたインクタンクにインクを補給す
る際、空気流入口を閉塞し、空気室を外気と密閉状態に
してインクをインク補給口よシ充填するものである。

作用 上記手段を講じることによって、補給あるいは充填され
たインクがインク貯蔵室にのみに流入し空気室内にまで
流入しないので、インク補給口を閉塞し、空気室に空気
供給源よシ空気圧力を印加した時、空気導入管の位置に
インクの液面が形成され、この位置がインクジェットヘ
ッドに作用する実質上の液面となり、インクの消費量と
独立した性能を有するインクジェット記録装置が実現で
きる。

実施例 以下図面とともに本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものであシ、インクジ
ェット記録装置を駆動させインクタンク内のインクが消
費されたのでインクの補給を行っているところである。

図中第３図と同一部分には同一符号を付す。

まず、インク補給口１１を閉塞しているキャップ１２を
取外し空気供給源と空気流入口８を連通しているチュー
ブ１３をクリップのような塞閉器１４によシつまみ、空
気室９を空気導入管６を除く個所において密閉状態にす
る。次にインクびん１５のインク１６をインク補給口１
１よシ注ぎ込みインク貯蔵室ｌ。

内にインクを満たす。この時空気室９は密閉状態となっ
ておシ、空気導入管６では空気とインクの入れ換りが不
自由であるので、空気室９まではインクが流入しない。

インク貯蔵室１０にインクが満たされた後、キャップ１
２によシインク補給口１１を閉じ、空気室９を密閉状態
にしている閉塞器１４を解除して、空気供給源よシ空気
室９に空気圧力を印加すると、再び第４図（、）の状態
が再現され、以後安定して動作するインクタンクが提供
できる。

なお、第１図は、インクジェット記録装置に組込まれた
インクタンクについての実施例であるが、インクタンク
を組立てた後、インク貯蔵室１０にインクを充填する時
には、インク流出ロアおよび空気流入口８を閉塞した後
、インク補給口１１よシインクを充填すれば、すぐにイ
ンクジェット記録装置に組み込めるインクタンクが提供
できる。

発明の効果 以上詳細な説明のように、本発明によるインク充填方法
によれば、インクの補給あるいは充填が簡単に実施でき
、インク補給直後においてもインクジ丁ットヘッドに作
用する実質的なインクタンク内のインク液面の高さが所
定の一定値に固定設定されるため、常に吐出時特性の一
定したインクジェット記録装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインク充填方法を説明するための
インクジェット用インクタンク部の一実施例を示す断面
図、第２図は従来のインクジェット記録装置の全体構Ｘ
図、第３図乃至第５図は本発明に使用されるインクタン
クの動作を示す断面図を各々示す。 ４・・・インクタンク、６・・・空気導入管、７・・・
インク流出口、８・・・空気流入口、９・・・空気室、
１０・・・インク貯蔵室、１１・・・インク補給口、１
３・・・チューブ、１４・・・閉塞器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男ほか１名第１図 第２図 第３図 第４図 ｔα） （ｂ） 第　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インクタンクの上部に設けられたインク補給口およびイ
   ンクジェットヘッドにインクを供給するインク流出口に
   連通したインク貯蔵室と、空気圧力を導入するための空
   気流入口および前記インク貯蔵室の底部に導かれた空気
   導入管に連通した空気室とを内蔵するインクタンクの前
   記空気室を外気と遮断した状態で、インク補給口よりイ
   ンクをインク貯蔵室に充填することを特徴とするインク
   ジェット用インクタンクのインク充填方法。